Subnet Mask là gì? Các lớp địa chỉ IP và Subnet Mask

Subnet mask là một khái niệm quan trọng trong thế giới của mạng máy tính, đóng vai trò quyết định trong việc phân đoạn và quản lý địa chỉ IP. Khi chúng ta bắt đầu tìm hiểu về subnet mask là gì, chúng ta mở ra cánh cửa của sự hiểu biết về cách mạng máy tính được tổ chức và quản lý để hỗ trợ giao tiếp hiệu quả giữa các thiết bị trên mạng.

Định nghĩa Subnet Mask

Mỗi thiết bị đều có một địa chỉ IP với hai phần: địa chỉ máy chủ hoặc máy khách và địa chỉ mạng hoặc máy chủ. Địa chỉ IP được cấu hình bằng cách sử dụng máy chủ DHCP hoặc được cấu hình thủ công (địa chỉ IP tĩnh). Subnet mask chia địa chỉ IP thành địa chỉ máy chủ và mạng, xác định phần nào của địa chỉ IP thuộc về thiết bị và phần nào thuộc về mạng.

Thiết bị được gọi là cổng gateway hoặc cổng mặc định kết nối các thiết bị cục bộ với các mạng khác. Điều này có nghĩa là khi một thiết bị cục bộ muốn gửi thông tin đến một thiết bị tại một địa chỉ IP trên một mạng khác, nó trước tiên gửi gói tin của mình đến cổng gateway, sau đó cổng gateway chuyển tiếp dữ liệu đến đích ngoài mạng cục bộ.

subnet mask diagram

Subnet Mask là gì?

Subnet mask là một số 32 bit được tạo bằng cách đặt các bit máy chủ thành tất cả là 0 và đặt các bit mạng thành tất cả là 1. Như vậy, subnet mask phân tách địa chỉ IP thành địa chỉ mạng và địa chỉ máy chủ.

Địa chỉ "255" luôn được gán cho địa chỉ phát sóng, và địa chỉ "0" luôn được gán cho địa chỉ mạng. Cả hai đều không thể được gán cho các máy chủ, vì chúng được dành cho những mục đích đặc biệt này.

Địa chỉ IP, subnet mask và cổng gateway hoặc bộ định tuyến tạo thành một cấu trúc cơ bản - Giao thức Internet - mà hầu hết các mạng sử dụng để tạo điều kiện cho việc giao tiếp giữa các thiết bị.

Khi các tổ chức cần phân mạng phụ, việc phân mạng chia phần yếu tố máy chủ của địa chỉ IP thành các mạng con. Mục tiêu của subnet mask đơn giản là kích hoạt quá trình phân mạng. Thuật ngữ "mask" được áp dụng vì subnet mask thực sự sử dụng số 32 bit riêng của mình để che giấu địa chỉ IP

Địa chỉ IP và Subnet Mask

Một địa chỉ IP 32-bit độc đáo xác định một thiết bị duy nhất trên mạng IP. 32 bit nhị phân được chia thành phần máy chủ và mạng bởi subnet mask nhưng cũng được chia thành bốn octet 8-bit.

Vì biểu diễn dưới dạng nhị phân khó khăn, chúng ta chuyển đổi từng octet để chúng được diễn đạt dưới dạng thập phân có dấu. Điều này dẫn đến định dạng thập phân chấm cho địa chỉ IP, ví dụ như 172.16.254.1. Phạm vi giá trị trong hệ thập phân là từ 0 đến 255 vì nó đại diện cho 00000000 đến 11111111 trong hệ nhị phân.

Các lớp địa chỉ IP và Subnet Mask

Vì internet phải chứa các mạng có kích thước khác nhau, một kế hoạch địa chỉ cho một loạt các mạng tồn tại dựa trên cách các octet trong địa chỉ IP được phân chia. Dựa vào ba bit cao nhất hoặc bit ở bên trái trong bất kỳ địa chỉ IP nào, bạn có thể xác định địa chỉ thuộc vào một trong năm lớp mạng khác nhau, từ A đến E.

(Các mạng lớp D được dành cho việc đa phát, và các mạng lớp E không được sử dụng trên internet vì chúng được dành cho nghiên cứu bởi Tổ chức Nhiệm vụ Kỹ thuật Internet IETF.)

Một subnet mask lớp A phản ánh phần mạng trong octet đầu tiên và để lại octet 2, 3 và 4 cho quản lý mạng để chia thành các máy chủ và các mạng con khi cần thiết. Lớp A dành cho các mạng có hơn 65.536 máy chủ.

Một subnet mask lớp B chiếm hai octet đầu tiên cho mạng, để lại phần còn lại của địa chỉ, 16 bit của octet 3 và 4, cho subnet và phần máy chủ. Lớp B dành cho các mạng có 256 đến 65.534 máy chủ.

Trong một subnet mask lớp C, phần mạng là ba octet đầu tiên với các máy chủ và mạng con chỉ còn lại 8 bit cuối cùng của octet 4. Lớp C dành cho các mạng nhỏ với ít hơn 254 máy chủ.

Các mạng lớp A, B và C có các mặt nạ mặc định, hoặc mặt nạ subnet mặc định:

  • Lớp A: 255.0.0.0
  • Lớp B: 255.255.0.0
  • Lớp C: 255.255.255.0

Bạn có thể xác định số và loại địa chỉ IP mà bất kỳ mạng cục bộ cụ thể nào cần dựa trên mặt nạ subnet mặc định của nó.

Một ví dụ về địa chỉ IP và mặt nạ subnet lớp A sẽ là mặt nạ con mặc định của lớp A là 255.0.0.0 và một địa chỉ IP là 10.20.12.2.

Làm thế nào Subnetting hoạt động?

Subnetting là kỹ thuật chia một mạng vật lý đơn thành nhiều mạng con hoặc subnets nhỏ hơn theo cách logic.

Subnetting giúp tổ chức che giấu sự phức tạp của mạng và giảm lưu lượng mạng bằng cách thêm các subnet mà không cần một số mạng mới. Khi một số mạng phải sử dụng một số đoạn của một mạng cục bộ (LAN), subnetting trở nên quan trọng.

Các lợi ích của subnetting bao gồm:

  1. Giảm lưu lượng phát sóng và do đó giảm lưu lượng mạng.
  2. Cho phép làm việc từ xa.
  3. Cho phép tổ chức vượt qua các ràng buộc của LAN như số lượng tối đa máy chủ.

Địa chỉ Mạng

Tiền tố mạng tiêu chuẩn hiện đại, được sử dụng cho cả IPv6 và IPv4, là ghi chú Classless Inter-Domain Routing (CIDR). Địa chỉ IPv4 được biểu diễn trong ghi chú CIDR được gọi là mặt nạ mạng, và chúng chỉ định số bit trong tiền tố đến địa chỉ sau dấu gạch chéo (/). Đây là định dạng duy nhất dựa trên tiêu chuẩn trong IPv6 để chỉ định tiền tố hoặc mạng.

Để gán địa chỉ IP cho một giao diện mạng kể từ khi CIDR xuất hiện, có hai tham số: một mặt nạ con và địa chỉ. Subnetting tăng độ phức tạp của định tuyến, vì phải có một mục riêng biệt trong bảng của mỗi bộ định tuyến kết nối để đại diện cho từng subnet được kết nối cục bộ.

Máy tính mặt nạ Subnet là gì?

Một số người biết cách tính mặt nạ subnet bằng tay, nhưng hầu hết sử dụng máy tính mặt nạ subnet. Có nhiều loại máy tính mặt nạ mạng. Một số bao gồm một loạt các chức năng rộng lớn và có phạm vi rộng, trong khi những cái khác có các tiện ích cụ thể. Các công cụ này có thể cung cấp thông tin như phạm vi IP, địa chỉ IP, mặt nạ con và địa chỉ mạng.

Dưới đây là một số loại phổ biến của máy tính mặt nạ IP subnet:

  1. Máy tính mặt nạ Subnet IPv6: Ánh xạ các mạng con phân cấp.
  2. Máy tính/chuyển đổi IPv4/IPv6: Là máy tính mặt nạ IP hỗ trợ các định dạng thay thế và rút gọn của IPv6. Công cụ máy tính mạng subnet này cũng có thể cho phép bạn chuyển đổi số IP từ IPv4 sang IPv6.
  3. Máy tính CIDR IPv4: Là công cụ điều chỉnh mặt nạ subnet và chuyển đổi Hex.
  4. Máy tính đại số IPv4: Tiết lộ phần nào của địa chỉ IP có sẵn để kiểm tra bằng cách tính toán mặt nạ đại số IP.
  5. Máy tính mặt nạ HEX: Tính toán địa chỉ subnet đầu tiên và cuối cùng, bao gồm cả biểu diễn hệ thập lục phân của địa chỉ đa phát.
  6. Máy tính mặt nạ Subnet đơn giản: Xác định mạng con và mặt nạ con tương ứng nhỏ nhất.
  7. Máy tính phạm vi mạng/Subnet: Cung cấp địa chỉ bắt đầu và kết thúc của phạm vi.

Ý nghĩa của IP/Mask là gì?

Thường thì, mặc dù từ "subnet mask" được ưa chuộng, bạn có thể sử dụng "IP/Mask" như một cách viết tắt để đồng thời xác định cả địa chỉ IP và mặt nạ con. Trong trường hợp này, địa chỉ IP được theo sau bởi số bit trong mặt nạ. Ví dụ:

10.0.1.1/24

216.202.192.66/22

Đây tương đương với:

Địa chỉ IP: 10.0.1.1 với mặt nạ con là 255.255.255.0

Địa chỉ IP: 216.202.196.66 với một ví dụ về mặt nạ con là 255.255.252.0

Như vậy, subnet mask không chỉ là một yếu tố kỹ thuật cơ bản mà còn là chìa khóa mở ra khả năng linh hoạt và quản lý hiệu suất trong môi trường mạng. Hi vọng rằng qua việc tìm hiểu về subnet mask là gì, bạn đã có cái nhìn sâu sắc hơn về cách mà nó đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và tổ chức địa chỉ IP, góp phần quảng bá hiểu biết và sự chuyên sâu trong lĩnh vực mạng máy tính.