CCNA [Network III - 01 - lý thuyết + lab]: Tìm Hiểu Và Cấu Hình IPv4 Address, Hoạt Động Của Router

T0ri28

Intern
Trong thời đại công nghệ phát triển mạnh mẽ, việc hiểu và cấu hình địa chỉ IPv4 cùng với nguyên lý hoạt động của router là vô cùng quan trọng đối với các kỹ sư mạng và quản trị hệ thống. IPv4 là giao thức nền tảng của Internet, giúp các thiết bị kết nối và trao đổi dữ liệu một cách hiệu quả. Bên cạnh đó, router đóng vai trò là thiết bị trung gian, định tuyến gói tin giữa các mạng để đảm bảo thông tin được truyền tải chính xác và nhanh chóng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về địa chỉ IPv4, phân loại, cách hoạt động của router, cũng như cách cấu hình địa chỉ IPv4 trên thiết bị mạng Juniper để thiết lập kết nối giữa các thiết bị trong hệ thống.

Mục lục​

I. IPv4
II. Router
III. Cấu hình IPv4 trong thiết bị Juniper

I. IPv4​

IPv4 Address (Internet Protocol version 4 Address) là một địa chỉ dùng để xác định thiết bị trong mạng TCP/IP. Nó giúp các thiết bị có thể giao tiếp với nhau trên mạng nội bộ (LAN) hoặc Internet.
IPv4 hoạt động theo mô hình định tuyến (routing), nghĩa là mỗi thiết bị có một địa chỉ IP để gửi và nhận dữ liệu.

Cấu trúc IPv4:
IPv4 là một số nhị phân 32-bit, được chia thành 4 octet (mỗi octet là 8-bit). Mỗi bit trong IPv4 có thể là 0 hoặc 1 (hệ nhị phân).
Bình thường, máy tính nhận diện địa chỉ IP dưới dạng nhị phân, nhưng để con người dễ hiểu và ghi nhớ, địa chỉ này được chuyển đổi và hiển thị dưới dạng thập phân.
VD:​
Dạng nhị phân​
Dạng thập phân​
11000000.10101000.00000001.00000001​
192 .168 .1.1​

ipv4_address_format_01_17ec1ede2f.png


Các loại địa chỉ IPv4:
  • Unicast: Gửi đến một thiết bị duy nhất. Dùng trong giao tiếp thông thường giữa hai thiết bị.
  • Broadcast: Gửi đến tất cả thiết bị trong mạng.
  • Multicast: Gửi đến một nhóm thiết bị, tiết kiệm băng thông so với Broadcast.
  • Anycast: Một IP có nhiều thiết bị dùng chung, dữ liệu sẽ đến thiết bị gần nhất.
  • Private: Dùng trong mạng nội bộ, không thể truy cập trực tiếp từ Internet.
  • Public: IP duy nhất toàn cầu, được cấp để truy cập Internet.
  • Loopback: Kiểm tra thiết bị chính nó, không ra ngoài mạng.
  • Default Route (0.0.0.0/0): Khi không có route cụ thể, gửi qua cổng mặc định.
Lớp của IPv4:
IPv4 được chia thành các lớp địa chỉ (Class) để quản lý mạng dễ dàng hơn:​
Lớp
Dải địa chỉ
Subnet Mask Mặc Định
Số mạng con
Số host mỗi mạng
A
1.0.0.0 - 126.255.255.255​
255.0.0.0 (/8)​
128​
~16 triệu​
B
128.0.0.0 - 191.255.255.255​
255.255.0.0 (/16)​
16,384​
~65,000​
C
192.0.0.0 - 223.255.255.255​
255.255.255.0 (/24)​
2 triệu​
254​
D
224.0.0.0 - 239.255.255.255​
Không dùng subnet​
Dành cho Multicast​
-​
E
240.0.0.0 - 255.255.255.255​
Không dùng subnet​
Dành cho nghiên cứu​
-​
  • Lớp D dành cho multicast (truyền tin nhóm).​
  • Lớp E không được sử dụng cho mục đích thương mại.​
Subnet Mask
Subnet Mask là dãy số giúp xác định phần Network và Host trong một địa chỉ IP.
Mục đích của subnet mask là Chia nhỏ địa chỉ IP thành các mạng con để quản lý mạng hiệu quả hơn.​
  • Phần nào của địa chỉ bị Subnet Mask che phủ bằng số 1 (1-bit) thì thuộc về Network.​
  • Phần nào là 0-bit thì thuộc về Host (các thiết bị trong mạng).​
VD: 192.168.1.1 subnet mask 255.255.255.0 vậy Binary Subnet Mask là 11111111.11111111.11111111.00000000. Ta thấy có 8 số 0, vậy host này sẽ có 2^8 – 2 = 254 IP khả dụng (trừ địa chỉ network và broadcast)

CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) là phương pháp phân chia địa chỉ IP linh hoạt hơn, thay thế cho cách chia theo lớp địa chỉ (Class A, B, C, D, E đã nói ở trên).
CIDR loại bỏ giới hạn cố định của các lớp mạng, cho phép sử dụng địa chỉ IP hiệu quả hơn bằng cách chia subnet linh hoạt hoặc gộp nhiều mạng nhỏ lại với nhau (supernetting).
VD về CIDR:​
  • 192.168.1.0/24 → 256 địa chỉ IP​
  • 192.168.1.0/26 → 64 địa chỉ IP​
  • 192.168.1.128/26 → 64 địa chỉ IP khác​
  • 192.168.1.0/30 → Chỉ có 4 địa chỉ (dùng trong kết nối point-to-point)​

II. Router​

Router (bộ định tuyến) là một thiết bị mạng có nhiệm vụ chuyển tiếp gói tin (packet) giữa các mạng khác nhau, đảm bảo dữ liệu đến đúng đích theo đường đi tối ưu nhất.

Chức năng chính của router:
  • Kết nối & định tuyến mạng: Liên kết mạng nội bộ (LAN) với Internet (WAN), Dùng bảng định tuyến để chọn đường đi tốt nhất, đảm bảo dữ liệu đến đúng đích.
  • Phân chia & quản lý mạng: chia mạng lớn thành các mạng nhỏ hơn, giúp giảm tải và tăng hiệu suất.
  • Chuyển đổi IP (NAT, PAT): Chuyển Private IP thành Public IP để các thiết bị nội bộ truy cập Internet.
  • Bảo mật: Chặn truy cập trái phép, lọc gói tin, bảo vệ mạng khỏi nguy cơ tấn công thông qua ACL.

Các bước hoạt động của router:
Bước 1: Nhận Gói Tin:
  • Router nhận gói tin từ thiết bị trong mạng nội bộ (LAN) hoặc từ một router khác trong mạng bên ngoài (WAN/Internet).
Bước 2: Kiểm Tra Địa Chỉ Đích
  • Router đọc thông tin trong gói tin, đặc biệt là địa chỉ IP đích.
  • So sánh địa chỉ IP đích với bảng định tuyến (Routing Table).
  • Nếu IP đích nằm trong cùng mạng LAN → Router sẽ dùng ARP để tìm địa chỉ MAC của thiết bị đích.
  • Nếu IP đích nằm ngoài mạng LAN → Router không dùng ARP để tìm IP đích, mà kiểm tra bảng định tuyến để gửi gói tin đến hop tiếp theo, nếu không có đường nào thì gói tin bị hủy.
Bước 3: Tra Cứu Bảng Định Tuyến (Routing Table)
  • Router kiểm tra bảng định tuyến để tìm đường tốt nhất.
  • Có thể sử dụng định tuyến tĩnh (Static Routing) hoặc định tuyến động (Dynamic Routing – OSPF, BGP, RIP).
Bước 4: Chuyển Tiếp Gói Tin (Forwarding Packet)
  • Router gửi gói tin qua interface phù hợp để tiếp tục đến đích.
  • Nếu gói tin cần đi qua nhiều router, mỗi router sẽ kiểm tra và định tuyến lại.
Bước 5: Nhận Phản Hồi & Gửi Về Thiết Bị Yêu Cầu
  • Khi dữ liệu từ máy chủ đích phản hồi, router nhận gói tin và thực hiện quy trình ngược lại để đưa về thiết bị yêu cầu.

Bảng định tuyến (Routing Table)
Bảng định tuyến (Routing Table) là nơi router lưu trữ thông tin về các tuyến đường để chuyển tiếp gói tin đến đúng đích. Nó giúp router quyết định gói tin nên đi qua cổng nào hoặc đến router nào tiếp theo.
1743246308961.png


Ký hiệu:
  • + → Tuyến đường đang hoạt động.
  • - → Tuyến đường từng hoạt động gần nhất.
  • * → Tuyến đường vừa là Active vừa là Last Active.
Loại Route:
  • [Direct/0] → Mạng được kết nối trực tiếp vào router.
  • [Local/0] → Địa chỉ IP thuộc router trên giao diện đó.
  • [Static/5] → Tuyến đường tĩnh do người dùng cấu hình.
Thời gian hoạt động
  • Hiển thị thời gian tuyến đường đã tồn tại kể từ khi router khởi động.
    • VD: 00:36:28 → Đã tồn tại 36 phút 28 giây.
Next-Hop / Interface
  • Direct route (via ge-0/0/x.x) → Được kết nối trực tiếp qua interface ge-0/0/x.x.
  • Static route (to 10.10.0.2 via ge-0/0/1.0) → Gói tin đến 192.168.2.0/24 sẽ đi qua 10.10.0.2 qua ge-0/0/1.0.

III. Cấu hình IPv4 trong thiết bị Juniper​

Mô hình:
1743246344381.png


Yêu cầu:

  • Gán IP cho các interface của router, VPC và cấu hình static route
  • 2 PC có thể ping được nhau
Cấu hình:
VPC1:
Mã:
ip 192.168.1.2/24 192.168.1.1
VPC2:
Mã:
ip 192.168.2.2/24 192.168.2.1

Router1:
Mã:
set interfaces ge-0/0/1 unit 0 family inet address 10.10.0.1/30
set interfaces ge-0/0/2 unit 0 family inet address 192.168.1.1/24
set routing-options static route 192.168.2.0/24 next-hop 10.10.0.2
Router2:
Mã:
set interfaces ge-0/0/1 unit 0 family inet address 10.10.0.2/30
set interfaces ge-0/0/2 unit 0 family inet address 192.168.2.1/24
set routing-options static route 192.168.1.0/24 next-hop 10.10.0.1

Kiểm tra cấu hình:
Kiểm tra IP:
Router1:
1743246482614.png


Router2:
1743246491999.png


VPC1:
1743246500870.png


VPC2:
1743246512753.png


Kiểm tra kết nối giữa 2 PC:
VPC1:
1743246566500.png


VPC2:
1743246582440.png


Kết luận​

Qua quá trình tìm hiểu, chúng ta đã nắm vững các khái niệm quan trọng về địa chỉ IPv4, bao gồm cấu trúc, phân loại, subnet mask và phương pháp định tuyến CIDR. Đồng thời, việc hiểu cách thức hoạt động của router giúp chúng ta biết được cách thiết bị này xử lý và chuyển tiếp gói tin trong hệ thống mạng. Cuối cùng, thông qua cấu hình trên lab, chúng ta có thể triển khai mô hình mạng với định tuyến tĩnh, giúp các thiết bị trong hệ thống có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả.
 
Sửa lần cuối:
Back
Top