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 6 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/246 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.5.24/29. Welches ist das vierte Oktett x seiner Netzadresse?
10.20.5.24/29
x =
3.RechnernetzeMittel
Wie nutzt TLS typischerweise asymmetrische und symmetrische Kryptografie?
- ASymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; asymmetrische Chiffren verschlüsseln alle Daten
- BDurchgehend wird nur asymmetrische Kryptografie verwendet
- CAsymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; symmetrische Chiffren verschlüsseln die Daten
- DEs wird nur symmetrische Kryptografie mit einem festen gemeinsamen Passwort verwendet
4.RechnernetzeSchwer
Der private Schlüssel eines Servers wird in einem Jahr gestohlen. Welche TLS-Eigenschaft schützt heute aufgezeichnete Sitzungen?
- ADas zweimalige Senden des Zertifikats
- BDie Verwendung eines längeren Domainnamens
- CForward Secrecy durch ephemeren Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch
- DDas Komprimieren der Daten vor der Verschlüsselung
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −29 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −298 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0100 0101 OR 0111 0111. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0100 0101OR0111 0111
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 30
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
23 = 8 ≥ 6 → b = 3, /27
Hosts pro Subnetz
25 − 2 = 30
Antwort
H = 30
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 24
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
23 = 8
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊24/8⌋·8 = 24
Broadcast: 24 + 8 − 1 = 31
nutzbare Hosts: 25 … 30
Antwort
x = 24
3.Rechnernetze
Antwort: C · Asymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; symmetrische Chiffren verschlüsseln die Daten
Warum das die Antwort ist
Public-Key-Verfahren und Zertifikate stellen ein gemeinsames Geheimnis her und weisen die Identität nach. Schnelle symmetrische Chiffren wie AES schützen dann die Masse der Daten.
Antwort
C · Asymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; symmetrische Chiffren verschlüsseln die Daten
4.Rechnernetze
Antwort: C · Forward Secrecy durch ephemeren Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch
Warum das die Antwort ist
Bei ephemerem (EC)DHE wird jeder Sitzungsschlüssel aus temporären Werten abgeleitet, die verworfen werden. Der langfristige Schlüssel signiert nur den Austausch, sein späterer Diebstahl entschlüsselt also keinen alten Verkehr.
Antwort
C · Forward Secrecy durch ephemeren Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 227
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
29 = 0001 1101
invertiert: 1110 0010
+1 → 1110 0011
Vorzeichenlos lesen
1110 0011₂ = 256 − 29 = 227
Antwort
U = 227
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 119
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
OR ergibt dort 1, wo mindestens ein Bit 1 ist.
0100 0101
OR 0111 0111
= 0111 0111
Wert des Ergebnisses
0111 0111₂ = 119
Antwort
R = 119
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