Trên một mạng máy tính thường đồng thời có rất nhiều thiết bị đầu cuối cùng hoạt động. Mỗi thiết bị đầu cuối nằm trong mạng tạo thành một node của mạng. Một thiết bị đầu cuối cũng được gọi là một host.
Mỗi thiết bị đầu cuối đều được gán cho một địa chỉ duy nhất để phân biệt các thiết bị với nhau. Loại địa chỉ này có tên gọi là địa chỉ IP. Địa chỉ IP là loại địa chỉ giúp các thiết bị đầu cuối trao đổi dữ liệu với nhau trong liên mạng.
Cấu trúc địa chỉ IP
Địa chỉ IP, còn gọi là địa chỉ IPv4, là một số nguyên 4 byte (32 bit). Giá trị của địa chỉ IP do đó nằm trong dải từ 0 đến 2^32-1.
Để tiện lợi cho người dùng, số nguyên này được viết ở dạng mảng 4 byte. Mỗi byte được gọi là một octet và được biểu diễn bằng giá trị thập phân nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Các octet được viết tách nhau bằng dấu chấm.
Ví dụ, địa chỉ IP thường gặp trong mạng LAN gia đình là 192.168.1.1.
Địa chỉ IPv4 được chia thành 2 phần: Phần định danh mạng (NETWORK) và phần định danh host (HOST). Để chỉ rõ bao nhiêu bit dành cho phần network và bao nhiêu bit dành cho phần host, người ta thường thêm kí hiệu /x vào sau địa chỉ IP. Ví dụ, 192.168.1.1/24 nghĩa là 24 bit đầu dành cho định danh mạng, còn lại 8 bit dành cho định danh host.
Tất cả địa chỉ IP có chung phần định danh mạng được gọi là các địa chỉ cùng dải. Trong một mạng LAN, các host phải có địa chỉ IP cùng dải thì mới truyền được dữ liệu cho nhau.
Cấu trúc địa chỉ IPv4
Việc đặt địa chỉ IP cho host phải tuân theo quy tắc:
– Các bit phần mạng không được phép đồng thời bằng 0. Ví dụ: 0.0.0.1/24 với phần định danh mạng là 0.0.0 và phần host là 1 là không hợp lệ.
– Địa chỉ có các bit phần định dành đồng thời bằng 0 hoặc đồng thời bằng 1 thì không được gán cho host. Hai địa chỉ IP này mặc dù hợp lệ nhưng được sử dụng cho các trường hợp riêng.
Mặt nạ mạng con
Mạng nạ mạng con (subnet mask) là một dãy nhị phân dài 32 bit đi kèm với một địa chỉ IP để cho phép xác định được các bit dùng cho phần Network ID.
Điều này được thực hiện bằng phép toán AND địa chỉ IP với subnet-mask theo từng bit một.
Ví dụ: Xét địa chỉ IP 192.168.1.1 với subnet-mask là 255.255.255.0. Để xác định địa chỉ mạng của địa chỉ này, thực hiện AND 192.168.1.1 với 255.255.255.0.
Các subnet mask chuẩn của các địa chỉ lớp A, B, C:
Lớp A: 255.0.0.0
Lớp B: 255.255.0.0
Lớp C: 255.255.255.0
Một cách khác để chỉ định số bit thuộc về phần định danh mạng trong địa chỉ IP là sử dụng số prefix – length. Số prefix – length được viết ngay sau địa chỉ IP và ngăn cách bởi dấu “/”. Giá trị của prefix length cho biết có bao nhiêu bit đầu trong địa chỉ IP thuộc về phần định danh mạng. Số bit còn lại thuộc về phần định danh host. Ví dụ:
- 192.168.1.1/24 – 24 bit đầu tiên (3 octet đầu) dùng để định danh mạng, 8 bit (1 octet) còn lại cho định danh host
- 172.168.2.1/16 – 16 bit đầu tiên (2 octet đầu) dùng để định danh mạng, 16 bit (2 octet) tiếp theo cho định danh host
- 10.0.0.8/8 – 8 bit (1 octet) đầu cho định danh mạng, 24 bit (3 octet) tiếp theo cho định danh host
Các địa chỉ IP đặc biệt
Nếu một địa chỉ IP có các bit thuộc phần định danh host đồng thời bằng 0 thì được gọi là địa chỉ mạng (network IP). Ví dụ: 192.168.10.0/24 là một địa chỉ mạng. Địa chỉ mạng là địa chỉ đại diện cho toàn bộ mạng, thay vì là địa chỉ của một host cụ thể. Vì vậy, địa chỉ mạng không được phép gán cho host.
Nếu một địa chỉ IP có tất cả các bit thuộc phần định danh đều bằng 1 thì được gọi là địa chỉ quảng bá (broadcast IP). Địa chỉ quảng bá là loại địa chỉ IP được sử dụng để gửi dữ liệu đồng thời tới tất cả các host trong mạng. Do đó, địa chỉ quảng bá cũng không được phép gán cho host. Ví dụ: 192.168.10.255 là một địa chỉ quảng bá cho địa chỉ mạng 192.168.10.0/24.
Địa chỉ 127.x.x.x có tên gọi riêng là địa chỉ loopback hoặc localhost. Trên máy tính thường sử dụng nhất là địa chỉ 127.0.0.1. Địa chỉ loopback được sử dụng khi cần khai thác dịch vụ truyền thông nhưng không muốn đưa dữ liệu lên mạng. Ví dụ, khi cả chương trình client và server cùng cài đặt trên cùng một thiết bị đầu cuối thì nên sử dụng địa chỉ loopback để truy cập server.
Các địa chỉ IP trong dải từ 169.254. 0.0-169.254. 255.255 được gọi là địa chỉ IP riêng tự động (Automatic Private IP Address). Đây là địa chỉ IP được hệ điều hành tự động chọn ngẫu nhiên nếu như cơ chế nhận IP tự động (DHCP) không đem về kết quả.
Phân lớp địa chỉ IP
Không gian địa chỉ IPv4 được chia thành 5 lớp là : A, B, C, D, E. Việc phân chia này dựa vào giá trị Octet đầu tiên trong địa chỉ IPv4.
Lớp A: bit đầu tiên của octet đầu tiên là 0, do đó giá trị của octet đầu tiên là từ 0-127
- – Sử dụng một octet đầu làm phần mạng, ba octet sau làm phần host.
- – Bit đầu của một địa chỉ lớp A luôn được giữ là 0.
- – Các địa chỉ mạng lớp A gồm: 1.0.0.0 -> 126.0.0.0.
- – Mạng 127.0.0.0 được sử dụng làm mạng loopback.
- – Phần host có 24 bit => mỗi mạng lớp A có (224 – 2) host.
Lớp B: hai bit đầu tiên luôn là 1 0, và sử dụng 2 octet đầu cho phần mạng.
- – Giá trị của Octet đầu tiên là 128-191
- – Địa chỉ lớp B sử dụng hai octet đầu làm phần mạng, hai octet sau làm phần host.
- – Hai bit đầu của một địa chỉ lớp B luôn được giữ là 1 0.
- – Các địa chỉ mạng lớp B gồm: 128.0.0.0 -> 191.255.0.0. Có tất cả 214 mạng trong lớp B.
- – Phần host dài 16 bit do đó một mạng lớp B có (216 – 2) host.
Lớp C: Giá trị của Octet đầu tiên là 192-223
- – Địa chỉ lớp C sử dụng ba octet đầu làm phần mạng, một octet sau làm phần host.
- – Ba bit đầu của một địa chỉ lớp C luôn được giữ là 1 1 0.
- – Các địa chỉ mạng lớp C gồm: 192.0.0.0 -> 223.255.255.0. Có tất cả 221 mạng trong lớp C.
- – Phần host dài 8 bit do đó một mạng lớp C có (28 – 2) host.
Lớp D: Giá trị của Octet đầu tiên là: 224-239
- – Gồm các địa chỉ thuộc dải: 224.0.0.0 -> 239.255.255.255
- – Được sử dụng làm địa chỉ multicast.
Ví dụ: 224.0.0.5 dùng cho OSPF; 224.0.0.9 dùng cho RIPv2
Lớp E: Giá trị của Octet đầu tiên là: 240-255. Được sử dụng trong môi trường Experimental.
Trong 5 lớp địa chỉ trên thì chỉ dùng 3 lớp địa chỉ A, B, C để cấp cho các host ở trong mạng.
Địa chỉ public và địa chỉ private
Địa chỉ IPv4 được phân thành 2 loại:
- IP private: chỉ được sử dụng trong mạng nội bộ (mạng LAN), không được định tuyến trên môi trường Internet. Có thể được sử dụng lặp lại trong các mạng LAN khác nhau.
- IP public: là địa chỉ được sử dụng cho các gói tin đi trên môi trường Internet, được định tuyến trên môi trường Internet. Địa chỉ public phải là duy nhất cho mỗi host tham gia vào Internet.
Dải địa chỉ IP private được quy định trong RFC 1918 như sau:
- Lớp A: 10.x.x.x (10.0.0.0÷10.255.255.255)
- Lớp B: 172.16.x.x -> 172.31.x.x (172.16.0.0÷172.31.255.255)
- Lớp C: 192.168.x.x (192.168.0.0÷192.168.255.255)
Cấu hình TCP/IPv4 trên máy tính
Để diễn ra đầy đủ quá trình truyền thông tin, trên thiết bị đầu cuối phải cấu hình đầy đủ và chính xác các tham số IP để giao thức này có thể hoạt động.
Trên các hệ điều hành khác nhau, cách cấu hình có sự khác biệt lớn. Tuy nhiên, tên gọi và ý nghĩa các tham số về cơ bản là giống nhau.
Trên hệ điều hành windows, việc cấu hình cho giao thức IP được thể hiện trong Control Panel => Network and Internet => Network Connections.
Trong đó:
- IP address và Subnet mask đã được trình bày ở nội dung về địa chỉ IP.
- Default gateway là địa chỉ IP của cổng router kết nối với mạng cục bộ của máy tính. Vai trò của default gateway sẽ được nói tới trong phần tiếp theo của bài này.
- Preferred và Alternate DNS server là địa chỉ IP của các máy chủ DNS, nơi chịu trách nhiệm chuyển đổi từ tên miền về địa chỉ IP.
Cấu hình IP sẽ đi theo từng giao diện mạng cụ thể và phù hợp với mạng. Ví dụ, nếu thiết bị đầu cuối có 2 card mạng, mỗi card kết nối vào một mạng khác nhau thì cần cấu hình IP cho cả 2 giao diện này theo dải địa chỉ IP của mạng tương ứng.
+ Nếu bạn thấy site hữu ích, trước khi rời đi hãy giúp đỡ site bằng một hành động nhỏ để site có thể phát triển và phục vụ bạn tốt hơn.
+ Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy giúp chia sẻ tới mọi người.
+ Nếu có thắc mắc hoặc cần trao đổi thêm, mời bạn viết trong phần thảo luận cuối trang.
Cảm ơn bạn!
