– Một tổ chức được cấp một block địa chỉ lớn , có thể chia thành các nhóm địa chỉ liên tục và gán cho các network nhỏ hơn (subnets).. • Supernetting.[r]
(1)Chương 5
Network Layer
Phần - Địa IPv4
(2)Nội dung
Địa IPv4
Internetworking
Giao thức Internet (IP)
(3)Chức tầng Network
• Network Layer
– Chịu trách nhiệm chuyển packet từ host nguồn tới host đích
(4)Địa IPv4
• Là địa 32 bit, nhất, nhận diện device (host hay router) mạng Internet
• Nội dung
Không gian địa chỉ Biểu diễn
Địa theo lớp (classful)
Địa không theo lớp (classless)
(5)Địa IPv4
• Độ dài địa : 32 bit
• Duy áp dụng tồn cầu
• Khơng gian địa IPv4
(6)Địa IPv4
• Biểu diễn :
32 bit hay x.x.x.x với x ϵ [0 - 255]
(7)Địa IPv4
• Địa IP gồm phần : Network ID và Host ID
• Các device cùng mạng :
– Phần Network ID giống nhau
– Phần Host ID khác nhau
11000111 11000010 10000111 10000010
(8)(9)Địa IPv4
• Hai hệ thống địa
– Địa phân theo lớp (classful)
• Đầu năm 1980, lạc hậu
– Địa không phân theo lớp – Classless Inter Domain Routing (CIDR )
(10)Địa theo lớp
(classful addressing system)
• Khơng gian địa IPv4 chia thành 5 lớp
A, B, C, D, E
(11)Địa theo lớp
(classful addressing system)
Byte đầu class:
• Class A -> 00000000 (0) 01111111 (127)
• Class B -> 10000000 (128) 10111111 (191)
• Class C -> 11000000 (192) 11011111 (223)
(12)Địa theo lớp
(classful addressing system)
• Địa sau thuộc class ?
227.12.14.87 193.14.56.22 14.23.120.8 252.5.15.111 134.11.78.56
(13)Địa mạng
(Network Address)
• Địa nhận diện network tổ chức
-phân biệt với network tổ chức khác
• Biểu diễn địa mạng :
là địa bắt đầu block, có dạng
• Được sử dụng router để xác định mạng đích
(14)Địa mạng
(15)Network Mask
• được dùng để tính địa mạng từ địa
IP gói tin
Default masks for classful addressing
All 1s All 0s
(16)Địa theo lớp
(classful addressing system)
• Xác định địa thuộc mạng ?
• Những địa thuộc mạng ?
• Xác định phần NetID, HostID địa ?
Hai pp :
(1) xác định class mà địa thuộc về
(17)Địa theo lớp
(classful addressing system)
• Xác định địa mạng 14.23.120.8 ?
Phép AND với Network mask :
00001110 00010111 01111001 00001000
11111111 00000000 00000000 00000000
00001110 00000000 00000000 00000000
Kết : 14.0.0.0
AND
Netid Hostid
PP : địa thuộc class A => lấy địa AND default mask class A
(18)Địa theo lớp
(classful addressing system)
• Địa mạng với địa 193.14.56.22 ?
193.14.56.120 193.14.55.110
Địa mạng với địa 14.23.120.8 ?
10.23.119.131 14.30.131.21
Địa mạng với địa 134.11.78.56 ?
134.22.78.56 134.11.120.110
(19)Địa theo lớp
(classful addressing system)
• Subnetting
– Một tổ chức cấp block địa lớn , chia thành nhóm địa liên tục gán cho network nhỏ (subnets)
• Supernetting
(20)Địa theo lớp
(21)Địa theo lớp
(classful addressing system)
Số block Số địa block Nhận xét
Class A 27 = 128 224 = 16.777.216 Quá nhiều so với nhu cầu địa mạng Class B 214 = 16.384 216 = 65.536 Quá nhiều so với
nhu cầu địa mạng
Class C 221 = 2.097.152 28 = 256 Nhỏ so với nhu cầu địa
mạng
Class D Multicast address
Class E Reserved address
(22)Địa Không theo lớp
(classless addressing system)
• Giải pháp thay classful addressing
system Lý do:
– Nhược điểm classful
– Tốc độ phát triển nhanh chóng Internet
(23)Địa Khơng theo lớp
(classless addressing system)
• Độ dài phần netid tùy ý
=> Kích thước block cấp theo nhu cầu tổ chức
• Các block phải thỏa yêu cầu
– Các địa block liên tục
– Số địa block phải lũy thừa
(24)Địa Khơng theo lớp
(classless addressing system)
• Biểu diễn : x.y.z.t /n
x.y.z.t : biểu diễn địa
(25)Địa Khơng theo lớp
(classless addressing system)
• Một block địa cấp cho tổ chức Biết địa thuộc block 205.16.37.39/28
Tìm địa block ?
11001101 00010000 00100101 00100111
11111111 11111111 11111111 11110000 11001101 00010000 00100101 00100000
Hay 205.16.37.32/28
Lấy (địa chỉ) AND (mask )
Hoặc : đổi 32 – n bít phải thành bit
AND
(26)Địa Không theo lớp
(classless addressing system)
• Một block địa cấp cho tổ chức Biết địa thuộc block 205.16.37.39/28
Tìm địa cuối block ?
11001101 00010000 00100101 00100111
00000000 00000000 00000000 00001111 11001101 00010000 00100101 00101111
Hay 205.16.37.47/28
Lấy (địa ) OR (mask complement)
(27)Địa Không theo lớp
(classless addressing system)
• Số địa block 232-28 = 24 =16 Hoặc :
Phần bù mask :
00000000 00000000 00000000 00001111 = 15
=> Số địa : 15 + = 16
Số địa block = 232−n
(28)Địa Không theo lớp
(classless addressing system)
(29)Chia mạng con
• Subnetting
– ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Addresses) – tổ chức quản lý việc cấp phát địa IP, cấp block kích thước lớn cho
national ISP => chia thành nhiều block nhỏ cấp cho các regional ISP => chia thành nhiều block nhỏ cấp cho các local ISP => chia
thành nhiều block nhỏ cấp cho các tổ chức
(30)Chia mạng con
• Subnetting
– khơng hạn chế số cấp
(31)Chia mạng con Ví dụ 1
Ví dụ 1: Một cơng ty cấp block
17.12.14.0/26 , bao gồm 64 địa Cơng ty có văn phịng cần chia block thành subblock , mỗi subblock có : 32, 16, 16 địa chỉ
• Gọi n1 số bit netid subnet1 Ta có: 232- n1 = 32 => n1 = 27
• Gọi n2 số bit netid subnet2 Ta có: 232- n2 = 16 => n2 = 28
(32)Chia mạng con Ví dụ 1
• Cơng thức tính số bit netid của subnet (prefix length)
N n : Tổng số địa tổ chức số bit netid
(33)Chia mạng con Ví dụ 1
Áp dụng cơng thức :
• n1 = 26 + log2( 64/32) = 26 + = 27
• n2 = 26 + log2( 64/16) = 26 + = 28
(34)Chia mạng con Ví dụ 1
• Với subnet , thực bước
B1 : Tính số bit netid subnet
(35)Chia mạng con Ví dụ 1
• 17.12.14.0/26
00010001 00001100 00001110 00000000
• Subnet (n1 = 27)
00010001 00001100 00001110 00000000
…
00010001 00001100 00001110 00011111
hay
(36)Chia mạng con Ví dụ 1
• Tính địa đầu subnet 2
00010001 00001100 00001110 00011111
+
• Subnet (n2 = 28)
00010001 00001100 00001110 00100000
…
00010001 00001100 00001110 00101111
hay
(37)Chia mạng con Ví dụ 1
• Tính địa đầu subnet 3
00010001 00001100 00001110 00101111 +
• Subnet (n3 = 28)
00010001 00001100 00001110 00110000
…
00010001 00001100 00001110 00111111
hay
(38)Chia mạng con Ví dụ 1
• Subnet : 17.12.14.0/27 -> 17.12.14.31/27
• Subnet : 17.12.14.32/28 -> 17.12.14.47/28
(39)(40)Chia mạng con Ví dụ 2
• Ví dụ : Một cơng ty cấp block
14.24.74.0/24 Công ty cần chia block thành subblock , subblock có : 120, 60, 10 địa
(41)Chia mạng con Ví dụ 2
• 14.24.74.0/24
• Tổng địa cấp 2 32 -24 = 256
Địa bắt đầu : 14.24.74.0/24
Địa cuối : 14.24.74.255/24 • Subnet 1: cần 120 -> 128 địa chỉ
n1 = 24 + log2(256/128) = 24 + =25
Địa bắt đầu : 14.24.74.0/25
(42)Chia mạng con Ví dụ 2
• Subnet 2: cần 60 -> 64 địa chỉ
n1 = 24 + log2(256/64) = 24 + =26
Địa bắt đầu : 14.24.74.128/26
Địa cuối : 14.24.74.191/26 • Subnet 3: cần 10 -> 16 địa chỉ
n1 = 24 + log2(256/16) = 24 + =28
Địa bắt đầu : 14.24.74.192/28
(43)Chia mạng con Ví dụ 3
• Ví dụ : ISP có block bắt đầu địa chỉ 190.100.0.0/16 , có 65.536 địa chỉ.
ISP cần chia thành subblock cho nhóm khách hàng :
(44)Chia mạng con Ví dụ 3
• Nhóm :
– Mỗi công ty cần 256 địa => phải có bit cho phần hostid
Netid = 32 - = 24 bit
Block cho 64 công ty :
Cty : 190.100.0.0/24 -> 190.100.0.255/24 Cty : 190.100.1.0/24 -> 190.100.1.255/24 …
(45)Chia mạng con Ví dụ 3
• Nhóm :
– Mỗi cơng ty cần 128 địa => phải có bit cho phần hostid
Netid = 32 - = 25 bit
Block cho 128 công ty :
Cty : 190.100.64.0/25 -> 190.100.64.127/25 Cty : 190.100.64.128/25 -> 190.100.64.255/25
…
(46)Chia mạng con Ví dụ 3
• Nhóm :
– Mỗi công ty cần 64 địa => phải có bit cho phần hostid
Netid = 32 - = 26 bit
Block cho 128 công ty :
Cty : 190.100.128.0/26 -> 190.100.128.63/26 Cty : 190.100.128.64/26 -> 190.100.128.127/26
…
(47)Bài tập
• Một công ty cấp block
202.44.82.0/24 với 256 địa => công ty muôn chia thành subblock có số địa bằng
=> xác định dải đia subblock ?
(48)NAT
(Network Address Translation)
• Chuyển đổi địa , thực router
• Cho phép tổ chức có nhiều số địa
được cấp
– Tập địa nội - internal hay private addresses
(49)NAT
(Network Address Translation)
• Private networks
– ICANN qui định số block địa sử dụng mạng riêng : địa không cần xin cấp từ tổ
chức Internet
– Private addresses : địa chỉ sử dụng nội tổ chức, không sử dụng mạng Internet
(50)NAT
(Network Address Translation)
(51)NAT
(Network Address Translation)
• Thực NAT
(52)NAT
(Network Address Translation)
• Thực NAT (tiếp)
(53)NAT address translation 53
Bảng chuyển
đổi địa
(54)NAT
(Network Address Translation)
• Bảng chuyển đổi có nhiều thơng tin hơn
(55)(56)(57)(58)(59)Một số địa đặc biệt
• Multihomed devices
• Địa đặc biệt
– Direct broadcast address – Limited broadcast address – This host on this network
(60)Một số địa đặc biệt
(61)Một số địa đặc biệt
• Direct broadcast address Được dùng
router để gửi message tới mọi host
(62)Một số địa đặc biệt
• Limited broadcast address
Được dùng host để gửi packet tới mọi host
trong mạng Packet có địa bị chặn router, không mạng khác
(63)Một số địa đặc biệt
• Địa 0.0.0.0
Vào lúc boot, host , khơng biết địa IP nó, dùng địa 0.0.0.0 địa nguồn
và 255.255.255.255 địa đích để gửi mơt message tới
(64)Một số địa đặc biệt
(65)Một số địa đặc biệt
• Địa loopback
Một packet có địa đích đến 127.x.y.z
(66)Gán đặt địa IP
• Hai phương pháp
– Người quản trị gán đặt
– Dùng server cấp phát địa
(67)Tóm tắt
• Địa IPv4 : nhận diện thiết bị tầng Network
• Địa network : phân biệt network tổ chức
với bên ngồi
• Hai hệ thống địa - biểu diễn cách phân phối
địa chỉ
(68)Tóm tắt
• Chia mạng hệ thống địa Khơng
phân lớp
• NAT : giải pháp đối phó với cạn kiệt
của địa IPv4
(69)Bài tập 1
• Cho địa mạng : 192.168.130.0/23
Xác định địa cuối thuộc mạng ?
Số địa host có mạng ?
Liệt kê địa host thuộc mạng ?
Một host bên ngồi mạng, muốn gửi gói tin
(70)Bài tập 2
• Cho địa host : 192.168.128.100/18
Xác định netmask, địa mạng ?
Số địa host có mạng? Chỉ dải địa gán cho host mạng?
Host muốn gửi gói tin tới tất host trong cùng mạng với => địa đích trong gói tin có thể … … ?