Các lớp Địa chỉ IP là cấu trúc tổ chức ban đầu cho địa chỉ IP. Lớp địa chỉ cụ thể sẽ xác định kích thước tiềm năng tối đa cho một mạng máy tính. Lớp địa chỉ sẽ xác định các bit cụ thể nào của địa chỉ sẽ được sử dụng để xác định mạng và nhận dạng mạng, các bit để xác định máy tính chủ và ID máy chủ, và tổng số mạng con của máy chủ được phép trên mỗi mạng. Năm tổng số lớp địa chỉ IP đã được xác định, từ lớp A đến lớp E. Mặc dù thuật ngữ lớp IP thường được sử dụng để mô tả sự khác biệt giữa mạng này và mạng khác, việc sử dụng địa chỉ thực tế không còn được sử dụng phổ biến nữa. Nó đã được thay thế bằng cách định địa chỉ phân lớp, nơi một mặt nạ mạng có thể được chỉ định cho bất kỳ dải địa chỉ IP nào.
Địa chỉ IP là gì?
Địa chỉ Giao thức Internet [IP] là một nhãn số bao gồm một số 32 bit được gán cho một thiết bị có khả năng kết nối mạng sử dụng IP để giao tiếp. Về cơ bản, địa chỉ phục vụ hai mục đích: định địa chỉ vị trí và máy chủ lưu trữ máy tính hoặc nhận dạng giao diện mạng. Địa chỉ cho biết vị trí của thiết bị được kết nối với phần lớn các máy chủ / thiết bị vẫn sử dụng dạng địa chỉ IPv4 [Giao thức Internet Phiên bản 4]. Một hạn chế đáng kể của cách định địa chỉ IPv4 cũ là nó hỗ trợ tổng số ít hơn 4,3 tỷ địa chỉ. Dựa trên tốc độ phát triển nhanh chóng của Internet và các công nghệ liên quan, việc sử dụng IPv4 không bền vững trong dài hạn. Vào giữa những năm 1990, kỹ thuật IPv6 mới được phát triển sử dụng 128 bit cho địa chỉ IP. Công nghệ IPv6 vẫn tiếp tục được triển khai, mặc dù chậm. Các Tổ chức cấp phát số hiệu Internet [IANA] chịu trách nhiệm theo IETF về việc quản lý phân bổ không gian địa chỉ IP trên toàn cầu. Bên dưới IANA, có năm cơ quan đăng ký Internet khu vực [RIR] chịu trách nhiệm phân bổ các khối địa chỉ IP cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet [ISP] và các tổ chức đáng tin cậy khác.
Địa chỉ IP được xác định ở đâu?
Giao thức Internet được định nghĩa trong, RFC 791: Giao thức Internet, được xuất bản vào năm 1981. Giao thức được thiết kế để sử dụng trong mạng máy tính chuyển mạch gói và cung cấp cho việc truyền các gói dữ liệu [được định nghĩa là các gói dữ liệu] từ các thiết bị nguồn đến các thiết bị đích. Các thiết bị nguồn và đích được xác định bởi một địa chỉ có độ dài cố định được xác định bởi giao thức. Đặc điểm kỹ thuật cũng tính đến sự phân mảnh của dữ liệu và việc tập hợp lại các khối dữ liệu dài hơn khi được yêu cầu. Đặc tả IP không đề cập đến độ tin cậy của dữ liệu, điều khiển luồng, trình tự, chất lượng dịch vụ, v.v. Những khía cạnh này được xử lý bởi các công nghệ hỗ trợ như TCP [giao thức điều khiển truyền]. Bốn cơ chế chính được sử dụng trong định nghĩa IP là: loại dịch vụ, thời gian tồn tại, các tùy chọn và tổng kiểm tra tiêu đề. Loại dịch vụ được sử dụng để chỉ ra chất lượng dịch vụ mong muốn được sử dụng bởi các bộ định tuyến [hoặc các cổng] để chọn các tham số truyền áp dụng cho mạng hoặc chuyển tiếp thông tin. Thời gian tồn tại cho biết giới hạn trên về thời gian gói dữ liệu hoặc gói dữ liệu sẽ được chuyển tiếp cho đến khi bị loại bỏ. Các tùy chọn cho phép các chức năng điều khiển được triển khai cho các mạng cụ thể như định tuyến, bảo mật hoặc dấu thời gian đặc biệt nhưng không bắt buộc đối với giao tiếp tiêu chuẩn. Tổng kiểm tra tiêu đề được sử dụng để đảm bảo rằng gói dữ liệu đã được truyền đi một cách chính xác. Nếu tổng kiểm tra không thành công, sơ đồ sẽ bị loại bỏ.
Các lớp địa chỉ IP là gì?
Đã có năm lớp địa chỉ IP được sử dụng trước khi phần lớn ngành chuyển sang định tuyến không phân lớp. Có A, B, C, D và E. Địa chỉ loại A được sử dụng cho các mạng có tổng số máy chủ rất lớn. Loại B được thiết kế để sử dụng trên các mạng trung bình đến lớn và C cho các mạng cục bộ nhỏ [LAN]. Lớp D và E được dành riêng cho các mục đích đa hướng và thử nghiệm. Trong bảng sau, bốn octet tạo nên địa chỉ IP [a, b, c và d một cách tôn trọng] được hiển thị theo cách chúng được phân phối trong các lớp A, B và C.
classes A, B và C.
| IP Address | ID mạng | ID máy chủ | |
| Một | A B C D | một | bcd |
| B | A B C D | ab | đĩa CD |
| C | A B C D | abc | d |
Địa chỉ IP Lớp A
Địa chỉ IP Lớp A được sử dụng cho các mạng có số lượng lớn các máy chủ trên mạng. Lớp cho phép lên đến 126 mạng bằng cách sử dụng octet đầu tiên của địa chỉ để nhận dạng mạng. Bit đầu tiên trong octet này luôn được cố định hoặc được đặt bằng 0. Bảy bit sau trong bộ tám sau đó được đặt thành một bit sẽ hoàn thành việc nhận dạng mạng. Các octet còn lại [24 bit] đại diện cho ID máy chủ và sẽ cho phép lên đến 126 mạng với 17 triệu máy chủ trên mỗi mạng. Trong địa chỉ Lớp A, các giá trị số mạng bắt đầu từ số 1 và kết thúc bằng 127.
Địa chỉ IP Lớp B
Địa chỉ IP Lớp B đã được chỉ định cho các mạng trung bình đến lớn. Chúng cho phép 16.384 mạng bằng cách sử dụng hai octet đầu tiên trong địa chỉ để nhận dạng mạng. Hai bit đầu tiên của octet đầu tiên được cố định thành 1 0. 6 bit tiếp theo cùng với octet sau sau đó hoàn thành việc xác định mạng. Sau đó, octet thứ ba và thứ tư [16 bit] đại diện cho ID máy chủ. Điều này cho phép khoảng 65.000 máy chủ trên mỗi mạng. Giá trị số mạng loại B bắt đầu từ 128 và kết thúc ở 191.
Địa chỉ IP Lớp C
Địa chỉ IP Lớp C đã được sử dụng trong các cấu hình mạng LAN nhỏ. Chúng cho phép khoảng 2 triệu mạng bằng cách sử dụng ba octet đầu tiên của địa chỉ để nhận dạng mạng. Trong địa chỉ Lớp C, ba bit đầu tiên được cố định thành 1 1 0. Trong ba octet sau, 21 bit tạo nên nhận dạng mạng. Octet cuối cùng sau đó đại diện cho nhận dạng máy chủ. Điều này cho phép 254 máy chủ trên mỗi mạng. Giá trị số mạng Lớp C bắt đầu ở 192 và kết thúc ở 223.
Địa chỉ IP Lớp D
Địa chỉ IP Lớp D được dành riêng cho các mục đích đa hướng. Các địa chỉ này bắt đầu bằng một octet trong phạm vi 224-239. Chúng sẽ có các bit hàng đầu là 1 1 1 0 và bao gồm các địa chỉ từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255.
Địa chỉ IP Lớp E
Địa chỉ IP Lớp E được dành riêng cho việc sử dụng thử nghiệm. Bộ tám đầu tiên của các địa chỉ này nằm trong khoảng từ 240 đến 255. Dải này được IETF dành riêng và tương tự như mạng Lớp D, không nên được gán cho thiết bị chủ.
IPv6 là gì?
Các IETF đã xác định vấn đề với sự cạn kiệt nhanh chóng của không gian địa chỉ IPv4 vài thập kỷ trước. Mặc dù đã phát minh ra địa chỉ IP không phân lớp, người ta đã đánh giá rằng cần phải có một giao thức địa chỉ mới để giải quyết các nhu cầu lâu dài. IPv6 sau đó được thiết kế làm tiêu chuẩn tiếp theo cho IPv4 và được phát hành vào năm 1995. Không gian địa chỉ kết quả sau đó được tăng từ 32 lên 128 bit [16 octet] và được coi là đủ cho ít nhất các yêu cầu trung hạn cho sự phát triển của Internet. Thiết kế của IPv6 kết hợp ý tưởng cho phép tổng hợp hiệu quả tiền tố định tuyến mạng con ở cấp bộ định tuyến. Điều này dẫn đến việc giảm kích thước bảng định tuyến và tỷ lệ sử dụng địa chỉ thực tế là nhỏ trên bất kỳ phân đoạn mạng IPv6 nào. Thiết kế cũng cho phép tách cơ sở hạ tầng địa chỉ của không gian phân đoạn cục bộ khỏi địa chỉ được sử dụng để định tuyến đến hoặc từ lưu lượng mạng bên ngoài. Số lượng lớn địa chỉ mạng cũng cho phép các khối lớn được gán cho một mục đích cụ thể và khi được yêu cầu được tổng hợp lại để định tuyến hiệu quả hơn. Nhu cầu về các phương pháp bảo tồn địa chỉ phức tạp hơn như hiện được sử dụng trong Định tuyến liên miền không lớp [CIDR] cũng được loại bỏ khi triển khai IPv6.
Tương tự như IPv4, IPv6 dự trữ các khối địa chỉ IP để sử dụng riêng. Trong IPv6; tuy nhiên, chúng được gọi là địa chỉ cục bộ duy nhất [ULA]. Khối địa chỉ này sử dụng tiền tố định tuyến fc00 :: / 7 sau đó được chia thành hai / 8 khối có các chính sách ngụ ý khác nhau. Các địa chỉ bao gồm một số giả ngẫu nhiên 40 bit giúp giảm thiểu nguy cơ xung đột địa chỉ nếu các gói được định tuyến không thích hợp hoặc các trang web hợp nhất. Không có tiền tố địa chỉ riêng IPv6 hiện tại hoặc kế thừa nào được định tuyến trên Internet công cộng giống như hành vi được mong đợi từ IPv5. Cuối cùng, mặc dù phần lớn các hệ điều hành hiện đại hiện nay cung cấp hỗ trợ cho IPv6, nó vẫn chưa được triển khai rộng rãi trong các lĩnh vực mạng gia đình, VoIP và mạng ngoại vi.
Địa chỉ IP không phân lớp là gì?
Sau khi phát minh ra Hệ Thống Tên Miền [DNS], ngành công nghiệp nhận ra rằng việc sử dụng các lớp địa chỉ IP sẽ hạn chế khả năng mở rộng của Internet. Do đó, IETF đã xuất bản RC 1518 và 1519 vào năm 1993 để xác định phương pháp định tuyến gói dữ liệu IPv4 không phân lớp. Định nghĩa gần đây nhất của tiêu chuẩn này xuất hiện vào năm 2006 theo RFC 4632. Địa chỉ IP không phân lớp đã được giới thiệu như một phương tiện hiệu quả hơn để sử dụng không gian địa chỉ IP khi so sánh với địa chỉ phân lớp. Trong định địa chỉ phân lớp, địa chỉ IP được coi như một luồng 32 bit, trong đó ranh giới giữa nhận dạng mạng và máy chủ có thể nằm ở bất kỳ vị trí bit nào. Phần mạng của địa chỉ được xác định bởi số 1 nằm trong mặt nạ mạng con được áp dụng cho địa chỉ. Mặt nạ mạng con được sử dụng cục bộ trên các máy chủ được kết nối với mạng và không bao giờ được truyền trong gói dữ liệu IPv4 hoặc gói dữ liệu. Tất cả các máy chủ trên cùng một mạng được định cấu hình để sử dụng cùng một mặt nạ mạng con với phần máy chủ của địa chỉ IP là duy nhất cho máy chủ. Phiên bản địa chỉ không phân lớp được gọi là Định tuyến liên miền không phân lớp [CIDR] và cho phép chia mạng thành các mạng con có kích thước khác nhau. Hệ thống tránh lãng phí địa chỉ IP thông qua việc sử dụng mặt nạ mạng con.
Mặt nạ mạng con hoạt động như thế nào?
Trong địa chỉ IP không phân lớp, một mặt nạ mạng con được sử dụng trên mạng để xác định có bao nhiêu bit được sử dụng cho địa chỉ mạng và bao nhiêu bit được sử dụng cho địa chỉ máy chủ. Mặt nạ mạng con giống nhau đối với tất cả người dùng trên một mạng cụ thể. Khi phủ lên một địa chỉ máy chủ, nó sẽ cho máy chủ hoặc thiết bị biết phần nào của địa chỉ IP là địa chỉ mạng và phần nào được sử dụng cho máy chủ. Mặt nạ mạng con thường sẽ bắt đầu bằng 255. *. *. * Với các chữ số còn lại dành riêng cho mạng. Mọi địa chỉ mạng con trên một mạng lớn sẽ có mặt nạ mạng con riêng của nó, về bản chất, mạng con cụ thể có mặt nạ mạng con. Điều này cho phép hình thức địa chỉ IP không phân lớp hiện tại đã được sử dụng cho mạng IPv4 từ những năm 1990.
Bao lâu cho đến khi IPv6 được triển khai đầy đủ?
Thật không may, tại thời điểm viết bài này, câu trả lời vẫn còn It depends. Cuộc thảo luận về việc hết địa chỉ IP đã diễn ra trong hơn một thập kỷ và nó có thể sẽ tiếp tục như vậy trong ít nhất một lần nữa. Sự ra đời của Dịch địa chỉ mạng [NAT] và Giao thức điều khiển máy chủ động [DHCP] đã được thực hiện và rất thành công. Do đó, người tiêu dùng về cơ bản đã chia sẻ địa chỉ IP thông qua ISP của họ mà không thực sự chú ý trong thập kỷ qua. Như sự phổ biến cho Always On, các dịch vụ có nhu cầu cao như truyền phát video hoặc truyền hình tăng lên; tuy nhiên, chất lượng dịch vụ được thực hiện ở cấp độ người dùng có thể bắt đầu bị ảnh hưởng. Chỉ cần nghĩ nếu bạn không thể xem bộ phim sitcom yêu thích của mình vì tất cả người dùng trong khối địa chỉ được chỉ định của bạn với ISP thực sự là 1 – Trực tuyến và 2 – Chủ động sử dụng kết nối Internet của họ cùng một lúc. Điều này hiếm khi xảy ra hiện nay, nhưng khi ngày càng nhiều thiết bị trong nhà trở nên connected có thể trong tương lai. Khi / nếu điều này xảy ra, thì một sự thay đổi đáng kể hơn của các nhà cung cấp dịch vụ lớn sang IPv6 sẽ xảy ra. Trong luc đo; tuy nhiên, nhóm nghiên cứu Internet 2 đang vận hành và tiến hành nghiên cứu về những gì được coi là Internet của tương lai chạy trên IPv6, cung cấp những cải tiến đáng kể về chất lượng dịch vụ và dung lượng tốc độ dữ liệu cao hơn so với hiện tại trên các mạng chạy trên IPv4. Tiêu chuẩn. Hầu hết các thiết bị điện toán hiện đại; tuy nhiên, nó đang được bán với hỗ trợ IPv6 bản địa nên nếu sự thay đổi xảy ra sớm hơn, người tiêu dùng sẽ không nhất thiết phải mua một máy tính mới.