Bài giảng Mạng máy tính - Chương 6: IP & subnet - Nguyễn Quốc Sử

Ip & subnet 
Biên soạn: Nguyễn Quốc Sử 
IP(Internet Protocol) 
IP là giao thức Internet. 
Các máy tính, thiết bị muốn truyền thông với nhau phải biết địa chỉ IP của nhau. 
Khi đã biết IP của nhau, các máy tính, thiết bị sẽ xác nhận địa chỉ MAC và liên kết dữ liệu truyền. 
Static IP Address: địa chỉ IP tĩnh, được gán cố định, không thay đổi.VD: Router, Server, Firewall, Proxy.. 
Dynamic IP Address: địa chỉ IP động, được gán ngẫu nhiên và thay đổi lúc thiết bị kết nối vào mạng. 
Cấu trúc của một IP Address 
Địa chỉ IP được viết dưới dạng tập hợp các bộ số(octets) và được ngăn cách bằng dấu “.” 
Hiện nay có 2 phiên bản là IPv4 và IPv6 
IPv4: có độ dài 32-bit.Hiện tại đang sử dụng. 
 Thường thấy ở dạng thập phân hoặc nhị phân. VD: 192.168.1.1, 11111110.11111111.11001100.11110011 
IPv6: có độ dài 128-bit. IPv6 hiện tại đang được thử nghiệm. Thường viết theo dạng thập lục phân. 
VD: fe80::c98b::a7b::7fcf:63db%21 
Cấu trúc của IPv4 
Được viết theo dạng thập phân để dễ nhận biết 
 xxx.xxx.xxx.xxx. Với x là số thập phân từ 09 
Tuy nhiên khi 0 đứng đầu bộ số(octet) ta có thể bỏ đi. 
VD: 192.054.012.001 195.54.10.1 
Cấu trúc IPv4 với 3 thành phần chính 
Class bit: nhận dạng nằm trong lớp: A,B,C,D,E 
Net ID: nhận diện mạng 
Host ID: nhận diện máy. 
IP Class A 
Sử dụng Octet đầu tiên. Và qui ước bit đầu tiên là 0 
7 bit còn lại trong octet đầu dùng cho NetID. 
3 octet còn lại dành cho HostID 
NetID= 1x2 ^6 +1x2 ^5 +1X2 ^4 +1x2 ^3 +1x2 ^2 +1x2 ^1 +1x2 ^0 = 128 
Địa chỉ theo lý thuyết: 0.0.0.0 127.0.0.0. Tuy nhiên trên thực tế không dùng các địa chỉ đều bằng 0 hoặc 1. nên lớp A sẽ có 1.0.0.0 127.0.0.0. Tương đương 126(2 ^7 -2) NetID 
IP Class A(tt) 
Class A dành 3 octet cuối(24bit) cho Host ID 
HostID= octet 2 x octet 3 x octet 4 
 = 256 x 256 x 256 = 16.777.216 
Tuy nhiên loại trừ tất cả bằng 0 và 1 ta còn: 16.777.214 HostID 
Tóm tắt Class A: 
* 127 được dùng làm loopback 
Class ID 
NetID 
HostID 
0 
0000000 1111111 
00000000.00000000.00000000 11111111.11111111.11111111 
Lý thuyết 
0 127 
0.0.0 255.255.255 
Thực tế 
1 126 
0.1 255.255.254 
IP Class B 
Sử dụng 2 Octet đầu. Và qui ước 2 bit đầu tiên là 10 
14 bit còn lại trong octet đầu dùng cho NetID. 
3 octet còn lại dành cho HostID 
NetID= O ctet 1x Octet 2 = 64 x 256=16.384 
Địa chỉ theo lý thuyết: 128.0.0.0 191.255.0.0. Tuy nhiên trên thực tế không dùng các địa chỉ đều bằng 0 hoặc 1. nên lớp B sẽ có 128.1.0.0 191.254.0.0 Tương đương 16.382(2 14 -2) NetID. 
Class B(tt) 
Class B dành 2 octet cuối(16-bit) cho Host ID 
HostID= octet 3 x octet 4 
 = 256 x 256 = 65.536 
Tuy nhiên loại trừ tất cả bằng 0 và 1 ta còn: 65.534 HostID 
Tóm tắt Class B: 
Class ID 
NetID 
HostID 
10 
000000 .00000000 111111 .11111111 
00000000.00000000 11111111.11111111 
Lý thuyết 
128.0 191.255 
0.0 255.255 
Thực tế 
128.1 191.254 
0.1 1.254 
Class C 
Sử dụng 3 Octet đầu. Và qui ước 3 bit đầu tiên là 110 
21bit còn lại trong octet đầu dùng cho NetID. 
Octet cuối cùng còn lại dành cho HostID 
NetID= O ctet 1x Octet 2 x Octet 3 = 32x256x256=2.097.152 
Địa chỉ theo lý thuyết: 192.0.0.0 192.255.255.0. 
 Tuy nhiên trên thực tế không dùng các địa chỉ đều bằng 0 hoặc 1. nên lớp C sẽ có 192.1.1.0 192.255.254.0 Tương đương 2.097.150(2 21 -2)NetID. 
Class C(tt) 
Class C dành 1 octet cuối(8-bit) cho Host ID 
HostID= 256 
Tuy nhiên loại trừ tất cả bằng 0 và 1 ta còn: 254 HostID 
Tóm tắt Class C: 
Class ID 
NetID 
HostID 
110 
00000. 00000000.00000000 11111. 11111111.11111111 
00000000 11111111 
Lý thuyết 
192.0.0 223.255.255 
0 255 
Thực tế 
192.0.1 223.255.254 
1 254 
Class D&E 
Class D: 
 224.0.0.0 240.0.0.0 
 Dự trữ, nghiên cứu.	 
Class E: 
 241.0.0.0 255.0.0.0 
 Multicast 
Đặt IP 
Các máy cùng NetID có thể truy cập với nhau. 
Kiểm tra bằng lệnh Ping IP hoặc ComputerName 
VD: Muốn PC01 và PC02 truy cập với nhau 
PC01 IP:192.168.1.2\ Subnet Mask: 255.255.255.0 
PC02 IP:192.168.1.3\ Subnet Mask: 255.255.255.0 
Đặt IP(tt1) 
Control Panel Network Connections Nhấp đôi vào card mạng cần thiết đặt IP Nhấp đôi vào TCP/IPv4 
Đặt IP(tt2) 
Chọn như hình bên: 
IP Address: 
Subnet mask; 
Default gateway: địa chỉ IP của Router hoặc máy Server kết nối ra mạng khác(Internet) 
Đặt IP(tt3) 
Trong một hệ thống mạng việc gán IP cho các máy là quan trọng. Có thể gán trực tiếp như trên hoặc gián tiếp tự động Obtain IPqua DHCP Server. 
Một công ty Software có 4 phòng ban: 
 Giám đốc điều hành: 15PC 
 Hành chánh – Kế toán: 35 PC. 
 Software: 300 PC 
 TestLap:100PC 
Thiết đặt IP sao cho các phòng ban không thể truyền thông với nhau(an toàn thông tin) nhưng các máy trong phòng ban có thể truyền thông với nhau. 
Đặt IP 
Giám đốc điều hành: 192.168.1.1 192.168.1.15 
 Hành chánh kế toán: 192.168.2.1 192.168.2.35 
Software: 192.168.3.1 192.168.3.254(Còn lại 46 máy sẽ Limited Access ?????) 
Testlap: 192.168.4.1 192.168.4.100 
Cho dù đủ IP chăng nữa, nhưng số lượng máy tính trong một mạng quá lớn. Khi 1 máy có nhu cầu gởi gói tin dùng giao thức ARP sẽ Broadcast toàn hệ thống.Nếu tất cả các máy đều gởi gói tin cùng lúc sẽ gây tắt nghẽn mạng. 
 Giải pháp chia mạng con???? 
Đặt IP bằng CMD qua lệnh netsh 
Cú pháp: 
n etsh interface ip set address name = “Tên card mạng” static 
VD: Card mạng tên Local Area Connection muốn đặt: 
IP: 10.0.0.2 
Subnet Mask: 255.255.255.128 
Default Gateway: 10.0.0.1 
DNS: 8.8.8.8 
netsh interface ip set address name=" Local Area Connection" static 10.0.0.2 255.255.255.128 10.0.0.1 8.8.8.8 
Default mask(mặt nạ mặc định)? 
Dùng để xác định địa chỉ IP thuộc lớp nào? 
VD: 10.0.0.1 lớp A, hay B, C? 
Default Mask: được định nghĩa trước cho từng lớp mạng để xác định IP đó thuộc lớp nào: 
Class A: 255.0.0.0 
Class B: 255.255.0.0 
Class C:255.255.255.0 
Subnet Mask 
Giá trị trần của mạng con. 
Subnet Mask là sự kết hợp giữa Default Mask với giá trị thập phân cao nhất lấy từ octet địa chỉ máy chủ sang địa chỉ mạng để tạo địa chỉ mạng con. 
Subnet mask bao giờ cũng đi kèm với địa chỉ mạng tiêu chuẩn để người đọc biêt địa chỉ này dùng cho máy chủ hay chia ra mạng con. 
Nguyên tắc chung: 
- Lấy bớt số bit của HostID để tạo mạng con. 
- Số bit lấy đi tùy thuộc vào số mạng con cần thiết. 
Subnet Mask(tt) 
Tóm tắt: 
Ta sẽ dùng những bộ số không dùng tới của HostID để mở rộng mạng 
Kết hợp với Subnet Mask sẽ chuyển một lớp A,B,C thành nhiều mạng nhỏ. 
Ví dụ 1: 
Có 1 IP lớp B: 129.10.0.0. Net ID:129.10/ HostID:0.0. 
Theo như khái niệm trên ta sẽ lấy 1 số bit của Host ID để phân mạng con. 
10000001.00001010.00000000.00000000 
B1: Xác định lấy trọn octet 3 để phân mạng con. 
B2: Giá trị trần của mạng con: 255.255.255.0 
 Vậy lớp B đã chuyển thành lớp C 
 129.10.0.0/24. Ký hiệu /24 cho biết ta lấy 24bit làm địa chỉ mạng(hay nói cách khác là dùng 24bit để phân mạng). 
Ví dụ 2: 
Cũng IP: 129.10.0.0.Nhưng ta chỉ dùng một phần của octet thứ 3 để phân mạng. 
10000001.00000110.11111000.00000000 
Subnet mask: 255.255.248.0 
129.10.0.0/21 
Ví dụ 3 
IP lớp B: 129.0.0.0/16. Default Mask: 255.255.0.0 
10 000001.00000000.00000000.00000000/11111111.11111111.00000000.00000000 
Mượn 1 bit octet 3 để phân mạng con Được 2 subnet 
Subnet 01: 
IP:10000001.00000000. 0 0000000.00000000 
Đến 10000001.00000000. 0 1111111.1111111 
129.0 . 0.0 129.0 . 127.255 /Subnet mask:255.255.128.0 
Subnet 02: 
IP: từ 10000001.00000000.10000000.00000000 
Đến 10000001.00000000.11111111.11111111 
129.0 . 128.0 129.0 . 255.255 /Subnet mask:255.255.128.0 
Ví dụ 3(tt) 
PC01 IP: 129.0.0.1 /Mask:255.255.128.0 
PC02 IP: 129.0.127.13 /Mask: 255.255.128.0 
PC03 IP: 129.0.128.2 /Mask: 255.255.128.0 
Câu hỏi: PC01 & PC02 có truyền thông được với nhau? 
PC01 ping PC02 ??? 
Câu hỏi: PC01& PC03 có truyền thông được với nhau? 
PC01 ping PC03 ??? 
Xác định Default mask dựa trên số bit mượn cho Subnet 
Số máy(Hosts) 
Trên mỗi Net/Subnet 
Số bit NetID 
Số Subnet 
=2^ bit mượn 
Default Mask 
16.777.216 
/8 
255.0.0.0 (Class A) 
65.536 
/16 
255.255.0.0(Class B) 
32.768 
/17 
2 ^1 =2 
255.255.128.0 
16.384 
/18 
2 ^2 = 4 
255.255.192.0 
8.192 
/19 
2 ^3 = 8 
255.255.224.0 
4.096 
/20 
2 ^4 = 16 
255.255.240.0 
2.048 
/21 
2 ^5 = 32 
255.255.248.0 
1.024 
/22 
2 ^6 = 64 
255.255.252.0 
512 
/23 
2 ^7 = 128 
255.255.254.0 
256 
/24 
2 ^8 = 256 
255.255.255.0(Class C ) 
128 
/25 
2 ^9 = 512 
255.255.255.128 
Xác định Default mask dựa trên số bit mượn cho Subnet 
Số máy(Hosts) 
Trên mỗi Net/Subnet 
Số bit NetID 
Số Subnet 
=2^ bit mượn 
Default Mask 
64 
/26 
2 ^10 =1024 
255.255.255.192 
32 
/27 
2 ^11 = 2048 
255.255.255.224 
16 
/28 
2 ^12 = 4096 
255.255.255.240 
8 
/29 
2 ^13 =8192 
255.255.255.248 
4 
/30 
2 ^14 =16384 
255.255.255.252 
2 
/31 
2 ^15 =32768 
255.255.255.254(Không sử dụng ) 
1 
/32 
2 ^16 =65536 
255.255.255.255 
Ví dụ chia mạng con lớp C 
Network Address: 192.168.0.1 
BroadCast Address: 192.168.0.255 
Default Mask 
255.255.255. 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
Số bit mượn 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
Subnet mask 
255.255.255. 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
Subnet mask 
255.255.255 . 
128 
192 
224 
240 
248 
252 
254 
255 
Bit thứ 
25 
26 
27 
28 
29 
30 
31 
32 
Subnet=2 ^Số bit mượn 
1 
2 
4 
8 
16 
32 
64 
128 
256 
Số IP=2 ^8-bit mượn 
256 
128 
64 
32 
16 
8 
4 
2 
1 
Host=Số IP-2 
254 
126 
62 
30 
14 
6 
2 
0 
0 
Bài tập 1: 
Một công ty nhỏ gồm 2 phòng ban: 
Hành chánh tổng hợp: 50PCs 
Thiết kế Web: 80PCs 
Network Address: 192.168.0.0/24.Hãy sử phân chia sao cho các máy trong phòng ban có thể truyền thông với nhau, nhưng khác phòng ban không truyền thông được? 
Giải bài tập 1 
Dựa theo các bản số liệu. Muốn chia 2 phòng tương đương 2 Subnet thì mượn 1 bit. 
192.168.0.0/25 Mask: 255.255.255.128. 
Mỗi Subnet có 128 IP truyền thông được với nhau. 
B1: 192.168.0.0 tương đương với: 
11000000.10101000.00000000. 0 0000000 
Mượn 1 bit octet thứ 4. 
Subnet 1: Octet 4 từ 0 0000000 0 1111111(0 127) 
Subnet 2: Octet 4 từ 1 0000000 1 1111111(128 255) 
Giải bài tập 1(tt) 
Subnet 1: 
192.168.0.0/25 (Network Number ~ Network 01) 
192.168.0.1/25 
. ( Hosts 1) 
192.168.0.126/25 
192.168.0.127/25 (BroadCast 1) 
Subnet 2: 
192.168.0.128/25 (Network 02) 
192.168.0.129/25 
. (Hosts 2) 
192.168.0.255/25 (BroadCast 2) 
Bài tập 2: 
Một công ty với hệ thống mạng sau: 
Giám đốc- Điều Hành 15PCs 
Hành chánh – Kế toán: 100PCs 
Phần mềm: 350PCs 
Kiểm thử: 400PCs 
Công ty sử dụng địa chỉ 129.0.0.0/16 
Hãy phân IP sao cho các phòng ban có thể truyền nội bộ nhưng không truyền thông được với các phòng ban khác. 
Giải bài tập 1. Cách 1: chia theo số lượng mạng con cần thiết 
129.0.0.0/16/ Default Mask: 255.255.0.0 
Số Subnet là 4 Mượn 2 bit :Subnet mask: 255.255.192.0 
 129.0.0.0=10000001.00000000.00000000.00000000/16 
Mượn 2 bit từ Octet 3 4 TH tương đương 4 Subnet 
Subnet 1: 00 000000 00 111111 0 63 
Subnet 2: 01 000000 01 111111 64 127 
Subnet 3: 10 000000 10 111111 128 191 
Subnet 4: 11 000000 11 111111 192 255 
Có 4 Subnet với Subnet Mask: 255.255.192.0 
Mỗi Subnet có 16.384 IP truyền thông được với nhau 
Giải bài tập 1. Cách 1: chia theo số lượng mạng con cần thiết 
Subnet 1: 0 63 
129.0. 0 .0( Network 1 ) 
129.0.0.1 
 Hosts 1 
129.0.62.255 
129.0. 63 .255 ( Broadcast 1 ) 
Subnet 2: 64 127 
129.0. 64 .0( Network 2 ) 
.. Host 2 
129.0.126.255 
129.0. 127 .255( BroadCast 2 ) 
Subnet 3: 128 191 
129.0. 128 .0( Network 3 ) 
129.0.0.1 
 Hosts 1 
129.0.190.255 
129.0. 191 .255( Broadcast 3 ) 
Subnet 4: 192 255 
129.0. 192 .0( Network 4 ) 
.. Host 2 
129.0.254.255 
129.0. 255 .255( BroadCast 4 ) 
Giải bài tập 1. Cách 2: chia theo số lượng máy cần thiết 
Mượn 7 bit với số máy tối đa 512/128 Subnet. 
129.0.0.0/16-Default Mask: 255.255.0.0 
Mượn 7 bit :Subnet mask: 255.255.254.0 
 129.0.0.0=10000001.00000000.00000000.00000000/16 
Mượn 7 bit từ Octet 3 4 TH tương đương 4 Subnet 
Subnet 1: 0000000 0 0000000 1 0 1 
Subnet 2: 0000001 0 0000001 1 2 3 
Subnet 3: 0000010 0 0000010 1 4 5 
Subnet 4: 0000011 0 0000011 1 6 7 
Subnet 128: 1111111 0 1111111 1 254 255 
Có 128 Subnet với Subnet Mask: 255.255.254.0 
Mỗi Subnet có 512 IP truyền thông được với nhau 
Giải bài tập 1. Cách 1: chia theo số lượng mạng con cần thiết 
Subnet 1: 0 1 
129.0. 0 .0( Network 1 ) 
129.0.0.1 
 Hosts 1 
129.0.1.254 
129.0. 1 .255 ( Broadcast 1 ) 
Subnet 2: 2 3 
129.0. 2 .0( Network 2 ) 
.. Host 2 
129.0.3.254 
129.0. 2 .255( BroadCast 2 ) 
Subnet 3: 4 5 
129.0. 4 .0( Network 3 ) 
129.0.0.1 
 Hosts 1 
129.0.5.254 
129.0. 5 .255( Broadcast 3 ) 
Subnet 4: 6 7 
129.0. 6 .0( Network 4 ) 
.. Host 2 
129.0.7.254 
129.0. 7 .255( BroadCast 4 ) 
Trắc nghiệm kiến thức 
Câu 1: Vì sao địa chỉ IP khác địa chỉ mạng viễn thông(điện thoại. VD: 08 36261.0303)? 
A. Vì tổ chức Internet muốn thế. 
B. Vì mạng Internet là bình đẳng, một cấp. 
C. Vì địa chỉ internet không được trùng. 
Câu 2: Tổ chức nào phân phát địa chỉ IP? 
Bộ BCVT Mỹ 
ITU – Liên minh viễn thông quốc tế 
VNPT-Viettel 
NIC- Trung tâm thông tin mạng quốc tế 
Trắc nghiệm kiến thức 2 
Câu 3:Một địa chỉ Internet viết 21.22.23.24? 
Hợp lệ 
Không. 
Câu 4: Muốn xây dựng hệ thống 150 máy với 50 mạng truy cập khác nhau ta dùng lớp nào? 
D 
E 
A 
B 
C 
Trắc nghiệm kiến thức 3 
Câu 5: Địa chỉ 225.0.0.21 thuộc lớp nào? 
B 
C 
D 
A 
E 
Trắc nghiệm kiến thức 4 
Câu 6: Với địa chỉ 180.160.140.120 đâu là NetID? 
A. 180 
B. 180.160 
C. 180.160.140 
D. 140.120 
Câu 7: Cho địa chỉ 203.103.13.10. Đâu là địa chỉ máy chủ? 
203.103.13 
103.13 
13.10 
10 
Trắc nghiệm kiến thức 5 
Câu 8: Muốn biết số lượng mạng(Net) của một lớp ta dựa vào cái gì? 
A. Số Octet cho dành cho NETID 
B. Số Class Bit tượng trưng cho mỗi lớp 
C. Số bit còn lại trong các Octet cho NeID 
D. Số Octet còn lại dành cho các HostID 
Trắc nghiệm kiến thức 6 
Câu 9. Gán địa chỉ các mạng con dựa trên thông tin nào? 
Địa chỉ NIC cho 
Dùng địa chỉ lớp mạng(NetID) 
Dùng địa chỉ lớp máy (HostID) 
Lấy bớt một phần địa chỉ máy. 
Câu 10. Địa chỉ 255.0.0.0 có ý nghĩa: 
Địa chỉ Internet lớp A 
Subnet Mask lớp A 
Default Mask lớp A 
Địa chỉ Broadcast lớp A. 
Trắc nghiệm kiến thức 7 
Câu 11: Subnet Mask cho biết điều gì? 
Số mạng con tạo từ địa chỉ NIC cấp cho. 
Số mạng con tạo ra từ các lớp A,B,C. 
Số máy tạo ra từ địa chỉ NIC cấp cho. 
Giá trị mặc định, không có nghĩa. 
Câu 12: Một địa chỉ lớp C bất kỳ: 192.168.1.1/24/255.255.255.0 có thể phân tối đa bao nhiêu mạng con? 
64 
128 
256 
Đề kt hs 2 
Một trường CĐ có hệ thống mạng như sau: 
Hiệu trưởng: 5PC 
Đào tạo: 35PC 
Hành chánh: 25PC 
Kế toán: 35PC 
15 Khoa (Khoa 1 15): 10PC mỗi khoa 
10 Phòng máy: 100PC/ Phòng. 
Thư viện: 280PC. 
Phòng thực tập phần mềm: 300PC. 
Biết rằng ngoại trừ phòng Hiệu trưởng, Đào tạo, Hành Chánh, Kế toán có thể truyền thông qua lại với nhau.Các phòng còn lại không được thấy nhau. 
Cho IP : 10.0.0.0/16