Mặt nạ mạng con làm gì
Mặt nạ mạng con là một giá trị 32 bit, dài bằng đúng một địa chỉ IPv4, gồm một chuỗi bit 1 liên tiếp theo sau bởi một chuỗi bit 0 liên tiếp. Các bit 1 đánh dấu những bit nào của địa chỉ dùng để nhận diện mạng mà địa chỉ đó thuộc về, còn các bit 0 đánh dấu những bit nhận diện một host cụ thể trong mạng ấy. Thực hiện phép AND theo bit giữa địa chỉ IP và mặt nạ của nó sẽ xóa bỏ các bit host và chỉ để lại địa chỉ mạng.
Ví dụ, mặt nạ 255.255.255.0 ở dạng nhị phân là 11111111.11111111.11111111.00000000 — 24 bit 1 rồi đến 8 bit 0 — nghĩa là ba octet đầu nhận diện mạng và octet cuối nhận diện từng host bên trong mạng đó, cho phép tối đa 256 địa chỉ (trong đó 254 địa chỉ dùng được) trong mạng ấy.
Ký hiệu CIDR: /24 thực sự nghĩa là gì
CIDR (Classless Inter-Domain Routing — định tuyến liên miền không phân lớp), được quy định trong RFC 4632, viết mặt nạ mạng con thành một dấu gạch chéo theo sau là số bit 1 ở đầu, nên /24 là cách viết tắt của mặt nạ 255.255.255.0 và /26 là cách viết tắt của 255.255.255.192. CIDR thay thế hệ thống phân lớp cũ, trong đó kích thước mạng bị cố định cứng nhắc bởi các bit đầu của địa chỉ (lớp A, B hoặc C), bằng khả năng linh hoạt định nghĩa một mạng gần như với kích thước bất kỳ nhờ chọn độ dài tiền tố từ /0 đến /32.
Độ dài tiền tố quyết định trực tiếp cả mặt nạ lẫn số bit host còn lại: với một địa chỉ IPv4 32 bit, số bit host = 32 − độ dài tiền tố. Mạng /24 có 8 bit host (2⁸ = 256 địa chỉ), mạng /26 có 6 bit host (2⁶ = 64 địa chỉ), và mạng /30 có 2 bit host (4 địa chỉ) — số bit host càng ít thì mạng càng nhỏ.
Ví dụ tính toán: 192.168.1.10/26
Hãy lấy địa chỉ 192.168.1.10 với tiền tố /26. Mặt nạ /26 có 26 bit 1, phủ trọn ba octet đầu (24 bit) cộng thêm 2 bit cao nhất của octet thứ tư, cho ra mặt nạ 255.255.255.192 (192 ở dạng nhị phân là 11000000). Octet thứ tư của địa chỉ, tức 10, ở dạng nhị phân là 00001010; AND nó với octet thứ tư của mặt nạ (11000000) sẽ đưa 6 bit thấp về 0, còn lại 00000000 = 0, nên địa chỉ mạng là 192.168.1.0.
6 bit host còn lại trong octet thứ tư cho khối kích thước 2⁶ = 64 địa chỉ mỗi mạng con, nên mạng con chứa .10 trải từ địa chỉ .0 đến .63. Địa chỉ quảng bá là đỉnh của dải đó, tức 192.168.1.63 (tất cả bit host đều bằng 1), và dải host dùng được là mọi địa chỉ nằm giữa địa chỉ mạng và địa chỉ quảng bá: từ 192.168.1.1 đến 192.168.1.62 — đúng bằng 2⁶ − 2 = 62 địa chỉ host dùng được.
Vì sao cần chia mạng con
Việc chia mạng con được chuẩn hóa trong RFC 950 để giải quyết một vấn đề thực tiễn: một mạng phẳng duy nhất với hàng nghìn hay hàng triệu thiết bị vừa kém hiệu quả vừa dễ tổn thương, bởi mọi thiết bị trong một miền quảng bá đều nhận mọi gói quảng bá gửi trong đó, và một sự cố hay một cơn bão quảng bá ở một phân đoạn có thể ảnh hưởng tới toàn mạng. Tách một khối địa chỉ lớn thành các mạng con nhỏ hơn sẽ giới hạn lưu lượng quảng bá trong từng mạng con và cho phép tổ chức mạng theo ranh giới vật lý hoặc tổ chức — một tầng nhà, một phòng ban, một tủ rack trong trung tâm dữ liệu — thay vì một khối địa chỉ duy nhất không phân chia.
Chia mạng con cũng hỗ trợ tiết kiệm địa chỉ và tăng hiệu quả định tuyến: một tổ chức có thể định cỡ mỗi mạng con sao cho khớp với số thiết bị thực sự cần (một liên kết điểm-điểm /30 giữa hai bộ định tuyến không cần tiêu tốn 254 địa chỉ như một mạng văn phòng /24), và các tiền tố độ dài thay đổi của CIDR cho phép bộ định tuyến gộp nhiều mạng con nhỏ thành một mục duy nhất trong bảng định tuyến, giữ cho bảng định tuyến ở quy mô Internet không phình to đến mức không quản lý nổi, như RFC 4632 mô tả.
Bảng tra cứu tiền tố CIDR
Bảng dưới đây liệt kê các độ dài tiền tố CIDR thông dụng cùng mặt nạ mạng con dạng thập phân có dấu chấm và số địa chỉ host dùng được tương ứng, theo quy tắc đếm host chuẩn của CIDR, trong đó địa chỉ mạng và địa chỉ quảng bá được dành riêng và không gán cho thiết bị.
| Tiền tố | Mặt nạ mạng con | Host dùng được |
|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 |
| /29 | 255.255.255.248 | 6 |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 |
Câu hỏi thường gặp
Mặt nạ mạng con là gì?
Mặt nạ mạng con là một giá trị 32 bit gồm một chuỗi bit 1 liên tiếp theo sau bởi một chuỗi bit 0 liên tiếp, dùng để tách một địa chỉ IPv4 thành phần mạng và phần host. Thực hiện phép AND theo bit giữa địa chỉ và mặt nạ sẽ cho ra địa chỉ mạng; chẳng hạn mặt nạ 255.255.255.0 đánh dấu 24 bit đầu là phần mạng và 8 bit cuối là phần host.
/24 trong một địa chỉ IP nghĩa là gì?
Ký hiệu /24 trong CIDR nghĩa là 24 bit đầu trong 32 bit của địa chỉ dùng để nhận diện mạng, tương đương mặt nạ mạng con 255.255.255.0. 8 bit còn lại nhận diện từng host trong mạng đó, cho ra 2⁸ = 256 địa chỉ tổng cộng, trong đó 254 địa chỉ dùng được sau khi dành riêng địa chỉ mạng và địa chỉ quảng bá.
Làm sao tìm địa chỉ mạng và địa chỉ quảng bá cho 192.168.1.10/26?
Mặt nạ /26 là 255.255.255.192, để lại 6 bit host ở octet cuối và khối kích thước 2⁶ = 64 địa chỉ. Vì 10 nằm trong khối 0-63, địa chỉ mạng là 192.168.1.0 (mọi bit host bằng 0) và địa chỉ quảng bá là 192.168.1.63 (mọi bit host bằng 1); dải host dùng được là từ 192.168.1.1 đến 192.168.1.62, tức 62 địa chỉ.
Vì sao cần chia mạng con?
Chia mạng con tách một mạng lớn thành các phân đoạn nhỏ hơn, quản lý độc lập, nhờ đó giới hạn phạm vi lan của lưu lượng quảng bá, cô lập sự cố và lưu lượng không mong muốn trong một phần nhỏ của mạng, đồng thời cho phép cấp phát không gian địa chỉ sao cho khớp với số thiết bị thực tế thay vì lãng phí những khối lớn cho các liên kết nhỏ. Nó cũng cho phép bộ định tuyến gộp nhiều mạng con nhỏ thành ít mục hơn trong bảng định tuyến, điều thiết yếu để mở rộng quy mô định tuyến Internet.
Một mạng /26 có bao nhiêu host dùng được?
62. Tiền tố /26 để lại 6 bit host (32 − 26 = 6), cho ra 2⁶ = 64 địa chỉ tổng cộng trong mạng con. Trong đó, địa chỉ toàn bit 0 được dành làm địa chỉ mạng và địa chỉ toàn bit 1 được dành làm địa chỉ quảng bá, còn lại 2⁶ − 2 = 62 địa chỉ có thể gán cho thiết bị.
CIDR khác gì so với hệ thống địa chỉ phân lớp cũ?
Địa chỉ phân lớp cố định kích thước mạng vào một vài lựa chọn cứng nhắc (lớp A, B hoặc C) dựa trên các bit đầu của địa chỉ, gây lãng phí lượng lớn không gian địa chỉ cho những tổ chức cần quy mô nằm giữa các kích thước cố định đó. CIDR, quy định trong RFC 4632, thay thế bằng các tiền tố độ dài thay đổi viết theo ký hiệu gạch chéo (ví dụ /24, /26), cho phép định cỡ mạng tới gần như bất kỳ ranh giới lũy thừa của 2 nào và cho phép bộ định tuyến gộp nhiều mạng thành ít mục hơn trong bảng định tuyến.
Tài liệu tham khảo
- Mogul J, Postel J. Internet Standard Subnetting Procedure. RFC 950, IETF, 1985.
- Fuller V, Li T. Classless Inter-domain Routing (CIDR): The Internet Address Assignment and Aggregation Plan. RFC 4632, IETF, 2006.
- Postel J. Internet Protocol. RFC 791, IETF, 1981.
- Rekhter Y, Moskowitz B, Karrenberg D, de Groot GJ, Lear E. Address Allocation for Private Internets. RFC 1918, IETF, 1996.