Đề tài Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 (internet protocol version 4)

Tìm Hiểu Về Địa Chỉ IPv4 (Internet Protocol version 4) Những người thực hiện: 1.Phạm Văn Thao 2.Nguyễn Cường Quốc 3.Trịnh Văn Linh IPV4 (Internet Protocol version 4) I/ Khái niệm chung: Địa chỉ IP (IP là viết tắt của từ tiếng Anh: International Protocol - giao thức toàn cầu) là một địa chỉ đơn nhất mà những thiết bị điện tử hiện nay đang sử dụng để nhận diện và liên lạc với nhau trên mạng máy tính bằng cách sử dụng tiêu chuẩn giao thức toàn cầu (IP) IPv4 (Internet Protocol version 4), tiếng Việt gọi là Giao thức Internet phiên bản 4, là phiên bản đầu tiên của giao thức IP đã được triển khai rộng khắp và là cơ sở của mạng Internet II. Cấu trúc địa chỉ IPV4. I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: Địa chỉ IP đang được sử dụng hiện tại ( IPv4) có 32 bit chia thành 4 Octet ( mỗi Octet có 8 bit tương đương 1 byte), cách đếm đều từ trái qua phải từ bit 1 cho đến bit 32. Các Octet cách biệt nhau bằng một dấu chấm (.). A/ Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: Hình 1.1: Khuôn dạng tiêu đề địa chỉ IPv4 I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: Địa chỉ biểu hiện ở dạng bit nhị phân: xyxyxyxy. xyxyxyxy. xyxyxyxy. xyxyxyxy trong đó x, y = 0 hoặc 1. I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: 0 0 1 0 1 1 0 0. 0 1 1 1 1 0 1 1. 0 1 1 0 1 1 1 0. 1 1 10 0 0 0 0 ↑ Bit nhận dạng Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 I >Thành phần và hình dạng của địa chỉ Ipv4: * Bao gồm có 3 thành phần chính. Bit 1…………………………………………..32 - Bit nhận dạng lớp (Class bit), để phân biệt địa chỉ ở lớp nào. - Địa chỉ của mạng ( Net ID). - Địa chỉ của máy chủ ( Host ID). Ghi chú: Tên là Địa chỉ máy chủ nhưng thực tế không chỉ có máy chủ mà tất cả các trạm làm việc, các cổng truy nhập, v..v.. đều cần có địa chỉ để nhận dạng. II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: Một bộ định tuyến sử dụng địa chỉ IP để chuyển tiếp gói tin từ mạng nguồn tới mạng đích. Gói tin phải chỉ ra cả địa chỉ mạng nguồn và mạng đích. Mỗi địa chỉ Ip cũng gồm có 2 phần: nhận dạng địa chỉ mạng- chỉ ra mạng, và nhận dạng địa chỉ host - chỉ ra host. Mỗi octet đều có thể chia thành những nhóm địa chỉ mạng khác nhau, quá trình chia địa chỉ có thể được thực hiện theo mô hình phân cấp. II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: Hình 1.2: Mô hình phân cấp địa chỉ II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: Địa chỉ IP được chia thành các lớp, A, B, C, D, E. Hiện tại đã dùng hết lớp A, B và gần hết lớp C, còn lớp D và E Tổ chức Internet đang để dành cho mục đích khác không phân, nên chúng ta chỉ nghiên cứu 3 lớp đầu II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: Hình 1.3: Cấu trúc các lớp địa chỉ IP II> Các lớp địa chỉ của Ipv4: IP ADDRESS: CLASS A IP ADDRESS: CLASS A  Bit đầu tiên của class A luôn là 0.  Dùng 8 bit để sử dụng cho NetID.  Dãy địa chỉ mạng có thể bắt đầu từ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0  Sử dụng 3 octet làm phần HostID.  Mỗi Network ở class A có 16,777,214 địa chỉ Host. IP ADDRESS: CLASS B IP ADDRESS: CLASS B  2 bit đầu tiên của class B luôn là 10.  2 octect đầu tiên được sử dụng làm NetID.  Dãy địa chỉ mạng có thể bắt đầu từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0  Sử dụng 2 octet làm phần HostID.  Mỗi Network ở class B có 65534 địa chỉ Host.  Mặt nạ mạng chuẩn(Default Netmask) là 255.255.0.0 IP ADDRESS: CLASS C IP ADDRESS: CLASS C  3 bit đầu tiên của class C luôn là 110.  3 octect đầu tiên được sử dụng làm NetID.  Dãy địa chỉ mạng có thể bắt đầu từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0  Sử dụng 1 octet cuối làm phần HostID.  Mỗi Network ở class C có 254 địa chỉ Host. III> Địa chỉ mạng con, mặt nạ mạng con và một số địa chỉ đặc biệt: 1/ Một số địa chỉ đặc biệt: Địa chỉ mạng: là địa chỉ mà Host ID chỉ chứa toàn bit 0 192.168.1.0 1/ Một số địa chỉ đặc biệt: Địa chỉ host: là địa chỉ mà phần HostID vừa tồn tại bit 0 và vừa tồn tại bit 1 192.168.1.1 1/ Một số địa chỉ đặc biệt: Địa chỉ netmask(mặt nạ mạng) là địa chỉ mà phần bit ở NetID toàn là bit 1 và phần bit ở HostID toàn là bit 0 255.255.255.0 1/ Một số địa chỉ đặc biệt: Địa chỉ broadcast: là địa chỉ mà phần HostID chứa toàn bit 1 192.168.1.255 1/ Một số địa chỉ đặc biệt: -Địa chỉ mạng sử dụng cho mạng riêng (mạng nội bộ, không sử dụng làm địa chỉ internet) + Lớp A: 10.0.0.0 + Lớp B: 172.16.0.0 to 172.31.255.255 + Lớp C: 192.168.0.0 to 192.168.255.255 Mặt nạ mặc định: ( Default Mask) được định nghĩa trước cho từng lớp địa chỉ A,B,C. Thực chất là giá trị thập phân cao nhất ( khi tất cả 8 bit đều bằng 1) trong các Octet dành cho địa chỉ mạng – Net ID. Mặt nạ mặc định: Lớp A: 255.0.0.0 Lớp B: 255.255.0.0 Lớp C: 255.255.255.0 Mặt nạ mạng con: ( Subnet Mask) Mặt nạ mạng con là kết hợp của Mặt nạ mặc định với giá trị thập phân cao nhất của các bit lấy từ các Octet của địa chỉ máy chủ sang phần địa chỉ mạng để tạo địa chỉ mạng con. Mặt nạ mạng con bao giờ cũng đi kèm với địa chỉ mạng tiêu chuẩn để cho người đọc biết địa chỉ mạng tiêu chuẩn này dùng cả cho 254 máy chủ hay chia ra thành các mạng con. Mặt khác nó còn giúp bộ định tuyến trong việc định tuyến cuộc gọi. Mặt nạ mạng con: ( Subnet Mask) Nguyên tắc chung - Lấy bớt một số bit của phần địa chỉ máy chủ để tạo địa chỉ mạng con. - Lấy đi bao nhiêu bit phụ thuộc vào số mạng con cần thiết mà nhà khai thác mạng quyết định sẽ tao ra. Một số hạn chế của IPV4: - Thiếu địa chỉ IP: Sự tăng quá nhanh của các host trên mạng Internet đã dẫn đến tình trạng thiếu địa chỉ IP trầm trọng để gán cho các node Một số hạn chế của IPV4: Quá nhiều các rounting entry (bản ghi định tuyến) trên các backbone router Với tình hình hiện tại, do không có sự phân cấp địa chỉ IPv4 nên số lượng các rounting entry trở nên rất lớn, lên tới 110.000 bản ghi. Việc này làm chậm quá trình xử lý của router, làm giảm tốc độ của mạng Một số hạn chế của IPV4: - An ninh của mạng : Với IPv4, đã có nhiều giải pháp khắc phục nhược điểm này như IPSec, DES, 3DES… nhưng các giải pháp này đều phải cài đặt thêm và có nhiều phương thức khác nhau đối với mỗi loại sản phảm chứ không được hỗ trợ ở mức bản thân của giao thức. Một số hạn chế của IPV4: Nhu cầu về các ứng dụng thời gian thực hay vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS : Các thách thức mới từ việc nảy sinh các dịch vụ viễn thông, các yêu cầu truyền thời gian thực cho các dịch vụ multimedia, video, âm thanh qua mạng, sự phát triển của thương mại điện tử đã đặt ra việc đảm bảo QoS cho các ứng dụng này. QoS trong IPv4 cũng được xác định trong trường TOS và phần nhận dạng tải trọng của gói tin IP. Tuy nhiên trường TOS này có ít tính năng.