Ngày nay, internet đã phát triển nhanh chóng thành một mạng lưới cực kỳ phức tạp. Mạng lưới này bao gồm đa dạng người sử dụng, thiết bị cùng với nền tảng đã được kết nối với nhau. Mỗi thiết bị này được kết nối internet đều có danh tính riêng biệt của nó và được gọi là địa chỉ IP. Hiện nay, địa chỉ IP phổ biến nhất hiện nay đó chính là IPv4.
IPv4 được đánh giá là một trong những cốt lõi của giao tiếp internet, chính vì vậy mà hiện nay nó được nhiều người quan tâm. Để biết được IPv4 là gì cùng chúng tôi tham khảo bài viết này nhé!
IPv4 Được Hiểu Là Như Thế Nào?
IPv4 là từ viết tắt của Internet Protocol version 4. Đây được biết đến là giao thức của Internet phiên bản thứ 4 trong quá trình phát triển của đa dạng các giao thức internet. Đây chính là phiên bản IP đã được sử dụng rộng rãi đầu tiên trên thế giới. IETF đã công bố rằng giao thức này trong phiên bản RFC 791 vào tháng 9 năm 1981 được thay thế cho phiên bản RFC 760 vào tháng 1 năm 1980.
Bên cạnh đó, Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ cũng đã chuẩn hóa giao thức này với một tên gọi riêng chính là MIL-STD-1777. Nó được thiết kế mục đích trở thành một giao thức không hướng kết nối. Với giao thức này thường được sử dụng trong Network Packet Switching hay còn được hiểu là mạng chuyển mạch gói.
Tìm hiểu được IPv4 là gì thì ta có thể thấy nó phụ trách thiết lập đa dạng những kết nối cực kỳ logic giữa các thiết bị mạng. Điều này sẽ bao gồm cung cấp và nhận dạng được các thiết bị. IPv4 đã dựa trên mô hình best-effort để có thể ngăn chặn được việc phân phối hoặc phân phối ở dạng trùng lặp.
IPv4 được xem là một giao thức cực kỳ linh hoạt. IPv4 có khả năng cao trong việc được cấu hình tự động hoặc thủ công cùng với đa dạng các thiết bị tùy vào vào loại mạng khác nhau. Ngày nay thì ngoài IPv4, trên thị trường đã triển khai thế hệ IP mới đó là IPv6.
Đặc điểm nổi bật của địa chỉ IPv4
- IPv4 được biết đến là một giao thức có 32 bit.
- IPv4 sử dụng phương pháp đánh địa chỉ số là chính.
- Dấu chấm sẽ có nhiệm vụ phân tách các bit nhị phân của IPv4.
- IPv4 sở hữu 12 trường tiêu đề khác nhau, mỗi trường tiêu đề lại có điểm khác nhau đáng kể.
- IPv4 sở hữu tính năng hỗ trợ phát sóng.
- Mặt nạ mạng con có độ dài thay đổi luôn được IPv4 hỗ trợ.
- Địa chỉ IPv4 luôn được ánh xạ tới địa chải MAC bằng giao thức phân giải địa chỉ.
Địa Chỉ IPv4 Có Cấu Trúc Như Thế Nào?
Đối với cấu tạo thì địa chỉ IPv4 sẽ bao gồm 32 bit, đồng thời nó sẽ được biểu diễn thành một dãy số nhị phân cũng như chia đều thành 4 cụm. Mỗi cụm như vậy sẽ được gọi là octet. Mỗi octet này sẽ bao gồm 8 bit và chúng được ngăn cách bằng dấu chấm.
Đối với hình dáng thì cấu trúc của một địa chỉ IPv4 sẽ bao gồm 4 con số ở dạng thập phân tượng trưng cho 4 cụm riêng biệt. Địa chỉ này sẽ bao gồm 2 phần là phần mạng cùng với phần host.
Bên cạnh đó, việc đặt địa chỉ IP vẫn có những nguyên tắc riêng biệt để có thể vận hành một cách tốt nhất. Bạn cần phải tuân theo những nguyên tắc nhất định như sau:
-
Không nên đặt những bit ở phần network bằng 0 ngay cùng một lúc. Khi bạn đặt tất cả những bit vào phần network bằng không thì địa chỉ IP lúc này sẽ có 3 số đầu là 0.0.0. Đây chính là một địa chỉ sai hoàn toàn.
-
Nếu như đặt tất cả các bit ở phần host bằng 0 thì lúc này số cuối cùng của địa chỉ IP này sẽ bằng 0. Khi đó thì địa chỉ đó sẽ được đánh giá là địa chỉ mạng, không thể sử dụng để làm host. Điển hình như 191.168.10.0 được xem là địa chỉ mạng.
-
Nếu như đặt toàn bộ các bit ở phần host là 1 thì lúc này số cuối cùng của địa chỉ IP sẽ là 225. Khi đó thì địa chỉ này sẽ được xem là địa chỉ broadcast của mạng.
5 Lớp Cơ Bản Của IPv4
Dựa vào những cách lựa chọn địa chỉ mạng mà ngay lúc này địa chỉ IP sẽ được phân chia thành 5 lớp cơ bản đó là A,B,C,D,E. Dưới đây chúng ta hãy cùng tìm hiểu về đặc điểm của các lớp cơ bản IPv4 nhé!
Lớp A
Địa chỉ lớp A sở hữu phần mạng sẽ là 8 bit đầu, đồng thời phần host sẽ là 24 bit sau. Bit đầu tiên của phần mạng lúc này luôn là 0. Lớp A sẽ sở hữu đa dạng các địa chỉ mạng từ 1.0.0.0 đến 126.0.0.0. Đồng thời mỗi mạng ở đây sẽ có khoảng 224 địa chỉ host. Tuy nhiên sẽ loại trừ địa chỉ mạng và địa chỉ broadcast. Mạng loopback lúc này sẽ là 127.0.0.0.
Lớp B
Địa chỉ lớp B sở hữu phần mạng chính là 16 bit đầu, đồng thời phần host sẽ là 16 bit sau. 2 bit đầu tiên của phần mạng lớp B sẽ luôn là 1.0. Lớp B sẽ sở hữu các địa chỉ mạng từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0. Đồng thời mỗi mạng này sẽ sở hữu 214 địa chỉ host. Ở lớp B cũng loại trừ địa chỉ mạng và địa chỉ broadcast.
Lớp C
Địa chỉ lớp C sở hữu phần mạng sẽ là 24 bit đầu, đồng thời phần host sẽ là 8 bit sau. 3 Bit đầu tiên của phần mạng lúc này luôn là 1.1.0. Lớp A sẽ sở hữu đa dạng các địa chỉ mạng từ 192.0.0.0 đến 223.233.255.0 Đồng thời mỗi mạng ở đây sẽ có khoảng 26 địa chỉ host. Tuy nhiên sẽ loại trừ địa chỉ mạng và địa chỉ broadcast.
Lớp D
Các địa chỉ mạng trong lớp D sẽ được tính là địa chỉ multicast, địa chỉ sẽ bao gồm từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255.
Lớp E
Các địa chỉ trong lớp E sẽ đóng vai trò cực kỳ quan trọng để làm dự phòng, bao gồm là những địa chỉ từ 240.0.0.0 trở đi.
Tìm Hiểu Ưu Và Nhược Điểm Cần Nắm Bắt Của IPv4
Ưu điểm
-
Giao thức sẽ không cần phải có kết nối.
-
Cho phép tạo ra một lớp giao tiếp ảo và đơn giản trên đa dạng các thiết bị khác nhau.
-
IPv4 chiếm ít bộ nhớ hơn, đồng thời nó dễ dàng ghi nhớ đa dạng các địa chỉ khác nhau.
-
Hàng triệu thiết bị này cũng cung cấp thiết bị đã hỗ trợ giao thức này.
-
Nó cung cấp một thư viện video và hội nghị.
Nhược điểm
Cấu trúc thiết kế
Địa chỉ IPv4 sở hữu cấu trúc định tuyến phân cấp cũng như không phân cấp. Mỗi Router lúc này cần phải giữ một bảng thông tin định tuyến khá lớn. Điều này sẽ đòi hỏi cần phải có lượng lớn bộ nhớ khác nhau. IPv4 lúc này cũng yêu cầu Router can thiệp vào đa dạng các gói IPv4 khác nhau.
Không gian và địa chỉ thiếu hụt
Khi được hỏi về nhược điểm của IPv4 thì thiếu hụt không gian địa chỉ chính là một trong những vấn đề không thể bỏ sót. Lý do bởi thực tế cho thấy địa chỉ IPv4 có 32 bit dẫn đến không gian địa chỉ IPv4 chỉ sở hữu 232 địa chỉ. Đối với tốc độ phát triển vượt bậc của internet hiện nay thì tài nguyên địa chỉ IPv4 gần như sẽ là cạn kiệt.
Hai vấn đề chính mà IPv4 lúc này phải đối mặt đó chính là thiếu địa chỉ, đặc biệt chính là trong không gian địa chỉ tầm trung (lớp B). Đồng thời là đối với việc phát triển kích thước bảng định tuyến lớn đến mức nguy hiểm đối với Internet.
Rất nhiều phương pháp đã được sử dụng để có thể giải quyết vấn đề khan hiếm địa chỉ IP. Trong đó bao gồm mạng con, NAT, VLSM, CIDR. Ngoài ra, nhu cầu Auto-config hay còn được biết đến là cấu hình tự động ngày càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Sau khi biết được nhược điểm lớn của IPv4 thì lúc này người ta sẽ tìm cách để có thể nghiên cứu và tạo ra một giao thức mới.
Tính bảo mật và kết nối
Thực tế cho thấy sẽ không có bảo mật nào sẽ được tích hợp trong cấu trúc thiết kế của địa chỉ IPv4. Giao thức IPv4 lúc này sẽ không hỗ trợ mã hóa dữ liệu. Chính vì vậy, thay bì bảo mật lưu lượng giữa đa dạng các Host khác nhau thì bảo mật ở mức ứng dụng hiện nay sẽ được sử dụng rộng rãi.
Nếu như sử dụng IPSec là một trong những phương pháp bảo mật phổ biến ở lớp IP. Thì ngay lúc này mô hình bảo mật ở đây chính là bảo mật cho lưu lượng giữa các mạng với nhau. Việc sử dụng bảo mật lưu lượng đầu cuối rất hạn chế.
Quy Tắc Gán Địa Chỉ IPv4 Chính Xác Nhất
Để có thể giúp người sử dụng hiểu rõ hơn về cấu trúc của IPv4 là như thế nào, ngay dưới đây chúng ta hãy cùng xem quy tắc chi phối việc gắn địa chỉ IPv4 nhé! Nắm bắt được những quy tắc nhất định này chắc chắn bạn sẽ có thể thành thạo và hiểu rõ hơn quy tắc gán địa chỉ IPv4 sao cho chính xác nhất.
-
Đầu tiên là đặt các bit của phần mạng thành số 0 cùng một lúc sẽ là điều hoàn toàn không thể. Khi toàn bộ các bit mạng được đặt thành 0 thì địa chỉ IP có ba chữ số đầu tiên sẽ là 0.0.0. Đây là địa chỉ không chính xác.
-
Nếu như tất cả các bit ở phần Host được đặt thành 0 thì lúc này chữ số cuối cùng của địa chỉ IP lúc này cũng chính là số 0. Địa chỉ sau đó sẽ là địa chỉ mạng không thể được sử dụng để làm địa chỉ Host được.
-
Nếu như tất cả các bit trong phần máy chủ lúc này được đặt thành 1, chữ số cuối cùng của địa chỉ IP sẽ là 255. Lúc này thì địa chỉ này sẽ là địa chỉ Broadcast của mạng.
Bên cạnh đó, khi hiểu cấu trúc của IPv4 là như thế nào thì lúc này bạn sẽ thấy được địa chỉ của thiết bị này phản ảnh vị trí cũng như vai trò của thiết bị trong mạng. Chính vì vậy, sẽ không có hai thiết bị nào trong một mạng có khả năng có cùng một địa chỉ.
Cấu trúc phân cấp do CIDR sẽ được phát triển, đồng thời nó sẽ được giám sát bởi IANA và các điểm đăng ký chịu trách nghiệm quản lý đối với việc phân bổ địa chỉ Internet trên toàn cầu. Mỗi RIR sẽ duy trì một cơ sở dữ liệu WHOIS để có thể tìm kiếm miễn phí. Đồng thời chính là cho phép mọi người có thể nhanh chóng xác định được vị trí địa lý của một địa chỉ Internet công cộng.
Trên đây, chúng tôi đã giải thích cho bạn IPv4 là gì? Đồng thời là những thông tin nên nắm bắt của IPv4 như ưu nhược điểm, cấu trúc, các lớp cơ bản của IPv4. Hy vọng qua bài viết này bạn đã có cho mình được những kiến thức tuyệt vời về IPv4 nhé! Đừng quên theo dõi chúng tôi hằng ngày để có thêm nhiều kiến thức bổ ích cho bản thân hơn nhé!