Subnetting, hay còn được gọi là mạng con, là quá trình chia một mạng IP lớn thành các phân đoạn nhỏ hơn, được gọi là subnet. Mục đích của việc này là để tối ưu hóa việc quản lý mạng, giảm thiểu lãng phí địa chỉ IP, cũng như cải thiện hiệu suất của mạng bằng cách giới hạn lưu lượng truy cập và phân phối dữ liệu.
Để hiểu rõ về mạng con là gì? Ta sẽ cùng đi tìm hiểu các vấn đề sau trong bài viết này:
- Hiểu về địa chỉ IP và CIDR
- Hiểu vể Subnet Mask
- Phép toán nhị phân
- Biết kích cỡ (size) và số lượng subnet và Host.
- Hiểu cách địa chỉ mạng và địa chỉ Broadcast được sử dụng trong mạng con.
- Tiếp cận về các bài toán chia mạng con.
Subnetting là gì?
Hiểu đơn giản là Subnetting là việc chia một mạng lớn hơn thành nhiều mạng nhỏ (được gọi là mạng con). Ta đã biết rằng địa chỉ IPv4 chia thành các lớp địa chỉ khác nhau:
- Lớp A: tổng cộng 16777216 địa chỉ IP.
- Lớp B: tổng cộng 65536 địa chỉ IP.
- Lớp C: tổng cộng 256 địa chỉ IP.
Mạng con là mạng nhỏ hơn nằm trong các lớp địa chỉ A, B, C. Mục đích của việc chia mạng thành các mạng con là để tiết kiệm địa chỉ IP.
Để hiểu tại sao cần subnetting, ta sẽ đi vào ví dụ cụ thể sau:
Giả sử bạn là quản trị viên mạng cho một công ty với ba phòng ban chính: Kế toán, Kỹ thuật và Bán hàng. Mỗi phòng ban có một số lượng máy tính và thiết bị khác nhau cần kết nối vào mạng nội bộ.
Trước đây, toàn bộ công ty sử dụng một mạng lớp C với địa chỉ IP là 192.168.0.0/24. Tuy nhiên, bạn gặp phải một số vấn đề:
- Giới hạn số lượng địa chỉ IP: Mỗi mạng /24 chỉ cho phép tối đa 254 địa chỉ IP, và nếu một phòng ban có nhiều hơn số lượng này, họ sẽ không thể kết nối đủ thiết bị vào mạng.
- Lãng phí địa chỉ IP: Một số phòng ban có ít máy tính hơn 254, nhưng vẫn cần phải sử dụng một mạng /24 đầy đủ, dẫn đến lãng phí địa chỉ IP. Điều này không sao nếu sử dụng địa chỉ IP riêng, nhưng để truy cập mạng ta sẽ cần địa chỉ IP công cộng.
- Phân phối IP không hiệu quả: Khi bạn cần mở rộng hoặc thay đổi cấu trúc mạng, việc phân phối địa chỉ IP trở nên phức tạp và dễ gây ra lỗi.
Để giải quyết vấn đề này, bạn quyết định sử dụng subnetting để chia mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn cho mỗi phòng ban:
- Phòng ban Kế toán: Mạng con 192.168.1.0/24
- Phòng ban Kỹ thuật: Mạng con 192.168.2.0/24
- Phòng ban Bán hàng: Mạng con 192.168.3.0/24
Với cách tiếp cận này, mỗi phòng ban có một mạng con riêng biệt, giúp tối ưu hóa việc quản lý mạng và sử dụng địa chỉ IP một cách hiệu quả hơn.
Kích thước của mạng con
Kích thước mạng con (subnet size) là một khái niệm quan trọng trong việc thiết kế và quản lý mạng. Nó xác định số lượng địa chỉ IP có sẵn trong mỗi mạng con và ảnh hưởng đến hiệu suất, khả năng mở rộng và quản lý mạng. Dưới đây là chi tiết về kích thước mạng con:
1. Cách để tính kích thước mạng con:
Kích thước mạng con được xác định bằng số lượng bit được dành cho phần mạng trong địa chỉ IP. Subnet mask là một dãy các bit 1 liên tiếp theo sau đó là các bit 0, đại diện cho phần mạng và phần máy trong địa chỉ IP.
Ví dụ: Với subnet mask /24, có nghĩa là 24 bit đầu tiên trong địa chỉ IP được sử dụng để xác định phần mạng, và 8 bit còn lại được sử dụng cho các địa chỉ máy. Vậy là ta có một mạng với 2^8 = 256 địa chỉ IP có thể sử dụng.
2. Số lượng địa chỉ IP có sẵn:
Số lượng địa chỉ IP có sẵn trong mỗi mạng con phụ thuộc vào kích thước của subnet mask.
Với một subnet mask /n, số lượng địa chỉ IP có sẵn là 2^(32-n) – 2, với 2 là số địa chỉ IP bị dành riêng cho địa chỉ mạng và địa chỉ broadcast.
Ví dụ: Với subnet mask /24, có tổng cộng 2^(32-24) – 2 = 254 địa chỉ IP có thể sử dụng.
3. Chọn kích thước mạng con phù hợp:
Khi thiết kế mạng, việc chọn kích thước mạng con phù hợp là rất quan trọng.
Một kích thước mạng con lớn hơn cung cấp nhiều địa chỉ IP hơn, nhưng cũng tăng nguy cơ lãng phí địa chỉ IP và làm tăng bộ nhớ được sử dụng trên các thiết bị mạng.
Ngược lại, một kích thước mạng con nhỏ hơn giảm đáng kể nguy cơ lãng phí địa chỉ IP nhưng cũng hạn chế số lượng thiết bị có thể kết nối vào mạng.
4. Vấn đề mở rộng mạng:
Kích thước mạng con cũng ảnh hưởng đến quản lý và khả năng mở rộng mạng.
Kích thước mạng con lớn hơn có thể làm cho quản lý mạng đơn giản hơn và tăng khả năng mở rộng mạng trong tương lai. Người ta thường sử dụng mạng con cùng kích thước ở mọi nơi là phổ biến và thuận tiện hơn.
Tuy không nên lãng phí địa chỉ IP, nhưng cũng ko nên quá tiết kiệm. Ta sẽ lập mạng con có không gian địa chỉ IP có sẵn lớn hơn số lượng thiết bị. Ví dụ có 200 thiết bị thì ta có thể sử dụng subnet Mask /24 với 254 địa chỉ IP. Điều này sẽ thuận tiện cho việc mở rộng địa chỉ mạng sau này.
Tuy nhiên, kích thước mạng con quá lớn có thể gây ra lãng phí địa chỉ IP và làm tăng nguy cơ gây ra các vấn đề hiệu suất mạng.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về mạng con! Đây sẽ là một trong những kiến thức cơ bản và quan trọng khi tìm hiểu về kiến thức mạng!
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!
