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 192.168.10.0/24 soll in mindestens 16 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/2416 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.112.245/25. Welche ist die letzte Zahl (viertes Oktett) x der Broadcast-Adresse seines Subnetzes?
10.20.112.245/25
x =
3.RechnernetzeMittel
Welches TCP-Flag signalisiert, dass ein Sender keine Daten mehr senden wird?
- APSH
- BURG
- CSYN
- DFIN
4.RechnernetzeSchwer
Ein Student betreibt einen Spieleserver auf einem PC hinter einem NAT-Router zu Hause. Freunde im Internet können sich nicht verbinden. Was ist die übliche Lösung?
- ADen DNS-Client des PCs abschalten
- BDie Subnetzmaske des PCs auf /32 ändern
- CDem PC eine andere MAC-Adresse geben, damit der Router ihn von außen finden kann
- DAuf dem Router eine Portweiterleitung zur privaten Adresse des PCs einrichten
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −98 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −988 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0101 0001 << 1. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0101 0001<< 1
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 14
IPv4-Subnetting: Eine Adresse hat 32 Bits. Das Präfix /p gibt an, wie viele führende Bits das Netz bezeichnen; die übrigen 32 − p Bits nummerieren die Hosts. Ein Subnetz hat 2³²⁻ᵖ Adressen, aber die erste (Netzadresse) und die letzte (Broadcast-Adresse) können keinem Host gegeben werden, also passen 2³²⁻ᵖ − 2 Hosts hinein. Ausnahmen: Ein /31 (Punkt-zu-Punkt-Verbindung, RFC 3021) nutzt beide seiner 2 Adressen für Hosts, und ein /32 ist eine einzelne Adresse (ein einzelner Host oder ein Loopback).
Zu leihende Bits
24 = 16 ≥ 16 → b = 4, /28
Hosts pro Subnetz
24 − 2 = 14
Antwort
H = 14
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 255
IPv4-Subnetting: Eine Adresse hat 32 Bits. Das Präfix /p gibt an, wie viele führende Bits das Netz bezeichnen; die übrigen 32 − p Bits nummerieren die Hosts. Ein Subnetz hat 2³²⁻ᵖ Adressen, aber die erste (Netzadresse) und die letzte (Broadcast-Adresse) können keinem Host gegeben werden, also passen 2³²⁻ᵖ − 2 Hosts hinein. Ausnahmen: Ein /31 (Punkt-zu-Punkt-Verbindung, RFC 3021) nutzt beide seiner 2 Adressen für Hosts, und ein /32 ist eine einzelne Adresse (ein einzelner Host oder ein Loopback).
Blockgröße
27 = 128
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊245/128⌋·128 = 128
Broadcast: 128 + 128 − 1 = 255
nutzbare Hosts: 129 … 254
Antwort
x = 255
3.Rechnernetze
Antwort: D · FIN
Warum das die Antwort ist
Jede Seite sendet FIN, wenn sie keine Daten mehr hat, und die andere Seite bestätigt es. SYN dient dem Verbindungsaufbau; RST bricht eine Verbindung ab.
Antwort
D · FIN
4.Rechnernetze
Antwort: D · Auf dem Router eine Portweiterleitung zur privaten Adresse des PCs einrichten
Warum das die Antwort ist
NAT legt Zuordnungen nur für Verbindungen an, die von innen gestartet werden. Eine Portweiterleitungsregel ordnet einen öffentlichen Port dem internen Host zu, sodass eingehende Verbindungen ihn erreichen.
Antwort
D · Auf dem Router eine Portweiterleitung zur privaten Adresse des PCs einrichten
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 158
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
98 = 0110 0010
invertiert: 1001 1101
+1 → 1001 1110
Vorzeichenlos lesen
1001 1110₂ = 256 − 98 = 158
Antwort
U = 158
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 162
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 Linksschieben um 1 verschiebt jedes Bit um 1 Stellen nach links; Bits, die am linken Ende herausfallen, gehen verloren, und rechts kommen Nullen nach.
0101 0001 << 1
= 1010 0010
Wert des Ergebnisses
1010 0010₂ = 162
Antwort
R = 162
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