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
Ein Subnetz verwendet die Maske 255.255.252.0. Wie viele nutzbare Hostadressen H hat es?
255.255.252.0
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 172.20.199.199/18. Wie lautet das dritte Oktett x seiner Netzadresse?
172.20.199.199/18
x =
3.RechnernetzeMittel
HTTP ist zustandslos. Wie halten Websites einen Nutzer üblicherweise über mehrere Anfragen hinweg angemeldet?
- AIndem die TCP-Verbindung tagelang offen gehalten wird
- BMit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
- CIndem das Passwort in der URL gespeichert wird
- DIndem jeder Nutzer eine feste IP-Adresse erhält
4.RechnernetzeSchwer
Warum braucht IPv6 kein NAT wegen Adressknappheit?
- ASein 128-Bit-Adressraum ist groß genug, um jedem Gerät eine globale Adresse zu geben
- BIPv6 funktioniert nur in lokalen Netzwerken, sodass Adressen nie global geteilt werden müssen
- CIPv6 verschlüsselt alle Adressen
- DIPv6 verwendet keine Adressen
5.ZahlensystemeMittel
Schreibe −95 als 8-Bit-Muster im Zweierkomplement. Lies das Muster als vorzeichenlose Binärzahl: Welchen Wert U hat es im Dezimalsystem?
N = −958 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 1000 0011 AND 1101 0000. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
1000 0011AND1101 0000
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 1022
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).
Präfixlänge
255.255.252.0 = /22
Nutzbare Hosts
210 − 2 = 1022
Antwort
H = 1022
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 192
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
26 = 64
Subnetz dieses Hosts
Netz: 172.20.192.0
Broadcast: 172.20.255.255
Antwort
x = 192
3.Rechnernetze
Antwort: B · Mit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
Warum das die Antwort ist
Der Server setzt ein Cookie mit einer Sitzungs-ID oder einem Token, und der Browser schickt es bei jeder Anfrage mit, sodass der Server den Nutzer wiedererkennt.
Antwort
B · Mit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
4.Rechnernetze
Antwort: A · Sein 128-Bit-Adressraum ist groß genug, um jedem Gerät eine globale Adresse zu geben
Warum das die Antwort ist
IPv6 hat etwa 3,4 × 10³⁸ Adressen, daher entfällt die Knappheit, die bei IPv4 zu NAT geführt hat; Firewalls sorgen weiterhin für Sicherheit.
Antwort
A · Sein 128-Bit-Adressraum ist groß genug, um jedem Gerät eine globale Adresse zu geben
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 161
Stellenwertsysteme: Jede Ziffer ist ihren Wert mal eine Potenz der Basis wert. Im Binärsystem sind die Stellen 1, 2, 4, 8, 16, … wert, im Hexadezimalsystem 1, 16, 256, …, wobei A–F für 10–15 stehen. Im 8-Bit-Zweierkomplement ist das linke Bit −128 statt +128 wert; so werden negative Zahlen gespeichert.
Invertieren und eins addieren
95 = 0101 1111
invertiert: 1010 0000
+1 → 1010 0001
Vorzeichenlos lesen
1010 0001₂ = 256 − 95 = 161
Antwort
U = 161
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 128
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
AND ergibt nur dort 1, wo beide Bits 1 sind.
1000 0011
AND 1101 0000
= 1000 0000
Wert des Ergebnisses
1000 0000₂ = 128
Antwort
R = 128
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