Mục Lục
I. IPv4 Address
1. Khái Niệm
2. Cấu Trúc Địa Chỉ IPv4
3. Phân Loại Địa Chỉ IPv4
4. Các Địa Chỉ Đặc Biệt
5. Subnet Mask
6. NAT
II. Router
1. Khái Niệm
2. Chức Năng Của Router
I. IPv4 Address
1. Khái Niệm
IPv4 (Internet Protocol version 4) là phiên bản thứ tư của Giao thức Internet, được sử dụng để định danh các thiết bị trong một mạng thông qua một hệ thống địa chỉ.Địa chỉ IPv4 bao gồm 32 bit, thường được biểu diễn dưới dạng bốn số thập phân được phân tách bằng dấu chấm (ví dụ: 192.168.1.1).
2. Cấu Trúc Địa Chỉ IPv4
Địa chỉ 32-bit chia thành 4 octet (mỗi octet gồm 8 bit) và được biểu diễn dưới dạng thập phân, ví dụ: 192.168.1.1.Mỗi octet có giá trị từ 0 - 255 (8 bit tương ứng với giá trị từ 00000000 đến 11111111).
Địa chỉ IPv4 được chia thành hai phần: phần mạng (network) và phần máy chủ (host). Chia thành 5 lớp chính: A, B, C, D và E.
3. Phân Loại Địa Chỉ IPv4
a. Lớp A
- Phạm vi địa chỉ: 1.0.0.0 – 126.255.255.255
- Default Subnet Mask: 255.0.0.0 (/8)
- Số bit mạng: 8 bit đầu tiên => Số lượng mạng có thể có: 2⁷ - 2 = 126 (trừ 0.0.0.0 và 127.0.0.0)
- Số bit host: 24 bit còn lại => Số lượng host tối đa mỗi mạng: 2²⁴ - 2 = 16.777.214 (-2 vì 2 địa chỉ dành cho Network & Broadcast)
- Cách nhận diện: Bit đầu tiên của địa chỉ luôn là 0 (0000 0000 – 0111 1111).
- Ứng dụng: Dành cho các tổ chức lớn, chẳng hạn như Google (8.8.8.8), Cloudflare (1.1.1.1).
b. Lớp B
- Phạm vi địa chỉ: 128.0.0.0 – 191.255.255.255
- Default Subnet Mask: 255.255.0.0 (/16)
- Số bit mạng: 16 bit đầu tiên => Số lượng mạng có thể có: 2¹⁴ = 16.384
- Số bit host: 16 bit còn lại => Số lượng host tối đa mỗi mạng: 2¹⁶ - 2 = 65.534 (-2 vì 2 địa chỉ dành cho Network & Broadcast)
- Cách nhận diện: Hai bit đầu của địa chỉ luôn là 10 (1000 0000 – 1011 1111).
- Ứng dụng: Các công ty lớn, tổ chức giáo dục, ISP.
c. Lớp C
- Phạm vi địa chỉ: 192.0.0.0 – 223.255.255.255
- Default Subnet Mask: 255.255.255.0 (/24)
- Số bit mạng: 24 bit đầu tiên => Số lượng mạng có thể có: 2²¹ = 2.097.152
- Số bit host: 8 bit còn lại => Số lượng host tối đa mỗi mạng: 2⁸ - 2 = 254 (-2 vì 2 địa chỉ dành cho Network & Broadcast)
- Cách nhận diện: Ba bit đầu tiên luôn là 110 (1100 0000 – 1101 1111).
- Ứng dụng: Doanh nghiệp nhỏ, văn phòng, mạng gia đình.
d. Lớp D
- Phạm vi địa chỉ: 224.0.0.0 – 239.255.255.255
- Không có Subnet Mask (Multicast không cần subnetting).
- Ứng dụng: Dùng cho truyền thông nhóm (multicast streaming như video conference, IPTV). 224.0.0.5 dùng trong OSPF, 224.0.0.9 dùng trong RIPv2.
e. Lớp E (Dự Phòng Và Nghiên Cứu)
- Phạm vi địa chỉ: 240.0.0.0 – 255.255.255.255.
- Ứng dụng: Được IANA dành riêng cho mục đích nghiên cứu và thử nghiệm.
- Không dùng trong thực tế.
4. Các Địa Chỉ Đặc Biệt
Địa chỉ Loopback (127.0.0.1): Kiểm tra kết nối nội bộ.Địa chỉ Private: Không thể truy cập trực tiếp từ Internet.
- Lớp A: 10.0.0.0 – 10.255.255.255
- Lớp B: 172.16.0.0 – 172.31.255.255
- Lớp C: 192.168.0.0 – 192.168.255.255
5. Subnet Mask
Subnet Mask (Mặt nạ mạng con) là một dãy số 32-bit dùng để phân tách phần mạng (Network) và phần host trong địa chỉ IPv4. Nó giúp xác định một địa chỉ IP thuộc về mạng nào.- Ví dụ: 255.255.255.0 (tương đương /24)
- IP 1: 192.168.0.10
- IP 2: 192.168.0.20
- Subnet Mask: 255.255.255.0 (/24)
- Phần mạng của cả hai: 192.168.0.0
Cùng lớp mạng → Giao tiếp trực tiếp, không cần router.Trường hợp 2: Khác lớp mạng
- IP 1: 192.168.0.10
- IP 3: 192.168.1.10
- Subnet Mask: 255.255.255.0 (/24)
- Phần mạng khác nhau: 192.168.0.0 ≠ 192.168.1.0
Khác lớp mạng → Cần router để giao tiếp.6. NAT
NAT (Network Address Translation) là cơ chế dịch địa chỉ IP từ mạng riêng (private) sang mạng công cộng (public), giúp các thiết bị nội bộ có thể truy cập Internet mà không cần địa chỉ IP public riêng.Lợi ích của NAT:
- Tiết kiệm địa chỉ IPv4 (do IPv4 có giới hạn 4,3 tỷ địa chỉ).
- Tăng cường bảo mật: Các thiết bị nội bộ không bị lộ IP thật ra Internet.
- Cho phép nhiều thiết bị chia sẻ một IP public.
a. Static NAT
- Gán cố định một địa chỉ IP private thành một địa chỉ IP public.
- Ví dụ: Private IP 192.168.1.10 -> Public IP 203.0.113.5
- Dùng cho: Server trong mạng nội bộ muốn truy cập từ Internet.
b. Dynamic NAT
- Gán IP private thành một IP public bất kỳ từ danh sách địa chỉ IP có sẵn.
- Ví dụ: Nếu có pool 203.0.113.5 – 203.0.113.10, thì 192.168.1.10 có thể được gán 203.0.113.7.
c. PAT (Port Address Translation) – NAT Overload
- Là dạng phổ biến nhất của NAT.
- Cho phép nhiều thiết bị cùng chia sẻ một địa chỉ IP public bằng cách sử dụng số cổng (port).
- Cơ chế: Router sẽ thay đổi số port của gói tin để phân biệt các kết nối khác nhau.
- Ví dụ:
- Private IP 192.168.1.10:1050 -> Public IP 203.0.113.5:4050
- Private IP 192.168.1.11:1060 -> Public IP 203.0.113.5:4060
- Dùng cho: Mạng gia đình, công ty nhỏ, doanh nghiệp vừa và lớn.
II. Router
1. Khái Niệm
Router (Bộ định tuyến) là thiết bị mạng dùng để chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Nó hoạt động ở Lớp 3 (Network Layer) của mô hình OSI, sử dụng địa chỉ IP để định tuyến các gói tin.Ví dụ: Như trường hợp 2 của phần Subnet Mask ở trên là khác lớp mạng
- Máy tính A: 192.168.0.10/24
- Máy tính B: 192.168.1.10/24
- Vì hai máy thuộc mạng khác nhau, nên chúng cần một router để giao tiếp.
2. Chức Năng Của Router
a. Định tuyến (Routing)
Chọn đường đi tốt nhất cho gói tin từ nguồn đến đích. Có 2 cách định tuyến:
- Định tuyến tĩnh (Static Routing)
- Người quản trị cấu hình thủ công đường đi.
- Ưu điểm: Ít tài nguyên, bảo mật cao.
- Nhược điểm: Không linh hoạt, khó quản lý khi mạng lớn.
- Định tuyến động (Dynamic Routing)
- Router tự động học đường đi thông qua giao thức định tuyến như RIP, OSPF, BGP.
- Ưu điểm: Linh hoạt, thích hợp với mạng lớn.
- Nhược điểm: Cần tài nguyên xử lý cao hơn.
b. Chuyển tiếp gói tin
- Kiểm tra địa chỉ IP đích và gửi dữ liệu qua giao diện phù hợp.
Bước 1: Nhận gói tin từ một thiết bị trong mạng.
Bước 2: Kiểm tra địa chỉ IP đích.
Bước 3: Dựa vào bảng định tuyến (Routing Table) để quyết định đường đi.
Bước 4: Chuyển tiếp gói tin đến đích qua cổng phù hợp.
c. Kết nối các mạng khác nhau
- LAN ↔ WAN, IPv4 ↔ IPv6, VPN, v.v.
d. Bảo mật mạng
- Hỗ trợ firewall, NAT, Access Control List (ACL).
e. Chia sẻ kết nối Internet
- Dùng trong mạng gia đình, doanh nghiệp.
Bài viết liên quan
Bài viết mới
