Cơ bản về địa chỉ IP, Submask và Default Gateway

Địa chỉ IP được phát triển qua nhiều phiên bản, tuy nhiên có những phiên bản chỉ dùng để thử nghiệm. Hai phiên bản được ứng dụng trong thực tế là IPv4 (IP phiên bản 4) sử dụng 32 bit dữ liệu và IPv6 (IP phiên bản 6) sử dụng 128 bit dữ liệu. Trong bài này, chúng ta sẽ dùng thuật ngữ IP để nói về IPv4, vốn được sử dụng chủ yếu hiện nay trên thế giới.

Địa chỉ IPv4 thường được viết theo dạng gồm bốn nhóm số thập phân, ngăn cách nhau bằng dấu chấm. Do 32 bit chia đều cho bốn nhóm số, nên mỗi nhóm sẽ gồm tám bit dữ liệu, thường gọi là một oc-tet, nghĩa là bộ 8-bit nhị phân. Với số bit này, giá trị của mỗi oc-tet sẽ gồm 2^8 = 256 giá trị nằm trong khoảng từ 0 (tám bit toàn 0) đến 255 (tám bit toàn 1).

Ví dụ: 203.162.4.190 hay 192.168.1.2

Địa chỉ IP Public và Địa chỉ IP Private

IP Public:

- Mỗi 1 địa chỉ IP ngoài Internet là duy nhất. Để các Network có những địa chỉ duy nhất ngoài Internet, thì Internet Assigned Numbers Authority (IANA) sẽ chia những khoảng địa chỉ không dự trữ thành những phần nhỏ và ủy thác trách nhiệm phân phối địa chỉ cho các tổ chức Đăng Kí Miền khắp thế giới. Những tổ chức đó là Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American Registry for Internet Numbers (ARIN), and Réseaux IP Européens (RIPE NCC). Những tổ chức này sẽ phân phối những khối địa chỉ đến 1 số nhà các Internet Service Provider (ISP) lớn và các ISP lớn này sau đó sẽ gán những khối nhỏ hơn cho các đại lý và các ISP nhỏ hơn.
- ISP sẽ cấp 1 IP Public cho mỗi máy tính của bạn để các máy tính này có thể kết nối trực tiếp đến ISP. Các địa chỉ này được cấp 1 cách tự động dến mỗi máy tính khi máy tính kết nối và có thể là địa chỉ tĩnh nếu đường line của bạn thuê riêng hay các tài khoàn Dial-up

IP Private:

- IANA đã dự trữ một ít địa chỉ IP mà các địa chỉ này không bao giờ được sử dụng trên Internet. Những địa chỉ IP Private này được sử dụng cho những Host yêu cầu có IP để kết nối nhưng không cần được thấy trên các mạng Public. Ví dụ, 1 user kết nối những máy tính trong mạng TCP/IP ở nhà thì ko cần cấp 1 địa chỉ IP Public cho mỗi Host.
  Những host có địa chỉ IP Private có thể kết nối đến Internet bằng cách sử dụng 1 Proxy Server hay 1 máy tính chạy Windows Server 2003 đã cấu hình như là 1 Network Address Translation (NAT) Server. Windows Server 2003 cũng tích hợp chức năng Internet Connection Sharing (ICS) để cung cấp dịch vụ NAT đơn giản cho các Client trong mạng Private.

Địa chỉ IP phân làm bao nhiêu lớp?

Người ta phân địa chỉ IP ra làm 5 lớp (class):

Lớp A: gồm các địa chỉ IP có oc-tet đầu tiên mang giá trị nằm trong khoảng từ 1-126

Lớp B: gồm các địa chỉ IP có oc-tet đầu tiên mang giá trị nằm trong khoảng từ 128-191

Lớp C: gồm các địa chỉ IP có oc-tet đầu tiên mang giá trị nằm trong khoảng từ 192-223

Lớp D: gồm các địa chỉ IP có oc-tet đầu tiên mang giá trị nằm trong khoảng từ 224-239

Lớp E: gồm các địa chỉ IP có oc-tet đầu tiên mang giá trị nằm trong khoảng từ 240-255

Trong thực tế, chỉ có các địa chỉ lớp A,B,C là được dùng để cài đặt cho các nút mạng, địa chỉ lớp D được dùng trong một vài ứng dụng dạng truyền thông đa phương tiện, như chuyển tải luồng video trong mạng. Riêng lớp E vẫn còn nằm trong phòng thí nghiệm và dự phòng!

Tại sao cần có Subnet mask?

Mỗi địa chỉ IP đều đi kèm với thành phần gọi là Subnet mask. Vì giao thức TCP/IP quy định hai địa chỉ IP muốn làm việc trực tiếp với nhau thì phải nằm chung một mạng, hay còn gọi là có chung một Network ID. Subnet mask là một tập họp gồm 32 bit tương tự địa chỉ IP, nhưng có đặc điểm là phân làm hai vùng, vùng bên trái toàn các bit 1, còn vùng bên phải toàn các bit 0. Như vậy phần địa chỉ IP nằm tương ứng với vùng các bit 1 của Subnet mask được gọi là vùng Network của địa chỉ đó. Có ba Subnet mask chuẩn là 255.0.0.0 dành cho các địa chỉ mạng lớp A, 255.255.0.0 dành cho các địa chỉ mạng lớp B, và 255.255.255.0 dành cho các địa chỉ mạng lớp C.

Ví dụ, một địa chỉ 192.168.1.2, là địa chỉ lớp C nên sẽ có subnet mask chuẩn là 255.255.255.0. Ta thấy Subnet mask này tạo một ranh giới giữa các bit 1 và các bit 0 tại vị trí giữa bit 24 và bit 25, tức là giữa oc-tet 3 và oc-tet 4, do đó ba oc-tet đầu của địa chỉ 192.168.1.2 sẽ là phần Network ID của nó. Nói cách khác 192.168.1.0 là NetID của địa chỉ 192.168.1.2.

Một ví dụ khác, địa chỉ 172.16.4.2 là địa chỉ lớp B nên sẽ có subnet mask chuẩn là 255.255.0.0. Ta thấy Subnet mask này tạo một ranh giới giữa các bit 1 và các bit 0 tại vị trí giữa bit 16 và bit 17, tức là giữa oc-tet 2 và oc-tet 3, do đó hai oc-tet đầu của địa chỉ 172.16.4.2 sẽ là phần Network ID của nó. Nói cách khác 172.16.0.0 là NetID của địa chỉ 172.16.4.2.

Khi nào thì cần dùng đến Default Gateway?

Giao thức TCP/IP cũng quy định rằng hai địa chỉ IP có cùng NetID thì có thể gửi thông tin trực tiếp cho nhau. Ví dụ như 192.168.1.2 và 192.168.1.3 có cùng NetID là 192.168.1.0 nên gửi thông tin cho nhau một cách đơn giản, vì trong cùng một mạng.

Trường hợp hai địa chỉ IP có NetID khác nhau, ví dụ như 192.168.1.2 có NetID là 192.168.1.0, còn 172.16.4.2 có NetID là 172.16.0.0, muốn gửi thông tin cho nhau thì phải đi xuyên qua thiết bị Router, bằng cách gửi ra một cổng thoát mặt định, Default Gateway là địa chỉ IP của Router đó.

Trong mạng máy tính gia đình, các địa chỉ máy con thường là 192.168.1.2, 192.168.1.3, 192.168.1.4 ..., khi muốn gửi nhận thông tin ra ngoài Internet, là các địa chỉ IP bất kỳ nào đó, chắc chắn có NetID khác với 192.168.1.0, thì phải gửi ra địa chỉ Default Gateway là 192.168.1.1. Địa chỉ IP 192.168.1.1 này phải được cài đặt sẳn trên Router ADSL của gia đình. Điều này cũng có nghĩa rằng một máy tính trong gia đình muốn kết nối ra Internet thì phải gửi thông tin ra Router ADSL, và thiết bị này sẽ định hướng lại gói tin đi đến nơi cần đến.

IP tĩnh hay IP động?

Địa chỉ IP có thể là địa chỉ động hoặc tĩnh. Địa chỉ IP động được cấp tạm cho máy bạn mỗi lần nó cần truy cập mạng. Địa chỉ IP tĩnh cố định, không thay đổi. Địa chỉ động thường gặp hơn địa chỉ tĩnh. Địa chỉ tĩnh thường chỉ được dùng khi có nhu cầu, ví dụ như quản trị máy chủ.

Một máy tính hay thiết bị mạng có thể được cài đặt địa chỉ IP bằng hai cách: tĩnh và động. Nếu người dùng cài đặt địa chỉ IP bằng cách gõ vào một giá trị xác định cho máy tính, ta gọi đó là cách dùng IP tĩnh. Nếu người dùng cho phép máy tính nhận địa chỉ IP từ một máy chủ DHCP chuyên phân phối IP, ta gọi đó là cách dùng IP động. Cách dùng IP tĩnh tuy không cần phải xây dựng một máy chủ DHCP, nhưng chỉ dùng được khi số lượng máy tính ít. Cách dùng IP động thì địa chỉ IP của máy tính có thể bị thay đổi bất kỳ lúc nào, nên việc quản lý sẽ phức tạp hơn.

Cài đặt địa chỉ IP như thế nào?

Trong Windows XP, bạn cài đặt địa chỉ IP bằng cách dùng menu Start - Control Panel - Network Connections. Trong Windows Vista, thì menu tương ứng là Start - Control Panel -Network and Sharing Center – Manage Network Connections.

Sau đó bạn bấm phải chuột trên kết nối mạng cần đổi địa chỉ IP, rồi chọn Properties. Trong cửa sổ vừa mở ra, bạn bấm chọn mục Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4) rồi bấm vào nút Properties ngay phía dưới. Nếu muốn máy tính nhận địa chỉ IP động, bạn bấm vào mục Obtain an IP address automatically. Nếu muốn nhập địa chỉ IP tĩnh, bạn chọn mục Use the following IP address rồi gõ vào ba giá trị tương ứng là địa chỉ IP, Subnet mask, và Default gateway.

Làm thế nào để kiểm tra xem một địa chỉ IP đã hoạt động chưa?

Để kiểm tra việc cấu hình địa chỉ IP đã được thực hiện hoàn tất hay chưa, chúng ta có thể thực hiện theo cách sau. Chọn menu Start – cmd (trong Vista) hay Start – Run – cmd (trong Windows XP) để mở cửa sổ dòng lệnh. Trong cửa sổ bật ra, bạn gõ lệnh ipconfig hay ipconfig /all, và toàn bộ các tham số hiện tại về việc cấu hình địa chỉ IP sẽ hiện ra.

Trong Windows XP còn có thể kiểm tra trạng thái địa chỉ IP một cách nhanh chóng hơn. Cách làm là bạn bấm phải chuột trên biểu tượng kết nối mạng trong khay hệ thống góc phải dưới màn hình, rồi chọn Status. Nếu muốn xem nhiều thông tin hơn, bạn bấm vào nút Details trong cửa sổ trạng thái này.

Ngoài ra, để kiểm tra xem địa chỉ IP đã hoạt động tốt chưa, ta sử dụng lệnh PING. Ta dùng lệnh PING trên máy tính vừa cấu hình xong và PING chính địa chỉ đó để xem nó hoạt động hay không. Kế tiếp ta PING tiếp đến một địa chỉ IP khác trong mạng, như địa chỉ IP Default Gateway chẳng hạn, hoặc ta sang một máy tính khác trong mạng, rồi PING ngược trở lại địa chỉ IP mà ta vừa cài đặt trên máy tính này, để xem nó có phản hồi tốt hay chưa.

Nếu kết quả lệnh PING là khoảng thời gian phản hồi, tính bằng mili giây (ms), nghĩa là việc kết nối giữa hai địa chỉ IP đó hoạt động tốt. Nếu các phản hồi là thông báo lỗi, thì tùy mỗi loại lỗi mà ta sẽ có cách khắc phục khác nhau.

echip.com