Computer_Network_Chapter06_NetworkLayer_02.pdf
- 1. 1 PHÂN MẠNG CON (SUBNETTING) Trình bày: Bùi Minh Quân bmquan@cit.ctu.edu.vn Khoa MMT&TT – Trường CNTT&TT - ĐHCT
- 2. 2 Phân mạng con là gì ? ❖Phân mạng con là một kỹ thuật cho phép nhà quản trị mạng chia một mạng thành những mạng con nhỏ, nhờ đó có được các tiện lợi sau : ❑Đơn giản hóa việc quản trị: các mạng có thể được chia ra thành nhiều mạng con (subnet) có thể được quản lý như những mạng độc lập và hiệu quả hơn. ❑Có thể thay đổi cấu trúc bên trong của mạng mà không làm ảnh hướng đến các mạng bên ngoài. Một tổ chức có thể tiếp tục sử dụng các địa chỉ IP đã được cấp mà không cần phải lấy thêm khối địa chỉ mới. ❑Tăng cường bảo mật của hệ thống: phân mạng con sẽ cho phép một tổ chức phân tách mạng bên trong của họ thành một liên mạng nhưng các mạng bên ngoài vẫn thấy đó là một mạng duy nhất. ❑Cô lập các luồng giao thông trên mạng: giảm các thông điệp quảng bá
- 3. 3 SWITCH PC1 PC2 PC3 PC4 SWITCH PC1 PC2 PC3 PC4 Router Internet SWITCH PC1 PC2 PC3 PC4 172 . 18 . 0 . 0 255 . 255 . 0 . 0 Switch Phân mạng con là gì ?
- 4. 4 LAN 1 LAN 2 Internet LAN 3 172.18.1.0/255.255.255.0 172.18.2.0/255.255.255.0 172.18.3.0/255.255.255.0 SWITCH PC1 PC2 PC3 PC4 SWITCH PC1 PC2 PC3 PC4 SWITCH PC1 PC2 PC3 PC4 172 . 18 . 0 . 0 255 . 255 . 0 . 0 Phân mạng con là gì ?
- 5. 5 Phân mạng con là gì ?
- 6. 6 Phương pháp phân mạng con ❖Nguyên tắc chung: ❑Phần nhận dạng mạng (Network Id) của địa chỉ mạng ban đầu được giữ nguyên. ❑Phần nhận dạng máy tính của địa chỉ mạng ban đầu được chia thành 2 phần: ▪ Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id) ▪ Phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host Id). Network Id Host Id Subnet Id
- 7. 7 Phương pháp phân mạng con ❖Để phân mạng con, người ta phải xác định mặt nạ mạng con (subnetmask). ❖Mặt nạ mạng con là một địa chỉ IP mà giá trị các bit ở Phần nhận dạng mạng (Network Id) và Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id) đều là 1 trong khi giá trị của các bits ở Phần nhận dạng máy tính (Host Id) đều là 0. ❖Subnetwork Address = IP & Subnet mask 11111111 11111111 11111111 00000 Network Id Host Id Subnet Id 111 Mặt nạ mạng con khi phân mạng con lớp C 255.255.255.224
- 8. 8 Phương pháp phân mạng con ❖Có hai chuẩn để thực hiện phân mạng con là : ❑Chuẩn phân lớp hoàn toàn (Classfull standard) ❑Chuẩn định tuyến liên miền không phân lớp CIDR (Classless Inter-Domain Routing ). ❖CIDR chỉ mới được đa số các nhà sản xuất thiết bị và hệ điều hành mạng hỗ trợ nhưng vẫn chưa hoàn toàn chuẩn hóa.
- 9. 9 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) ❖Địa chỉ IP khi phân mạng con sẽ gồm 3 phần : ❑Phần nhận dạng mạng của địa chỉ ban đầu (Network Id) ❑Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id): được hình thành từ một số bit có trọng số cao trong phần nhận dạng máy tính (Host Id) của địa chỉ ban đầu ❑Phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host Id) bao gồm các bit còn lại Original Network Id Original Host Id IP bình thường Original Network Id Host Id IP có phân mạng con Subnet Id
- 10. 10 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) ❖Số lượng bit thuộc phần nhận dạng mạng con giúp xác định số lượng mạng con. ❑ Số subnet có thể chia được: n là số bit chia mạng con • 2n nếu có hỗ trợ subnet – zero. • 2n – 2 nếu không hỗ trợ subnet – zero. Với 2 bit, ta có 22 =4 mạng con. ▪ Hiện nay các hệ điều hành đã hỗ trợ subnet – zero ❑Số lượng host trên mạng con: m là số bit cho host ▪ Với m = 6, số host trên mỗi subnet = 26 – 2 = 62 host.
- 11. 11 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 2 bits để làm phần nhận dạng mạng con (24 +2 = 26). ❑Mặt nạ mạng con trong trường hợp này là 255.255.255.192. (/26) ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau: Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn dạng nhị phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Subnetmask 255.255.255.192 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 Mạng con 0 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Mạng con 1 192.168.1.64 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0100 0000 Mạng con 2 192.168.1.128 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1000 0000 Mạng con 3 192.168.1.192 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1100 0000
- 12. 12 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) tt ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 2 bits để làm phần nhận dạng mạng con (24 +2 = 26). ❑Mặt nạ mạng con trong trường hợp này là 255.255.255.192. (/26) ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau : Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn dạng nhị phân Biểu diễn phần host nhị phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Subnetmask 255.255.255.192 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 Start IP End IP Mạng con 0 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 00000000 - 00111111 Mạng con 1 192.168.1.64 1100 0000 1010 1000 0010 0001 0100 0000 01000000 - 01111111 Mạng con 2 192.168.1.128 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1000 0000 10000000 -10111111 Mạng con 3 192.168.1.192 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1100 0000 11000000 - 11111111
- 13. 13 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) tt ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 2 bits để làm phần nhận dạng mạng con. ❑Mặt nạ mạng con khi dùng 26 bit nhận dạng mạng này là 255.255.255.192. ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau : Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn dạng nhị phân Biểu diễn phần host Thập phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Subnetmask 255.255.255.192 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 Start IP End IP Mạng con 0 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 0 - 63 Mạng con 1 192.168.1.64 1100 0000 1010 1000 0010 0001 0100 0000 64 - 127 Mạng con 2 192.168.1.128 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1000 0000 128 - 191 Mạng con 3 192.168.1.192 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1100 0000 192 - 255
- 14. 14 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) tt ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C: 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 2 bits để làm phần nhận dạng mạng con. 192.168.1.0/26 ❑Mặt nạ mạng con trong trường hợp này là 255.255.255.192. ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau : Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn phần host Thập phân IP Khả dụng Mạng ban đầu 192.168.1.0 Subnetmask 255.255.255.192 Start IP End IP Start IP End IP Mạng con 0 192.168.1.0 / 26 0 - 63 1 - 62 Mạng con 1 192.168.1.64 /26 64 – 127 65 - 126 Mạng con 2 192.168.1.128 /26 128 - 191 129 - 190 Mạng con 3 192.168.1.192 /26 192 - 255 193 - 254 Phần host 6 bits: IP của từng network: 26 IP thực tế của từng network: 26 – 2=64-2=62 Vidu: Máy có IP : 192.168.1.40 Subnet mask : 255.255.255.192 Subnetwork Address: 192.168.1. ?
- 15. Subnetting
- 16. 16 Bài tập ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 3 bits để làm phần nhận dạng mạng con. (192.168.1.0 /27) ❑Mặt nạ mạng con trong trường hợp này là 255.255.255.224. ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau : Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn dạng nhị phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Subnetmask 255.255.255.224 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 Mạng con 0 192.168.1.0/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Mạng con 1 192.168.1.32/27 1100 0000 1010 1000 0010 0001 0010 0000 Mạng con 2 192.168.1.64/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0100 0000 Mạng con 3 192.168.1.96/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0110 0000 Mạng con 4 192.168.1.128/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1000 0000 Mạng con 5 192.168.1.160/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1010 0000 Mạng con 6 192.168.1.192/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1100 0000 Mạng con 7 192.168.1.224/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1110 0000
- 17. 17 Bài tập ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 3 bits để làm phần nhận dạng mạng con. (192.168.1.0 /27) ❑Mặt nạ mạng con trong trường hợp này là 255.255.255.224. ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau : Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn dạng nhị phân Biểu diễn phần host nhị phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Subnetmask 255.255.255.224 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 Mạng con 0 192.168.1.0/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 00000000 - 00011111 Mạng con 1 192.168.1.32/27 1100 0000 1010 1000 0010 0001 0010 0000 00100000 – 00111111 Mạng con 2 192.168.1.64/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0100 0000 01000000 – 01011111 Mạng con 3 192.168.1.96/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0110 0000 01100000 – 01111111 Mạng con 4 192.168.1.128/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1000 0000 10000000 - 10011111 Mạng con 5 192.168.1.160/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1010 0000 10100000 – 10111111 Mạng con 6 192.168.1.192/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1100 0000 11000000 – 11011111 Mạng con 7 192.168.1.224/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1110 0000 11100000 – 11111111
- 18. 18 ❖Ví dụ : ❑Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 / 255.255.255.0. ❑Sử dụng 3 bits để làm phần nhận dạng mạng con. (192.168.1.0 /27) ❑Mặt nạ mạng con trong trường hợp này là 255.255.255.224. ❑Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau: Địa chỉ IP Biểu diễn dạng thập phân Biểu diễn dạng nhị phân Biểu diễn phần host Thập phân Mạng ban đầu 192.168.1.0 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 Subnetmask 255.255.255.224 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 Mạng con 0 192.168.1.0/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 0000 0 - 31 Mạng con 1 192.168.1.32/27 1100 0000 1010 1000 0010 0001 0010 0000 32 – 63 Mạng con 2 192.168.1.64/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0100 0000 64 - 95 Mạng con 3 192.168.1.96/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 0110 0000 96 – 127 Mạng con 4 192.168.1.128/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1000 0000 128 – 159 Mạng con 5 192.168.1.160/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1010 0000 160 – 191 Mạng con 6 192.168.1.192/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1100 0000 192 – 223 Mạng con 7 192.168.1.224/27 1100 0000 1010 1000 0000 0001 1110 0000 224 – 255 Bài Tập
- 19. Subnetting
- 20. Chọn địa chỉ IP gán cho máy tính B ? Biết rằng hai máy tính ping được trực tiếp với nhau khi không dùng thiết vạch đường Router thì phải có cùng địa chỉ mạng (Network address) A . 192.168.5.5 B . 192.168.5.32 C . 192.168.5.40 D . 192.168.5.63 E . 192.168.5.75 192.168.5.33/27 ? A B Answer : C Subnetting Example
- 21. Bài Tập: hai Sinh viên 1 nhóm ❖Nhóm 1: 192.168.10.0/24, mượn 4 bits làm subnetmask ❖Nhóm 2: 192.168.11.0/24, mượn 5 bits làm subnetmask ❖Nhóm 3: 192.168.12.0/24, mượn 6 bits làm subnetmask ❖Nhóm 4: 172.16.0.0/16, mượn 5 bits làm subnetmask ❖Nhóm 5: 172.17.0.0/16, mượn 6 bits làm subnetmask ❖Nhóm 6: 172.18.0.0/16, mượn 7 bits làm subnetmask ❖Nhóm 7: 172.19.0.0/16, mượn 8 bits làm subnetmask ❖Nhóm 8: 172.20.0.0/16, mượn 1 bits làm subnetmask ❖Nhóm 9: 172.21.0.0/16, mượn 2 bits làm subnetmask ❖Nhóm 10: 172.22.0.0/16, mượn 3 bits làm subnetmask
- 22. Bài Tập: hai sinh viên 1 nhóm ❖Nhóm 11: 172.23.0.0/16, mượn 4 bits làm subnetmask ❖Nhóm 12: 10.0.0.0/8, mượn 1 bits làm subnetmask ❖Nhóm 13: 10.0.0.0/8, mượn 2 bits làm subnetmask ❖Nhóm 14: 10.0.0.0/8, mượn 3 bits làm subnetmask ❖Nhóm 15: 10.0.0.0/8, mượn 4 bits làm subnetmask ❖Nhóm 16: 10.0.0.0/8, mượn 5 bits làm subnetmask ❖Nhóm 17: 10.0.0.0/8, mượn 6 bits làm subnetmask ❖Nhóm 18: 10.0.0.0/8, mượn 7 bits làm subnetmask ❖Nhóm 19: 10.0.0.0/8, mượn 8 bits làm subnetmask ❖Nhóm 12: 10.0.0.0/8, mượn 16 bits làm subnetmask
- 23. 23 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) ❖Qui trình phân mạng con có thể được tóm tắt như sau : ❑Xác định số lượng mạng con cần phân, giả sử là N. ❑Biểu diễn (N-1) thành số nhị phân, số lượng bit cần thiết để biểu diễn (N-1) chính là số lượng bits cần dành cho phần nhận dạng mạng con. Ví dụ N=6, khi đó biểu diễn của (6 -1) dưới dạng nhị phân là 101. Như vậy cần dùng 3 bit để làm phần nhận dạng mạng con ❑Tạo mặt nạ mạng con ❑Liệt kê tất cả các địa chỉ mạng con có thể sử dụng ❑Chọn ra N địa chỉ mạng con từ danh sách các mạng con đã liệt kê
- 24. 24 Phương pháp định tuyến liên miền không phân lớp CIDR (Classless Inter-Domain Routing ) ❖CIDR là một sơ đồ đánh địa chỉ mới cho mạng Internet hiệu quả hơn nhiều so với sơ đồ đánh địa chỉ cũ theo kiểu phân lớp A, B và C. ❖CIDR ra đời để giải quyết hai vấn đề bức xúc đối với mạng Internet là : ❑Thiếu địa chỉ IP ❑Vượt quá khả năng chứa đựng của các bảng định tuyến. ❖Cấu trúc địa chỉ CIDR: ❑Không sử dụng cơ chế phân lớp A, B, C, E, D ❑Phần nhận dạng mạng: từ 13 đến 27 bits ❑Một địa chỉ theo cấu trúc CIDR: ▪ Bao gồm 32 bits của địa chỉ IP chuẩn cùng với một thông tin ▪ Bổ sung về số lượng các bit được sử dụng cho phần nhận dạng mạng ❑Ví dụ : 206.13.01.48/25
- 25. 25 Phương pháp vạch đường liên miền không phân lớp CIDR (Classless Inter-Domain Routing ) Ví dụ 1 : địa chỉ 206.13.1.48/25 Ví dụ 2: Địa chỉ 192.168.1.100/24
- 26. 26 Số bits nhận dạng mạng trong địa chỉ CIDR Lớp tương ứng trong chuẩn phân lớp hoàn toàn Số lượng máy tính trong mạng /27 1/8 lớp C 32 /26 ¼ lớp C 64 /25 1/2 lớp C 128 /24 1 lớp C 256 /23 2 lớp C 512 /22 4 lớp C 1.024 /21 8 lớp C 2.048 /20 16 lớp C 4.096 /19 32 lớp C 8.192 /18 64 lớp C 16.384 /17 128 lớp C 32.768 /16 256 lớp C (= 1 lớp B) 65.536 /15 512 lớp C 131.072 /14 1,024 lớp C 262.144 /13 2,048 lớp C 524.288 Phương pháp định tuyến liên miền không phân lớp CIDR (Classless Inter-Domain Routing )
- 27. CIDR hoạt động như thế nào? ❖ CIDR hoạt động dựa trên kỹ thuật VLSM (Variable Length Subnet Mask) – là một kỹ thuật cho phép chia không gian địa chỉ IP thành một hệ thống các subnet có kích thước khác nhau, giúp tạo ra mạng con với số lượng máy chủ khác nhau, mà không lãng phí địa chỉ với số lượng lớn. ❖ CIDR còn có khả năng tổng hợp nhiều mạng phân lớp chuẩn thành một mạng lớn hơn, nhờ đó số lượng entry trong bảng định tuyến của router giảm xuống và tăng số lượng host được cấp phát trong kênh network mà không cần phải dùng network ID của class lớn hơn.
- 28. 192.168.100.0 -> 0 000 0000 (192.168.100.0/25) - A 1 000 0000 (192.168.100.128/25) - ? 192.168.100.128/25 -> 10 00 0000 (192.168.100.128/26) - B 192.168.100.128/25 -> 11 00 0000 (192.168.100.192/26) - ? 192.168.100.128/25 -> 110 0 0000 (192.168.100.192/27) - C 192.168.100.128/25 -> 111 0 0000 (192.168.100.124/27) - D 192.168.100.0/24
- 29. 29 Định tuyến trong giao thức IP
- 30. 30 Giao thức phân giải địa chỉ (ARP - Address Resolution Protocol)
- 31. 31 Giao thức phân giải địa chỉ (ARP - Address Resolution Protocol) Tổng quát Các trường Kích thức (byte) Các giá trị Ethernet Header Ethernet Destination Address 6 Địa chỉ máy nhận, trong trường hợp này là một địa chỉ quảng bá Ethernet Source Address 6 Địa chỉ của máy gởi thông điệp Frame Type 2 Kiểu khung, có giá trị là 0x0806 khi ARP yêu cầu và 0x8035 khi ARP trả lời ARP request/ reply Hardware Type 2 Giá trị là 1 cho mạng Ethernet Protocol Type 2 Có giá trị là 0x0800 cho địa chỉ IP Hardware Address Size in bytes 1 Chiều dài của địa chỉ vật lý, có giá trị là 6 cho mạng Ethernet Protocol Address Size in bytes 1 Chiều dài địa chỉ của giao thức, có giá trị là 4 cho giao thức IP Operation 2 Là 1 nếu là khung yêu cầu, là 2 nếu là khung trả lời Sender Ethernet Address 6 - Sender IP Address 4 - Destination Ethernet Address 6 Không sử dụng đến trong yêu cầu của ARP Destination IP Address 4 -
- 32. 32 Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP (RARP - Reverse Address Resolution Protocol) ❖Giao thức RARP được dùng để ánh xạ địa chỉ một địa chỉ MAC về một địa chỉ IP ❖Dùng trong các hệ thống trạm làm việc không đĩa cứng (Diskless workstation) ❖Các máy trạm cần có một địa chỉ IP để giao tiếp với server. ❖Trên server duy trì một bảng mô tả mối tương quan giữa địa chỉ vật lý và địa chỉ IP của các máy trạm. ❖Khi nhận được yêu cầu RARP, server tìm trong bảng địa chỉ và trả về địa chỉ IP tương ứng cho máy trạm đã gởi yêu cầu
- 33. 33 Giao thức thông điệp điều khiển Internet ICMP (Internet Control Message Protocol) ❖Các thông điệp của giao thức được gởi đi trong các gói tin IP và được dùng để gởi đi các báo lỗi hay các thông tin điều khiển ❖ICMP tạo ra nhiều loại thông điệp hữu ích như : ❑Đích đến không tới được (Destination Unreachable), ❑Thăm hỏi và trả lời (Echo Request and Reply), ❑Chuyển hướng (Redirect), ❑Vượt quá thời gian (Time Exceeded), ❑Quảng bá bộ định tuyến (Router Advertisement) ❑Cô lập bộ định tuyến (Router Solicitation) ❑....
- 34. 34 Giao thức thông điệp điều khiển Internet ICMP (Internet Control Message Protocol)