IP là gì ?

"Địa chỉ IP" là viết tắt của địa chỉ Internet Protocol address (địa chỉ giao thức Internet). Mỗi thiết bị được kết nối vào mạng (như mạng Internet) cần có một địa chỉ.

Địa chỉ IP giống như số điện thoại cho máy tính của bạn. Số điện thoại của bạn là một dãy số để xác định điện thoại của bạn, để mọi người có thể gọi bạn. Tương tự, địa chỉ IP là một dãy số xác định máy tính để có thể gửi nhận dữ liệu đến các máy khác.

Địa chỉ IP có 2 loại là IPv4 (IP version 4) và IPv6 (IP version 6)

IPv4

IPv4 sử dụng 32 bits để đánh địa chỉ, theo đó, số địa chỉ tối đa có thể sử dụng là 4.294.967.296 (2³²). Tuy nhiên, do một số được sử dụng cho các mục đích khác như: cấp cho mạng cá nhân (xấp xỉ 18 triệu địa chỉ), hoặc sử dụng làm địa chỉ quảng bá (xấp xỉ 16 triệu), nên số lượng địa chỉ thực tế có thể sử dụng cho mạng Internet công cộng bị giảm xuống.

Cách biểu diễn địa chỉ

32 bits địa chỉ của IP được chia thành 4 nhóm (dạng phân nhóm - dotted format), mỗi nhóm gồm 8 bits (gọi là một octet), các nhóm này phân cách nhau bởi dấu chấm. Tuy nhiên, để thuận tiện cho người sử dụng, các octet này được chuyển đổi sang giá trị thập phân, được miêu tả trong bảng sau:

Dạng biểu diễn	Giá trị	Chuyển đổi từ biểu diễn thập phân
Octet được biểu diễn ở dạng thập phân	192.0.2.235	N/A
Octet ở hệ cơ số 16	0xC0.0x00.0x02.0xEB	Mỗi octet được chuyển đổi sang dạng cơ số 16
Octet ở hệ cơ số 8	0300.0000.0002.0353	Mỗi octet được chuyển đổi sang dạng cơ số 8
Hệ cơ số 16	0xC00002EB	Giá trị của chuỗi 32 bits được chuyển sang hệ cơ số 16
Hệ cơ số 10	3221226219	Giá trị của chuỗi 32 bits được chuyển sang hệ cơ số 10
Hệ cơ số 8	030000001353	Giá trị của chuỗi 32 bits được chuyển sang hệ cơ số 8

Phân lớp địa chỉ

Ban đầu, một địa chỉ IP được chia thành hai phần:

·         Network ID: Xác lập bởi octet đầu tiên

·         Host ID: Xác định bởi ba octet còn lại

Với cách chia này, số lượng network bị giới hạn ở con số 256, quá ít so với nhu cầu thực tế.

Để vượt qua giới hạn này, việc phân lớp mạng đã được định nghĩa, tạo nên một tập hợp lớp mạng đầy đủ (classful). Theo đó, có 5 lớp mạng (A, B, C, D và E) được định nghĩa. Lớp A sử dụng 8 bits cho phần network, do đó có tới 24 bits được sử dụng cho phần host. Lớp B dùng 16 bits cho network, 16 bit dành cho host. 24 bits được sử dụng để xác định phần network cho lớp C, do đó, mỗi network của lớp C chỉ còn 8 bit để đánh địa chỉ host. Lớp D được dùng cho địa chỉ multicast còn lớp E sử dụng cho thí nghiệm.

Lớp A :

Dành một byte cho phần network_id và ba byte cho phần host_id.

Network_ID

Host_ID

Host_ID

Host_ID

Địa chỉ lớp A

Để nhận diện ra lớp A, bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là bit 0. Dưới dạng nhị phân, byte này có dạng 0xxxxxxx. Vì vậy, những địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng từ 0 (00000000) đến 127 (01111111) sẽ thuộc lớp A. Ví dụ địa chỉ 50.14.32.8 là một địa chỉ lớp A (50<127).

Byte đầu tiên này cũng chính là network_id, trừ đi bit đầu tiên làm ID nhận dạng lớp A, còn lại bảy bit để để đánh thứ tự các mạng, ta được 128 (2 mũ 7) mạng lớp A khác nhau. Bỏ đi hai trường hợp đặc biệt là 0 và 127 (mạng 127 dùng để test card mạng, ping 127.0.0.1). Kết quả là lớp A chỉ còn 126 (2 mũ 27 – 2) địa chỉ mạng, 1.0.0.0 đến 126.0.0.0

Phần host_id chiếm 24 bit, tức có thể đặt địa chỉ cho 16.777.216 (2 mũ 24) host khác nhau trong mỗi mạng. Bỏ đi một địa chỉ mạng (phần host_id chứa toàn các bit 0) và một địa chỉ broadcast (phần host_id chứa toàn các bit 1) như vậy có tất cả 16.777.214 (2 mũ 24 – 2) host khác nhau trong mỗi mạng lớp A. Ví dụ, đối với mạng 10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là 10.0.0.1 đến 10.255.255.254.

Lớp B :

Dành hai byte cho mỗi phần network_id và host_id.

Network_ID

Network_ID

Host_ID

Host_ID

Địa chỉ lớp B

Dấu hiệu để nhận dạng địa chỉ lớp B là byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng hai bit 10. Dưới dạng nhị phân, octet có dạng 10xxxxxx. Vì vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 128 (10000000) đến 191 (10111111) sẽ thuộc về lớp B. Ví dụ 172.29.10.1 là một địa chỉ lớp B (128<127<191).

Phần network_id chiếm 16 bit bỏ đi 2 bit làm ID cho lớp, còn lại 14 bit cho phép ta đánh thứ tự 16.384 (2 mũ 14) mạng khác nhau (128.0.0.0 đến 191.255.0.0).

Phần host_id dài 16 bit hay có 65536 (2 mũ 16) giá trị khác nhau. Trừ hai trường hợp đặc biệt còn lại 65534 host trong một mạng lớp B. Ví dụ, đối với mạng 172.29.0.0 thì các địa chỉ host hợp lệ là từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254.

Lớp C :

Dành ba byte cho phần network_id và một byte cho phần host_id.

Network_ID

Network_ID

Network_ID

Host_ID

Địa chỉ lớp C

Byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng ba bit 110 và dạng nhị phân của octet này là 110xxxxx. Như vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 192 (11000000) đến 223 (11011111) sẽ thuộc về lớp C. Ví dụ một địa chỉ lớp C là 203.162.41.235 (192<203<223).

Phần network_id dùng ba byte hay 43 bit, trừ đi 3 bit làm ID của lớp, còn lại 21 bit hay 2.097.152 (2 mũ 21) địa chỉ mạng (từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0).

Phần host_id dài một byte cho 256 (2 mũ 8) giá trị khác nhau. Trừ đi hai trường hợp đặc biệt ta còn 254 host khác nhau trong một mạng lớp C. Ví dụ, đối với mạng 203.162.41.0, các địa chỉ host hợp lệ là từ 203.162.41.1 đến 203.162.41.254.

Lớp D và E :

Các địa chỉ có byte đầu tiên nằm trong khoảng 224 đến 255 là các địa chỉ thuộc lớp D hoặc E. Do các lớp này không phục vụ cho việc đánh địa chỉ các host nên không trình bày ở đây.

Bảng tổng kết :

	Lớp A	Lớp B	Lớp C
Giá trị của byte đầu tiên	0-127	128-191	192-223
Số byte phần network ID	1	2	3
Số byte phần host_ID	3	2	1
Network mask	255.0.0.0	255.255.0.0	255.255.255.0
Broadcast	x.x.x.255	x.x.255.255	x.x.x.255
Network address	x.0.0.0	x.x.0.0	x.x.x.0
Số mạng	128	16384	2097152
Số host	16777214	65534	254

Bảng tổng kết lớp A, lớp B, lớp C

Ghi chú : x là số bất kỳ trong miền cho phép

IPv6

IPv6 được phát triển dựa trên nền tảng IPv4 đang dần cạn kiệt. IPv6 chứa đến 2128 địa chỉ (2.56 tỷ tỷ) so với 232 (khoảng 4.3 tỷ) địa chỉ của IPv4. Mỗi máy tính cần một địa chỉ IP để kết nối mạng và IPv4 được sử dụng rộng rãi với việc mã hoá địa chỉ bằng 32 bit. Tuy nhiên, cuối năm 2011 số lượng hơn 4 tỷ địa chỉ IPv4 đã được cấp hết nên IPv6 là sự bổ sung cấp thiết.

IPv6 được kì vọng khắc phục những hạn chế của IPv4 như không gian địa chỉ, cấu trúc định tuyến và bảo mật đồng thời đem lại những đặc tính mới thỏa mãn các nhu cầu dịch vụ của thế hệ mạng mới như khả năng tự động cấu hình mà không cần hỗ trợ của máy chủ DHCP, cấu trúc định tuyến tốt hơn, hỗ trợ Multicast, hỗ trợ bảo mật và di động tốt hơn.

Địa chỉ IPv6 được viết bằng cách sử dụng tám khối bốn chữ số thập lục phân. Mỗi khối cách nhau bằng dấu hai chấm, đại diện cho một số 16-bit.

IPv6 dạng 2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af

Bạn có thể rút gọn địa chỉ IPv6 ở các khối 0000 thành một số 0 duy nhất:  2001:0f68:0:0:0:0:1986:69af

hoặc rút gọn các số 0 gần nhau từ ’0:0:0′ thành ‘::’ như 2001:0f68::1986:69af

NetID của IPv6 gồm 64 bits, theo ví dụ trên thì NetID của IP này là 2001:0f68:0000:0000 (ta cứ nhớ 4 khối đầu là chỉ NetID)

Nếu máy bạn đang sử dụng IPv6 và muốn truy cập vào website sử dụng IPv4. Để làm được điều đó, nhà cung cấp dịch vụ (ISP) sử dụng công cụ NAT64 (tích hợp sẵn trên thiết bị) để nén địa chỉ IPv4 của website vào IPv6  giúp máy tính của bạn hiểu được.

Hiện IPv6 đang được chuẩn hóa từng bước và đưa vào sử dụng thực tế tuy nhiên quá trình chuyển đổi hệ thống mạng từ IPv4 sang IPv6 còn gặp nhiều vấn đề từ thiết bị không đồng bộ, các nhà cung cấp dịch vụ Internet, kiến thức người sử dụng và quản lý mạng.

Hiện nay IPv6 vẫn chưa được đem vào sử dụng dụng rộng rãi, nên chúng ta chỉ bắt đầu với IPv4 trong các bài sau thôi các bạn nhé !