Như chúng ta đã biết Internet là một mạng máy tính toàn cầu , do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên. Khác với cách tổ chức theo các cấp: nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, mạng Internet tổ chức chỉ có một cấp, các mạng máy tính dù nhỏ, dù to khi nối vào Internet đều bình đẳng với nhau. Do cách tổ chức như vậy nên trên Internet có cấu trúc địa chỉ, cách đánh địa chỉ đặc biệt, trong khi cách đánh địa chỉ đối với mạng viễn thông lại đơn giản hơn nhiều.
Ðối với mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, khách hàng ở các vùng khác nhau hoàn toàn có thể có cùng số điện thoại, phân biệt với nhau bằng mã vùng, mã tỉnh hay mã quốc tế. Ðối với mạng Internet , do cách tổ chức chỉ có một cấp nên mỗi một khách hàng hay một máy chủ ( Host ) hoặc Router đều có một địa chỉ internet duy nhất mà không được phép trùng với bất kỳ ai. Do vậy mà địa chỉ trên Internet thực sự là một tài nguyên.
Hàng chục triệu máy chủ trên hàng trăm nghìn mạng. Ðể địa chỉ không được trùng nhau cần phải có cấu trúc địa chỉ đặc biệt quản lý thống nhất và một Tổ chức của Internet gọi là Trung tâm thông tin mạng Internet - Network Information Center ( NIC ) chủ trì phân phối, NIC chỉ phân địa chỉ mạng ( Net ID ) còn địa chỉ máy chủ trên mạng đó ( Host ID ) do các Tổ chức quản lý Internet của từng quốc gia một tự phân phối. (Trong thực tế để có thể định tuyến (routing ) trên mạng Internet ngoài địa chỉ IP còn cần đến tên riêng của các máy chủ (Host) - Domain Name ). Các phần tiếp theo chúng ta hãy nghiên cứu cấu trúc đặc biệt của địa chỉ Internet.
Ðịa chỉ IP đang được sử dụng hiện tại (IPv4) có 32 bit chia thành 4 Octet ( mỗi Octet có 8 bit, tương đương 1 byte ) cách đếm đều từ trái qua phải bít 1 cho đến bít 32, các Octet tách biệt nhau bằng dấu chấm (.), bao gồm có 3 thành phần chính.
Bit 1................................................................................... 32
* Bit nhận dạng lớp ( Class bit )
* Ðịa chỉ của mạng ( Net ID )
* Ðịa chỉ của máy chủ ( Host ID ).
Ghi chú: Tên là Ðịa chỉ máy chủ nhưng thực tế không chỉ có máy chủ mà tất cả các máy con (Workstation), các cổng truy nhập v.v..đều cần có địa chỉ.
Bit nhận dạng lớp (Class bit) để phân biệt địa chỉ ở lớp nào.
1/ - Ðịa chỉ Internet biểu hiện ở dạng bit nhị phân:
x y x y x y x y. x y x y x y x y. x y x y x y x y. x y x y x y x y
x, y = 0 hoặc 1.
Ví dụ:
|
0 |
0 1 0 1 1 0 0. |
0 1 1 1 1 0 1 1. |
0 1 1 0 1 1 1 0. |
1 1 1 0 0 0 0 0 |
|
bit nhận dạng |
Octet 1 |
Octet 2 |
Octet 3 |
Octet 4 |
2/ - Ðịa chỉ Internet biểu hiện ở dạng thập phân: xxx.xxx.xxx.xxx
x là số thập phân từ 0 đến 9
Ví dụ: 146. 123. 110. 224
Dạng viết đầy đủ của địa chỉ IP là 3 con số trong từng Octet. Ví dụ: địa chỉ IP thường thấy trên thực tế có thể là 53.143.10.2 nhưng dạng đầy đủ là 053.143.010.002.
Ðịa chỉ IP chia ra 5 lớp A,B,C, D, E. Hiện tại đã dùng hết lớp A,B và gần hết lớp C, còn lớp D và E Tổ chức internet đang để dành cho mục đích khác không phân, nên chúng ta chỉ nghiên cứu 3 lớp đầu.
Qua cấu trúc các lớp địa chỉ IP chúng ta có nhận xét sau:
* Bit nhận dạng là những bit đầu tiên - của lớp A là 0, của lớp B là 10, của lớp C là 110.
* Lớp D có 4 bit đầu tiên để nhận dạng là 1110, còn lớp E có 5 bít đầu tiên để nhận dạng là 11110.
* Ðịa chỉ lớp A: Ðịa chỉ mạng ít và địa chỉ máy chủ trên từng mạng nhiều.
* Ðịa chỉ lớp B: Ðịa chỉ mạng vừa phải và địa chỉ máy chủ trên từng mạng vừa phải.
* Ðịa chỉ lớp C: Ðịa chỉ mạng nhiều, địa chỉ máy chủ trên từng mạng ít.
|
Ðịa chỉ lớp |
Vùng địa chỉ lý thuyết |
Số
mạng |
Số
máy chủ tối đa |
|
A |
Từ 0.0.0.0 đến 127.0.0.0 |
126 |
16777214 |
|
B |
Từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0 |
16382 |
65534 |
|
C |
Từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0 |
2097150 |
254 |
|
D |
Từ 224.0.0.0 đến 240.0.0.0 |
Không phân |
|
|
E |
Từ 241.0.0.0 đến 255.0.0.0 |
Không phân |
|
Ðịa chỉ lớp |
Vùng địa chỉ sử dụng |
Bit nhận dạng |
Số bit dùng để |
|
A |
Từ 1 đến 127 |
0 |
7 |
|
B |
Từ 128.1 đến 191.254 |
10 |
14 |
|
C |
Từ 192.0.1 đến 223.255.254 |
110 |
21 |
|
D |
1110 |
--- |
|
|
E |
11110 |
--- |
Như vậy nếu chúng ta thấy 1 địa chỉ IP có 4 nhóm số cách nhau bằng dấu chấm, nếu thấy nhóm số thứ nhất nhỏ hơn 126 biết địa chỉ này ở lớp A, nằm trong khoảng 128 đến 191 biết địa chỉ này ở lớp B và từ 192 đến 223 biết địa chỉ này ở lớp C.
Ghi nhớ: Ðịa chỉ thực tế không phân trong trường hợp tất cả các bit trong một hay nhiều Octet sử dụng cho địa chỉ mạng hay địa chỉ máy chủ đều bằng 0 hay đều bằng 1. Ðiều này đúng cho tất cả các lớp địa chỉ.
Tổng quát chung:
Bit thứ nhất là bit nhận dạng lớp A = 0.
7 bit còn lại trong Octet thứ nhất dành cho địa chỉ mạng.
3 Octet còn lại có 24 bit dành cho địa chỉ của máy Chủ.
Class A: ( 0 - 126 )
- net id: 126 mạng
- host id:16.777.214 máy chủ trên một mạng
1/ Khả năng phân địa chỉ
Khi đếm số bit chúng ta đếm từ trái qua phải, nhưng khi tính giá trị thập phân 2n của bit lại tính từ phải qua trái, bắt đầu từ bit 0. Octet thứ nhất dành cho địa chỉ mạng, bit 7 = 0 là bit nhận dạng lớp A. 7 bit còn lại từ bit 0 đến bit 6 dành cho địa chỉ mạng ( 2 7 ) = 128. Nhưng trên thực tế địa chỉ khi tất cả các bit bằng 0 hoặc bằng 1 đều không phân cho mạng. Khi giá trị các bit đều bằng 0, giá trị thập phân 0 là không có nghĩa, còn địa chỉ là 127 khi các bit đều bằng 1 dùng để thông báo nội bộ, nên trên thực tế còn lại 126 mạng.
Octet 1
Cách tính địa chỉ mạng lớp A.
Số thứ tự Bit (n)- tính từ phải qua trái: 6 5 4 3 2 1 0
Giá trị nhị phân (0 hay 1) của Bit: x x x x x x x
Giá trị thập phân tương ứng khi giá trị bit = 1 sẽ là 2 n
Giá trị thập phân tương ứng khi giá trị bit = 0 không tính.
Giá trị thập phân lớn nhất khi giá trị của 7 bit đều bằng 1 là 127.
Xin xem bảng tính trọn vẹn giá trị của tất cả các Bit
Như vậy khả năng phân địa chỉ của lớp A cho 126 mạng -
2/ Biểu hiệu địa chỉ trên thực tế: Từ 001 đến 126
1/ Khả năng phân địa chỉ
Ba Octet sau gồm 24 bit được tính từ bit 0 đến bit 23 dành cho địa chỉ máy chủ trên từng mạng.
Với cách tính như trên, để được tổng số máy chủ trên
một mạng ta có.
Gía trị tương ứng với Bit n 23.22.21.20.19.18.16.|15.14.13.12.11.10.9.8.|7.6.5.4.3.2.1.0 |
Giá trị 2n |
Ðịa chỉ |
|
..0...0...0...0...0...0...0.|.0...0...0...0...0...0..0.0.|0.0.0.0.0.0.0.0 |
000 |
|
|
..0...0...0...0...0...0...0.|.0...0...0...0...0...0..0.0.|0.0.0.0.0.0.0.0 |
20 |
001 |
|
..0...0...0...0...0...0...0.|.0...0...0...0...0...0..0.0.|0.0.0.0.0.0.0.0 |
21 |
002 |
|
................................... |
. . . . . . |
. . . . . . |
|
................................... |
. . . . . . |
. . . . . . |
|
..1...1...1...1...1...1...1.|.1...1...1...1...1...1..1.1.|1.1.1.1.1.1.1.0 |
223+...+21 |
16777214 |
|
..1...1...1...1...1...1...1.|.1...1...1...1...1...1..1.1.|1.1.1.1.1.1.1.1 |
16777215 |
|
|
<------Octet2-------><-------Octet3--------->|<--Octet4----> |
Ðịa chỉ khi các bit đều bằng 0 hay bằng 1 bỏ ra. Trên thực tế còn lại 224-2 = 16 777 214
Như vậy khả năng phân địa chỉ cho 16 777 214 máy chủ.
2/ Biểu hiện địa chỉ trên thực tế
Octet 2 Octet 3 Octet 4
Octet 2
Gía trị tương ứng
với 76543210 |
|
|
|
00000000 |
|
000 |
|
00000001 |
20 |
001 |
|
00000010 |
21 |
002 |
|
00000011 |
21+20 |
003 |
|
................ |
........... |
...... |
|
................ |
........... |
...... |
|
11111111 |
27+26+25+24+23+22+21+20 |
255 |
Như vậy giá trị thập phân ở Octet 2 tính từ 000 tới 255.
Octet 3
Gía trị tương ứng
với 76543210 |
|
|
|
00000000 |
|
000 |
|
00000001 |
20 |
001 |
|
00000010 |
21 |
002 |
|
00000011 |
21+20 |
003 |
|
................ |
........... |
...... |
|
................ |
........... |
...... |
|
11111111 |
27+26+25+24+23+22+21+20 |
255 |
Như vậy giá trị thập phân ở Octet 3 tính từ 000 tới 255.
Octet 4
Gía trị tương ứng
với 76543210 |
|
|
|
00000000 |
|
000 Không phân |
|
00000001 |
20 |
001 |
|
00000010 |
21 |
002 |
|
00000011 |
21+20 |
003 |
|
................ |
........... |
...... |
|
................ |
........... |
...... |
|
11111110 |
27+26+25+24+23+22+21 |
254 |
|
11111111 |
27+26+25+24+23+22+21+20 |
255 Không phân |
Như vậy giá trị thập phân ở Octet 4 tính từ 001 tới 254.
Tổng quát lại tại địa chỉ của một mạng, khi lần lượt thay đổi các giá trị của các Octet 2, 3, 4.ta sẽ có 16 777 216 khả năng thay đổi mà các con số không trùng lặp nhau ( Combinations ) có nghiã là 16 777 216 địa chỉ của máy chủ trên mạng, nhưng thực tế phân chỉ là
(256 x 256 x 256) - 2 =16 777 214
Biểu hiện trên thực tế là ba số thập phân trong 3 Octet cách nhau dấu.
Từ 000. 000. 0001 đến 255. 255. 254
Kết luận: Ðịa chỉ lớp A có thể phân cho 126 mạng và mỗi một mạng có 16 777 214 máy chủ. Nói cách khác địa chỉ thực tế sẽ từ 001.000.000.001 đến 126.255.255.254
Ví dụ: Một địa chỉ đầy đủ của lớp A: 124. 234. 200. 254. Trong đó:
Ðịa chỉ mạng: 124
Ðịa chỉ máy chủ: 234.200.254