Địa chỉ đường mạng là gì

IP là một loại địa chỉ logic thuộc lớp Network của mô hình OSI (và là một thành phần quan trọng trong bộ giao thức TCP/IP), cung cấp cho chúng ta một cách đánh địa chỉ linh hoạt, tiện dụng để sử dụng trong các giao thức định tuyến sau này. Hầu hết máy tính và thiết bị mạng hiện nay đang sử dụng phiên bản IPv4, nên trong phạm vi bài viết này chúng ta chỉ đề cập tới IPv4.

Địa chỉ IP là gì?

Để gửi thư cho nhau, ta bắt buộc phải biết địa chỉ của đối phương, những gói tin cũng vậy, luôn phải có một loại địa chỉ để xác lập vị trí, từ đó trao đổi thông tin đúng mực giữa máy nguồn và máy đích. Vậy nên, trong Internet những địa chỉ IP là duy nhất .

Xem thêm bài Hành trình của một gói tin

Cấu trúc của địa chỉ IP

Địa chỉ IP là một dải nhị phân dài 32 bit và chia thành 4 bộ 8 bit gọi là các Octet, gồm phần net-id dùng để xác định mạng mà thiết bị kết nối vào và phần host-id để xác định thiết bị của mạng đó.

Để cho đơn thuần, người ta viết lại địa chỉ IP dưới dạng 4 số thập phân được cách nhau bởi dấu chấm .Ví dụ : địa chỉ hệ thập phân tương ứng cho 11000000 10100000 00000001 00000001 sẽ là 192.168.1.1 – một địa chỉ khá quen thuộc .Để xem địa chỉ IP của máy tính một cách đơn thuần, ta hoàn toàn có thể sử dụng Command Prompt với câu lệnh ipconfig ( hoặc ifconfig nếu là mạng lưới hệ thống Unix ) .

Subnet mask

Vậy làm thế nào để phân biệt được bit nào thuộc phần net-id, bit nào thuộc về host-id, đó là nhờ vào Subnet Mask, Mỗi địa chỉ IP đều đi kèm với một subnet mask, để xác lập được phần net-id của địa chỉ đó. Subnet mask cũng là một dải nhị phân dài 32 bits và chia ra 4 bộ 8 bits như địa chỉ IP .Subnet mask gồm có phần những bits 1 và phần còn lại là những bits 0, subnet mask có bao nhiêu bit 1 thì địa chỉ IP tương ứng sẽ có bấy nhiêu bit phần net-id .Ví dụ : với subnet mask như sau : 11111111 11111111 11111111 00000000 ( 255.255.255.0 ) gồm có 24 bits 1, thì địa chỉ IP mang subnet mask này cũng sẽ có 24 bits phần net-id .Có thể viết trực tiếp như sau : 192.168.1.3 – 255.255.255.0 hoặc sử dụng prefix length : 192.168.1.3 / 24Lưu ý, một địa chỉ IP hoàn toàn có thể thuộc những mạng khác nhau nếu sử dụng những subnet mask khác nhau. Để xác lập địa chỉ IP đó thuộc mạng nào, ta chỉ cần lấy địa chỉ IP AND ( bitwise ) với subnet mask tương ứng .Ví dụ : 192.168.1.3 AND 255.255.255.0 = 192.168.1.0 vậy địa chỉ 192.168.1.3 / 24 thuộc mạng 192.168.1.0 / 24

Phân lớp địa chỉ IP

Số lượng địa chỉ IP là rất lớn, nên để tiện cho việc quản trị, người ta phân hoạch hàng loạt địa chỉ IP ra thành 5 lớp khác nhau .

Lớp A

Địa chỉ lớp A sử dụng 1 Octet tiên phong làm net-id, phần còn lại làm host-id. Bit tiên phong của địa chỉ lớp A luôn là 0 nên

• Giá trị nhỏ nhất của Octet 1: 00000000 hay 0
• Giá trị lớn nhất của Octet 1: 01111111 hay 127
• Default subnet mask: 255.0.0.0

Tuy nhiên giá trị 0 ( giá trị nhỏ nhất của Octet ) không được sử dụng và giá trị 127 ( giá trị lớn nhất của Octet ) được dành ch Loopback và chẩn đoán, kiểm tra lỗi, nên dải địa chỉ lớp A sẽ từ 1. x. x. x đến 126. x. x. x

Lớp B

Địa chỉ lớp B sử dụng 2 Octet tiên phong để làm net-id, 2 Octet còn lại làm host-id. 2 bits tiên phong của địa chỉ lớp B luôn là 10 nênGiá trị nhỏ nhất của Octet 1 : 10000000 hay 128 Giá trị lớn nhất của Octet 1 : 10111111 hay 191 Default subnet mask : 255.255.0.0Vậy dải địa chỉ lớp B sẽ là từ 128. x. x. x đến 191. x. x. x

Lớp C

Địa chỉ lớp C sử dụng 3 Octet tiên phong để làm net-id, Octet 4 làm host-id. 3 bits tiên phong của địa chỉ lớp C luôn là 110 nên :

• Giá trị nhỏ nhất của Octet 1: 11000000 hay 192
• Giá trị lớn nhất của Octet 1: 11011111 hay 223
• Default subnet mask: 255.255.255.0

Vậy dải địa chỉ lớp C mở màn từ 192. x. x. x đến 223. x. x. x

Ngoài ra còn có địa chỉ lớp D (224.x.x.x 239.x.x.x) sẽ nói tới ở phần sau và lớp E (240.x.x.x 254.x.x.x) dùng để thí nghiệm và nghiên cứu.

Các loại địa chỉ IP

Địa chỉ Unicast

Khi bạn muốn gửi gói tin đến một máy tính đơn cử, khi đó địa chỉ để bạn gửi tới sẽ là một địa chỉ unicast. Đây đơn thuần chỉ là địa chỉ IP của một thiết bị nào đó trong cùng hoặc mạng cục bộ khác .

Địa chỉ Multicast

Trường hợp muốn gửi gói tin đến nhiều máy tính, ta không hề gửi lần lượt đến tổng thể những máy được. Vì thế, địa chỉ bạn cần gửi tới trong trường hợp này sẽ là một địa chỉ Multicast, địa chỉ này đại diện thay mặt cho một nhóm những thiết bị .

Địa chỉ multicast này chính là các địa chỉ trong dải địa chỉ lớp D.

Địa chỉ Broadcast

Khi muốn gửi thông điệp đến toàn bộ những máy trong mạng nội bộ, đó là lúc ta cần sử dụng đến địa chỉ Broadcast. Địa chỉ Broadcast là địa chỉ có hàng loạt những bits phần host-id là 1. Khi gói tin được gửi đến địa chỉ Broadcast, thì nó sẽ được gửi tới tổng thể những máy cùng mạng, tức là cùng phần net-id. Vì đại diện thay mặt cho hàng loạt thiết bị trong mạng nên địa chỉ Broadcast không hề đặt được cho bất kể thiết bị nào .Ví dụ : 192.168.1.255 / 24 là địa chỉ Broadcast của mạng 192.168.1.0 / 24 .

Địa chỉ mạng

Không chỉ những thiết bị mới có địa chỉ IP, mà những mạng thành phần của Internet hay mạng cục bộ cũng có một địa chỉ để xác lập đúng mực mạng đó. Khi tổng thể những bits phần Host của một địa chỉ IP là 0, thì địa chỉ đó được gọi là địa chỉ mạng của mạng đó. Vì đại diện thay mặt cho mạng nên địa chỉ mạng cũng không hề đặt được cho bất kể thiết bị nào .

Ví dụ : 192.168.1.0 / 24 là địa chỉ mạng của mạng 192.168.1.0 / 24 .

Default Gateway

Như một cổng thoát hiểm, khi gói tin cần gửi đến địa chỉ không cùng mạng hiện tại, hoặc đơn thuần là không biết gửi đi đâu, thì gói tin đó sẽ được gửi tới địa chỉ Default gateway, thường là một interface của Router nối trực tiếp với mạng đó. Tại đây, Router sẽ dùng những công dụng định tuyến để chuyển tiếp gói tin đi những hướng khác nhau .Default Gateway thường là địa chỉ IP hoàn toàn có thể sử dụng tiên phong của mạng đó .Ví dụ : Default gateway của mạng 192.168.1.0 / 24 là 192.168.1.1 / 24 .

Sự giới hạn của đia chỉ IP

Số lượng địa chỉ IP là rất lớn, nhưng không phải là vô hạn. Vì vậy để bảo tồn địa chỉ IP, người ta chia địa chỉ IP ra làm 2 loại là địa chỉ public và địa chỉ private .

Địa chỉ public

Là những địa chỉ độc nhất, sử dụng được trong thiên nhiên và môi trường Internet .

Địa chỉ private

Chỉ sử dụng được trong mạng cục bộ, hoàn toàn có thể tái sử dụng lại ở mạng cục bộ khác, nhưng trong một mạng thì vẫn phải mang giá trị duy nhất .Với mỗi phân lớp địa chỉ IP, thì có một dải địa chỉ dùng để làm địa chỉ private cho lớp đó :Lớp A : Từ 10.0.0. 0 đến 10.255.255.255, subnet mask 255.0.0.0 Lớp B : Từ 172.16.0.0 đến 172.31.255.255, subnet mask 255.240.0.0 Lớp C : Từ 192.168.0.0 đến 192.168.255.255, subnet mask 255.255.0.0

Khi các thiết bị sử dụng địa chỉ IP private trong mạng cục bộ muốn truy cập được Internet môi trường không sử dụng địa chỉ private, công nghệ NAT (Network Address Translation) được cài đặt trên các thiết bị router(đã được gán 1 địa chỉ IP Public) được sử dụng để chuyển IP private thành IP public và ngược lại, giúp cho các thiết bị trong mạng cục bộ vẫn có thể truy cập được Internet.

Phương pháp chia IP và Subnet mask

Cho địa chỉ 192.168.155.245 / 27. Xác định địa chỉ mạng, địa chỉ broadcast, dải địa chỉ hoàn toàn có thể dùng cho host ?

Phương pháp tính

Prefix length = 27, vậy subnet mask tương ứng là 11111111 11111111 11111111 11100000 – từ đó ta xác lập được số bits phần net-id của địa chỉ IP .IP = 192.168.155.245, dạng nhị phân tương ứng là : 11000000 10101000 10011011 11110101Giữ lại phần net-id, phần host-id set về toàn bit 0 : 11000000 10101000 10011011 11100000Ta được địa chỉ mạng, viết lại ở dạng thập phân sẽ là : 192.168.155.224 / 27 .Với địa chỉ Broadcast, host-id sẽ set về toàn bit 1 : 11000000 10101000 10011011 11111111Ta được địa chỉ Broadcast, viết lại ở dạng thập phân sẽ là : 192.168.155.255 / 27 .Vì địa chỉ mạng và địa chỉ Broadcast không được dùng cho host nên dải địa chỉ hoàn toàn có thể sử dụng ở đây là từ 192.168.155.225 / 27 đến 192.168.155.254 / 27 .

Cho mạng 192.168.155.0 / 24. Chia mạng này thành những mạng con cho những phòng ban sau : Phòng A : 80 máy, phòng B : 60 máy, 2 phòng C, D : mỗi phòng 25 máy .

Phương pháp tính

Đầu tiên ta có địa chỉ IP và những bit phần net-id : 11000000 10101000 10011011 00000000 trừ địa chỉ mạng và broadcast ra, thì mạng này có tối đa 254 máy .Ta mượn 1 phần host-id chuyển qua làm net-id, được 2 mạng con như sau :

• 11000000 10101000 10011011 00000000 hay 192.168.155.0/25
• 11000000 10101000 10011011 10000000 hay 192.168.155.128/25

Ta thấy, mạng 192.168.155.0 / 25 có 7 bits phần host-id, trình diễn được 127 máy, đủ cho phòng A, nên ta gán mạng này cho phòng A .Với địa chỉ 192.168.155.128 / 25, ta lại mượn 1 phần host-id chuyển qua làm net-id, được 2 mạng con như sau :

• 11000000 10101000 10011011 10000000 hay 192.168.155.128/26
• 11000000 10101000 10011011 11000000 hay 192.168.155.192/26

Tiếp tục, mạng 192.168.155.128 / 26 có 6 bits phần host-id, trình diễn được 63 máy, nên ta gán cho phòng B mạng này .

Làm tương tự với mạng 192.168.155.192/26, được 2 mạng con:

• 11000000 10101000 10011011 11000000 hay 192.168.155.192/27
• 11000000 10101000 10011011 11100000 hay 192.168.155.224/27

2 mạng con này có 5 bits phần host-id, trình diễn được 31 máy, ta gán lần lượt cho phòng C và D .Như vậy ta đã chia mạng 192.168.155.0 / 24 thành những mạng con có kích cỡ khác nhau, tương thích với nhu yếu đề bài :

• Phòng A: 192.168.155.0/25
• Phòng B: 192.168.155.128/26
• Phòng C: 192.168.155.192/27
• Phòng D: 192.168.155.224/27

Bài viết được lấy từ nguồn http://www.stdio.vn/articles/read/122-so-luoc-ve-dia-chi-ip