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 8 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/248 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Router hat Routen zu diesen Netzen: 10.135.148.0/24, 10.135.149.0/24, 10.135.150.0/24. Wie groß ist die längste Präfixlänge p einer einzigen Summenroute, die alle abdeckt?
10.135.148.0/24 … 10.135.150.0/24
p =
3.RechnernetzeMittel
HTTP ist zustandslos. Wie halten Websites einen Nutzer üblicherweise über mehrere Anfragen hinweg angemeldet?
- AIndem das Passwort in der URL gespeichert wird
- BIndem die TCP-Verbindung tagelang offen gehalten wird
- CMit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
- DIndem jeder Nutzer eine feste IP-Adresse erhält
4.RechnernetzeSchwer
Hosts in VLAN 10 und VLAN 20 am selben Switch können nicht miteinander kommunizieren. Was wird benötigt?
- ADieselbe MAC-Adresse auf beiden Hosts
- BEin Hub, der mit beiden VLANs verbunden ist
- CEin längeres Kabel zwischen den Hosts
- DEin Router oder Layer-3-Switch, der zwischen den VLANs routet
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −69 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −698 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein System muss jedem von 2583 Elementen einen eigenen Binärcode gleicher Länge geben. Wie viele Bits b braucht es mindestens?
2583
b = bit
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 ≥ 8 → b = 3, /27
Hosts pro Subnetz
25 − 2 = 30
Antwort
H = 30
2.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 22
Routenzusammenfassung: Eine Summenroute a.b.c.0/p deckt alle Netze ab, deren erste p Bits übereinstimmen. Schreibe das abweichende Oktett des ersten und letzten Netzes binär; die Anzahl der gemeinsamen führenden Bits plus die Bits der Oktette davor ist das längste Summenpräfix.
Die Bits vergleichen
148 = 10010100
150 = 10010110
gemeinsame führende Bits: 6
Präfixlänge
p = 16 + 6 = 22
Antwort
p = /22
Summenroute: 10.135.148.0/22 (sie deckt auch 1 Netz(e) ab, die nicht in der Liste stehen).
3.Rechnernetze
Antwort: C · 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
C · Mit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
4.Rechnernetze
Antwort: D · Ein Router oder Layer-3-Switch, der zwischen den VLANs routet
Warum das die Antwort ist
VLANs sind auf Schicht 2 voneinander isoliert, daher muss Verkehr zwischen ihnen geroutet werden, etwa durch einen Router an einem Trunk („Router on a Stick“) oder einen Layer-3-Switch.
Antwort
D · Ein Router oder Layer-3-Switch, der zwischen den VLANs routet
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 187
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
69 = 0100 0101
invertiert: 1011 1010
+1 → 1011 1011
Vorzeichenlos lesen
1011 1011₂ = 256 − 69 = 187
Antwort
U = 187
6.Zahlensysteme
Antwort: b = 12 bit
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.
Zweierpotenzen
211 = 2048 < 2583
212 = 4096 ≥ 2583
Antwort
b = 12
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