Subnet: Mạng con và tăng cường hiệu suất mạng

Trong môi trường mạng máy tính, Subnet (mạng con) là một khái niệm quan trọng để phân chia và quản lý địa chỉ IP. Khi mạng mở rộng và số lượng thiết bị kết nối tăng lên, việc sử dụng Subnet trở nên cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất mạng và quản lý địa chỉ IP một cách hiệu quả. Sau đây hãy đến với bài viết “Subnet: Mạng con và tăng cường hiệu suất mạng”

1. Subnet là gì?

Một subnet, hay mạng con (subnetwork), là một phần được chia ra từ một mạng lớn hơn. Mạng con làm cho mạng trở nên hiệu quả hơn. Thông qua việc chia mạng con (subnetting), lưu lượng mạng có thể di chuyển ngắn hơn mà không cần thông qua các bộ định tuyến không cần thiết để đến được điểm đến của nó. 

Cụ thể hơn, subnet là một phân vùng logic của một mạng IP thành nhiều đoạn mạng nhỏ hơn. 

1.1. Hiểu thêm: IP Address là gì?

Để hiểu về subnet, chúng ta cần biết thêm về địa chỉ IP. Mỗi thiết bị kết nối vào Internet đều được gán một địa chỉ IP (Internet Protocol) duy nhất, cho phép dữ liệu được gửi qua Internet đến thiết bị đúng trong số hàng tỷ thiết bị kết nối vào Internet. 

Mặc dù máy tính đọc địa chỉ IP dưới dạng mã nhị phân (một chuỗi các số 1 và 0), nhưng địa chỉ IP thường được viết dưới dạng chuỗi ký tự chữ và số.

Bạn có thể đọc thêm về địa chỉ IP tại:

1.2. Ý nghĩa của các phần khác nhau trong địa chỉ IP là gì? 

Phần này tập trung vào địa chỉ IPv4, được biểu diễn dưới dạng bốn số thập phân được tách ra bằng dấu chấm, ví dụ như 203.0.113.112. (Địa chỉ IPv6 dài hơn và sử dụng chữ cái cũng như số.)

Mỗi địa chỉ IP có hai phần. Phần đầu tiên chỉ ra mạng mà địa chỉ thuộc về. Phần thứ hai chỉ định thiết bị trong mạng đó. Tuy nhiên, độ dài của “phần đầu tiên” thay đổi tùy thuộc vào lớp mạng.

Các mạng được phân loại vào các lớp khác nhau, được đánh dấu từ A đến E. Mạng lớp A có thể kết nối hàng triệu thiết bị. Lớp B và mạng lớp C có kích thước nhỏ dần. (Các mạng lớp D và lớp E không được sử dụng phổ biến)

Hãy phân tích cách các lớp này ảnh hưởng đến cấu trúc địa chỉ IP: 

• Mạng lớp A: Mọi thứ trước dấu chấm đầu tiên chỉ ra mạng, và mọi thứ sau đó chỉ định thiết bị trong mạng đó. Ví dụ sử dụng địa chỉ 203.0.113.112, mạng được chỉ ra bởi “203” và thiết bị được chỉ ra bởi “0.113.112”.
• Mạng lớp B: Mọi thứ trước dấu chấm thứ hai chỉ ra mạng. Một lần nữa, sử dụng ví dụ 203.0.113.112, “203.0” chỉ ra mạng và “113.112” chỉ định thiết bị trong mạng đó. 
• Mạng lớp C: Đối với các mạng lớp C, mọi thứ trước dấu chấm thứ ba chỉ ra mạng. Sử dụng ví dụ tương tự, “203.0.113” chỉ ra mạng lớp C và “112” chỉ định thiết bị.

2. Tại sao cần phân chia mạng con? 

Như ví dụ trước đó đã minh họa, cách xây dựng địa chỉ IP làm cho việc định tuyến dữ liệu đến mạng đúng tương đối đơn giản đối với các bộ định tuyến Internet. Tuy nhiên, trong một mạng lớp A (ví dụ), có thể có hàng triệu thiết bị được kết nối, và có thể mất một thời gian để dữ liệu tìm đúng thiết bị. Đó là lý do tại sao việc phân chia mạng con trở nên hữu ích: phân chia mạng con giúp thu hẹp địa chỉ IP cho việc sử dụng trong một phạm vi các thiết bị.

Bởi vì địa chỉ IP chỉ giới hạn trong việc chỉ ra mạng và địa chỉ thiết bị, nên không thể sử dụng địa chỉ IP để chỉ ra mạng con mà một gói tin IP nên đi đến. Các bộ định tuyến trong một mạng sử dụng một thứ gọi là mặt nạ mạng con (subnet mask) để phân loại dữ liệu vào các mạng con.

Mặt nạ mạng con là giống như một địa chỉ IP, nhưng chỉ dùng cho việc sử dụng nội bộ trong một mạng. Các bộ định tuyến sử dụng mặt nạ mạng con để định tuyến các gói tin dữ liệu đến đúng nơi. Mặt nạ mạng con không được chỉ định trong các gói tin dữ liệu đi qua Internet – các gói tin đó chỉ chỉ ra địa chỉ IP đích, mà một bộ định tuyến sẽ khớp với một mạng con.

Đọc thêm: Default Gateway là gì? Hướng dẫn xem Default Gateway trên thiết bị của bạn

Ví dụ thực tế

Giả sử một gói tin IP được gửi đến địa chỉ IP 192.0.2.15. Địa chỉ IP này là một mạng lớp C, vì vậy mạng được xác định bởi “192.0.2” (hoặc để chính xác hơn, 192.0.2.0/24). Các bộ định tuyến mạng chuyển tiếp gói tin đến một máy chủ trên mạng được chỉ ra bởi “192.0.2”.

Sau khi gói tin đến mạng đó, một bộ định tuyến trong mạng tham khảo bảng định tuyến của nó. Nó thực hiện một số phép toán nhị phân bằng cách sử dụng mặt nạ mạng con của nó là 255.255.255.0, nhìn thấy địa chỉ thiết bị “15” (phần còn lại của địa chỉ IP chỉ ra mạng) và tính toán xem gói tin nên đi đến mạng con nào. Nó chuyển tiếp gói tin đến bộ định tuyến hoặc switch chịu trách nhiệm chuyển tiếp gói tin trong mạng con đó, và gói tin đến địa chỉ IP 192.0.2.15.

3. Mục đích sử dụng subnet là gì?

Phân bổ lại địa chỉ IP. Mỗi lớp có một số lượng hạn chế của các phân vùng máy chủ; ví dụ, các mạng có hơn 254 thiết bị cần một phân vùng máy chủ lớp B. Nếu một quản trị mạng đang làm việc với một mạng lớp B hoặc C và cần phân bổ 150 thiết bị cho ba mạng vật lý nằm ở ba thành phố khác nhau, họ sẽ cần yêu cầu thêm khối địa chỉ cho mỗi mạng – hoặc chia một mạng thành các mạng con cho phép quản trị viên sử dụng một khối địa chỉ trên nhiều mạng vật lý.

• Giảm tắc nghẽn mạng. Nếu phần lớn lưu lượng mạng của một tổ chức được chia sẻ thường xuyên giữa cùng một nhóm máy tính, đặt chúng trong cùng một mạng con có thể giảm lưu lượng mạng. Nếu không có mạng con, tất cả các máy tính và máy chủ trên mạng sẽ nhìn thấy các gói tin dữ liệu từ tất cả các máy tính khác.

• Nâng cao bảo mật mạng. Mạng con cho phép các quản trị viên mạng giảm thiểu các mối đe dọa trên toàn mạng bằng cách cách ly các phần của mạng đã bị xâm nhập và làm cho việc di chuyển trong mạng của tổ chức khó khăn hơn đối với người xâm nhập.

Lời kết

Subnet là một công nghệ quan trọng trong mạng máy tính, cho phép chia nhỏ mạng và tăng cường hiệu suất. Sử dụng Subnet giúp quản lý địa chỉ IP hiệu quả, giảm đụng độ và tăng tốc độ truyền dữ liệu. Ngoài ra, nó cũng cung cấp lợi ích bảo mật bằng cách tách biệt các mạng con và quản lý truy cập. Bạn có thể xem thêm bài viết: Hiểu về Subnetting và lợi ích nó mang lại