Nên xem phần chuyển đổi nhị phân trước khi xem bài này
IP - Internet Protocol: tạm hiểu là định danh được gán vào thiết bị vật lý dùng để nhận dạng và liên lạc với nhau trong mạng máy tính nếu chúng sử dụng giao thức internet.
1. Các đặc điểm chung:
- Hoạt động ở lớp Network của mô hình OSI
- Connectionless protocol: Bản thân nó không có thiết lập kết nối, dữ liệu của ip được thiết bị lớp 3 chuyển đi ngay lập tức và nhanh nhất có thể (Best-effort), không có cơ chế báo nhận hay điều khiển luồng nào được sử dụng với IP, các gói tin IP cũng không được đánh số thứ tự khi trao đổi trên mạng.
- Packs treated independently: Mỗi gói tin IP khi đến với thiết bị lớp 3, chúng sẽ được sử lý hoàn toàn độc lập với các gói tin khác
- Hierarchical addressing: Giao thức IP sử dụng cơ chế đánh địa chỉ theo kiểu phân cấp. Chúng ta sẽ thảo luận trong phần Subneting. Cấu trúc của điạ chỉ IP gồm có 2 phần đó là: Network-ID và Host-ID (sẽ được thảo luận sau).
- No data-recovery features: không có cơ chế phục hồi lại gói tin bị mất trên đường đi. Việc này giao cho các giao thức lớp trên của host đầu cuối.
Giao thức IP cũng sử dụng gói tin (IP packet) cấu trúc được chia thành 2 phần đó là Header và Data, trong đó header chứa thông tin quản lý gói tin và data chính là dữ liệu cần truyền và chúng được đóng gói trong gói tin IP. Nếu so sánh gói tin IP như một kiện hàng header chính là phần ghi lại thông tin về hàng hóa còn data chính là hàng hóa được vận chuyển. Kiến trúc của IP header như hình:
Có rất nhiều trường trong phần IP header, trong phần này chỉ chú trọng các trường: Ver., Protocol, Source Address, Destination Address, các trường còn lại chúng ta tìm hiểu trong phần IP Header.
- Ver.: Trường này cho biết version của giao thức IP đang sử dụng. Hiện tại có 2 version của giao thức IP đó là: Version 4 và Version 6.
- Protocol: Trường này cho biết giao thức nào đang truyền tải phần data của gói tin. ví dụ: TCP, UDP, icmp, ospf,...
- Source Address: Cho biết địa chỉ của thiết bị gửi gói tin
- Destination Address: Cho biết địa chỉ sẽ nhận gói tin
Cấu trúc của địa chỉ IP gồm 32 bít nhị phân phân được chia thành 4 cụm mỗi cụm 8 bit, mỗi cụm này có tên gọi là octet. Các octet được ngăn cách nhau bởi dấu chấm khi biểu diễn chúng dưới dạng thập.
Địa chỉ IP được chia thành 2 phần:
- Mạng - Network-ID: giống như tên của một con đường
- Host-ID: giống các địa chỉ trên con đường ấy, và địa chỉ là duy nhất.
- Tất cả các bit phần mạng không đồng thời bằng 0. (1)
- Nếu tất cả các bit của phần host đồng thời bằng 0 thì ta có địa chỉ mạng (sẽ thảo luận trong phần Subneting.)
- Nếu tất cả các bit của phần host đồng thời bằng 1 thì ta có địa chỉ broadcast (sẽ thảo luận trong phần Subneting.)
3. Các lớp địa chỉ IP
Có 3 lớp mạng khác nhau có thể gắng được cho host đó là:
Điểm khác nhau giữa 3 lớp này là số lượng host có thể sử dụng trong mỗi lớp
Để biết được IP đó thuộc lớp mạng nào chúng ta căn cứ vào bit đầu tiên của nó.
- Lớp A: bit đầu tiên luôn luôn được cố định là: 0
- Lớp B: 2 bit đầu tiên luôn luôn có giá trị cố định là: 10
- Lớp C: 3 bit đầu tiên luôn luôn có giá trị cố định là: 110
- Lớp A: 0.0.0.0 - 127.0.0.0.
+ Với qui tắc (1) về chia IP nên mạng 0.0.0.0 không hợp lệ.
+ Mạng 127.0.0.0 sự dụng làm mạng loopback nên không thuộc lớp A
Từ máy tính vào command prompt và gõ ping 127.0.0.1 thấy kết quả trả lời là Reply
Từ máy tính vào command prompt và gõ ping 127.0.0.1 thấy kết quả trả lời là Reply
C:\Users\admin>ping 127.0.0.1
Pinging 127.0.0.1 with 32 bytes of data:
Reply from 127.0.0.1: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 127.0.0.1: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 127.0.0.1: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 127.0.0.1: bytes=32 time<1ms TTL=128
Ping statistics for 127.0.0.1:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms
Vậy các mạng trong lớp A: 1.0.0.0 - 126.0.0.0
Có 24 bit làm phần host => mỗi mạng lớp A có là: (224 - 2) host.- Lớp B: 128.0.0.0 - 191.255.0.0.
+ Có 16 bit làm host => mỗi mạng lớp B có là: (216 - 2) host.
- Lớp C: 192.0.0.0 - 223.255.255.0
+ Có 8 bit làm host => mỗi mạng lớp C có là: (28 - 2) host.
Ngoài ra chúng ta còn có các lớp mạng không thể cài đặt cho host:
- Lớp D: 4 bit đầu tiên luôn luôn có giá trị cố định là: 1110
+ Được sử dụng để làm địa chỉ multicast
+ Ví dụ: 224.0.0.5 dùng cho OSPF; 224.0.0.9 dùng cho RIPv2
- Lớp E: 4 bit đầu tiên luôn luôn có giá trị cố định là: 1111
+ Được sử dụng cho mục đích dự phòng
4. Địa chỉ broadcast:
- Flooded broadcast hay Local broadcast: Khi một địa chỉ trong một mạng nội bộ muốn gửi broadcast đến địa chỉ 255.255.255.255 thì tất cả các host trọng mạng nội bộ của nó sẽ nhận được. Router sẽ drop không cho gói tin này lang truyền đến mạng khác.
- Directed broadcast: Xét một máy có địa chỉ Ip là 192.168.1.1/24 muốn gửi Broadcast đến tất các máy thuộc mạng 192.168.200.0/24 thì nó phải gửi broadcast đến địa chỉ là 192.168.200.255 lúc này các máy trong lớp mạng 192.168.200.0/24 nhận được. Các máy trong lớp mạng 192.168.1.0/24 không nhận được gói tin này.
5. Địa chỉ Private và Public:
- Private: chỉ được sử dụng trong mạng nội bộ (mạng LAN), không được định tuyến trong 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, định tuyến trên môi trường Internet. Địa chỉ public phải là địa chỉ duy nhất cho mỗi host tham gia vào Internet.
- Dải địa chỉ private (được qui định trong Request For Comments - RFC1918)
+ Lớp A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8 prefix)
+ Lớp B: 172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16/12 prefix)
+ Lớp C: 192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16 prefix)
- Kỹ thuật NAT (Network Address Translation) được sử dụng chuyển đổi giữa IP private và IP public (sẽ được thảo luận trong chuyên đề NAT)
- Việc sử dụng địa chỉ IP private nhằm tiết kiệm địa chỉ IP public
- Subnet mask là một dãy nhị phân dài 32 bit đi kèm với một địa chỉ IP chỉ cho phép xác định lớp mạng mà IP thuộc về. Máy tính sẽ thực hiện phép AND địa chỉ IP với subnet mast theo từng cặp bit một.
Ví dụ: Xét địa IP 192.168.1.1 với subnet mast 255.255.255.0. Xác đinh địa chỉ ip này thuộc lớp mạng nào. Thực hiện phép AND 192.168.1.1 với 255.255.255.0
Dạng thập phân
|
Dạng nhị phân
| ||
Địa chỉ IP
|
192.168.1.1
|
1100 0000.1010 0000.0000 0001.0000 0001
|
AND
|
Subnet mask
|
255.255.255.0
|
1111 1111 .1111 1111 .1111 1111 .0000 0000
| |
Địa chỉ mạng - Network
|
192.168.1.0
|
1100 0000.1010 0000.0000 0000.0000 0000
|
Trong phép toán AND nếu có số 0 thì cho kết quả bằng 0, còn lại bằng 1
0 AND 0 = 0
0 AND 1 = 0
1 AND 0 = 0
1 AND 1 = 1
- Xác định subnet mask: phần mạng của địa chỉ chạy đến đâu thì các bit 1 của phần subnet mask chạy đến đó
Subnet mask chuẩn cho các lớp địa chỉ A, B và C là:
+ Lớp A: 255.0.0.0
+ Lớp B: 255.255.0.0
+ Lớp C: 255.255.255.0
- Prefix - length: là số bit mạng của một địa chỉ IP. Giá trị này được viết ngay sau địa chỉ IP và ngăn cách bởi dấu "/"
Ví dụ: 192.168.1.1/24, 172.16.0.1/16, 10.0.0.1/8,....
+ Lớp A: 255.0.0.0 ~ /8
+ Lớp B: 255.255.0.0
+ Lớp C: 255.255.255.0 ~ /24
Tóm tắt:
- Địa chỉ IP có 2 phần: network và host
- Tất cả các bit host bằng 0 ta có địa chỉ mạng
- Tất cả các bit host bằng 1 ta có địa chỉ broadcast
- Các lớp mạng có thể cài đặt cho host: lớp A, lớp B, lớp C
- Địa chỉ IP có: private và public
- Prefix-length là cách viết khác (viết gọn) của subnet-mask
Công cụ hỗ trợ hoặc IP-subnet
No comments:
Post a Comment