CHƯƠNG 1 Địa chỉ IP, chia subnet, VLSM, summary. (PHẦN 1)

[networkdude]

CHƯƠNG 1 Địa chỉ IP, chia subnet, VLSM, summary.

Địa chỉ IP là một chuyên đề quan trọng trong chương trình đào tạo chuyên viên mạng CCNA R&S. Để có thể theo học tốt chương trình CCNA R&S, vượt qua được các kỳ thi lấy chứng chỉ quốc tế và theo học tiếp được các chứng chỉ cao cấp hơn cũng như để hoàn thành tốt được các công việc trong lĩnh vực mạng, người học viên, kỹ sư, chuyên viên phải nắm vững các kiến thức và kỹ năng liên quan đến địa chỉ IP. Chương này sẽ cung cấp những điểm chính yếu, quan trọng của chuyên đề nền tảng này.

1.1. Một vài điểm cơ bản cần nhớ :

• Chuyển đổi nhị phân – thập phân: cần nắm vững cách chuyển đổi giữa số nhị phân và thập phân. VD: 5 <-> 101 ; 10 <-> 1010; 64 <-> 1000000.
• Với n bit nhị phân, ta có thể thiết lập được: 2ⁿ số nhị phân với giá trị thập phân tương ứng chạy từ 0 đến 2ⁿ – 1.

Ví dụ:

• Với n = 2, ta lập được 2² = 4 số nhị phân, giá trị thập phân chạy từ 0 đến 3 ( = 2² – 1 ):

00 à 0
01 à 1
10 à 2
11 à 3

• Với n = 3, ta lập được 2³ = 8 số nhị phân, giá trị thập phân chạy từ 0 đến 7 ( = 2³ – 1 ):

000 à 0 100 à 4
001 à 1 101 à 5
010 à 2 110 à 6
011 à 3 111 à 7

• Cố gắng nhớ một số lũy thừa của 2, ít nhất cho đến 2⁸ :

2⁰ = 1 2⁴ = 16 2⁸ = 256
2¹ = 2 2⁵ = 32
2² = 4 2⁶ = 64
2³ = 8 2⁷ = 128

• Sau đây là các chuỗi nhị phân 8 bit cùng các số thập phân tương ứng cần phải thuộc để phục vụ cho việc tính nhanh subnet mask:

Chuỗi nhị phân 8 bit.	Giá trị thập phân tương ứng.
00000000	0
10000000	128
11000000	192
11100000	224
11110000	240
11111000	248
11111100	252
11111110	254
11111111	255

Bảng 1.1 – Các chuỗi nhị phân 8 bit cần nhớ.

• Bảng bước nhảy: bảng này được sử dụng để tính toán trong phép chia subnet.

Số bit mượn	1	2	3	4	5	6	7	8
Bước nhảy	128	64	32	16	8	4	2	1

Bảng 1.2 – Bảng tương ứng số bit mượn và bước nhảy.

1.2. Địa chỉ IP

Địa chỉ IP là địa chỉ logic được sử dụng trong giao thức IP của lớp Internet thuộc mô hình TCP/IP (tương ứng với lớp thứ 3 – lớp network của mô hình OSI). Mục này trình bày các điểm chính cần ghi nhớ về địa chỉ IP.
1.2.1. Cấu trúc địa chỉ IP

• Địa chỉ IP gồm 32 bit nhị phân, chia thành 4 cụm 8 bit (gọi là các octet). Các octet được biểu diễn dưới dạng thập phân và được ngăn cách nhau bằng các dấu chấm.
• Địa chỉ IP được chia thành hai phần: phần mạng (network) và phần host.

Hình 1.2.1 – Cấu trúc địa chỉ IP

Việc đặt địa chỉ IP phải tuân theo các quy tắc sau:

• Các bit phần mạng không được phép đồng thời bằng 0.

VD: địa chỉ 0.0.0.1 với phần mạng là 0.0.0 và phần host là 1 là không hợp lệ.

• Nếu các bit phần host đồng thời bằng 0, ta có một địa chỉ mạng.

VD: địa chỉ 192.168.1.1 là một địa chỉ có thể gán cho host nhưng địa chỉ 192.168.1.0 là một địa chỉ mạng, không thể gán cho host được.

• Nếu các bit phần host đồng thời bằng 1, ta có một địa chỉ quảng bá (broadcast).

VD: địa chỉ 192.168.1.255 là một địa chỉ broadcast cho mạng 192.168.1.0


1.2.2. Các lớp địa chỉ IP

Không gian địa chỉ IP được chia thành các lớp như sau:

1.2.2.1. Lớp A:




Hình 1.2.2 – Cấu trúc địa chỉ lớp A

- Địa chỉ lớp A 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. Do đó, các địa chỉ mạng lớp A gồm: 1.0.0.0 à 127.0.0.0.
Tuy nhiên, mạng 127.0.0.0 được sử dụng làm mạng loopback nên địa chỉ mạng lớp A sử dụng được gồm 1.0.0.0 à 126.0.0.0 (126 mạng).
Chú ý: địa chỉ 127.0.0.1 là địa chỉ loopback trên các host. Để kiểm tra chồng giao thức TCP/IP có được cài đặt đúng hay không, từ dấu nhắc hệ thống, ta đánh lệnh ping 127.0.0.1, nếu kết quả ping thành công thì chồng giao thức TCP/IP đã được cài đặt đúng đắn.
- Phần host có 24 bit => mỗi mạng lớp A có (2²⁴ – 2) host.
- Ví dụ: 10.0.0.1, 1.1.1.1, 2.3.4.5 là các địa chỉ lớp A.

1.2.2.2. Lớp B:






Hình 1.2.3 – Cấu trúc địa chỉ lớp B.

- 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 10. Do đó 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: 16 bit
Một mạng lớp B có 2¹⁶ – 2 host.
- Ví dụ: các địa chỉ 172.16.1.1, 158.0.2.1 là các địa chỉ lớp B.

1.2.2.3. Lớp C:





Hình 1.2.4 – Cấu trúc địa chỉ lớp C.

- 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 110. Do đó, 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: 8 bit
Một mạng lớp C có 2⁸ – 2 = 254 host.
- Ví dụ: các địa chỉ 192.168.1.1, 203.162.4.191 là các địa chỉ lớp C.
1.2.2.4. Lớp D:
- Địa chỉ:
224.0.0.0 -> 239.255.255.255
- Dùng làm địa chỉ multicast.

Ví dụ: 224.0.0.5 dùng cho OSPF
224.0.0.9 dùng cho RIPv2
1.2.2.5. Lớp E:
- Từ 240.0.0.0 trở đi.
- Được dùng cho mục đích dự phòng.
Chú ý:

• Các lớp địa chỉ IP có thể sử dụng để đặt cho các host là các lớp A, B, C.
• Để thuận tiện cho việc nhận diện một địa chỉ IP thuộc lớp nào, ta quan sát octet đầu của địa chỉ, nếu octet này có giá trị:

1 à 126: địa chỉ lớp A.
128 à 191: địa chỉ lớp B.
192 à 223: địa chỉ lớp C.
224 à 239: địa chỉ lớp D.
240 à 255: địa chỉ lớp E.
1.2.3. Địa chỉ Private và Public:

- Địa chỉ IP được phân thành hai loại: private và public.

• 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 đi lặp lại trong các mạng LAN khác nhau.
• Public: là địa chỉ IP sử dụng cho các gói tin đi trên môi trường Internet, được định tuyến trên môi trường Internet, không sử dụng trong mạng LAN. Địa chỉ public phải là duy nhất cho mỗi host tham gia vào Internet.

- Dải địa chỉ private (được quy định trong RFC 1918):

Lớp A: 10.x.x.x
Lớp B: 172.16.x.x -> 172.31.x.x
Lớp C: 192.168.x.x
- Kỹ thuật NAT (Network Address Translation) được sử dụng để chuyển đổi giữa IP private và IP public.
- Ý nghĩa của địa chỉ private: được sử dụng để bảo tồn địa chỉ IP public đang dần cạn kiệt.
1.2.4. Địa chỉ quảng bá (broadcast):
Gồm hai loại:
- Direct:
VD: 192.168.1.255
- Local:
VD: 255.255.255.255
- Để phân biệt hai loại địa chỉ broadcast này, ta xem xét ví dụ sau:
Xét máy có địa chỉ IP là 192.168.2.1 chẳng hạn. Khi máy này gửi broadcast đến 255.255.255.255, tất cả các máy thuộc mạng 192.168.2.0 (là mạng máy gửi gói tin đứng trong đó) sẽ nhận được gói broadcast này, còn nếu nó gửi broadcast đến địa chỉ 192.168.1.255 thì tất cả các máy thuộc mạng 192.168.1.0 sẽ nhận được gói broadcast (các máy thuộc mạng 192.168.2.0 sẽ không nhận được gói broadcast này).