Mạng máy tính - Bài 2: Địa chỉ IP và cách chia mạng con

BÀI 2 ĐỊA CHỈ IP VÀ CÁCH CHIA MẠNG CON GV Th.S. Thiều Quang Trung Bộ môn Khoa học cơ bản Trường Cao đẳng Kinh tế Đối ngoại • Bộ giao thức TCP/IP 1 • Địa chỉ IP 2 • Cách phân chia mạng con 3 • Hệ thống tên miền DNS 4 Nội dung GV Thiều Quang Trung 2 Bộ giao thức TCP/IP • Bộ giao thức TCP/IP  bộ các giao thức truyền thông mà Internet và hầu hết các mạng máy tính thương mại đang sử dụng. • Cài đặt theo 4 lớp: Network, Internet, Transport, Application • Đặt tên theo hai giao thức chính: – TCP (Transmission Control Protocol)  giao thức điều khiển giao vận  đảm nhiệm chuyển dữ liệu giữa hai hệ thống. – IP (Internet Protocol)  giao thức liên mạng  đảm nhiệm tìm đường chuyển các gói dữ liệu. GV Thiều Quang Trung 3 Bộ giao thức TCP/IP GV Thiều Quang Trung 4 Hoạt động của bộ giao thức TCP/IP GV Thiều Quang Trung 5 Hoạt động của bộ giao thức TCP/IP • Cách thức dữ liệu được truyền thông trên mạng từ nơi gửi đến nơi nhận GV Thiều Quang Trung 6 Giao thức Internet protocol • Giao thức liên mạng IP cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu  cung cấp dịch vụ phân phát datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy – Không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu – Không đảm bảo IP datagram sẽ tới đích – Không duy trì bất kỳ thông tin nào về những datagram đã gửi đi. GV Thiều Quang Trung 7 Giao thức Internet protocol • Sơ đồ địa chỉ hóa để định danh các máy tính (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP. • Mỗi card mạng của host có hỗ trợ giao thức IP đều gán một địa chỉ IP. • Một host có thể gắn với nhiều mạng  một host có thể có nhiều địa chỉ IP. GV Thiều Quang Trung 8 Địa chỉ IP • Địa chỉ IP có 2 phiên bản: IPv4 (32bits) và IPv6 (128bits). • Địa chỉ IP do tổ chức cấp phát số hiệu Internet IANA (Internet Assigned Numbers Authority) tạo và quản lý. – IANA phân chia khối IP lớn cho các cơ quan Internet khu vực, rồi từ đó lại phân chia thành những khối nhỏ hơn đến nhà cung cấp dịch vụ Internet và công ty. • IANA được điều hành bởi tổ chức phi lợi nhuận ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). GV Thiều Quang Trung 9 Địa chỉ IP • Bất kỳ thiết bị mạng nào gồm router, switch, computer, server, máy in, máy fax, điện thoại IP qua Internet, đều có địa chỉ riêng, và địa chỉ này là đơn nhất trong phạm vi của một mạng cụ thể • Có 2 dạng địa chỉ IP: – IP public có giá trị đơn nhất trong phạm vi Internet toàn cầu – IP private chỉ cần phải đơn nhất trong phạm vi một công ty/mạng nội bộ GV Thiều Quang Trung 10 Địa chỉ IP • Cấu trúc địa chỉ IPv4: GV Thiều Quang Trung 11 Địa chỉ IP • Địa chỉ IPv4 gồm 2 phần: Network ID và Host ID GV Thiều Quang Trung 12 Địa chỉ IP • Cấu trúc địa chỉ IPv6: Địa chỉ IPv6 dài 128 bit gồm 8 vùng số hexa 16 bit, ngăn cách bằng dấu: GV Thiều Quang Trung 13 Số nhị phân, thập lục phân • Các cơ số thông dụng: –Cơ số 10 (decimal)  số thập phân  có 10 ký số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 –Cơ số 16 (hexa):  số thập lục phân  có 16 ký số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F –Cơ số 2 (binary)  số nhị phân  có 2 ký số 0,1  giá trị của 1 bit dữ liệu 14 Chuyển đổi cơ số • Nhị phân chuyển sang thập phân: Với n là chiều dài của dãy số nhị phân, công thức chuyển đổi số thập phân X: X = xn-1.2 n-1 + xn-2.2 n-2 + x1.2 1 + x0.2 0 Ví dụ: số nhị phân 1011 => số thập phân: 11 1011 = 1*2 3 + 0*22 + 1*21+ 1*20 = 1*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 15 Chuyển đổi cơ số • Thập phân sang nhị phân: • Ví dụ: số thập phân 57 => số nhị phân 111001 16 Chuyển đổi cơ số • Thuật toán Bin2Dec: chuyển số thập phân sang nhị phân SBC: số bị chia SC: số chia (=2) TS: thương số DS: số dư 17 Phép toán AND trên số nhị phân •1 AND 1 = 1 •1 AND 0 = 0 •0 AND 1 = 0 •0 AND 0 = 0 • Ví dụ 1010 AND 0110 = 0010 GV Thiều Quang Trung 18 Phép toán OR trên số nhị phân •1 OR 1 = 1 •1 OR 0 = 1 •0 OR 1 = 1 •0 OR 0 = 0 • Ví dụ 1010 OR 0110 = 1110 GV Thiều Quang Trung 19 Áp dụng phép toán AND để tính địa chỉ mạng (phần Network ID) Ví dụ: 192.168.1.1 AND 255.255.255.0 = 192.168.1.0 IP Address AND Net Mask = Network ID GV Thiều Quang Trung 20 Địa chỉ mạng của IPv4 • Địa chỉ mạng – Network ID là địa chỉ mà phần Host ID chỉ chứa toàn bit 0 192.168.1.0 GV Thiều Quang Trung 21 Địa chỉ máy tính của IPv4 • Địa chỉ máy tính – Host ID: là địa chỉ mà phần Host ID vừa tồn tại bit 0 và vừa tồn tại bit 1 192.168.1.1 GV Thiều Quang Trung 22 Địa chỉ mặt nạ • Địa chỉ mặt nạ - Net Mask: là địa chỉ mà phần bit ở NetID toàn là bit 1 và phần bit ở HostID toàn là bit 0 255.255.255.0 GV Thiều Quang Trung 23 Địa chỉ Broadcast • Địa chỉ Broadcast: là địa chỉ mà phần HostID chứa toàn bit 1 192.168.1.255 GV Thiều Quang Trung 24 IPv4 Address: Class A GV Thiều Quang Trung 25 IPv4 Address: Class A • Bit đầu tiên của class A luôn là 0. • Dùng 8 bit để sử dụng cho NetID. • Dãy địa chỉ mạng có thể bắt đầu từ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0 • Sử dụng 3 octet làm phần HostID. • Mỗi Network ở class A có 16,777,214 địa chỉ Host. • Mặt nạ mạng chuẩn(Default Netmask) là 255.0.0.0 GV Thiều Quang Trung 26 IPv4 Address: Class B GV Thiều Quang Trung 27 IPv4 Address: Class B • 2 bit đầu tiên của class B luôn là 10. • 2 octet đầu tiên được sử dụng làm NetID. • Dãy địa chỉ mạng có thể bắt đầu từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0 • Sử dụng 2 octet làm phần HostID. • Mỗi Network ở class B có 65534 địa chỉ Host. • Mặt nạ mạng chuẩn là 255.255.0.0 GV Thiều Quang Trung 28 IPv4 Address: Class C GV Thiều Quang Trung 29 IPv4 Address: Class C • 3 bit đầu tiên của class C luôn là 110. • 3 octet đầu tiên được sử dụng làm NetID. • Dãy địa chỉ mạng có thể bắt đầu từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0 • Sử dụng 1 octet cuối làm phần HostID. • Mỗi Network ở class C có 254 địa chỉ Host. • Mặt nạ mạng chuẩn là 255.255.255.0 GV Thiều Quang Trung 30 Tóm tắt dãy địa chỉ IPv4 • Class A : 1.0.0.0 - 126.0.0.0 • Loopback network : 127.0.0.0 • Class B : 128.0.0.0 - 191.255.0.0 • Class C : 192.0.0.0 - 223.255.255.0 • Class D, multicast :224.0.0.0 - 239.0.0.0 • Class E, reserved :240.0.0.0 - 255.0.0.0 GV Thiều Quang Trung 31 Ví dụ thiết lập địa chỉ mạng không đúng 196.135.8.17 195.135.4.10 Không thể truyền thông SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 GV Thiều Quang Trung 32 Ví dụ thiết lập trùng địa chỉ IP Host 1 Khởi động Host 2 SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 131.107.5.10 Host 1 Host 2 khởi động SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 Không thể truyền thông GV Thiều Quang Trung 33 131.107.5.10 Ví dụ thiết lập sai địa chỉ IP của Gateway và host GV Thiều Quang Trung 34 IP address = 131.125.1.4 Default gateway = 131.126.2.1 Computer 3 Network 1 Network 2 IP address = 131.125.1.2 Default gateway = 131.125.1.1 Computer 1 IP address = 131.125.1.3 Default gateway = 131.125.1.1 Computer 2 131.126.2.1/255.255.0.0 131.125.1.1/255.255.0.0 IP address = 131.126.2.2 Default gateway = 131.126.2.1 Computer 4 IP address = 131.125.1.5 Default gateway = 131.126.2.1 Computer 5 IP address = 131.126.2.4 Default gateway = 131.126.2.1 Computer 6 SD P110 Professional Workstation 5000 SD REMOTE ACCESS SERVER 5408 pentium......... SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 SD P110 Professional Workstation 5000 Gateway with 2 NIC Địa chỉ mạng riêng Private Address • Theo chuẩn RFC-1918, địa chỉ mạng riêng dùng để đánh địa chỉ trong mạng nội bộ, không public ra Internet. • Class A: 10.0.0.0. • Class B: 172.16.0.0 - 172.31.0.0. • Class C: 192.168.0.0 - 192.168.255.0. GV Thiều Quang Trung 35 Tại sao cần phải chia mạng con ? • Chia mạng mặc định thành mạng nhỏ hơn. • Phù hợp với mô hình mạng hiện tại của công ty. • Giảm lưu lượng (traffic), cô lập mạng khi cần thiết. • Cần đặt bộ định tuyến(router) giữa các mạng con. • Phương pháp : – Lấy các bits cao nhất của HostID cho NetID. – Tính lại các NetID và các HostID mới. 110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn nnhhhhhh GV Thiều Quang Trung 36 Thực hành chia mạng con • Cho địa chỉ network ID: 172.16.0.0. • Yêu cầu:  Chia thành 8 mạng con  Mỗi mạng con có trên 1000 địa chỉ host GV Thiều Quang Trung 37 Các bước chia mạng con subnet 1. Xác định lớp mạng và Net mask mặc định 2. Xác định xem cần mượn bao nhiêu bit ở phần host ID? 3. Xác định Subnet mask mới 4. Xác định dãy địa chỉ các mạng con 5. Lập bảng kết quả, gồm: địa chỉ mạng con, dãy địa chỉ host, địa chỉ Broadcast GV Thiều Quang Trung 38 BƯỚC 1 Xác định lớp mạng và Net mask mặc định • Xác định địa chỉ 172.16.0.0 thuộc về Class B • Địa chỉ subnet mask mặc định là 255.255.0.0 GV Thiều Quang Trung 39 BƯỚC 2 Xác định số bit lấy từ HostID • Số subnets <= 2n - 2 với n là số bit ta mượn. • Số hosts <= 2m - 2 với m là số bit còn lại sau khi mượn n bit (m= số bit của phần HostID – n) • Quyết định xem cần mượn bao nhiêu bit ở phần HostID để thỏa – 8 mạng con – Trên 1000 host cho mỗi mạng con GV Thiều Quang Trung 40 BƯỚC 2 Xác định số bit lấy từ HostID • Chọn n = 4: – Số subnet: 24 - 2 = 14 – Số lượng host: 2(16-4) - 2 = 4094 • Hoặc n = 5 , n = 6 ? GV Thiều Quang Trung 41 BƯỚC 3 Xác định Subnet mask Địa chỉ Subnet mask = 255.255.240.0 GV Thiều Quang Trung 42 BƯỚC 4 Xác định dãy địa chỉ các mạng con • Do số bit lấy bên HostID là 4 bit  dãy địa chỉ mạng tương ứng cho 2 octet cuối sẽ là: 1. Subnet #1: .00000000.00000000  0.0 2. Subnet #2: .00010000.00000000  16.0 3. Subnet #3: .00100000.00000000  32.0 4. Subnet #4: .00110000.00000000  48.0 16. Subnet #16: .11110000.00000000  240.0 • Lưu ý: 2 octet đầu là 172.16 vẫn giữ nguyên GV Thiều Quang Trung 43 BƯỚC 5: lập bảng kết quả No Subnet Address Host address range Broadcast address Use ? 1 172.16.0.0 172.16.0.1 – 172.16.15.254 172.16.15.255 N 2 172.16.16.0 172.16.16.1 – 172.16.31.254 172.16.31.255 Y 3 172.16.32.0 172.16.32.1 – 172.16.47.254 172.16.47.255 Y .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 14 172.16.208.0 172.16.208.1 – 172.16.223.254 172.16.223.255 Y 15 172.16.224.0 172.16.224.1 – 172.16.239.254 172.16.239.255 Y 16 172.16.240.0 172.16.240.1 – 172.16.255.254 172.16.255.255 N GV Thiều Quang Trung 44 Có thể mượn tối đa bao nhiêu bit? • Số bit tối thiểu có thể mượn là: 2 bits. • Số bit tối đa có thể mượn là: A: 22 bits ~ 222 - 2 = 4.194.302 subnets. B: 14 bits ~ 214 - 2 = 16.382 subnets. C: 06 bits ~ 206 - 2 = 62 subnets. GV Thiều Quang Trung 45 Bài tập chia mạng con cho lớp C GV Thiều Quang Trung 46 Hệ thống tên miền DNS • IP Address là số khó nhớ, nên hệ thống mẫu tự có tính gợi nhớ cao được tạo ra gọi là DNS (Domain Name System), được quản lý bởi tổ chức ICANN. • Cách thức DNS làm việc: GV Thiều Quang Trung 47 Hệ thống tên miền DNS • Cấu trúc DNS : –Gồm nhiều phần cách nhau dấu “.” –Có ít nhất 2 phần : second-level.top-level –DNS <=255 kí tự, mỗi phần <=63 kí tự • Top-Level : –3 kí tự : com, edu, gov, mil, org, net –2 kí tự : vn, th, tw, sg, jp, fr, it, uk, ca, GV Thiều Quang Trung 48 PHÂN CẤP DNS Root Domain Subdomains Second-Level Domain Top-Level Domain Tên FQDN (full quality domain name) srv01.sales.south.abc.net south abc net sales west east org com Host: srv01 GV Thiều Quang Trung 49 Tên miền FQDN full quality domain name Examples: FQDN server1.abc.com server1.training.abc.com FQDN DNS Suffix Host Name DNS Suffix Host Name Server1 = 192.168.0.67 Server1 = 192.168.0.66 com “.” Root abc training GV Thiều Quang Trung 50 PHÂN GIẢI TÊN MIỀN SANG ĐỊA CHỈ IP Name Resolution Service 192.168.1.1 Computer Computer 1 2 3 Địa chỉ IP của srv01.abc.net? IP của srv01.abc.net Là 192.168.1.1 GV Thiều Quang Trung 51 Một số lệnh kiểm tra mạng • Ipconfig – Lệnh cho phép hiển thị cấu hình IP của máy tính người dùng đang sử dụng, như tên host, địa chỉ IP, mặt nạ mạng GV Thiều Quang Trung 52 Một số lệnh kiểm tra mạng • Nslookup – Lệnh cho phép truy vấn kiểm tra các thông tin record trên DNS server: record A, CNAME (Alias), MX, PTR, NS, SOA, – Sử dụng để tìm IP của một máy chủ khi biết tên miền của máy đó. GV Thiều Quang Trung 53 Một số lệnh kiểm tra mạng • Ping ip/host – Kiểm tra xem một máy tính có kết nối mạng không. – Lệnh Ping sẽ gửi các gói tin từ máy tính đang sử dụng đến máy tính đích. – Thông qua giá trị mà máy tính đích trả về đối với từng gói tin, có thể xác định được tình trạng của đường truyền (chẳng hạn: gửi 4 gói tin nhưng chỉ nhận được 1 gói tin, chứng tỏ đường truyền rất chậm). Hoặc cũng có thể xác định máy tính đó có kết nối hay không (nếu không kết nối, kết quả là Unknow host). GV Thiều Quang Trung 54 Một số lệnh kiểm tra mạng • Tracert ip/host – Lệnh sẽ cho phép “nhìn thấy” đường đi của các gói tin từ máy tính của người sử dụng đến máy tính đích, xem đường đi của gói tin đó vòng qua các server/router nào. GV Thiều Quang Trung 55 Một số lệnh kiểm tra mạng • Netstat -an – Lệnh liệt kê các kết nối mạng và cổng -> hiển thị một danh sách tất cả các kết nối mạng đang mở trên máy tính cùng với các cổng đang sử dụng và địa chỉ IP đã kết nối. GV Thiều Quang Trung 56 Bài tập • Kiểm tra địa chỉ IP private của máy tính? – Lệnh: Ipconfig • Xác định địa chỉ IP public của router gateway? – – Hoặc Google với từ khóa “What is my ip” • Xác định vị trí máy chủ trên Internet ? – – – – GV Thiều Quang Trung 57 Bài tập • Xác định IP từ máy tính người gửi mail cho bạn ? • Phân chia địa chỉ mạng con • Tìm hiểu IPv6 GV Thiều Quang Trung 58 GV Thiều Quang Trung 59