Để có thể thực hiện truyền tin giữa các máy trên mạng, mỗi máy tính trên mạng TCP/IP cần phải có một địa chỉ xác định gọi là địa chỉ IP. Hiện nay mỗi địa chỉ IP đợc tạo bởi một số 32 bits (IPv4)và đợc tách thành 4 vùng, mỗi vùng có một Byte có thể biểu thị dới dạng thập phân, nhị phân, thập lục phân hoặc bát phân. Cách viết phổ biến nhất hay dùng là cách viết dùng ký tự thập phân. Một địa chỉ IP khi đó sẽ đợc biểu diễn bởi 4 số thập phân có giá
trị từ 0 đến 255 và đợc phân cách nhau bởi dấu chấm (.). Mỗi giá trị thập phân biểu diễn 8 bits trong địa chỉ IP. Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một host ở trên mạng .
IPv4 sử dụng 3 loại địa chỉ trong trờng nguồn và đích đó là:
1. Unicast: Để thể hiện một địa chỉ đơn hớng. Địa chỉ đơn hớng là địa chỉ dùng để nhận dạng từng nút một (điểm nút là tập các thiết bị chuyển mạch nằm ở trung tâm nh Router chẳng hạn ) cụ thể là một gói dữ liệu
đợc gửi tới một địa chỉ đơn hớng sẽ đợc chuyển tới nút mang địa chỉ
đơn hớng đó.
2. Multicast: Địa chỉ đa hớng. Là địa chỉ dùng để nhận dạng một tập hợp nút nhng không phải là tất cả. Tập hợp nút bao gồm nhiều nút khác nhau hợp thành, gói dữ liệu IP gửi tới một địa chỉ Multicast sẽ đợc gửi tới tất cả các Host tham dự trong nhóm Multicast này.
3. Broadcast: Thể hiện tất cả các trạm trên mạng. Thông thờng điều đó giới hạn ở tất cả các Host trên một mạng con địa phơng.
Các địa chỉ IP đợc chia ra làm hai phần, một phần để xác định mạng (net id) và một phần để xác định host (host id). Các lớp mạng xác định số bits đợc dành cho mỗi phần mạng và phần host. Có năm lớp mạng là A, B, C, D, E,
trong đó ba lớp đầu là đợc dùng cho mục đích thông thờng, còn hai lớp D và E đợc dành cho những mục đích đặc biệt và tơng lai. Trong đó ba lớp chính là A,B,C.
Hình vẽ sau cho thấy cấu trúc của một địa chỉ IP.
Mỗi lớp địa chỉ đợc đặc trng bởi một số bits đầu tiên của Byte đầu tiên có cÊu tróc chi tiÕt nh h×nh 1.4.
Hình 3: Cấu trúc các khuôn dạng địa chỉ Từ cấu trúc phân lớp địa chỉ ta có thể nhận thấy:
• Nhỏ hơn 128 là địa chỉ lớp A. Byte đầu tiên xác định địa chỉ mạng, ba Bytes còn lại xác định địa chỉ máy trạm.
• Từ 128 đến 19mộtlà địa chỉ lớp B. Hai Bytes đầu xác định địa chỉ mạng.
Hai Bytes tiếp theo xác định địa chỉ máy trạm.
class ID Nework ID Host ID
0 31
0 Network ID Host ID
31 8
0 1 7
Khuôn dạng địa chỉ IP lớp A
Khuôn dạng địa chỉ IP lớp B
Khuôn dạng địa chỉ IP lớp C
Khuôn dạng địa chỉ IP lớp D
Khuôn dạng địa chỉ IP lớp E
0
0 Network ID Host ID
31 16
1 2 15
1
0 Network ID Host ID
22 31
2 3 21
1 1 1 0
1 0 Multicast address
31
2 3 4
1 1 1 0
1 1 Reserved for future use
31
2 3 4
1 1 1 0
0
• Từ 192 đến 223 là địa chỉ lớp C. Ba Bytes đầu xác định địa chỉ mạng.
Bytes còn lại xác định địa chỉ máy trạm.
• Lớn hơn 223 là các địa chỉ dùng để quảng bá hoặc dùng dự trữ cho các mục đích đặc biệt và ta có thể không cần quan tâm.
Nhìn vào trên hình ta có bảng phân lớp địa chỉ IP nh bảng sau:
Network class Số mạng Số Hosts trong mạng
A 126 16.777.214
B 16.382 65.534
C 2.097.150 254
Tuy nhiên không phải tất cả các số hiệu mạng (net id) đều có thể dùng đ- ợc. Một số địa chỉ đợc để dành cho những mục đích đặc biệt.
Lớp A có số mạng ít nhất, nhng mỗi mạng lại có nhiều hosts thích hợp với các tổ chức lớn có nhiều máy tính.
Lớp B có số mạng và số hosts vừa phải.
Còn lớp C có nhiều mạng nhng mỗi mạng chỉ có thể có 254 hosts, thích hợp với tổ chức có ít máy tính.
Để tiện cho việc quản trị cũng nh thực hiện các phơng pháp tìm đờng trên mạng. ở các mạng lớn (lớp A) hay mạng vừa (lớp B) ngời ta có thể chia chúng thành các mạng con (Subnets) . Ví dụ cho rằng một mạng con có địa chỉ lớp B là 191.12.0.50 khi đó coi 191.12.0.0 là địa chỉ toàn mạng và lập địa chỉ 191.12.1. cho Subnet mộtvà 191.12.2 cho Subnet 2.
Có thể dành trọn một nhóm 8 bits để đánh địa chỉ Subnet và một nhóm để
đánh địa chỉ các máy trong từng Subnet. Nh thế tất nhiên là số máy trong một Subnet sẽ ít đi tơng tự nh trong mạng nhỏ. Sự phân chia này làm giảm kích thớc của bảng định tuyến trong Router/ Gateway, nghĩa là tiết kiệm dung lợng nhớ và thời gian xử lý.
Sự phân chia một mạng thành nhiều mạng con phát sinh vấn đề là số lợng bit dành để đánh địa chỉ mạng con có thể khác nhau và tuỳ thuộc vào nhà quản trị mạng. Do đó ngời ta đa vào khái niệm Subnet Mask. Subnet Mask cũng giống nh địa chỉ IP bao gồm 32 bits. Mục đích của điạ chỉ Subnet Mask là để chia nhỏ một địa chỉ IP thành các mạng nhỏ hơn và theo dõi vùng nào trên địa chỉ IP đợc dùng để làm địa chỉ cho mạng con (còn đợc gọi là các Subnet) đó vùng nào dùng làm địa chỉ cho các máy trạm.
Nội dung của một Subnet Mask đợc quy định nh sau :
Các bit một: dùng để chỉ định địa chỉ mạng trên địa chỉ IP.
Các bit 0 : dùng để chỉ định địa chỉ máy trạm trên địa chỉ IP.
Ví dụ đối với mạng A có địa chỉ là 25.0.0.0, nếu dành 8 bits cho Subnet thì
mặt nạ có giá trị là 255.255.0.0 , nếu dành 16 bits cho Subnet thì mặt nạ có giá trị là 255.255.255.0.
Từ địa chỉ IP ta thực hiện phép toán logic AND với địa chỉ Subnet Mask kết quả sẽ tạo ra đợc địa chỉ mạng nơi đến. Kết quả này đợc sử dụng để tìm bớc tiếp theo trong thuật toán tìm đờng trên mạng. Nếu kết quả này trùng với
địa chỉ mạng tại trạm đang làm việc thì sẽ xét tiếp địa chỉ máy trạm để truyền đi. Theo cấu trúc của Subnet Mask thì ta thấy tất cả các trạm làm việc trong cùng một mạng con có cùng giá trị Subnet Mask.
Với phơng pháp này số bits dùng để đánh địa chỉ host có thể nhỏ hơn 8 bits (đối với lớp C) tức là một địa chỉ lớp C có thể phân nhỏ hơn nữa và khi
đó các mạng con này thờng đợc xác định bởi các địa chỉ có thêm phần chú thích số bits dành cho địa chỉ mạng, ví dụ 203.160.0.0/25 mô tả Subnet 203.160.0.0 (thuộc lớp C) nhng có 25 bits dùng cho địa chỉ mạng và 7 bits dùng cho địa chỉ Hosts tức là Subnet này chỉ có tối đa là 128 Hosts chứ không phải là 256 Hosts.
Trong tất cả các lớp địa chỉ mạng cũng nh các Subnets, các điạ chỉ đầu và cuối của mạng đợc dùng cho các mục đích riêng. Một địa chỉ IP cùng với tất cả các bits địa chỉ máy trạm có giá trị có là 0 (địa chỉ đầu mạng) đợc dùng để chỉ chính mạng đó (hay địa chỉ xác định mạng). Ví dụ địa chỉ 203.160.1.0 đ- ợc dùng để chỉ mạng 203.160.1.0. Còn nếu tất cả các bits địa chỉ trong phần
địa chỉ của trạm đều có giá trị là một(địa chỉ cuối mạng) thì địa chỉ này đợc dùng làm địa chỉ quảng bá. Ví dụ địa chỉ quảng bá của mạng 203.160.1.0 là 203.160.1.255. Một gói dữ liệu gửi đến địa chỉ này sẽ đợc truyền đến tất cả
các máy trạm trên địa chỉ này.
Trên mạng Internet, việc quản lý và phân phối địa chỉ IP là do các NIC (Network Information Center). Với sự bùng nổ của số máy tính kết nối vào mạng Internet, địa chỉ IP đã trở thành một tài nguyên cạn kiệt, ngời ta đã
phải xây dựng nhiều công nghệ để khắc phục tình hình này. Ví dụ nh công nghệ cấp phát địa chỉ IP động nh BOOTP hay DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Khi sử dụng công nghệ này thì không nhất thiết mọi máy trên mạng đều phải có một địa chỉ IP định trớc mà nó sẽ đợc Server cấp cho một địa chỉ IP khi thực hiện kết nối. Tuy nhiên giải pháp này chỉ là tạm thời trong tơng lai thì địa chỉ IPv6 sẽ đợcđa vào sử dụng.