Địa chỉ IP & Subnet mask là gì?

Địa chỉ IP & Subnet mask là gì?

IP Address là một số duy nhất được gán cho một thiết bị trong một mạng. Nó khác với kiểu địa chỉ MAC. Xin nói qua về các loại địa chỉ này.

IP & Subnet mask là gì?

IP Address

IP Address là một số duy nhất được gán cho một thiết bị trong một mạng. Các thiết bị này có thể là một máy tính, router, máy in mạng ( loại máy in có Card mạng)…vv. Kiểu địa chỉ này gọi là Software Address. Nó khác với kiểu địa chỉ Hardware Address hay ta còn biết như kiểu MAC Address của Card mạng hay hard-code trong một số thiết bị mạng. Xin nói qua về địa chỉ kiểu này. Mỗi nhà sản xuất Card mạng trên thế giới trước khi sản xuất đều phải xin mua một lô địa chỉ MAC từ InterNIC => mỗi địa chỉ MAC address là duy nhất trên thế giới và không bao giờ có hai địa chỉ này trùng nhau ở bất cứ đâu.
IP Address là một số 32 Bit  và được chia thành 4 phần mỗi phần 8 Bit và ngăn cách nhau bởi dấu chấm (.). Có 3 cách để biểu diễn một địa chỉ IP:

Dạng thập phân : 130.57.30.56
Dạng nhị phân : 10000010. 00111001.00011110.00111000
Dạng Hecxa : 82 39 1E 38

Chúng ta thì thường sử dụng địa chỉ dưới dạng số thập phân, nhưng máy tính thì thường sử dụng địa chi IP dưới dạng số nhị phân.

Một địa chỉ IP bao giờ cũng có hai phần là địa chỉ mạng ( Network Address ) và địa chỉ máy ( Node Address ).

Network Address là một số duy nhất dùng để xác định một mạng. Mỗi máy tính trong một mạng bao giờ cũng có cùng một địa chỉ mạng.

Node Address là một số duy nhất đựơc gán cho một máy tính trong một mạng

Một số địa chỉ IP đặc biệt 

1- Nếu địa chỉ của Network Address toàn là các Bit 0 nghĩa là nó đại diện cho mạng đó (this network)
2- Nếu địa chỉ của Network Address toàn là các Bit 1 nghĩa là nó đại diện cho tất cả các mạng
3- Địa chỉ mạng là 127 đựơc gọi là địa chỉ LoopBack được thiết kế cho mỗi máy (local node), thường dùng cho việc tự kiểm tra mà không ảnh hưởng đến giao dich trên mang ví dụ ping 127.0.0.1
4 – Tât cả các Bit của Node Address toàn là 0 – this node
5 – Tât cả các Bit của Node Address toàn là 1 – Tất cả các máy trong một mạng nào đó
6 – Tất cả địa chỉ IP là toàn Bit 0 – Được sử dụng bởi RIP protocol
7 – Tất cả địa chỉ IP là toàn Bit 1 – Địa chỉ truyền tin (Broadcast) cho tất cả các máy trong một mạng

IP Address được chia thành 5 lớp là A,B,C,D,E.

Hai lớp D và E đang để dự trữ, chỉ còn 3 lớp A,B,C là đang sử dụng

Lớp: A

Định dạng: Mạng.Node.Node.Node
Bit đầu tiên: 0

Ở đây ta nhận thấy là ngoại trử Bit đầu tiên của địa chỉ IP là 0 – dùng để xác định là mạng lớp A, còn lại 7 Bit có thể nhận các giá trị 1 hoặc 0 => tổ hợp chập được 2 mũ 7 vị trí => có 128 mạng cho lớp A. Nhưng theo quy định là nếu tất cả các Bit của địa chỉ mạng là 0 sẽ không đựơc sử dụng => còn 127 mạng cho lớp A. Nhưng địa chỉ 127 là địa chỉ có toàn Bit 1 trong Network Address => cũng không sử dụng được địa chỉ này => Lớp A chỉ còn 126 lớp mạng bắt đầu từ 1 -126 => Khi nhìn vào một địa chỉ IP ta chỉ cần nhin vào Bit đầu tiên nếu biểu diễn ở dạng nhị phân là số 0 thì đó chính là mạng lớp A, còn nếu ở dạng thập phân thi nó nằm trong khoảng từ 1- 126.

Thế số máy tính trong mỗi mạng lớp A là bao nhiêu ? ta cũng có thể tính được là 2 mũ 24 – 2 =16,777,214 máy trong mạng lớp A

Lớp: B

Định dạng: Mạng.Mạng.Node.Node
Hai Bit đầu tiên: 10

Tương tự như cách tính với lớp A ta cũng có số mạng của lớp B sẽ là 2 mũ 14 = 16384 mạng lớp B – tương đương với số thập phân là 128 – 191.

Và số máy trong mỗi mạng lớp A là 2 mũ 16 -2 = 65,534 máy.

=> Một địa chỉ IP mà hai Bit đầu tiên là 10 hay ở dạng thập phân mà là 128 – 191 thì đó là máy tính trong mạng lớp B

Lớp : C

Định dạng: Mạng.Mạng.Mạng.Node
Ba Bit đầu tiên: 110

=> Số mạng lớp C sẽ là 2,097,152 mạng và 254 máy trong một mạng

=> Một địa chỉ IP mà các Bit đầu tiên là 110 hay ở dạng thập phân mà là 192 – 223 thì đó là máy tính trong mạng lớp C.

InterNIC và IANA đã đưa ra một số dải địa chỉ IP gọi là private address dùng để thiết lập cho các mạng cục bộ không kết nối với Internet. Theo RFC 1597 thì 3 dải đó là:

10.0.0.0 với Subnet mask là 255.0.0.0
172.16.0.0 với Subnet mask là 255.255.0.0
192.168.0.0 với Subnet mask là 255.255.255.0

=> bạn có thể sử dụng bất cứ địa chỉ nào trong dải này để thiết lập cho mạng của bạn.

Bắt đầu từ win98 trở đi Microsoft đưa ra một cơ chế gọi là Automatic private IP Addressing (APIPA) – Trên một mạng nhỏ không có DHCP hay trên một mạng mà DHCP bị Down thì máy Client DHCP có thể dùng cách giải đáp tên NetBIOS nút B để cấp cho Card mạng của nó một địa chỉ IP duy nhất từ một không gian địa chỉ đặc biệt 169.254.0.1 đến 169.254.255.254. Sau đó máy này có thể dùng TCP/IP để liên lạc với một máy khác bất kỳ mà đựơc kết nối cùng Hub của mạng LAN và cũng dùng cơ chế APIPA => sau này nếu bạn nhìn thấy IP có dạng 169.254.x.x thì nghĩa là DHCP Server của bạn đã Down rồi.

Subnet mask

Thường thì mỗi tổ chức, công ty hay quốc gia đựơc InterNIC cấp cho một số địa chỉ IP nhất định và nó có các máy tính đặt ở các vùng khác nhau. Cách tốt nhất để quản lý là chia ra thành các mạng nhỏ và kết nối với nhau bởi router. Những mạng nhỏ như thế gọi là Subnets. Khi chia ra thành các Subnet nhằm làm:

1- Giảm giao dịch trên mạng: lúc này router sẽ kiểm soát các gói tin trên mạng – chỉ có gói tin nào có địa chỉ đích ở ngoài mới đựoc chuyển ra
2 – Quản lý đơn giản hơn và nếu có sự cố thì cũng dễ kiểm tra và xác định đựơc nguyên nhân gây lỗi hơn là trong một mạng lớn.

Một điều quan trọng cũng cần phải nhớ là mỗi một Subnet vẫn là một phần của mạng nhưng nó cũng cần đựơc phân biệt với các Subnet khác bằng cách thêm vào một đinh danh nào đó. Định danh này được gọi là Subnet addess. Trước khi chia mạng thành các Subnet ta cần xác định số Subnet cho mạng và số máy trong mỗi Subnet là bao nhiêu, còn router trên mỗi một subnet chỉ cần biết các thông tin:

Địa chỉ của mỗi máy trên một Subnet mà nó quản lý
Địa chỉ của các Subnet khác

Ta đã biết rằng mỗi máy tính trong một mạng cụ thể nào đó thì phải có cùng một địa chỉ mạng => địa chỉ mạng không thể thay đổi đựơc => chỉ còn cách lấy một phần địa chỉ Node Address để làm đinh danh cho mỗi Subnet. => Điều này có thể thực hiện đựơc bằng cách gán cho mỗi máy tính một Subnet mask. Subnet mask là một số 32 Bit gồm các Bit 1 và 0 – Các Bit 1 ở các vị trí của Network Address hoặc Subnet mask còn các Bit 0 ở vị trí của Node Address còn lại.

Không phải là tất cả các mạng đều cần có Subnet và vì thế không cần sử dụng Subnet – Trong trường hợp này người ta nói là sử dụng Subnet mask mặc định ( default Subnet mask )

Lớp A Subnet mask là 255.0.0.0
Lớp B Subnet mask là 255.255.0.0
Lớp C Subnet mask là 255.255.255.0

Công thức dùng để tính số subnet lớn nhất và số Host lớn nhất có thể có trong một Subnet sẽ là :

Số subnet lớn nhất ( trong một mạng ) = 2^ Bit 1 ( trong subet mask ) – 2
Số Host lớn nhất ( trong một Subnet ) = 2^ bit 0 ( trong subet mask ) – 2

Để cho dễ hiểu xin minh họa qua ví dụ sau: Giả sử ta có một địa chỉ IP cho toàn bộ hệ thống mạng của ta là 132.8.18.60 => Đây là một địa chỉ lớp B và ta có biểu diễn của nó theo dạng

địa chỉ mạng. địa chỉ mạng. địa chỉ Host. địa chỉ Host

1000 0100 . 0000 1000 . 0001 0010 . 0011 1100

=> Nó có 16 Bit cho địa chỉ mạng và 16 Bit cho địa chỉ Host => ta có thể lấy một số Bit trong phần địa chỉ Host để làm Subnet Mask.

Giả sử ta cần chia mạng của ta thành 14 mạng con => ta cần xác định lấy mấy Bit của địa chỉ Host làm Sub net mask : 14 + 2 = 16 = 2^4 => cần 4 Bit

Ta có Subnet Mask : 1111 1111. 1111 1111. 1111 0000 0000 0000

Và ta cũng tính được luôn số Host trong mỗi Subnet là 2 ^12 -2 = 4094.

Theo nphunghun