BÁO CÁO "TÌM HIỂU ĐỊA CHỈ IPV4"

Chia sẻ: Duy Kiem Kiem | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

503
lượt xem 167
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công nghệ thông tin ngày càng phát triển, kèm theo đó là hàng loạt những hệ thống, phần mềm hữu ích. Trong đó, Internet chiếm giữ một vai trò hết sức quan trọng. Thông qua Internet, chúng ta có thể trao đổi, chia sẻ, truy xuất và tìm kiếm những thông tin cần thiết. Internet tác động sâu sắc vào xã hội, cuộc sống của chúng ta, là một phương tiện cần thiết như điện thoại hay ti vi..., nhưng ở một mức độ bao quát hơn....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÁO CÁO "TÌM HIỂU ĐỊA CHỈ IPV4"

TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ----  ---- TÌM HIỂU ĐỊA CHỈ IPV4 Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Vinh Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Huệ Ngô Hùng Kiêm Hồ Văm Lâm Vinh, tháng 12 năm 2010
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 MỤC LỤC MỤC LỤC ................................ ........................................................................ 1 LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................ .. 2 I. KHÁI NIỆM VÀ MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ IP........................................... 4 1. Khái niệm ................................................................................................ .. 4 2. IP tĩnh và IP động ..................................................................................... 4 3. Quản lý địa chỉ IP ở các cấp độ mạng ..................................................... 5 4. Dùng chung IP trên Internet .................................................................... 5 II. CẤU TRÚC VÀ PHÂN LỚP ĐỊA CHỈ IPV4 ................................................ 6 1. Cấu trúc địa chỉ IPv4................................................................................ 6 2. Phân lớp địa chỉ IP ................................................................................... 8 3. Khuôn dạng địa chỉ IP .............................................................................. 9 a) Địa chỉ IP lớp A..................................................................................... 9 b) Địa chỉ IP lớp B................................................................................... 10 c) Đ ịa chỉ IP lớp C ................................................................................... 10 III. MẠNG CON (SUBNET) VÀ PHÂN CHIA MẠNG CON ......................... 11 1. Sự cần thiết phân chia thành mạng con ................................................ 11 2. Lợi ích của phân chia mạng thành mạng con ....................................... 11 3. Phân chia mạng con ................................................................................ 12 4. Phương pháp phân chia mạng con ........................................................ 14 5. Các ví d ụ liên quan đến phân chia mạng con........................................ 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 21 Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -1-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ thông tin ngày càng phát triển, kèm theo đó là hàng loạt những hệ thống, phần mềm hữu ích. Trong đó, Internet chiếm giữ một vai trò hết sức quan trọng. Thông qua Internet, chúng ta có thể trao đổi, chia sẻ, truy xuất và tìm kiếm những thông tin cần thiết. Internet tác động sâu sắc vào xã hội, cuộc sống của chúng ta, là một phương tiện cần thiết như điện thoại hay ti vi..., nhưng ở một mức độ bao quát hơn. Chỉ với một máy tính kết nối Internet, chúng ta có thể vào một thế giới có tầm nhìn rộng hơn và có thể làm rất nhiều thứ như: trao đổi, viết thư, đọc báo, xem bản tin, giải trí, tra cứu… Internet còn gọi Net - là mạng máy tính lớn nhất thế giới, hoặc chính xác hơn là mạng của các mạng, tức bao gồm nhiều mạng máy tính được nố i lại với nhau. Một số mạng máy tính bao gồm một máy tính trung tâm (còn gọi là máy chủ hay máy phục vụ) và nhiều máy khác (còn gọi là máy khách hàng hay trạm làm việc) nối vào nó. Một khi đã được kết nối vào Internet, máy tính của chúng ta sẽ là một trong số hàng chục triệu thành viên của mạng khổng lồ này. Với số lượng máy tính khổng lồ như thế, để có thể kết nối và trao đổi với nhau mà không bị xung đột hay thất lạc thông tin thì phải có hệ thống quản lí và cơ chế quản lí thích hợp, đồng thời mỗi máy phải có một định danh để phân biệt. Để giải quyết vấn đề này, Trung tâm thông tin mạng - Network Information Center (NIC) đã được thành lập. Trung tâm này chủ trì quy ho ạch p hân phối, quản lí địa chỉ mạng (Net ID) và số hiệu mạng (ASN) ở cấp quốc gia, quản lí tên miền cấp quốc gia. Còn địa chỉ máy chủ trên mạng đó (Host ID) do các tổ chức Internet của từng quốc gia một tự phân phối. Từ đây, Trung tâm Internet của quốc gia sẽ phân chia thành các mạng con khác. Từ các mạng con, các máy tính trạm được định danh để phân biệt gọi là địa chỉ IP (International Protocol ) và địa chỉ này là duy nhất cho mỗi máy tính khi kết nối vào mạng. Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -2-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 IPv4 - được công bố bởi IETF (Internet Engineering Task Force - Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet) trong phiên bản RFC 791 (Request for Comments - Đề nghị duyệt thảo và bình luận liên quan đến giao thức mạng - tháng 9 năm 1981) - là phiên bản thứ tư trong quá trình phát triển của các giao thức Internet. Đây là phiên bản đầu tiên của IP được sử dụng rộng rãi. IPv4 cùng với IPv6 (giao thức Internet phiên bản 6) là nòng cốt của giao tiếp Internet. Hiện tại, IPv4 vẫn là giao thức được triển khai rộng rãi nhất trong bộ giao thức của lớp internet. IPv4 là giao thức hướng dữ liệu, đ ược sử dụng cho hệ thống chuyển mạch gói (tương tự như chuẩn mạng Ethernet). Đây là giao thức truyền dữ liêu hoạt động dựa trên nguyên tắc tốt nhất có thể, trong đó, nó không quan tâm đến thứ tự truyền gói tin cũng như không đảm bảo gói tin sẽ đến đích hay việc gây ra tình trạng lặp gói tin ở đích đến. Việc xử lý vấn đề này dành cho lớp trên của chồng giao thức TCP/IP. Đề tài được sưu tầm, nghiên cứu, biên soạn và hoàn thành nhờ sự góp sức chung của các thành viên trong nhóm: Nguyễn Thị Huệ Ngô Hùng Kiêm Hồ Văn Lâm. Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -3-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 I. KHÁI NIỆM VÀ MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ IP 1. Khái niệm Địa chỉ IP (International Protocol - G iao thức toàn cầu) là một địa chỉ đơn nhất mà những thiết bị điện tử hiện nay đang sử dụng để nhận diện và liên lạc với nhau trên mạng máy tính bằng cách sử dụng tiêu chuẩn giao thức toàn cầu IP (Internet Protocol). Giao thức IP là bộ giao thức cho các hệ thống mở nổi tiếng nhất trên thế giới. Giao IP cùng với giao thức TCP (Transmission Control Protocol - G iao thức điều khiển truyền tải) trở thành trái tim của bộ giao thức Internet. Chúng có thể được sử dụng để giao tiếp qua bất kỳ các liên mạng nào cũng như thích hợp cho các giao tiếp trong mạng cục bộ (LAN). TCP/IP hoạt động ở tầng 4 và tầng 3 trên mô hình OSI (Open System Interconnection - Mô hình kết nối hệ thống mở). Một cách đơn giản hơn: IP là một địa chỉ của một máy tính khi tham gia vào mạng nhằm giúp cho các máy tính có thể chuyển thông tin cho nhau một cách chính xác, tránh thất lạc. Có thể coi địa chỉ IP trong mạng máy tính giống như địa chỉ nhà của chúng ta để nhân viên bưu điện có thể đưa thư đúng cho chúng ta chứ không phải một người nào khác. Bất kỳ thiết bị mạng nào - bao gồm bộ định tuyến (router), bộ chuyển mạch mạng (switch), máy vi tính, máy chủ, máy in, máy fax… qua Internet đều có địa chỉ riêng, và địa chỉ này là duy nhất trong phạm vi của một m ạng cụ thể. 2. IP tĩnh và IP động Thuật ngữ IP tĩnh đ ược nói đến như một địa chỉ IP cố định dành riêng cho một người, hoặc nhóm người sử dụng mà thiết bị kết nối đến Internet của họ luôn luôn được đặt một địa chỉ IP cố định. Thông thường IP tĩnh được cấp cho một máy chủ (máy chủ web, mail…) để nhiều người có thể truy cập mà không làm gián đoạn các quá trình đó. Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -4-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Trái lại với IP tĩnh là các IP động: Nếu không sử dụng các dịch vụ đặc biệt cần dùng IP tĩnh, khách hàng thông thường chỉ được các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP - Internet Service Provider) gán cho các IP khác nhau sau mỗi lần kết nối hoặc trong một phiên kết nối được đổi thành các IP khác. Hành động cấp IP động của các ISP nhằm tiết kiệm nguồn địa chỉ IP đang cạn kiệt hiện nay. Khi một máy tính không được kết nối vào mạng Internet thì nhà cung cấp sẽ sử dụng IP đó để cấp cho một người sử dụng khác. 3. Quản lý địa chỉ IP ở các cấp độ mạng Do số máy tham gia kết nối mạng lớn, nên địa chỉ IP cần đ ược quản lý một cách hợp lý nhằm tránh xảy ra các xung đột khi đồng thời có hai địa chỉ IP giống nhau trên cùng một cấp mạng máy tính. * Ở cấp mạng toàn cầu (Internet), một tổ chức đứng ra quản lý cấp phát các dải IP cho các nhà cung cấp dịch vụ kết nối Internet (NIC, ISP) các dải IP để cung cấp cho khách hàng của mình. * Ở các cấp mạng nhỏ hơn (WAN - Wide Area Network), người quản trị mạng cung cấp đến các lớp cho các mạng nhỏ hơn thông qua máy chủ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol - G iao thức cấu hình Host động). * Ở các mạng nhỏ hơn nữa (LAN) thì việc quản lý địa chỉ IP nội bộ thường do các modem ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Đường truyền số tốc độ cao không đồng bộ ) (có DHCP) gán đ ịa chỉ IP cho từng máy tính (khi thiết đặt chế độ tự động trong hệ điều hành) hoặc do người sử dụng tự thiết đặt. 4. D ùng chung IP trên Internet Do địa chỉ IP phiên bản IPv4 đang trở nên không đủ cung cấp cho tất cả những người đăng ký kết nối vào Internet, nên rất nhiều máy tính đã phải dùng chung một địa chỉ IP ở cấp độ mạng to àn cầu, tức là chỉ dùng một đường truyền tới nhà cung cấp dịch vụ Internet, dùng chung một IP làm đại diện khi kết nối với mạng Internet toàn cầu. Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -5-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Khi các máy tính dùng chung một IP, các gói tin vận chuyển đi và đến sẽ được định tuyến cho nó giữa các máy tính của người sử dụng với một máy chủ cung cấp dịch vụ (ở xa) đảm bảo chính xác (không lẫn sang các máy khác dùng chung IP) thông qua một máy chủ nội bộ (ở gần) hoặc một bộ định tuyến (router). Ở mức độ sử dụng gia đình, các modem ADSL ngày nay cũng được tích hợp sẵn bộ định tuyến và cho phép nhiều máy tính cùng kết nối Internet d ùng chung một IP làm đại diện. Các phương thức kết nối vào Internet bằng modem quay số (dial-up) trước đây không được tích hợp router. Việc chia sẻ kết nối Internet thường phải thông qua một máy tính đầu tiên, các máy tính sau kết nối qua router, switch, hub hoặc bằng các bo mạch mạng trên máy tính đó. II. C ẤU TRÚC V À PHÂN LỚP ĐỊA CHỈ IP V4 1. C ấu trúc địa chỉ IPv4 Tự động xác định địa chỉ IP Địa chỉ IP của máy Địa chỉ m odem /router Địa chỉ dự phòng thay cho Preferred DNS server Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -6-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Địa chỉ IP theo phiên b ản IPv4 là địa chỉ có cấu trúc, có độ dài 32bit, được chia thành 4 phần (4 O ctet), m ỗi phần tách biệt nhau bằng dấu chấm (.). Mỗi Octet có 8 bit (tương đương 1 byte) và được đếm đều từ trái qua phải. 32 bit Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit Ở dạng thập phân, địa chỉ IP được định dạng như sau: x.y.z.t Trong đó: 0 ≤ x, y, z, t ≤ 255 Trong thực tế, địa chỉ IP thường được viết dưới dạng rút gọn, tuy nhiên dạng đầy đủ của nó là viết đủ 3 con số trong từng Octet. V í dụ: địa chỉ IP thường thấy trên thực tế có thể là 192.168.1.2 nhưng dạng đầy đủ là 192.168.001.002 ● ● ● x y z t 32 bit xyxyxyxy xyxyxyxy xyxyxyxy xyxyxyxy Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit Ở dạng nhị phân, đ ịa chỉ IP được biểu d iễn d ưới dạng các bit 0 và 1: xyxyxyxy.xyxyxyxy.xyxyxyxy.xyxyxyxy (x và y chỉ nhận giá trị 0 hoặc 1). Địa chỉ IP gồm thành 3 thành phần chính: - Class bit: bit nhận dạng lớp: dùng để nhận dạng các lớp A, B, C của địa chỉ IP. - Net ID: địa chỉ mạng: là giá trị để xác định đ ường mạng. Trong số 32 bit dùng địa chỉ IP, sẽ có một số bit đầu tiên dùng đ ể xác định Net ID (xác định đường mạng). - Host ID: địa chỉ máy: là giá trị để xác định host trong đường mạng. Trong số 32 bit dùng làm địa chỉ IP, sẽ có một số bit cuối cùng dùng để xác định Host ID . Class bit Net ID Host ID Bit 1 …………………………………………………………………………….. Bit 32 Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -7-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Hai host nằm thuộc cùng một mạng sẽ có N et ID giống nhau và Host ID khác nhau. Ví d ụ: Địa chỉ IP: 192.168.1.2 được biểu diễn dưới dạng bit nhị phân: 1 1000000. 10101000. 00000001. 00000010 Class bit Octet 1 Octet 2 O ctet 3 O ctet 4 2. Phân lớp địa chỉ IP Địa chỉ IP chia ra 5 lớp A, B, C, D, E. Lớp D Dùng để gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng, còn lớp E dùng để dự phòng cho tương lai. H iện tại, các lớp A, B đã dùng hết và lớp C cũng gần hết. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ là ở khả năng tổ chức cấu trúc con của nó. 0 Net ID (7 bit) Host ID (24 bit) Class A 1 0 Net ID (14 bit) Hot ID (16 bit) Class B 1 0 0 Net ID (21 bit) Host ID (8 bit) Class C 1 0 0 0 Multicast address Class D Dự phòng cho tương lai 1 0 0 0 0 Class E Q ua cấu trúc các lớp địa chỉ IP chúng ta có nhận xét sau: * Bit nhận dạng là những bit đầu tiên : Lớp A là 0, lớp B là 10, lớp C là 110, lớp D là 1110 và lớp E là 11110. * Địa chỉ lớp A: Địa chỉ mạng ít và địa chỉ máy chủ trên từng mạng nhiều. * Địa chỉ lớp B: Địa chỉ mạng vừa phải và đ ịa chỉ máy chủ trên từng mạng vừa phải. * Địa chỉ lớp C: Địa chỉ mạng nhiều, địa chỉ máy chủ trên từng mạng ít. x y z t 24 b it Class A: Network Host Host Host 16 bit Class B: Network Network Host Host 8 bit Network Network Host Network Class C: Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -8-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 3. Khuôn dạng địa chỉ IP * Một số địa chỉ IP đặc biệt - Nếu tất cả các bit của Net ID là bit 0: đại diện cho mạng đó. - Nếu tất cả các bit của Net ID là bit 1: địa chỉ Loopback, đại diện cho tất cả các mạng, dùng để thông báo nội bộ. - Nếu tất cả các bit của Host ID là bit 0: đại diện cho máy đó. - N ếu tất cả các bit của Host ID là bit 1 (broadcast address): là địa chỉ IP được dùng đ ể đại diện cho tất cả các máy trong mạng đó, được dùng để chuyển gói tin cho tất cả các máy trong mạng của nó (kể cả mạng con). Các địa chỉ trên được dành riêng và không đ ược cấp cho bất kì máy nào trong mạng. Do đó, khi tính địa chỉ mạng (Net ID) cũng như địa chỉ máy (Host ID), chúng ta phải loại trừ các địa chỉ trên. Ngoài ra, bit nhận dạng (class bit) cũng không được tính. V ậy số Net ID = 2 số bit Net ID - số bit nhận dạng - 2 , số Host ID = 2số bit Host ID- 2. a) Địa chỉ IP lớp A 8 bit 24 bit Class A: 0 Net (7 bit) Host Host Host Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 Bit thứ nhất (0) là bit nhận dạng lớp A, 7 bit còn lại trong Octet 1 dành cho địa chỉ mạng (Net ID), 3 Octet còn lại có 24 bit d ành cho địa chỉ của máy (Host ID). Như vậy lớp A có tối đa: 28-1 - 2 = 126 mạng. 224 - 2 = 16.777.214 host trên mỗi mạng. Địa chỉ thực tế dạng bít nhị phân sẽ là: 00000001.00000000.00000000.00000001 Đến 01111110.11111111.11111111.11111110 Tức là 001.000.000.001 đến 126.255.255.254 dạng thập phân. Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm -9-
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Lớp A chỉ d ành cho các địa chỉ của các quốc gia và tổ chức lớn trên thế giới. b) Địa chỉ IP lớp B 16 bit 16 bit Class B: Net (14 bit) 1 0 Host Host Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 Bit thứ nhất và bít thứ hai (10) là bit nhận dạng lớp B, 14 b it còn lại trong Octet 1 và Octet 2 d ành cho địa chỉ mạng (Net ID), 2 Octet còn lại có 16 bit dành cho địa chỉ của máy (Host ID). Như vậy lớp B có tối đa: 216-2 - 2 = 16.382 mạng. 216 - 2 = 65.534 host trên mỗi mạng. Địa chỉ thực tế dạng bít nhị phân sẽ là: 10000000.00000000.00000000.00000001 Đến 10111111.11111111.11111111.11111110 Tức là 128.000.000.001 đ ến 191.255.255.254 dạng thập phân. c) Đ ịa chỉ IP lớp C 24 bit 8 b it Net (21 bit) Class C: 110 Host Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 Bit thứ nhất, thứ hai và bít thứ b a (100) là bit nhận dạng lớp C, 21 b it còn lại trong Octet 1, O ctet 2và Octet 3 dành cho địa chỉ mạng (Net ID), 1 O ctet còn lại có 8 bit dành cho địa chỉ của máy (Host ID). Như vậy lớp C có tối đa: 221-2 - 2 = 2.097 .150 mạng. 28 - 2 = 254 host trên mỗi mạng. Địa chỉ thực tế dạng bít nhị phân sẽ là: 11000000.00000000.00000000.00000001 Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 10 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Đến 110 11111.11111111.11111111.11111110 Tức là 192.000.000.001 đ ến 223.255.255.254 dạng thập phân. Bảng tổng hợp các lớp A, B và C Lớp Số Net ID Số Host ID Địa chỉ IP thực tế tối đa tối đa 126 16.777.214 001.000.000.001 đến 126.255.255.254 A 65.534 128.001.000.001 đến 191.254.255.254 B 16.382 254 192.000.000.001 đến 223.255.255.254 C 2 .097.150 III. MẠNG CON (SUBNET) VÀ PHÂN CHIA MẠNG CON 1. Sự cần thiết phân chia thành mạng con Như đ ã nêu trên địa chỉ trên Internet thực sự là m ột tài nguyên, một mạng khi gia nhập Internet được Trung tâm thông tin mạng Internet (NIC) phân cho một số địa chỉ vừa đủ dùng với yêu cầu lúc đó, sau này nếu mạng phát triển thêm lại phải xin NIC thêm, đó là điều không thuận tiện cho các nhà khai thác mạng. Hơn nữa các lớp địa chỉ của Internet không phải hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thực tế. Ví dụ : với địa chỉ lớp B, mỗi một địa chỉ mạng có thể cấp cho 65534 máy, tuy nhiên, nếu cấp cho mạng nhỏ chỉ có vài chục máy thì sẽ lãng phí rất nhiều địa chỉ còn lại. H ơn nữa, nếu dùng hết địa chỉ IP thì việc quản trị trên một mạng có quá nhiều thiết bị cũng là một khó khăn lớn. Để khắc phục vấn đề này và tận dụng tối đa địa chỉ đ ược NIC phân, bắt đầu từ năm 1985 người ta phân chia mạng thành nhiều mạng nhỏ hơn gọi là mạng con (SubNetwork - gọi tắt là Subnet). Như vậy phân địa chỉ mạng con là mở rộng địa chỉ cho nhiều mạng trên cơ sở một địa chỉ mạng m à NIC phân cho, phù hợp với số lượng thực tế máy chủ có trên từng mạng. 2. Lợi ích của phân chia mạng thành mạng con Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 11 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 - Tránh lãng phí địa chỉ IP khi số lượng máy ít hơn số địa chỉ IP được cấp phát. - Đơn giản hóa việc quản trị mạng: Với sự trợ giúp của các router, các mạng có thể được chia ra thành nhiều mạng con (subnet) mà chúng có thể đ ược quản lý như những mạng độc lập và hiệu quả hơn. - Có thể thay đổ i cấu trúc bên trong của mạng mà không làm ảnh hướng đến các mạng bên ngoài. Một tổ chức có thể tiếp tục sử dụng các địa chỉ IP đã được cấp mà không cần phải lấy thêm khối địa chỉ mới. Giới hạn trong phạm vi từng mạng con các trục trặc có thể xảy ra (không ảnh hưởng tới toàn mạng LAN). Cho phép áp d ụng các cấu hình khác nhau trên từng mạng con. - Tăng cường tính bảo mật của hệ thống: Phân mạng con sẽ cho phép một tổ chức phân tách mạng bên trong của họ thành một liên mạng nhưng các mạng bên ngoài vẫn thấy đó là một mạng duy nhất, tăng cường bảo mật (các chính sách bảo mật có thể áp dụng cho từng mạng con). - Cô lập các luồng giao thông trên mạng: Với sự trợ giúp của các router, giao thông trên mạng có thể được giữ ở mức thấp nhất có thể. G iảm nghẽn mạng bằng cách tái định hướng các giao vận và giới hạn phạm vi của các thông điệp quảng bá. - Giảm thời gian sử dụng CPU do giảm lưu lượng của các giao vận quảng bá. - Việc phân chia một mạng thành các subnet còn giúp giảm kích thước của miền quảng bá, khi miền quảng bá quá rộng sẽ dẫn tới việc lãng phí dải thông làm cho hiệu xuất của mạng bị giảm. 3. Phân chia mạng con Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 12 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Nguyên tắc chung đ ể thực hiện phân mạng con là: - Phần nhận dạng mạng (Net ID) của địa chỉ mạng ban đầu được giữ nguyên. - Phần nhận dạng máy tính của địa chỉ mạng ban đầu được chia thành 2 phần: Phần nhận dạng mạng con (Subnet ID ) và phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host ID ). Để tạo ra một mạng con, người quản trị mạng sẽ tiến hành mượn các bit cao nhất trong phần bit d ành cho Host ID và gán chúng như là Subnet ID. Net ID Host ID Subnet ID Sub Host ID Để phân mạng con, ngoài việc xác định địa chỉ IP của mạng hiện tại, người ta còn phải xác định mặt nạ mạng con (subnet mask). Mỗi máy tính hay bộ định tuyến sẽ sử dụng tới mặt nạ mạng con để xác định địa chỉ mạng của các địa chỉ IP nó sẽ gửi thông điệp tới. Các bit trong trong mặt nạ mạng con tương ứng với Net ID có giá trị bằng 1, các bit tương ứng với Host ID có giá trị bằng 0. Ví d ụ mô tả mặt nạ phân mạng con cho một mạng ở lớp C: Subnet ID Host ID Net ID 11111111 11111111 11111111 111 00000 Mặt nạ mặc định (Default Mask): Mỗi một lớp địa chỉ mạng có một mặt nạ mạng mặc định. Mặt nạ mạng mặc định của lớp A chiếm 8 bit, lớp B chiếm 16 bit và lớp C chiếm 24 bit đầu tiên của địa chỉ IP. Các bit còn lại dùng để đánh địa chỉ thiết bị (Host ID). Nếu không có mặt nạ mạng con, mặt nạ mặc định sẽ được sử dụng để phân biệt phần xác định mạng và phần xác định thiết bị trong một địa chỉ IP. Sau đây là các default mask của các lớp A, B, C: Class A: 255.0.0.0 Class B: 255.255.0.0 Class C: 255.255.255.0 Mặt nạ mạng con- Subnet mask Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 13 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Một Subnet mask được tạo ra từ Default mask thì được gọi là Subnet Mask tùy biến. Subnet mask tùy biến được tạo ra bằng cách thêm vào Default mask các bit có giá trị bằng 1 được mượn từ Host ID. Ví dụ : một Subnet Mask tùy biến của lớp A với 4 bit được mượn từ phần địa chỉ cho Host ID có giá trị như sau: 11111111.11110000.00000000.00000000 (dạng thập phân là: 255.240.0.0) * Đ ịa chỉ mạng con Địa chỉ mạng con là địa chỉ mạng cho một mạng con. Subnet mask tùy biến cho phép chúng ta xác định các địa chỉ mạng con này trong một địa chỉ IP. Khi tạo Subnet mask tuỳ biến cho một mạng con, ta đồng thời có thể xác định số lượng tối đa các thiết bị có thể kết nối trong mạng con đó. 4. Phương pháp phân chia mạng con Chuẩn này qui đ ịnh địa chỉ IP khi phân mạng con sẽ gồm 3 phần : - Phần nhận dạng mạng của địa chỉ ban đầu (Net ID). - Phần nhận dạng mạng con (Subnet ID ): Được hình thành từ một số bit có trọng số cao (có giá trị bằng 1) trong phần nhận dạng máy tính (Host ID ) của địa chỉ ban đầu. - Và cuối cùng là phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host ID) bao gồm các bit còn lại. Số lượng bit thuộc phần nhận dạng mạng con (Subnet ID ) xác định số lượng mạng con. Giả sử phần nhận dạng mạng con chiếm 4 bit. Như vậy, về mặt lý thuyết ta có thể phân ra thành 24 =16 mạng con. Tuy nhiên phần nhận dạng mạng con gồm toàn bit 0 hoặc bit 1 không được dùng để đánh địa chỉ cho mạng con vì nó trùng với địa chỉ mạng và địa chỉ quảng bá của mạng ban đầu. Ví dụ: Cho địa chỉ mạng lớp C: 192.168.1.0 với mặt nạ mạng mặc định là 255.255.255.0. Xét trường hợp phân mạng con cho m ạng trên sử dụng 2 bit để làm phần nhận dạng mạng con. Mặt nạ mạng trong trường hợp này là 255.255.255.192. Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau: Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 14 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 IP dạng thập phân IP d ạng nhị phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 11000000.10100000.00000001.00000000 Mạng con 1 192.168.1.0 11000000.10100000.00000001.00000000 Mạng con 2 192.168.1.64 11000000.10100000.00000001.01000000 Mạng con 3 192.168.1.128 11000000.10100000.00000001.10000000 Mạng con 4 192.168.1.192 11000000.10100000.00000001.11000000 Ta nhận thấy rằng: - Địa chỉ mạng con thứ nhất 192.168.1.0 trùng với địa chỉ mạng ban đầu. - Địa chỉ mạng con thứ tư 192.168.1.192 có địa chỉ quảng bá trùng với địa chỉ quảng bá của mạng ban đầu. Chính vì thế m à hai đ ịa chỉ này (có phần nhận dạng mạng con toàn bit 0 hoặc toàn bit 1) không được dùng để đánh địa chỉ cho mạng con. Nói tóm lại, với n bit làm phần nhận dạng mạng con ta chỉ có thể phân ra được 2n - 2 m ạng con mà thôi. Do đó, để phân mạng con, chúng ta phải lấy ít nhất n = 2. Mỗi mạng con cũng có địa chỉ quảng b á. Đó là đ ịa chỉ mà các bit ở phần nhận dạng máy tính đều có giá trị là 1. Ví d ụ: IP dạng thập phân IP d ạng nhị phân Mạng con 1 192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.01000000 Đ ịa chỉ quảng bá 192.168.1.64 11000000.10101000.00000001.01111111 Mạng con 2 192.168.1.128 11000000.10101000.00000001.10000000 Đ ịa chỉ quảng bá 192.168.1.191 11000000.10101000.00000001.10111111 Như vậy qui trình phân mạng con có thể được tóm tắt như sau: - Xác định địa chỉ mạng bằng cách chuyển địa chỉ IP và Subnet mask thành dạng nhị phân, sau đó thực thực hiện phép AND giữa IP và Subnet mask. - Xác định số bit (n) Subnet ID bằng cách: tìm giá trị n nhỏ nhất thỏa mãn điều kiện 2n - 2 ≥ N (N là số mạng con cần chia). - Số bit Subnet mask mới = Số bit Subnet mask cũ + n. Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 15 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 - Số Host của mỗi subnet vừa chia = 232 - Số bit Subnet mask mới - 2. - Liệt kê tất cả các địa chỉ mạng con có thể, trừ hai địa chỉ mà ở đó phần nhận dạng mạng con (toàn các bit 0 ) và đ ịa chỉ quảng bá(toàn các bit 1). 5. Các ví dụ liên quan đến phân chia mạng con Ví d ụ 1: Cho đ ịa chỉ IP 139.12.20.0 với subnet mask là 255.255.240.0 (có thể viết là: 139.12.20.0/255.255.240.0 hoặc 139.12.20.0/20 - ở đây số 20 có nghĩa là 20 bit được dùng cho Net ID). H ãy chia thành 5 mạng con. Tính số Host mỗi mạng con. Xác định giới hạn giữa các subnet và địa chỉ quảng bá (broadcast address). Bước 1: Tính địa chỉ mạng con Đổi địa chỉ IP và Subnet mask sang dạng nhị phân rồi thực hiện phép AND Đ ịa chỉ IP 139.12.20.0 10001011.00001100.00010100.00000000 Subnet mask 255.255.240.0 11111111.11111111.11110000.00000000 Network address 139.12.16.0 10001011.00001100.00010000.00000000 Bước 2: Tính subnet mask mới Gọi số bit Subnet ID là n. Đ ể chia thành 5 mạng con thì phải thỏa mãn điều kiện: 2n ≥ 5 (n nhận giá trị nhỏ nhất và nguyên dương) => n = 3 . Số bit subnet mask mới = 20 + 3 = 23 Vậy subnet mask mới: 11111111.11111111.11111110.00000000 = 255.255.127.0 Số Host mỗi mạng = 232-23 - 2 = 510 Host. Bước 3: Tính giới hạn của mỗi subnet Min subnet 1: 10001011.00001100.00010010.0000000 0 = 139.12.18.0 là địa chỉ nhận dạng mạng. Max subnet 1: 10001011.00001100.00010011.11111111 = 139.19.255 là địa chỉ quảng bá. Do đó, để phân chia địa chỉ IP cho các Host trong mạng, ta chỉ sử dụng từ 139.12.18.1 đến 139.12.19.254 Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 16 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 Tương tự, ta có thể tính cho các subnet còn lại bằng cách thay đổi giá trị 0 và 1 vào 3 bit được gạch chân (lưu ý: không thay tất cả 3 bit bằng 0 hay tất cả bằng 1). Ví dụ 2: Cho đ ịa chỉ IP: 10.6.24.20/20. Xác đ ịnh NetID (địa chỉ mạng), broadcast (đ ịa chỉ quảng bá), đ ịa chỉ đầu và cuối cùng? Bước 1: Đổi ra dạng nhị phân: IP: 10.6.24.20 => 00001010.00000110.00011000.00010100 SubnetMask: 2 55.255.240.0 => 11111111.11111111.11110000.00000000 Bước 2: Thực hiện phép AND 2 dãy số trên với nhau ta được NetID: NetID : 10.6.16.0
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 - Nếu có thì có bao nhiêu mạng con? - Và bao nhiêu host trong mỗi mạng con? - Host nằm trong mạng có địa chỉ là gì? - Địa chỉ broad cast dùng cho mạng đó? - Liệt kê danh sách các địa chỉ host nằm chung mạng con với host trên Bước 1: Xác định lớp địa chỉ của host, từ đó xác định được mặt nạ mặc định của lớp. Sau đó so sánh với mặt nạ của host: Nếu khác thì kết luận có chia mạng con, ngược lại không chia mạng con. Host đã cho thuộc lớp B, subnet mask tương đương 20 bit 1 đ ầu 11111111.11111111.11110000.00000000 = 255.255.240.0 (khác với subnet mask mặc định của lớp B là 255.255.0.0) => host trên nằm trong mạng có chia mạng con. Bước 2: Goi x là số bit khác nhau giữa subnet mask của Host và subnet mask của lớp (x là số bit làm subet ID). Vậy số mạng con là : 2x - 2. Xác định y là số bít làm Host ID : y = số bit 1 trong subnet mask của lớp - x. Số Host trong mỗi mạng là 2 y - 2 host. Subnet mask lớp B: 255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000 Subnet mask của host : 255.255.240.0 = 11111111.11111111.11110000.00000000 Số bit dùng làm subnet_id là 4 bit. Số bit dùng làm host_id sẽ là (16 - 4) = 12 bit Số mạng con tương tự là 2 4 - 2 = 14 Số host trong mỗi mạng con là 212 - 2 = 4094 Bước 4: Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 18 -
ĐHSPKT Vinh - Khoa CNTT Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 1. Duyệt mặt nạ mạng con và địa chỉ IP theo từng byte tương ứng, từ trái qua phải. - Byte nào của subnet mask mang giá trị 255 thì ghi lại (giữ nguyên) byte tương ứng của địa chỉ IP. - Byte nào của subnet mask là 0 thì ghi lại byte tương ứng ở địa chỉ IP là 0. - Byte nào ở subnet mask khác 255 và 0 thì để trống byte tương ứng ở địa chỉ IP và gọi byte này là số khó chịu. 2. Tìm số cơ sở = 256 - số khó chịu 3. Tìm bội số lớn nhất của số cơ sở th ỏa mãn điều kiện là bội số đó bé hơn hoặc bằng số tương ứng (nằm cũng octet với số khó chịu) trong địa chỉ IP và ghi lại số này. IP: 172. 29 . 32 .30; Subnet mask: 255.255.240. 0 => 172.29._ .0 => Số khó chịu = 240 => Số cơ sở = 256 – 240 = 16 => Bội số lớn nhất của 16 nhưng ≤ 32 là 32 => Địa chỉ đường mạng cần tìm là 172.29.32.0 Bước 5 1. Duyệt mặt nạ mạng con và địa chỉ IP theo từng byte tương ứng, từ trái qua phải. - Byte nào của subnet mask mang giá trị 255 thì ghi lại byte tương ứng của địa chỉ IP. - Byte nào của subnet mask là 0 thì ghi vào byte tương ứng của địa chỉ IP là 255 - Nếu byte của subnet mask có giá trị khác 255 và 0 thì đ ể trống byte tương ứng ở địa chỉ IP và gọi byte này là số khó chịu. 2. Tìm số cơ sở = 256 - số khó chịu 3. Tìm bội số nhỏ nhất của số cơ sở th ỏa mãn điều kiện là lớn hơn số tương ứng trong địa chỉ IP, đem số này trừ đi 1 thì được kết quả. IP: 172. 29 . 32 .30 Nhóm V : Nguyễn Thị Huệ - Ngô Hùng Kiêm - Hồ Văn Lâm - 19 -