Course Mô-đun 3 - Lecture: mạng con

3.1 Giới thiệu về máy chủ và mạng con

Địa chỉ IP được sử dụng để xác định các thiết bị trên mạng. Để giao tiếp với các thiết bị khác qua mạng, địa chỉ IP phải được gán cho từng thiết bị mạng (bao gồm máy tính, máy chủ, bộ định tuyến, máy in). Các thiết bị như vậy trên mạng được gọi là máy chủ .

Thiết bị mạng cũng có số riêng. Và tất cả các máy tính được phục vụ bởi thiết bị mạng cụ thể được gọi là mạng con . Mỗi mạng con có một mẫu mà thiết bị mạng gán địa chỉ IP cho các mạng con của nó. Mẫu như vậy được gọi là mặt nạ mạng con .

Mặt nạ mạng con cho phép bạn chia một mạng thành nhiều mạng con và cũng đặt số lượng máy chủ được tài trợ tối đa.

Giới thiệu về địa chỉ IP

Địa chỉ IP bao gồm bốn phần, được viết dưới dạng số thập phân có dấu chấm (ví dụ: 192.168.1.1). Mỗi phần trong bốn phần này được gọi là một octet . Một octet là tám chữ số nhị phân, chẳng hạn như 00001111.

Do đó, mỗi octet có thể lấy giá trị nhị phân từ 00000000đến 11111111hoặc từ 0thập 255phân.

cấu trúc địa chỉ IP

Phần đầu tiên của địa chỉ IP là số mạng, phần còn lại là ID máy chủ. Họ cùng nhau tạo thành một địa chỉ IP máy chủ duy nhất. Số mạng càng ngắn thì càng phù hợp với nhiều máy chủ. Nếu số mạng chiếm 3 bytes, thì chỉ một byte sẽ còn lại trên mỗi số máy chủ (số máy chủ tối đa 255trong mạng).

Số mạng được sử dụng bởi các bộ định tuyến (bộ định tuyến, bộ định tuyến) để chuyển tiếp các gói đến các mạng mong muốn, trong khi ID máy chủ xác định thiết bị cụ thể trên mạng đó mà các gói sẽ được gửi đến.

Ví dụ về mạng và số máy chủ

Hình dưới đây cho thấy một ví dụ về địa chỉ IP trong đó ba octet đầu tiên ( 192.168.1) là số mạng và octet thứ tư ( 16) là ID máy chủ.

Số chữ số nhị phân trong một địa chỉ IP trên mỗi số mạng và số chữ số trong một địa chỉ trên mỗi ID máy chủ có thể khác nhau tùy thuộc vào mặt nạ mạng con.

3.2 Mặt nạ mạng con

IP riêng

Mỗi máy chủ trên Internet phải có một địa chỉ duy nhất. Ngoại lệ là địa chỉ IP trong mạng cục bộ.

Nếu bạn có mạng cục bộ của riêng mình trong văn phòng, thì các máy tính của nó sẽ có địa chỉ IP không duy nhất của riêng chúng. Tuy nhiên, nếu đó là một máy tính được kết nối trực tiếp với Internet hoặc máy chủ thì nó phải có một địa chỉ IP duy nhất công khai.

Có một tổ chức đặc biệt (IANA) liên quan đến việc phân phối địa chỉ IP. Các ISP mua địa chỉ IP từ nó theo khối (mạng con) rồi bán chúng cho khách hàng của họ. Vì vậy, nếu bạn trả tiền cho một địa chỉ IP trắng, thì mọi thứ sẽ ổn (nhà cung cấp cũng trả tiền cho nó).

Ngoài ra, IANA đã xác định một số mạng con thường được sử dụng cho các mạng cục bộ không công khai. Vì các mạng con này không công khai nên bất kỳ ai cũng có thể sử dụng chúng cho bất kỳ mục đích nào. Có ba mạng con như vậy: lớn, trung bình và nhỏ.

Ba khối địa chỉ IP sau được dành riêng cho chúng:

10.0.0.0—10.255.255.255
172.16.0.0—172.31.255.255
192.168.0.0—192.168.255.255

Địa chỉ IP của các mạng con riêng này đôi khi được gọi là địa chỉ "xám".

Mặt nạ mạng con

Để xác định bit nào của địa chỉ IP tham chiếu đến số máy chủ và bit nào tham chiếu đến số mạng con, cái gọi là mặt nạ mạng con được sử dụng .

Giả sử bạn có một địa chỉ IP được viết ở dạng nhị phân:

11110101  01010101 11111111 00000001

Các bit chịu trách nhiệm về số mạng được đánh dấu màu đỏ, các bit chịu trách nhiệm về số máy chủ được đánh dấu bằng màu xanh lục. Vâng, điều đó cũng có thể. Không có ràng buộc cứng với byte.

Mặt nạ mạng con sẽ được gọi là một số như vậy, trong đó các bit mạng con sẽ tương ứng với các bit và các bit máy chủ sẽ tương ứng với các số không. Ví dụ về mặt nạ mạng con cho địa chỉ trước đó:

11111111  11111111 11110000 00000000

Tất cả các bit mạng con đều bằng nhau 1, tất cả các bit máy chủ đều bằng nhau 0.

Một ví dụ về trích xuất số mạng và ID máy chủ trong địa chỉ IP:

	Octet thứ nhất: (192)	Octet thứ 2: (168)	Octet thứ 3: (1)	Octet thứ 4: (2)
Địa chỉ IP (nhị phân)	11000000	10101000	00000001	00000010
Mặt nạ mạng con (nhị phân)	11111111	11111111	11111111	00000000
số mạng	11000000	10101000	00000001
ID máy chủ				00000010

Mặt nạ mạng con luôn bao gồm một chuỗi các số 1 liên tiếp, bắt đầu bằng bit ngoài cùng bên trái của mặt nạ, tiếp theo là một chuỗi các số 0 liên tiếp cho tổng số 32bit.

Mặt nạ mạng con có thể được định nghĩa là số bit trong địa chỉ đại diện cho số mạng (số bit có giá trị là " 1"). Ví dụ: " 8-bit mask" là mặt nạ trong đó 8các bit là 1 và 24các bit còn lại là 0.

Mặt nạ mạng con được viết bằng ký hiệu thập phân chấm, giống như địa chỉ IP. Các ví dụ sau đây hiển thị ký hiệu nhị phân và thập phân của 8-bit, và mặt nạ mạng con.16-bit24-bit29-bit

Mặt nạ mạng con:

	Số thập phân	Octet nhị phân thứ nhất:	Octet nhị phân thứ 2:	Octet nhị phân thứ 3:	Octet nhị phân thứ 4:
mặt nạ 8 bit	255.0.0.0	11111111	00000000	00000000	00000000
mặt nạ 16-bit	255.255.0.0	11111111	11111111	00000000	00000000
mặt nạ 24 bit	255.255.255.0	11111111	11111111	11111111	00000000
mặt nạ 29-bit	255.255.255.248	11111111	11111111	11111111	11111000

3.3 DHCP

Bên trong mạng cục bộ, có thể có cả địa chỉ IP tĩnh và động. Quản trị viên hệ thống có thể gán địa chỉ tĩnh cho máy tính. Những cái động được tự động gán cho các máy tính bằng dịch vụ DHCP .

Giao thức cấu hình máy chủ động (DHCP) là một giao thức ứng dụng cho phép các thiết bị mạng tự động lấy địa chỉ IP và các thông số cần thiết khác để hoạt động trên mạng TCP/IP.

Sau khi máy tính khởi động xong, hệ điều hành sẽ truy cập máy chủ DHCP (thường được tích hợp trong bộ định tuyến) và nhận địa chỉ IP (và các thông số cần thiết khác) từ máy chủ này. Điều này tránh cấu hình thủ công các máy tính trên mạng. Cách tiếp cận này được sử dụng trong hầu hết các mạng cục bộ.

phân phối địa chỉ IP

Giao thức DHCP cung cấp ba cách để phân bổ địa chỉ IP:

Phân phối thủ công . Trong phương pháp này, người quản trị mạng ánh xạ địa chỉ phần cứng (địa chỉ MAC) của mỗi máy tính thành một địa chỉ IP cụ thể. Trên thực tế, phương pháp phân bổ địa chỉ này khác với cách định cấu hình thủ công từng máy tính ở chỗ thông tin địa chỉ được lưu trữ tập trung (trên máy chủ DHCP) và do đó sẽ dễ dàng thay đổi hơn nếu cần.

Phân phối tự động . Với phương pháp này, mỗi máy tính được phân bổ một địa chỉ IP miễn phí tùy ý từ phạm vi do quản trị viên xác định để sử dụng vĩnh viễn.

phân phối động . Phương pháp này tương tự như phân phối tự động, ngoại trừ việc địa chỉ được cung cấp cho máy tính không phải để sử dụng vĩnh viễn mà trong một khoảng thời gian nhất định. Đây được gọi là hợp đồng thuê địa chỉ. Sau khi hợp đồng thuê hết hạn, địa chỉ IP lại được coi là miễn phí và khách hàng có nghĩa vụ yêu cầu một địa chỉ mới (tuy nhiên, nó có thể giống nhau). Ngoài ra, bản thân khách hàng có thể từ chối địa chỉ nhận được.

Các dịch vụ DHCP nâng cao có thể tự động cập nhật các bản ghi DNS tương ứng với các máy khách khi địa chỉ mới được cấp cho chúng. Điều này có thể hữu ích khi bạn có một mạng công ty lớn sử dụng DNS nội bộ cho tên máy chủ và máy tính.

Tùy chọn DHCP

Ngoài địa chỉ IP, DHCP cũng có thể cung cấp cho máy khách các tham số bổ sung cần thiết cho hoạt động mạng bình thường. Các tùy chọn này được gọi là tùy chọn DHCP. Có rất nhiều, nhưng bạn chỉ cần biết một vài trong số họ.

Một số tùy chọn thường được sử dụng nhất là:

địa chỉ IP bộ định tuyến mặc định;
Mặt nạ mạng con;
địa chỉ máy chủ DNS;
tên miền DNS.

3.4 máy chủ cục bộ và 127.0.0.1

Có một số địa chỉ IP hữu ích để biết. Ví dụ: địa chỉ IP của bộ định tuyến của bạn. Một địa chỉ IP khác hữu ích để biết là 127.0.0.1.Bây giờ chúng ta sẽ nói về nó chi tiết hơn một chút.

127.0.0.1 là gì?

Địa chỉ IP 127.0.0.1được gọi là địa chỉ loopback, nhưng bạn có thể xem nó là localhost . Khi bạn trỏ trình duyệt của mình tới 127.0.0.1, trình duyệt sẽ cố gắng kết nối với máy tính bạn đang sử dụng ngay bây giờ. Điều này rất hữu ích khi bạn muốn kết nối với máy chủ trên máy tính của mình.

127.0.0.1là đặc biệt giữa các địa chỉ IP. Theo quy định, địa chỉ IP là duy nhất cho mỗi máy tính cả trên mạng cục bộ và trên Internet. Tuy nhiên, 127.0.0.1nó luôn trỏ đến máy tính bạn hiện đang sử dụng, không có vấn đề gì.

Ví dụ: bạn thiết lập một máy chủ trên máy tính làm việc của mình và bạn có thể kết nối với máy chủ đó bằng cách nhập 127.0.0.1vào trình duyệt của mình tại nơi làm việc. Tuy nhiên, khi bạn về nhà và nhập 127.0.0.1, thay vào đó, bạn sẽ kết nối với máy tính ở nhà. Để kết nối với máy tính làm việc, bạn sẽ cần địa chỉ IP công khai của nó.

Máy chủ cục bộ là gì?

localhost thực sự là một tên miền vì không có 127.0.0.1.sự khác biệt cụ thể nào giữa 127.0.0.1localhost và localhost. Bạn có thể viết nó theo cách này và cách khác, như bạn muốn.

Bạn có thể coi máy chủ cục bộ là "tên" của địa chỉ 127.0.0.1, giống như "www.google.com" là "tên" của địa chỉ IP Google. Tuy nhiên, khi bạn truy cập www.google.com, nó phải đi qua máy chủ DNS để máy tính của bạn có thể xác định địa chỉ IP nào khớp với tên đó.

Localhost không cần máy chủ DNS vì máy tính của bạn đã biết bạn muốn kết nối với nó. Bằng cách này, bạn có thể sử dụng localhost ngay cả khi không có kết nối internet.