IPv4-Subnetting
- Hosts pro Subnetz
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- Blockgröße
- 256 − (mask octet)
- Netzadresse
- IP AND Maske
- Broadcast-Adresse
- IP OR (NOT Maske): alle Host-Bits auf 1
- Subnetze aus n geliehenen Bits
- 2n
Rechnernetze: Lernpaket
Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.
1Formeln und Methoden
Zahlensysteme
- Stellenwerte
- binär 2k, oktal 8k, hex 16k
- Ins Dezimalsystem
- Σ dk·bk
- Aus dem Dezimalsystem
- durch die Basis teilen, die Reste von unten nach oben lesen
- Hex ↔ binär
- eine Hex-Ziffer = 4 Bits
- Zweierkomplement
- die Bits invertieren und 1 addieren
2Übungsaufgaben
1.IPv4-SubnettingMittel
Das Netz 10.202.88.0/22 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /27 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.202.88.0/22/27
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 172.20.81.129/22. Wie lautet das dritte Oktett x seiner Netzadresse?
172.20.81.129/22
x =
3.RechnernetzeMittel
Welches Feld im IPv4-Header verhindert, dass Pakete in einer Routing-Schleife ewig kreisen?
- AHeader-Prüfsumme
- BType of Service
- CTime to Live (TTL)
- DIdentification
4.RechnernetzeSchwer
Warum wählt TCP für jede Verbindung eine unvorhersagbare initiale Sequenznummer?
- AUm die Nutzlast jedes Segments zu verschlüsseln
- BUm Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
- CUm die Daten effizienter zu komprimieren
- DUm die beste Route zum Ziel für die Segmente dieser Verbindung auszuwählen
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −7 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −78 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0100 0010 >> 2. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0100 0010>> 2
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: N = 32
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
Geliehene Bits
27 − 22 = 5
Anzahl der Subnetze
N = 25 = 32
Antwort
N = 32
Jedes /27-Subnetz hat 25 − 2 = 30 nutzbare Hosts.
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 80
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
Blockgröße im dritten Oktett
22 = 4
Subnetz dieses Hosts
Netz: 172.20.80.0
Broadcast: 172.20.83.255
Antwort
x = 80
3.Rechnernetze
Antwort: C · Time to Live (TTL)
Warum das die Antwort ist
Jeder Router dekrementiert die TTL; bei null wird das Paket verworfen und meist eine ICMP-Nachricht „Time Exceeded“ gesendet. IPv6 nennt das Feld Hop Limit.
Antwort
C · Time to Live (TTL)
4.Rechnernetze
Antwort: B · Um Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
Warum das die Antwort ist
Zufällige initiale Sequenznummern verhindern, dass verspätete Segmente alter Verbindungen akzeptiert werden, und erschweren es Angreifern außerhalb des Pfads, gültige Segmente zu fälschen.
Antwort
B · Um Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 249
Bits setzen: Jedes Bit hat den Wert einer Zweierpotenz (128, 64, …, 1). Eine Hexadezimalziffer entspricht genau vier Bits, und im 8-Bit-Zweierkomplement hat das linke Bit den Wert −128. Bitweise Operationen wirken auf jede Bitposition einzeln.
Invertieren und eins addieren
7 = 0000 0111
invertiert: 1111 1000
+1 → 1111 1001
Vorzeichenlos lesen
1111 1001₂ = 256 − 7 = 249
Antwort
U = 249
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 16
Bits setzen: Jedes Bit hat den Wert einer Zweierpotenz (128, 64, …, 1). Eine Hexadezimalziffer entspricht genau vier Bits, und im 8-Bit-Zweierkomplement hat das linke Bit den Wert −128. Bitweise Operationen wirken auf jede Bitposition einzeln.
Bit für Bit
Das Rechtsschieben um 2 verschiebt jedes Bit um 2 Stellen nach rechts; Bits, die am rechten Ende herausfallen, gehen verloren, und links kommen Nullen nach.
0100 0010 >> 2
= 0001 0000
Wert des Ergebnisses
0001 0000₂ = 16
Antwort
R = 16
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