Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn hướng dẫn từng bước về cách tính toán các thông số mạng cơ bản như độ dài netmask (tiền tố), địa chỉ mạng, địa chỉ quảng bá và subnet. Chúng ta sẽ đi sâu vào các khái niệm quan trọng và cung cấp các ví dụ minh họa để bạn dễ dàng nắm bắt.
Mục Lục
Tính Toán Độ Dài Netmask (Tiền Tố)
Độ dài netmask, hay còn gọi là tiền tố, xác định số lượng bit được sử dụng cho phần mạng của địa chỉ IP. Để tính toán độ dài netmask, hãy thực hiện các bước sau:
- Chuyển đổi netmask sang dạng nhị phân: Chuyển đổi biểu diễn thập phân rải rác của netmask thành dạng nhị phân tương ứng.
- Đếm số bit 1 liên tiếp: Đếm số lượng bit 1 liền kề nhau, bắt đầu từ bit có ý nghĩa nhất (MSB) ở octet đầu tiên (bên trái). Số lượng bit 1 này chính là độ dài netmask.
Ví dụ:
Cho netmask là 255.255.248.0
- Dạng nhị phân: 11111111 11111111 11111000 00000000
- Số lượng bit 1 liên tiếp: 21
- Vậy, độ dài netmask là /21
Do đó, tiền tố của địa chỉ IP 128.42.5.4 với netmask 255.255.248.0 là /21.
Tính Toán Địa Chỉ Mạng
Địa chỉ mạng là địa chỉ đầu tiên trong một mạng, được xác định bằng cách thực hiện phép toán AND logic giữa địa chỉ IP và netmask ở dạng nhị phân.
- Chuyển đổi địa chỉ IP và netmask sang nhị phân: Chuyển đổi cả địa chỉ IP và netmask sang dạng nhị phân.
- Thực hiện phép AND logic: Thực hiện phép AND logic trên từng cặp bit tương ứng của địa chỉ IP và netmask.
- Chuyển đổi kết quả về thập phân: Chuyển đổi các octet riêng lẻ của kết quả từ nhị phân trở lại dạng thập phân.
Bảng chân trị của phép AND:
| Bit 1 | Bit 2 | Kết quả AND |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Ví dụ:
Tính địa chỉ mạng của 128.42.5.4/21 (với netmask 255.255.248.0)
- 128.42.5.4 (nhị phân): 10000000 00101010 00000101 00000100
- 255.255.248.0 (nhị phân): 11111111 11111111 11111000 00000000
- Kết quả AND logic: 10000000 00101010 00000000 00000000
- Địa chỉ mạng (thập phân): 128.42.0.0
Vậy, địa chỉ mạng của 128.42.5.4/21 là 128.42.0.0.
Tính Toán Địa Chỉ Quảng Bá (Broadcast)
Địa chỉ quảng bá là địa chỉ cuối cùng trong một mạng, được sử dụng để gửi tin nhắn đến tất cả các thiết bị trong mạng đó. Để tính địa chỉ quảng bá, ta chuyển đổi tất cả các bit host thành 1.
- Xác định số bit host: Số bit host bằng 32 trừ đi độ dài netmask.
- Đảo ngược netmask: Đảo ngược các bit của netmask (0 thành 1 và 1 thành 0) để tạo ra host bit mask.
- Thực hiện phép OR logic: Thực hiện phép OR logic giữa địa chỉ IP và host bit mask.
- Chuyển đổi kết quả về thập phân: Chuyển đổi kết quả từ nhị phân trở lại dạng thập phân.
Ví dụ:
Tính địa chỉ quảng bá của 128.42.5.4/21.
- 128.42.5.4 (nhị phân): 10000000 00101010 00000101 00000100
- Netmask: 255.255.248.0 (11111111 11111111 11111000 00000000)
- Host bit mask (đảo ngược netmask): 00000000 00000000 00000111 11111111
- Kết quả OR logic: 10000000 00101010 00000111 11111111
- Địa chỉ quảng bá (thập phân): 128.42.7.255
Vậy, địa chỉ quảng bá của 128.42.5.4/21 là 128.42.7.255.
Tính Toán Mạng Con (Subnetting)
Subnetting là quá trình chia một mạng lớn thành các mạng nhỏ hơn (subnet) để quản lý hiệu quả hơn. Việc này liên quan đến việc “mượn” các bit từ phần host của địa chỉ IP để tạo thêm các bit mạng.
Ví dụ: Giả sử chúng ta muốn chia mạng 128.42.0.0/21 thành 4 mạng con, mỗi mạng con chứa ít nhất 100 máy chủ.
Để chứa 100 máy chủ, chúng ta cần ít nhất 7 bit host (2^7 = 128). Do đó, chúng ta cần một tiền tố /25 (32 – 7 = 25). Vì vậy, chúng ta “mượn” 4 bit từ phần host để tạo 4 subnet.
Tìm mặt nạ mạng con (netmask) yêu cầu:
Số bit host cần thiết để chứa số lượng máy chủ mong muốn được tính bằng công thức:
Bit máy chủ = Log2(Số lượng máy chủ)Ví dụ, để chứa 100 máy chủ:
Bit máy chủ = Log2(100) = 6.643 ≈ 7Vì địa chỉ IPv4 có chiều dài 32 bit, tiền tố mạng con tối thiểu được tính bằng:
Tiền tố mạng con = 32 - Bit máy chủ = 32 - 7 = 25Cách chia 128.42.0.0/21 thành bốn mạng con bằng nhau:
Chúng ta có thể sử dụng /23 subnet. Ta cần 4 subnet, nghĩa là thêm 2 bit vào netmask.
Tính Số Lượng Máy Chủ Tối Đa Trong Một Mạng Con
Để tìm số lượng máy chủ tối đa có thể có trong một mạng con, ta sử dụng công thức:
Số lượng máy chủ tối đa = 2^(32 - độ dài netmask) - 2Lý do trừ 2 là vì một địa chỉ được dành riêng cho địa chỉ mạng và một địa chỉ được dành riêng cho địa chỉ quảng bá.
Ví dụ:
Với mạng con 128.42.0.0/21:
Số lượng máy chủ tối đa = 2^(32 - 21) - 2 = 2^11 - 2 = 2048 - 2 = 2046Tìm Netmask Tối Đa Chứa Hai Địa Chỉ IP Cho Trước
Giả sử chúng ta có hai địa chỉ IP và muốn tìm netmask dài nhất (hostmask ngắn nhất) chứa cả hai địa chỉ này.
Ví dụ:
- 128.42.5.17
- 128.42.5.67
- Chuyển đổi sang nhị phân: Chuyển đổi cả hai địa chỉ IP sang dạng nhị phân.
- Tìm chuỗi bit chung dài nhất: Tìm chuỗi bit dài nhất từ phía bên trái của địa chỉ.
- 128.42.5.17 (nhị phân): 10000000 00101010 00000101 00010001
- 128.42.5.67 (nhị phân): 10000000 00101010 00000101 01000011
Chuỗi bit chung dài nhất: 10000000 00101010 00000101 0
Trong trường hợp này, netmask tối đa (hostmask tối thiểu) là /25.
Lưu ý: Luôn bắt đầu so sánh từ phía bên trái để đảm bảo tìm được chuỗi bit chung dài nhất.