RNVS-Blatt-09

1. Adressierung in Rechnernetzen (H)

(a) Klassenbasierte Adressierung und Classless Inter-Domain Routing (CIDR)

• Worin unterscheidet sich Classless Inter-Domain Routing (CIDR) von klassenbasierter Adressierung?
  • klassenbasierte Adressierung: Je nach Klasse fixe Anzahl von Netzen und Hosts, kann zu Verschwendung kommen wenn mehr Host Adressen reserviert werden als nötig
  • CIDR: Grundidee: Grenze zwischen Netz-Teil und Host-Teil verläuft fließend, muss nicht unbedingt in $2$er Potenz sein, weniger Verschwendung von Adressen
• Erklären Sie kurz die Vorteile von CIDR gegenüber klassenbasierter Adressierung.
  • Effizientere Nutzung von Adressen mit weniger Verschwendung

(b) Eine Organisation bekommt den Adressblock 131.42.0.0/16 zugewiesen und benötigt:

Aufgabenstellung

• 1 Subnetz mit bis zu 32000 Hosts
• 15 Subnetze mit bis zu 2000 Hosts
• 8 Subnetze mit bis zu 250 Hosts

Machen Sie Vorschläge für eine Aufteilung in geeignete Subnetze. Erstellen Sie eine Tabelle aller Subnetze mit folgendem Inhalt:

1. Subnetzadresse in CIDR-Notation
2. Subnetzmaske
3. Für Hosts verwendbare Adressbereiche für jedes Subnetz
4. Broadcastadressen für jedes Subnetz.

2. Private IP-Adressen nach RFC1918 (H)

Aufgabenstellung

In RFC 1918 wurden eine Reihe private IP-Adressen definiert:

• 10.0.0.0 – 10.255.255.255
• 172.16.0.0 – 172.31.255.255
• 192.168.0.0 – 192.168.255.255

Pakete mit Adressen aus diesen Bereichen werden im Internet nicht weitergeleitet.

(a) Wie lassen sich die drei Netzbereiche in Präfix-Notation darstellen?

Anleitung zum Lösen

1. Netzaddresse in Binär
2. Broadcast-Adresse in Binär
3. schauen wieviel der ersten $n$-Bits gleich sind
4. in Präfixnotation aufschreiben

10.0.0.0 – 10.255.255.255

Netzadresse und Broadcast-Adresse

• Netzadresse: 10.0.0.0
  • in Binär: $$\mathrm{00001010.00000000.00000000.00000000}$$
• Broadcast-Adresse: 10.255.255.255
  • in Binär: $$\mathrm{00001010.11111111.11111111.11111111}$$

Subnetzmaske

• Die ersten 8 Bits sind gleich: $$\to \text{Subnetzmaske}=\mathrm{11111111.00000000.00000000.00000000}$$
  • in Dezimal: $$\mathrm{255.0.0.0}$$

Präfix-Notation

• In Präfix-Notation kann man schreiben: $$10.0.0.0/8$$

172.16.0.0 – 172.31.255.255

Netzadresse: 172.16.0.0

$$\mathrm{10101100.00010000.00000000.00000000}$$

Broadcastadresse: 172.31.255.255

$$\mathrm{10101100.00011111.11111111.11111111}$$

Subnetzmaske: 12 Bits gleich

$$\mathrm{11111111.11110000.00000000.00000000}$$

Präfix-Notation

• In Präfix-Notation kann man schreiben: $$172.16.0.0/12$$

192.168.0.0 – 192.168.255.255

Netzadresse: 192.168.0.0

$$\mathrm{11000000.10101000.00000000.00000000}$$

Broadcastadresse: 192.168.255.255

$$\mathrm{11000000.10101000.11111111.11111111}$$

Subnetzmaske: 16 Bits gleich

$$\mathrm{11111111.11111111.00000000.00000000}$$

Präfix-Notation

• In Präfix-Notation kann man schreiben: $$192.168.0.0/16$$

(b) Zeigen Sie, dass das Netz 172.16.0.0/x (wobei x im ersten Teil ermittelt wurde) 16 Netze mit je 216 Host-Adressen enthalten kann.

Hinweis:

Zur besseren Handhabung bietet es sich an, die IP-Adressen und (Sub-)Netzmasken in die Binärdarstellung zu übertragen.

aus a)

Netzadresse: 172.16.0.0

$$\mathrm{10101100.00010000.00000000.00000000}$$

Broadcastaddresse: 172.31.255.255

$$\mathrm{10101100.00011111.11111111.11111111}$$

Subnetzmaske: 12 Bits gleich

$$\mathrm{11111111.11110000.00000000.00000000}$$

$⟹$ Subnetzmaske enthält 12 Bits für das Netzwerk

$$\begin{array}{rl}\text{(Anzahl der Bits fu¨r die Hosts)}& =\text{(Gesamtla¨nge) - (Bits fu¨r Netzadresse)}\\ & =32-12\\ & =20\end{array}$$

$⟹$ Von diesen $20$ Bits werden nun $4$ benötigt um in der Aufgabenstellung erwähnten 16 Subnetze zu erstellen

$$2^4=16Subnetze$$

Verbleibende 16 Bits für Hosts

$$2^{16}=65536\text{ Hosts pro Subnetz}$$

(c) Was sind die Vorteile der privaten IP-Adressen – warum sind sie nötig? Gibt es Nachteile bei der Nutzung im Zusammenhang mit dem Internet?

Erklärung private IP-Adressen

Private IP-Adressen (1/2)

• Internet Service Providers (ISPs) vergeben an kleine Firmen und Privatkunden oftmals nur eine einzige öffentliche IP-Adresse unabhängig davon wie viele Hosts in ihrem LAN anschließen
• Innerhalb ihres LANs verwenden die Hosts sogenannte private IP-Adressen (nur innerhalb des LANs eindeutig)

Private IP-Adressen (2/2)

• Folgende Adressblöcke sind als privat reserviert:
• 10.0.0.0/8 (Klasse A Adressblock)
• 172.16.0.0/12 (16 Klasse B Adressblöcke)
• 192.168.0.0/16 (256 Klasse C Adressblöcke)
  
• Private Adressen werden nicht im Internet vermittelt
• Pakete mit privaten Adressen als Ziel oder Absender werden von Routern verworfen

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