Trong địa chỉ IPv4 có 5 lớp mạng gồm: A, B, C, D và E. Mỗi lớp mạng sẽ có 1 dải địa chỉ IP cụ thể (quyết định số lượng thiết bị bạn có thể có trên mạng). Trong đó, 3 lớp địa chỉ IP A, B, C được sử dụng bởi hầu hết các thiết bị trên mạng Internet. Còn lớp địa chỉ IP D và E dành cho các mục đích đặc biệt.
Trong bài này, ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết về 5 lớp địa chỉ IP:
Tại sao cần phân địa chỉ IPv4 thành các lớp khác nhau?
Việc địa chỉ IPv4 thành các lớp mạng khác nhau nhằm tiết kiệm tài nguyên địa chỉ IPv4. Chia địa chỉ IP thành các lớp giúp quản lý tài nguyên mạng một cách hiệu quả hơn bằng cách cung cấp phạm vi địa chỉ phù hợp với kích thước mạng cụ thể. Điều này giúp tránh lãng phí tài nguyên và tối ưu hóa việc sử dụng không gian địa chỉ IP.
Việc chia thành các lớp mạng cũng đem lại lợi ích như:
- Đơn giản hóa việc nhận diện và nhớ địa chỉ IP.
- Hỗ trợ định tuyến dữ liệu trên mạng.
Xem thêm bài viết: Phân biệt địa chỉ IPv4 và IPv6
Cấu trúc các lớp địa chỉ IP
Ta đã biết cấu trúc của một địa chỉ IP có độ dài 32 bit và chia thành 2 phần: ID mạng và ID máy chủ.
Các lớp địa chỉ IP khác nhau sử dụng số bit dành cho địa chỉ IP mạng và ID máy chủ khác nhau. Ta hãy xem cấu trúc chi tiết của các lớp địa chỉ IP qua hình ảnh dưới đây:
Theo hình trên ta có thể thấy rằng:
| Lớp địa chỉ IP | Số Bit phần mạng | Số Bit phần máy chủ |
| A | 8 | 24 |
| B | 16 | 16 |
| C | 24 | 8 |
| D | Không có số cụ thể | Không có số cụ thể |
| E | Không có số cụ thể | Không có số cụ thể |
Sau đây ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết về từng lớp địa chỉ IP:
Địa chỉ IP lớp A
Đặc điểm của lớp địa chỉ A:
- Phạm vi địa chỉ: Từ 1.0.0.0 đến 126.255.255.255.
- Số bit cho phần mạng: 8 bit.
- Số bit cho phần máy: 24 bit.
- Ví dụ: 10.0.0.0, 126.1.0.0.
Phần đầu tiên của một địa chỉ IP lớp A luôn là một số từ 1 đến 126, nên c-+ó tổng cộng 126 phạm vi mạng lớp A. Số bit được dành cho phần máy là 24 bit, nên có nghĩa khoảng 16 triệu địa chỉ IP máy trong mỗi phạm vi mạng lớp A.
Lớp địa chỉ IP A được sử dụng cho các mạng lớn với một lượng lớn các thiết bị kết nối.
Địa chỉ IP lớp B
Đặc điểm của lớp địa chỉ B:
- Phạm vi địa chỉ: Từ 128.0.0.0 đến 191.255.255.255.
- Số bit cho phần mạng: 16 bit.
- Số bit cho phần máy: 16 bit.
- Ví dụ: 172.16.0.0, 191.168.0.0.
Phần đầu tiên của một địa chỉ IP lớp B luôn nằm trong phạm vi từ 128 đến 191. Ta có khoảng 65,536 địa chỉ IP máy trong mỗi phạm vi mạng lớp B. Lớp địa chỉ IP B thường được sử dụng cho các tổ chức và doanh nghiệp với quy mô trung bình. Lớp B thích hợp cho các tổ chức có quy mô trung bình như các trường đại học, các tổ chức quốc gia nhỏ, hoặc các doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Địa chỉ IP lớp C
Đặc điểm của lớp địa chỉ C:
- Phạm vi địa chỉ: Từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.255.
- Số bit cho phần mạng: 24 bit.
- Số bit cho phần máy: 8 bit.
- Ví dụ: 192.168.0.0, 223.255.0.0.
Số bit được dành cho phần mạng là 24 bit, trong khi số bit được dành cho phần máy là 8 bit. Điều này có nghĩa là có khoảng 256 địa chỉ IP máy trong mỗi phạm vi mạng lớp C. Nó thường được sử dụng cho các mạng có quy mô nhỏ đến trung bình, như các mạng trong các tổ chức nhỏ, gia đình, hoặc doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Địa chỉ IP lớp D
Đặc điểm của lớp địa chỉ D:
- Phạm vi địa chỉ: Từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255.
- Không có phần mạng và phần máy cụ thể.
- Sử dụng cho multicast, nơi một gói dữ liệu được gửi từ một nguồn và nhận bởi nhiều người nhận.
- Được sử dụng cho các ứng dụng như streaming video, voice-over-IP (VoIP).
Địa chỉ IP lớp E
Đặc điểm của lớp địa chỉ E:
- Phạm vi địa chỉ: Từ 240.0.0.0 đến 255.255.255.255.
- Không có phần mạng và phần máy cụ thể.
- Được dành cho các mục đích đặc biệt như nghiên cứu và thử nghiệm, không dành cho việc sử dụng trong mạng công cộng.
Các phạm vi địa chỉ IP đặc biệt
1. Phạm vi địa chỉ IP Link-local (169.254.0.0 – 169.254.255.255):
Đây là phạm vi được sử dụng cho các địa chỉ IP link-local, được sử dụng để giao tiếp trong mạng cục bộ mà không cần có một máy chủ DHCP. Các thiết bị trong mạng sẽ tự động cấp phát cho mình một địa chỉ IP từ phạm vi này nếu không nhận được địa chỉ IP từ một nguồn nào khác.
2. Phạm vi địa chỉ IP Loopback (127.0.0.0 – 127.255.255.255):
Đây là phạm vi được sử dụng cho địa chỉ IP loopback, trong đó địa chỉ IP phổ biến nhất là 127.0.0.1. Loopback address được sử dụng để kiểm tra và xác nhận việc hoạt động của giao diện mạng và các dịch vụ trên thiết bị.
Khi một gói tin được gửi đến một địa chỉ loopback, nó sẽ được định tuyến trở lại thiết bị mà nó đã được gửi từ.
3. Phạm vi địa chỉ IP 0.0.0.0 – 0.0.0.255:
Đây là một phạm vi rất đặc biệt và không phổ biến. Thường thì phạm vi này không được sử dụng để định danh đích thực của một thiết bị trong mạng, mà thường được sử dụng để chỉ ra một “địa chỉ không xác định” hoặc để đại diện cho tất cả các địa chỉ trong một mạng cụ thể.
Trong trường hợp này, có thể đề cập đến 0.0.0.0 đến 0.0.0.8, nhưng phải lưu ý rằng thông tin này có thể không chính xác, vì 0.0.0.0 là một địa chỉ đặc biệt được sử dụng cho default route hoặc có thể đại diện cho mạng cụ thể.
Cách phân bổ địa chỉ IP cho tổ chức, ISP và các mạng con
Để phân bổ địa chỉ IP 1 cách hiệu quả. Các tổ chức, ISP hay mạng con đều cần phải tuân theo nguyên tắc và tiêu chuẩn chung bởi các tổ chức quản lý địa chỉ IP như ARIN, APNIC, hay RIPE NCC.
Các tổ chức thường được cấp một dải địa chỉ IP riêng để sử dụng trong mạng nội bộ của họ.
Tiếp theo, nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) cần có một số lượng lớn địa chỉ IP để cung cấp cho các khách hàng của họ. Chúng thường được cấp một hoặc nhiều dải địa chỉ IP lớn từ các tổ chức quản lý để sử dụng cho việc này. Từ đó, ISP sẽ phân bổ các địa chỉ IP từ các dải này cho các khách hàng của họ thông qua các giao thức và quy trình quản lý mạng.
Các mạng con được tạo ra từ các dải địa chỉ IP được cấp phát cho tổ chức hoặc ISP. Các mạng con này được sử dụng để phân chia và quản lý mạng lớn thành các đơn vị nhỏ hơn, giúp tăng cường hiệu suất và bảo mật của mạng.
Nhược điểm của việc phân chia mạng IPv4 thành các lớp mạng
Việc phân chia các lớp mạng địa chỉ IP đã đem lại một cấu trúc tổ chức cho việc quản lý mạng. Tuy nhiên, cũng tồn tại một số hạn chế đáng chú ý.
Một trong những hạn chế quan trọng là sự lãng phí địa chỉ IP. Khi một tổ chức chỉ cần một số lượng nhỏ địa chỉ IP để phục vụ cho mạng nội bộ của mình, việc phải sử dụng toàn bộ một lớp mạng có thể dẫn đến lãng phí đáng kể.
Ví dụ, một doanh nghiệp nhỏ chỉ cần một vài chục địa chỉ IP cho mạng nội bộ của họ, nhưng nếu họ dùng một lớp mạng lớn như lớp A (từ 1.0.0.0 đến 126.0.0.0), họ sẽ phải sử dụng hàng triệu địa chỉ IP mà phần lớn không được sử dụng.
Hơn nữa, sự không linh hoạt của việc phân chia các lớp mạng địa chỉ IP cũng là một vấn đề. Ví dụ, nếu một doanh nghiệp cần mở rộng mạng của mình hoặc tạo ra các mạng con mới, họ có thể gặp khó khăn trong việc thay đổi cấu hình mạng một cách linh hoạt. Điều này có thể dẫn đến việc cần phải thực hiện lại cấu hình mạng một cách đáng kể, gây ra sự gián đoạn trong hoạt động của mạng.
Ví dụ minh họa cụ thể cho hạn chế này là khi một tổ chức vừa mở rộng kinh doanh và cần tạo ra một mạng con mới cho văn phòng mới của họ. Tuy nhiên, do họ đã sử dụng toàn bộ phạm vi địa chỉ IP của lớp mạng hiện tại, họ sẽ phải thực hiện lại toàn bộ cấu hình mạng của mình để chia nhỏ mạng con từ lớp mạng đã có, điều này có thể gây ra sự gián đoạn và tốn kém thời gian và công sức đáng kể.
Tổng kết:
Việc phân chia mạng thành các lớp mạng cũng có ích nhưng cũng có nhiều hạn chế. Ngày nay, sự ra đời của IPv6 với độ dài 128 Bit mang đến số lượng địa chỉ IP khổng lồ đáp ứng nhu cầu cấp phát. Do đó, ta không cần thiết phải sử dụng phân địa chỉ IPv6 thành các lớp khác nhau. Tuy nhiên, IPv4 vẫn đang được sử dụng và việc hiểu rõ cách phân các lớp địa chỉ IPv4 rất quan trọng. Đặc biệt nếu bạn là một kỹ thuật viên mạng.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ được các kiến thức về các lớp địa chỉ IPv4!
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
