Tìm hiểu về địa chỉ IPv4

Saturday, August 2, 2014

Những điều cơ bản cần biết về IPv4


blogPost-ipv4Internet Protocol version 4 (IPv4) là giao thức phát triển Internet phiên bản thứ 4. Cũng là phiên bản được phát triển rộng rãi lần đầu tiên trên thế giới. Giao thức được công bố bởi IETF vào tháng 9 năm 1981.
IPv4 là giao thức hướng dữ liệu dùng để chuyển mạch gói tin. Đây là giao thức hoạt động dựa trên nguyên tắc tốt nhất có thể, trong đó không quan tâmđến thứ tự truyền gói tinkhông đảm bảo gói tin sẽ đến đích hay việc gây ra lặp gói tin ở điểm đến. Tuy nhiên quan trọng nhất là có cơ chế đảm báo tính toàn vẹn dữ liệu thông qua sử dụng những gói tin kiểm tra (checksum).
  • Trở thành một tiêu chuẩn thống nhất cho địa chỉ mạng Internet.
  • Dựa trên số nhị phân (0 và 1)
  • Sử dụng 32 bits cho một địa chỉ mạng.
Giao thức IPv4 sử dụng chuẩn 32 bits để đánh số địa chỉ, nên số địa chỉ tối đa có thể được sử dụng là4.294.967.296 (232). Tuy nhiên được cung cấp cho một số mục đích khác như mạng riêng (xấp xỉ 18 triệu), mạng dữ trữ, dữ liệu công cộng, thí nghiệm và tương tác với IPv6 (xấp xỉ 16 triệu).
Khi bạn nhìn thấy một địa chỉ ở dạng số thập phân ví dụ như:
151.168.23.45
Thì máy tính sẽ hiểu ở dạng số nhị phân được chuyển đổi:
10010111.10101000.00010111.00101101
1
Do mạng Internet cần được chia nhỏ thành các kích thước mạng khác nhau nên được chia thành các lớp A đến lớp E.

1. Lớp A

  • Địa chỉ bit đầu tiên trong dãy địa chỉ IP được đặt bằng 0 (hệ nhị phân).
  • Địa chỉ mạng trong hệ thập phân được đặt từ 1-126.
2

2. Lớp B

  • Địa chỉ 2 bit đầu tiên trong 32 bits được đặt bằng 10 (hệ nhị phân).
  • Địa chỉ mạng trong hệ thập phân được đặt từ 128-191.
3.

3. Lớp C

  • Địa chỉ 3 bit đầu tiên trong 32 bits được đặt bằng 110 (hệ nhị phân).
  • Địa chỉ mạng trong hệ thập phân được đặt từ 192-223.
4

4. Các lớp còn lại

  • Lớp D sử dụng cho mutilcast traffic.
  • Lớp E sử dụng thử nghiệm, dự trữ.



Phân chia địa chỉ IP và mục đích
Việc gán địa chỉ tuân theo nguyên tắc: Địa chỉ của thiết bị phản ánh vị trí và vai trò của chính thiết bị đó trong mạng. Điều đó có nghĩa rằng, trong một hệ thống mạng, không được phép xuất hiện hai thiết bị có cùng địa chỉ. Một cấu trúc thứ bậc được tạo ra bởi CIDR, được IANA (Internet Assigned Numbers Authority – Bộ phận quản lý việc cấp phát địa chỉ internet) cùng các điểm đăng kí internet trực thuộc (Regional Internet Registries – RIRs) giám sát, có nhiệm vụ quản lý việc cấp phát địa chỉ Internet trên toàn thế giới. Mỗi RIR duy trì một cơ sở dữ liệu cho phép tìm kiếm công tự do WHOIS, cho phép mọi người có thể dễ dàng xác định được vị trí địa lý của một địa chỉ internet công cộng.
Phân chia khối địa chỉ
Khối địa chỉ CIDRMiêu tảTài liệu tham khảo
0.0.0.0/8Mạng hiện tại (Chỉ có giá trị với địa chỉ nguồn)RFC 1700
10.0.0.0/8Mạng riêngRFC 1918
14.0.0.0/8Mạng dữ liệu công cộng (sẵn sàng cho sử dụng từ 10 tháng 2 năm 2008)RFC 1700
127.0.0.0/8LoopbackRFC 3330
128.0.0.0/16Dự trữ (IANA)RFC 3330
169.254.0.0/16Link-LocalRFC 3927
172.16.0.0/12Mạng riêngRFC 1918
191.255.0.0/16Dự trữ (IANA)RFC 3330
192.0.0.0/24Dự trữ (IANA)RFC 3330
192.0.2.0/24Tài liệu và mã ví dụRFC 3330
192.88.99.0/24tương tác với IPv6RFC 3068
192.168.0.0/16Mạng riêngRFC 1918
198.18.0.0/15Dành cho thí nghiệmRFC 2544
223.255.255.0/24Dự trữ (IANA)RFC 3330
224.0.0.0/4Multicasts (Lớp D)RFC 3171
240.0.0.0/4Dự trữ (lớp E)RFC 1700
255.255.255.255Broadcast
Ở đây có ba thuật ngữ ta sẽ tìm hiểu kĩ.

1. Mạng riêng

Trong khoảng hơn bốn tỷ địa chỉ có thể sử dụng của IPv4, ba dải địa chỉ được dành riêng cho các mạng riêng (private network). Các dải này không xuất hiện trong bảng định tuyến ở bên ngoài mạng riêng. Các thiết bị trong mạng riêng cũng không thể trực tiếp liên lạc với các mạng công cộng. Để có thể liên lạc với internet công cộng phải sử dụng công nghệ NAT.
Sau đây là ba dải địa chỉ dành riêng cho các mạng riêng:
TênDải địa chỉSố lượng địa chỉ trong dảiMô tả mạng đầy đủKhối CIDR lớn nhất
Khối 24-bit10.0.0.0–10.255.255.25516.777.216Một dải trọn vẹn thuộc lớp A10.0.0.0/8
Khối 20-bit172.16.0.0–172.31.255.2551.048.576Tổ hợp từ mạng lớp B172.16.0.0/12
Khối 16-bit192.168.0.0–192.168.255.25565,536Tổ hợp từ mạng lớp C192.168.0.0/16

2. Localhost

Dải địa chỉ 127.0.0.0/8 được quy định dành riêng cho thiết bị thực hiện các giao tiếp bên trong chính nó.
Dải địa chỉ này không bao giờ xuất hiện bên ngoài một thiết bị. Mọi gói tin có đích đến thuộc dải địa chỉ này sẽ được gửi trả về chính thiết bị gửi đi, mạng này có tên gọi là mạng loopback.

3. Link-Local

APIPA viết tắt của Automatic Private IP Addressing, tức là cơ chế đánh địa chỉ riêng tự động, là một chức năng của các hệ điều hành Windows gần đây.
Với APIPA, các máy trạm DHCP có thể tự cấu hình cho chính nó một địa chỉ IP và một subnet mask khi máy chủ DHCP gặp sự cố, hoặc cho trường hợp máy chủ không tồn tại trên mạng. Khi một máy trạm DHCP khởi động lên, đầu tiên nó tìm kiếm một máy chủ DHCP để có thể nhận lấy một địa chỉ IP và subnet mask từ đó. Nếu máy trạm không thể tìm kiếm được các thông tin này, nó sử dụng chức năng APIPA để tự động cấu hình chính nó với một địa chỉ IP trong khoảng địa chỉ dành riêng cho Microsoft. Khoảng địa chỉ này là từ 169.254.0.1 cho tới 169.254.255.254. Vì địa chỉ IP này thuộc lớp B nên nó sẽ tự động cấu hình subnet mask của lớp B là 255.255.0.0. Một máy trạm sẽ sử dụng các cấu hình này cho đến khi phát hiện máy chủ DHCP và lấy được cấu hình thay thế.
Dịch vụ APIPA cũng thường xuyên kiểm tra sự hiện diện của máy chủ DHCP (5 phút 1 lần, theo mặc định của Microsoft). Nếu nó phát hiện ra một máy chủ DHCP trên mạng, dịch vụ APIPA sẽ dừng lại, và máy chủ DHCP sẽ thay các thông tin địa chỉ APIPA bằng cấu hình địa chỉ động của nó.
APIPA là một cách thức có thể dùng cho các mạng doanh nghiệp nhỏ, không định tuyến, thường ít hơn 25 máy trạm.
Chia sẻ bài viết ^^
Other post

All comments [ 0 ]


Your comments