IPv4: Định nghĩa, cấu trúc và phân lớp địa chỉ

Với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực công nghệ thông tin hiện nay, thì địa chỉ IP ngày càng trở nên phổ biến và được nhiều người biết đến. Bởi lẽ trong thế giới kết nối liên mạng hiện đại, mỗi thiết bị khi kết nối vào Internet cần có một địa chỉ duy nhất để truyền tải dữ liệu. Địa chỉ IP (Internet Protocol) là phương tiện để định danh các thiết bị trong mạng internet, và trong đó, địa chỉ IPv4 được sử dụng rộng rãi nhất. Bạn đọc hãy cùng TotHost tìm hiểu chi tiết về IPv4 qua bài viết này nhé!

Trước khi đến với IPv4, hãy cùng xem lại địa chỉ IP là gì tại: Địa chỉ IP là gì? Cần biết gì về IP?

1. Định nghĩa IPv4

Địa chỉ IPv4 (Internet Protocol version 4) được phát triển vào những năm 1970 và trở thành mạng lưới đầu tiên kết nối tất cả các máy tính trên toàn thế giới. Là một địa chỉ duy nhất được sử dụng để xác định một thiết bị trong mạng Internet.

Nó bao gồm 32 bit, được chia thành bốn khối số thập phân, mỗi khối cách nhau bởi dấu chấm. Ví dụ địa chỉ IPv4 của một VPS được tạo bằng dịch vụ cloud của Tothost.vn là: 103.197.185.10 .

IPv4 giúp định danh các thiết bị kết nối vào mạng Internet, để chúng có thể truyền tải và nhận dữ liệu trên mạng. Internet Protocol chia thành hai phần là địa chỉ mạng và địa chỉ host. Địa chỉ mạng dùng để phân chia các mạng con khác nhau, trong khi phần host giúp xác định địa chỉ của từng thiết bị trong mỗi mạng con.

Địa chỉ IPv4 là giao thức truyền tải dữ liệu trên mạng Internet được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, do số lượng địa chỉ IPv4 có hạn, nó đã trở thành một hạn chế đối với sự phát triển của Internet. Vì vậy, các giao thức khác như IPv6 đã được phát triển để tăng độ dài địa chỉ và giúp đáp ứng được nhu cầu kết nối ngày càng tăng trong tương lai.

2. Cấu trúc của địa chỉ IPv4

Về cấu tạo, địa chỉ IPv4 sẽ có 32 bit và được biểu diễn dưới dạng 4 khối, mỗi khối chứa 8 bit, được ngăn cách bằng dấu (.) và được biểu diễn thành một dãy số nhị phân. Mỗi khối khối như vậy sẽ được gọi là một octet.

Như đã nói bên trên, cấu trúc của địa chỉ IPv4 gồm hai phần chính: phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ host.

2.1. Địa chỉ mạng

Phần địa chỉ mạng dùng để xác định mạng mà thiết bị đó đang thuộc về. Phần địa chỉ mạng có độ dài khác nhau tùy thuộc vào từng loại mạng,

2.2. Địa chỉ Host

Phần địa chỉ Host là phần còn lại của địa chỉ IPv4, được sử dụng để xác định địa chỉ của thiết bị trong mạng đó. Phần độ dài của địa chỉ host phụ thuộc vào độ dài của phần địa chỉ mạng. Việc phân biệt giữa phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ host là rất quan trọng trong quá trình định tuyến dữ liệu giữa các mạng trên internet.

Mỗi doanh nghiệp làm trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ internet sẽ được cấp phát một dải địa chỉ IP riêng. Đối với TotHost cũng không ngoại lệ bởi lẽ hoạt động trong lĩnh vực cung cấp máy chủ ảo VPS. Nên khi tạo một máy chủ ảo trên dịch vụ của Tothost cũng sẽ được cấp phát một địa chỉ IP nằm trong dải địa chỉ IP mà chúng tôi được cung cấp. Xem thêm tại: https://tothost.vn/vps-tot-m/.

3. Phân lớp địa chỉ IPv4

Dựa vào cách chọn địa chỉ mạng mà địa chỉ IP được phân thành 5 lớp A, B, C, D, E. Hãy cùng Tothost tìm hiểu kĩ hơn về đặc điểm của từng lớp.

3.1. Lớp A

Địa chỉ lớp A luôn có phần mạng là 8 bit và phần host là 24 bit phía sau. Trong đó, bit đầu tiên của phần mạng luôn là 0.

Như vậy, địa chỉ mạng của lớp A sẽ từ 1.0.0.0 cho đến 126.0.0.0

3.2. Lớp B

Lớp B của địa chỉ IPv4 sử dụng 16 bit đầu làm phần mạng và 16 bit sau làm phần host. Trong đó, 2 bit đầu tiên của lớp B luôn là 1 và 0. Dải địa chỉ mạng của lớp B sẽ chạy từ 128.0.0.0 cho đến 191.255.0.0. Do đó, số lượng mạng của lớp B sẽ là 2^14 mạng.

3.3. Lớp C

Đối với lớp C, 24 bit đầu được sử dụng để đại diện cho phần mạng và 8 bit tiếp theo được sử dụng cho phần host. Trong đó 3 bit đầu tiên trong phần địa chỉ mạng luôn là 110.

3.4. Lớp D

Lớp D được sử dụng để định nghĩa các địa chỉ đa phương tiện (multicast address) trong mạng. Địa chỉ đa phương tiện cho phép một gói tin được gửi đến nhiều thiết bị trên cùng một mạng cục bộ cùng một lúc.

Trong lớp D, 28 bit cuối cùng được sử dụng để đại diện cho phần địa chỉ đa phương tiện, và 4 bit đầu tiên được sử dụng cho các mục đích khác như đánh dấu gói tin hoặc các trường thông tin khác. Trong đó 4 bit đầu tiên của lớp D luôn là 1110.

Không có khái niệm mạng hoặc host riêng trong lớp D, do đó không có cách nào để chia lớp D thành các mạng con hoặc các host riêng lẻ.

3.5. Lớp E

Bao gồm các dãy số từ 240.0.0.0 trở đi. Lớp này được sử dụng cho mục đích thử nghiệm và các nghiên cứu khoa học, và không được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Các địa chỉ lớp E được dành riêng cho các ứng dụng thử nghiệm và các mục đích đặc biệt khác.

Giống như lớp D, không có khái niệm mạng hoặc host riêng trong lớp E, do đó không có cách nào để chia lớp E thành các mạng con hoặc các host riêng lẻ.

4. Subnet mask

Subnet mask (mặt nạ mạng) là một giá trị 32 bit được sử dụng để xác định phần mạng và phần host của một địa chỉ IPv4. Nó được sử dụng để chia một mạng IP thành các mạng con nhỏ hơn, hoặc để xác định địa chỉ mạng của một thiết bị trong mạng. 

Mặt nạ mạng được biểu diễn dưới dạng số thập phân với tổng cộng 4 octet (ví dụ: 255.255.255.0). Subnet mask có thể được viết bằng dạng địa chỉ IP, bằng cách đặt các bit của phần mạng bằng 1 và các bit của phần host bằng 0.

Ví dụ, nếu một địa chỉ IP là 192.168.1.100 và subnet mask là 255.255.255.0, thì 24 bit đầu tiên của địa chỉ IP được sử dụng để đại diện cho phần mạng, và 8 bit cuối cùng được sử dụng để đại diện cho phần host. Khi đó, địa chỉ mạng của thiết bị này là 192.168.1.0.

Việc sử dụng subnet mask cho phép các thiết bị trên cùng một mạng có thể liên lạc với nhau một cách hiệu quả hơn, và giúp chia mạng thành các mạng con để tăng tính linh hoạt và bảo mật của mạng.

Lời kết

Hiện nay, địa chỉ IPv4 đang được ứng dụng và sử dụng một cách rộng rãi. Tuy nhiên, IPv4 hiện đang gặp phải vấn đề về khan hiếm địa chỉ IP và hạn chế tốc độ truyền tải dữ liệu. Do đó, IPv6 với địa chỉ IP 128 bit đã được phát triển để giải quyết các vấn đề này. Xem thêm các bài viết khác của Tothost tại: https://tothost.vn/kien-thuc