Tự Học CCNA Bài 4: Lớp Internet TCP/IP

Internet TCP/IP

Tiếp nối series “Tự Học CCNAx” các anh em đã biết địa chỉ IP là một địa chỉ được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống mạng ngày nay. Vậy địa chỉ IP là gì ? Các chức năng chính và các thành phần trong địa chỉ này là gì ? Hôm nay mình sẻ cùng anh em làm rõ nhé.

Bài viết nên xem qua :
Series “Tự học CCNA”

Bài chia sẻ hôm nay sẻ gồm các phần:

1. Overview giao thức IP

2. Cấu trúc và các Lớp của địa chỉ IP

2.1. Cấu trúc một địa chỉ IP

2.2 Các lớp địa chỉ IP

2.3 Range địa chỉ Public và Private Address

2.4 Địa chỉ broadcast

2.5 Subnet mask và Prefix length

-Chức năng của lớp Internet TCP/IP này trong mô hình TCP/IP tương tự như lớp Network trong mô hình OSI. Nhiệm vụ chính của lớp này là định tuyến đường truyền, tìm đường đi tối ưu nhất cho gói tin trong một lưu lượng. Cung cấp cách thức truyền tải dữ liệu trên sơ đồ đã định tuyến và cung cấp cách thức đánh địa chỉ logic để định tuyến đươc đường truyền.

-Và một giao thức đặc trưng của lớp Internet TCP/IP là giao thức IP – Internet Protocol, một giao thức của chồng giao thức TCP/IP, giao thức IP được sử dụng rộng rãi trọng mọi hệ thống mạng.

1.Overview giao thức IP trong lớp Internet TCP/IP

-Một số đặc điểm đáng lưu ý của IP protocol.

Hoạt động ở lớp Internet trong mô hình TCP/IP tương ứng với lớp Network trong OSI, cung cấp một cơ chế truyền tải lớp 3 trong một sơ đồ mạng đã được định tuyến.
Là một giao thức connectionless điển hình, dữ liệu của IP sẻ được truyền theo kiểu best effort, không cần cơ chế thiết lập kết nối, không báo nhận và điều khiển luồng, không được đánh số thứ tự gói tin khi bị chop trên đường truyền
Mỗi gói tin IP đến thiết bị Layer 3 sẻ được xử lí độc lập
IP sử dụng cơ chế định địa chỉ theo kiểu phân cấp (hierarchical addressing), bao gồm network – id và host – id
Không có cơ chế khôi phục lại gói tin bị mất trên đường đi.

-Cấu trúc của một gói tin IP: gồm header và data

-Cấu trúc các trường của gói tin IP Header

Version (4bits): cho biết version của giao thức IP bao gồm 2 version 4 và 6
IHL (IP Header Length – 4bits) kích thước của IP Header
Type of Service – 8bits dùng để đánh dấu dữ liệu phục vụ cho tác vụ QoS ( kĩ thuật về băng thông )
Packet Total Length – 16 bits : cho biết chiều dài của của gói tin IP
Identification, Flag và Fragment Offset dùng để phân mảnh gói tin IP
Time to Live : thời gian sống thực tế của gói tin IP, cứ mỗi lần gói tin IP này đi qua một thiết bị lớp 3 TTL sẻ giảm xuống 1 đơn vị khi TTL = 0 , Thiết bị lớp 3 nhận gói tin TTL = 0 sẻ tự động drop gói tin này – chức năng chống loop của gói tin IP.
Protocol : nhận diện giao thức nào đang được truyền tải trong phần data của gói tin IP, thường được gán một giá trị Protocol – ID để định danh. Ví dụ gói tin có Protocol – id = 89 tức gói tin này đang đóng gói một gói tin của giao thức OSPF. Protocol – id này cho phép thiết bị lớp 3 nhận diện giao thức được truyền tải trong phần Data của gói tin IP mà không cần mở gói.
Header Checksum : thực hiện kiểm lỗi các gói IP header
Source và Destination (32bits) cho biết địa chỉ gửi của thiết bị gửi và địa chỉ đích của thiết bị nhận gói tin IP.
Trường Options : cho phép người dùng thêm tính năng vào gói tin IP header
Padding : do cấu trúc gói IP qui định trường Options phải là bội số của 32 bít nên trường Padding được thêm vào cho đủ bit

2. Cấu trúc và các Lớp của địa chỉ IP của phân lớp Internet TCP/IP

2.1 Cấu trúc một địa chỉ IP

Gồ m 32 bit nhị phân chia thành 4 cụm, mỗi cụm gồm 8 bit (octet) các octet này biểu diễu dưới dạng thập phân và cách nhau bởi dấu “.”
Được chia thành 2 phần chính: net – id và host – id như hình:

-Các qui tắc khi tiến hành cấu hình địa chỉ IP:

Các Bit mạng không được phép đồng thời bằng 0. VD: 0.0.0.10 với net – id : 0.0.0 và host – id : 1 là một địa chỉ không hợp lệ
Các bít phần host đồng thời bằng 0 đó là một địa chỉ mạng. VD: 172.16.12.0/24 là một địa chỉ mạng với phần host – id = 0 không thể gán cho thiết bị được.
Nếu các bit phần host đồng thời bằng 1 ta được một địa chỉ broadcast. VD: 172.16.12.255/25 là một địa chỉ broadcast cũng không thể gán cho thiết bị được.

2.2 Các lớp địa chỉ IP của lớp Internet TCP/IP

Các lớp của địa chỉ IP được phân ra thành lớp :

Lớp A : + Địa chỉ mạng thuộc lớp A sẻ lấy octet đầu tiên làm net-id, 3 octet cuối làm host-id,

+ Bit đâu tiên của lớp A luôn là 0.

+ Dãy địa chỉ lớp A : 1.0.0.0 – 126.0.0.0, có 2⁷ mạng trong lớp A

+ địa chỉ 127.0.0.0 được dùng làm địa chỉ loopback

+ Tổng số host của lớp A : 2²⁴– 2 do phần host có 24 bit

Lớp B : +Địa chỉ mạng thuộc lớp B sẻ lấy 2 octet đầu tiên làm net-id, 2 octet cuối làm host-id,

+ Bit đâu tiên của lớp A luôn là 10.

+ Dãy địa chỉ lớp B : 128.0.0.0 – 191.255.0.0, có 2¹⁴ mạng trong lớp B

+ Tổng số host của lớp B : 2¹⁶– 2 do phần host có 16 bit

Lớp C : : +Địa chỉ mạng thuộc lớp c sẻ lấy 3 octet đầu tiên làm net-id, 1 octet cuối làm host-id,

+ Bit đâu tiên của lớp C luôn là 110.

+ Dãy địa chỉ lớp C : 192.0.0.0 – 223.255.255.0, có 2²¹ mạng trong lớp C

+ Tổng số host của lớp C : 2⁸– 2 do phần host có 8 bit

Lớp D : + Gồm các địa chỉ nằm trong dãi : 224.0.0.0 – 239.255.255.255

+ Được sử dụng làm địa chỉ multicast VD : 224.0.0.5, 224.0.0.6 dùng cho giao thức OSPF, 224.0.0.9 dùng cho giao thức RIPv2

Lớp E: + Từ địa chỉ 240.0.0.0 trở đi, được sử dụng mục đích dự phòng
Range địa chỉ dùng đặt cho các host của các lớp

+ A: 1 – 126

+ B: 128 – 191

+ C: 192 – 223

+ D: 224 – 239

+ E: 240 – 255

2.3 Range địa chỉ Public và Private Address

Private address: được sử dụng trong mạng nội bộ, không được định tuyến trong môi trường Internet, trong các mạng LAN khác nhau có thể lặp lại.
Public address: địa chỉ được sử dụng cho các gói tin trong môi trường Internet được định tuyến và sử dụng trong môi trường Internet. Địa chỉ public không được lặp lại và chỉ có một.
Range địa chỉ Private :

+ A: 10.x.x.x

+ B: 172.16.x.x – 172.31.x.x

+ C: 192.168.x.x

Range địa chỉ Public : các địa chỉ nằm ngoài Range địa chỉ Private, muốn chuyển đổi giữa IP private và IP public và ngược lại chúng ta dùng kĩ thuật NAT(Network Address Translation).

2.4 Địa chỉ Broadcast:

-Được phân làm 2 loại :

Direct broadcast : VD: 172.16.255.255
Local broadcast : VD: 255.255.255.255
VD về hai loại broadcast này : xét host có địa chỉ 192.168.12.3 khi host này gửi địa chỉ 255.255.255.255 tất cả các host trong lớp mạng 192.168.12.0 sẻ nhận được gói broadcast này.

-Nếu nó gửi broadcast đến địa chỉ 192.168.13.255 thì các host trong lớp mạng 192.168.13.0 sẻ nhận được gói tin này, các host thuộc 192.168.12.0 sẻ không nhận được gói tin này.

2.5 Subnet mask và Prefix length

Subnet mask : được định nghĩa một dãy nhị phân dài 32 bit kèm một địa chỉ IP để xác nhận Phần net – id mà host này thuộc về. Sử dụng thuật toán AND để xác định.

VD: 192.168.12.1 có subnet-mask là 255.255.255.0 thì hệ thống sẻ sử dụng AND để xác định lớp mạng mà host này thuộc về. Phép toán AND được mô tả hình dưới đây

1 AND 1 = 1

0 AND 0 = 0

0 AND 1 = 0

1 AND 0 = 0

192.168.12.1	11000000.10100000.00001100.00000001
255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000
192.168.12.0	11000000.10100000.00001100.00000000

Prefix length: số bít mạng của một địa chỉ IP được viết ngay sau địa chỉ IP để định danh subnetmask cho địa chỉ đó, ngắn cách bởi dấu “/” VD: 192.168.12.3/24, 172.16.23.12/16, 10.0.0.2/8.

Lời kết bài 4: Lớp Internet TCP/IP

-Bài chia sẻ về phân lớp Internet TCP/IP của mình xin tạm dừng tại đây, mong được sự góp ý và ủng hộ từ các anh em. Bài chia sẻ tiếp theo mình xin chia sẻ về “Tổng quan về chuyển mạch Ethernet LAN và hoạt động của Ethernet Switch”. Hãy theo dõi bài viết tiếp theo trong Series Tự học CCNA tại website và blog itforvn.vcode.ovh nhé. Nếu có thắc mắc hay đóng góp các Anh em hãy comment bên dưới nhé. Thân ái!