Địa chỉ IP - "số nhà" trên mạng
09:07' 20/06/2005 (GMT+7)
Như chúng ta đã biết Internet
là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối
lại tạo nên. Khác với cách tổ chức theo các cấp: nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của
một mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, mạng Internet tổ chức chỉ có một
cấp, các mạng máy tính lớn nhỏ khi nối vào Internet đều bình đẳng với nhau. Vì
vậy mỗi một khách hàng hay một máy chủ (Host) hoặc Router đều có một địa chỉ
internet duy nhất mà không được phép trùng với bất kỳ ai.
|
| Mỗi
máy tính kết nối Internet chỉ có một địa chỉ IP duy nhất không được
phép trùng lặp với bất cứ ai. |
Do cách tổ chức
như vậy nên trên Internet có cấu trúc địa chỉ, cách đánh địa chỉ đặc biệt, trong
khi cách đánh địa chỉ đối với mạng viễn thông lại đơn giản hơn nhiều. Đối với
mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, khách hàng ở các vùng khác nhau hoàn
toàn có thể có cùng số điện thoại, phân biệt với nhau bằng mã vùng, mã tỉnh hay
mã quốc tế. Đối với mạng Internet, do cách tổ chức chỉ có một cấp nên mỗi một
khách hàng hay một máy chủ (Host) hoặc Router đều có một địa chỉ internet duy
nhất.
Địa chỉ trên Internet thực sự
là một tài nguyên, với hàng chục triệu máy chủ trên hàng trǎm nghìn mạng. Để địa
chỉ không được trùng nhau cần phải có cấu trúc địa chỉ đặc biệt quản lý thống
nhất và một Tổ chức của Internet gọi là Trung tâm thông tin mạng Internet -
Network Information Center (NIC) chủ trì phân phối, NIC chỉ phân địa chỉ mạng
(Net ID) còn địa chỉ máy chủ trên mạng đó (Host ID) do các Tổ chức quản lý
Internet của từng quốc gia một tự phân phối. (Trong thực tế để có thể định tuyến
trên mạng Internet ngoài địa chỉ IP còn cần đến tên riêng của các máy chủ (Host)
- Domain Name ).
Có hai loại địa chỉ IP được
biết đến là địa chỉ phẳng (flat) và địa chỉ phân cấp (hiearchical).
Địa chỉ phẳng là loại địa chỉ mà
không có cơ chế để phân biệt giữa các nhóm địa chỉ khác nhau. Nó chính là địa
chỉ vật lý của các thiết bị mạng bao gồm 48 bit và được chia thành 2 nhóm. Nhóm
24 bit đầu dành riêng cho các nhà sản xuất – OUI (Organizationally Unique
Identifier) còn 24 bit cuối dùng để phân biệt các sản phẩm khác nhau. Giao thức
ARP/RARP có thể chuyển đổi giữa địa chỉ IP phẳng với địa chỉ IP phân cấp. Hơn
nữa địa chỉ IP phân cấp được sử dụng và quen thuộc nhiều hơn nên chúng ta sẽ đi
sâu nhiều vào nó.
Địa chỉ IP phân cấp là loại địa
chỉ được tổ chức theo kiểu phân cấp và do đó rất thuận tiện cho quản lý và dò
tìm. Ta hãy cứ hình dung như địa chỉ nhà riêng được quản lý bây giờ vậy. Trước
đây, cách quản lý chưa thống nhất nên nếu đưa ra một địa chỉ nhà là rất khó tìm,
thì giờ đây muốn tìm được một địa chỉ nhà nào đó, ta cần biết các thông tin về
Phố - Ngõ – Ngách – Hẻm – Số nhà là có thể tìm ra dễ dàng.
Địa chỉ IP là một phần quan
trọng trong hệ giao thức TCP/IP.
Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet và được dùng như
giao thức mạng v vn chuyển trên mạng Internet. TCP (Transmission Control
Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet Protocol) là giao
thức thuộc tầng mạng của mô hình OSI.. Hiện nay các máy tính của hầu hết các
mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ
thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một họ giao
thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp
phương tiện truyền thông liên mạng. Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp
khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của
IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. Giao thức IP là một
giao thức kiểu không liên kết (connectionlees) có nghĩa là không cần có giai
đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.
Sơ đồ địa chỉ hóa
để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP 32 bits (32
bit IP address – hay chính là địa chỉ IP phân cấp). Mỗi giao diện trong 1 máy có
hỗ trợ giao thức IP đều phải được gán 1 địa chỉ IP (một máy tính có thể gắn với
nhiều mạng do vậy có thể có nhiều địa chỉ IP).
Địa chỉ IP gồm 2
phần:
Địa
chỉ mạng (netid)
Địa
chỉ máy (hostid).
Mỗi địa chỉ IP có
độ dài 32 bits được tách thành 4 vùng (mỗi vùng 1 byte), có thể biểu thị dưới
dạng thập phân, bát phân, thập lục phân hay nhị phân. Cách viết phổ biến nhất là
dùng ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted decimal notation) để tách các vùng.
Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một máy tính bất kỳ trên
liên mạng.
Ví dụ cho một địa
chỉ IP là 213.21.162.78
Do tổ chức và độ
lớn của các mạng con (subnet) của liên mạng có thể khác nhau, người ta chia các
địa chỉ IP thành 5 lớp, ký hiệu là A, B, C, D và E. Trong lớp A, B, C chứa địa
chỉ có thể gán được. Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicasting. Lớp E được
dành những ứng dụng trong tương lai.
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
8 |
16 |
24 32 |
|
|
Class A |
0 |
Netid |
Hostid |
|
Class B |
1 |
0 |
Netid |
Hostid |
|
Class C |
1 |
1 |
0 |
Netid |
Hostid |
|
Class D |
1 |
1 |
1 |
0 |
Multicast
address |
|
Class E |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Reverved
for future use |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Netid trong địa chỉ
mạng dùng để nhận dạng từng mạng riêng biệt. Các mạng liên kết phải có địa chỉ
mạng (netid) riêng cho mỗi mạng. Ở đây các bit đầu tiên của byte đầu tiên được
dùng để định danh lớp địa chỉ :
0 - lớp A
10 - lớp B 110 - lớp C
1110- lớp D
11110 - lớp E
(Hay xét giá trị thập phân đầu tiên thì :
Lớp A từ 0 – 127 Lớp B là 128 – 191
Lớp C từ 192 – 223 Lớp D là 224 – 239 còn lại là
lớp E).
Địa chỉ lớp A
Lớp A sử dụng byte
đầu tiên của 4 byte để đánh dấu địa chỉ mạng. Như hình trước nó được nhận ra bởi
bit đầu tiên là 0 và 7 bit còn lại được dùng để đánh địa chỉ các máy trong mạng.
Dùng 7 bit để chia
đia chỉ mạng nên có 27 – 2 = 126 địa chỉ mạng cho lớp A với số máy
tối đa là 224 - 2 = 16.777.214 cho mỗi địa chỉ mạng lớp A.
Nguyên nhân chỉ có
126 địa chỉ mạng là do trong khi dùng 8 bit đầu tiên đánh địa chỉ mạng, các địa
chỉ nào toàn 0 hoặc toàn 1 đều bị loại bỏ. Các giá trị netid toàn 0 khi chuyển
sang thập phân là số 0 và không có nghĩa. Còn netid toàn 1 thì dùng để truyền
thông trong mạng.
Đối với việc chỉ có
16.777.214 máy được sử dụng trong khi dùng 24 bit đánh địa chỉ host cũng được
giải thích như sau : Một địa chỉ có hostid = 0 được dùng để hướng tới mạng định
danh bởi vùng netid. Ngược lại, một địa chỉ có vùng hostid gồm toàn số 1 được
dùng để hướng tới tất cả các host nối vào mạng netid, và nếu vùng netid cũng gồm
toàn số 1 thì nó hướng tới tất cả các host trong liên mạng (còn gọi là địa chỉ
broadcast trong nội bộ mạng).
Địa chỉ lớp A sẽ có
dạng :
Network.Host.Host.Host
Ví dụ địa chỉ
10.12.12.12 nằm trong mạng lớp A có địa chỉ 10.0.0.0 và được gán hostid là
12.12.12.
Địa chỉ lớp B
Một địa chỉ lớp B
được nhận ra bởi 2 bit đầu tiên của byte thứ nhất mang giá trị 10. lớp B sử dụng
2 byte đầu tiên trong 4 byte để đánh địa chỉ mạng và 2 byte cuối cùng dùng để
đánh địa chỉ máy trong mạng.
Như vậy, vẫn theo
quy tắc tính như đối với lớp A thì sẽ có: 214 - 2 = 16.382
địa
chỉ mạng trong lớp B và mỗi mạng sẽ có tối đa 216 - 2 = 65.534 máy.
Địa chỉ lớp B có
dạng :
Network.Network.Host.Host.
Ví dụ địa chỉ
129.12.12.12 nằm trong mạng lớp B có địa chỉ 129.0.0.0 và được gán hostid là
12.12.12.
Địa chỉ lớp C
Một tổ chức quy mô
nhỏ có thể xin cấp phát địa chỉ lớp C. Một địa chỉ lớp C sử dụng 3 byte đầu để
đánh địa chỉ mạng và một byte cuối để đánh địa chỉ máy trong mạng.Như vậy sẽ có
221
- 2 = 2.097.150 địa chỉ mạng lớp C và trong mỗi mạng có tối đa 28 - 2
= 254 máy.
Địa chỉ lớp C có
dạng : Networkr.Network.Network.Host.
Ví dụ địa chỉ
198.12.12.12 nằm trong mạng lớp C có địa chỉ 198.0.0.0 và được gán hostid là
12.12.12.
Địa chỉ lớp D
Địa chỉ mạng lớp D
thì sẽ chạy trong dải 224.0.0.0 đến 239.255.255.255 khi ta quy đổi ra cách đọc
bằng số thập phân. Các địa chỉ mạng lớp D dùng cho mục đích multicast, khác với
các địa chỉ lớp A, B, C. Như vậy chúng ta sẽ có 268.435.456 các nhóm multicast
khác nhau.
Địa chỉ lớp E
Địa chỉ mạng lớp E
thì sẽ chạy trong dải 240.0.0.0 đến 255.255.255.255 khi ta quy đổi ra cách đọc
bằng số thập phân. Có thể thấy địa chỉ 255.255.255.255 là một địa chỉ đặc biệt
và được sử dụng cho mục đích đặc biệt khác. Các địa chỉ mạng lớp E dùng cho mục
đích trong tương lai chứ hiện nay chưa được sử dụng.
Trên đây là một số
kiến thức cơ bản cho phần phân chia địa chỉ IP trong mạng. Ở phần sau chúng ta
sẽ bàn kỹ hơn đến việc chia địa chỉ IP ra sao cho hợp lý và không bị lãng phí
khi tổ chức mạng bằng cách nói đến Subnet Mask.
|