Subnet mask là gì? Cách tính subnet mask

2099

07-07-2024

Subnet Mask mang giúp người dùng phân bổ mạng khoa học và hợp lý hơn. Hiện nay, Subnet mask được sử dụng phổ biến trong nhiều công ty và doanh nghiệp. Cùng Bizfly Cloud tìm hiểu Subnet mask và đặc tính của nó qua bài viết dưới đây.

Subnet mask là gì?

Subnet mask là các số dạng 32 hoặc 128 bit dùng để phân đoạn địa chỉ IP đang tồn tại trên mạng TCP / IP, chia địa chỉ đó thành địa chỉ network và địa chỉ host riêng biệt. Quá trình subnetting có thể chia nhỏ hơn nữa phần host của một địa chỉ IP thành các subnet phụ để định tuyến lưu lượng trong các subnet lớn hơn.

>> Xem thêm: Tìm hiểu chung về địa chỉ IP

Subnet mask là gì? Cách tính subnet mask - Ảnh 1.

Phân đoạn địa chỉ IP bằng subneting

Các bit nhị phân đại diện cho một mạng được biểu diễn bằng số 1 trong subnet mask và các bit đại diện cho một máy chủ là các số 0. Trong một mạng nhị phân, ví dụ, "1" sẽ tượng trưng cho "hãy nhìn vào các số phía dưới", và "0" có ý nghĩa là "Không cần nhìn". Sử dụng subnet mask sẽ giúp router không phải xử lý toàn bộ 32 bit mà chỉ cần nhận diện những bit đã được lựa chọn.

Subnet mask hoạt động như thế nào?

Quá trình hoạt động của Subnet Mask sẽ được chia ra làm các bước sau đây:

Phân biệt địa chỉ máy tính và mạng: Submask sẽ giúp xác định trong địa IP địa chỉ này là của máy tính, địa chỉ nào là của mạng. Nếu bit là 1 sẽ là địa chỉ mạng, còn bit là 0 sẽ là địa chỉ máy tính.
Phép toán AND Bit: Thông qua phép quán AND Bit áp dụng lên địa chỉ IP, phép toán này mỗi bit sẽ được so sánh với bit trong Subnet Mask. Kết quả sẽ cho biết địa chỉ mạng của IP.
Tạo các mạng con: Một mạng lớn, thông qua thay đổi Subnet Mask sẽ được chia ra làm các mạng con. Từ đó giúp quá trình quản lý địa chỉ IP diễn ra hiệu quả, đồng thời tạo điều kiện để việc bảo mật và quản lý lưu lượng mạng diễn ra tốt hơn.
Tối ưu sử dụng IP và bảo mật: Subnet Mask có tác dụng trong việc giúp địa chỉ IP giảm lãng phí bằng việc phân chia mạng lớn thành những mạng nhỏ phù hợp với yêu cầu thực tế. Bên cạnh đó, nó cũng có tác dụng trong việc phân chia mạng để kiểm soát, hạn chế lưu lượng truy cập từ đó nâng cao khả năng bảo mật.

Công dụng khi sử dụng Subnet mask

Sử dụng phương pháp phân chia Subnet mask, hệ thống sẽ xác định được cho mình một mạng riêng sử dụng hoặc cho toàn công ty. Tiếp theo, mạng này sẽ thực hiện công việc chia nhỏ thành nhiều mạng con với những địa chỉ IP riêng biệt. Nhờ đó, khả năng kết nối mạng của hệ thống hosting sẽ đạt được tối đa.

Để hiểu rõ hơn về công dụng khi sử dụng Subnet mask, chúng ta sẽ lấy một ví dụ cụ thể như sau. Giả sử như bạn có một công ty lớn và công ty này cần số lượng truy cập mạng LAN lên đến trăm ngàn thiết bị. Và cấu trúc mạng của bạn có khả năng kết nối tối đa đáp ứng được con số đó. Tuy nhiên, cấu trúc mạng trên thực tế sẽ bị giới hạn về số máy được kết nối nên sẽ có những máy không thể truy cập mạng được.

Hoặc khả năng xấu hơn khi có nhiều thiết bị kết nối chung vào một mạng, lúc này hệ thống quản trị sẽ trở nên khó khăn, khó kiểm soát. Chính vì vậy, Subnet mask ra đời để giải quyết tất cả những khó khăn đó của người dùng.

Lợi ích của Subnet mask mang lại

- Giảm thiểu thời gian xử lý quá trình giao vận các thông tin nên CPU được giải phóng thời gian làm việc.

- Cho phép từng mạng con có thể làm việc trên mỗi cấu hình riêng mà không cần phải lệ thuộc vào mạng LAN.

- Định hướng quá trình giao vận đồng thời hạn chế được phạm vi hoạt động của những thông tin quảng cáo. Có thể nói Subnet mask giúp giảm tắc nghẽn mạng một cách rất hiệu quả.

- Subnet mask giúp hệ thống mạng LAN chung hoạt động hiệu quả. Hầu như chúng ta sẽ không thấy thời gian downtime xảy ra vì khi có sự cố hoặc lỗi mạng thì người quản trị có thể dễ dàng khắc phục mà không làm ảnh hưởng đến hệ thống mạng chung.

IPv4 và IPv6 subnetting

Subnetting trở nên quan trọng khi một dãy địa chỉ IP đơn lẻ được phân bổ trên nhiều phân đoạn trong cùng một mạng cục bộ (LAN). Giống như các địa chỉ IPv4, một subnet IPv4 chứa bốn byte (32 bit), và được viết bằng cách sử dụng cùng một ký tự góc phần tư dấu chấm thập phân. Trong phương thức này, chuỗi 8 số nhị phân được dịch sang số thập phân 255.

Ví dụ, một địa chỉ IPv4 thông thường có dạng 192.168.1.1 có subnet mask là 255.255.255.0. Ví dụ này cho thấy ba phân đoạn đầu tiên trong số bốn phân đoạn địa chỉ thuộc về phần network của địa chỉ, trong khi phân đoạn cuối cùng được chỉ định cho tất cả các máy chủ trong mạng con IPv4 đó.

>> Tham khảo thêm: Cách chia IPv4

Mặt khác, các địa chỉ IPv6 sử dụng nhị phân 128 bit có cấu trúc là tám ký hiệu thập lục phân được phân tách bởi dấu hai chấm. Không giống IPv4 tách địa chỉ IP khỏi subnet mask, IPv6 là một địa chỉ đơn nhất được chia thành ba phần với subnet nằm bên trong. Phân đoạn đầu tiên của IPv6 là tiền tố định tuyến chung, không bao giờ thay đổi trên mạng LAN. Phân đoạn đầu tiên này gồm 48 bit. 16 bit tiếp theo – từ bit 49 đến 64 - chỉ định subnet chứa địa chỉ IP. Và cuối cùng, bit 64 được chỉ định cho host của địa chỉ. Một ví dụ về địa chỉ IPv6 như sau:

2001:0db8:85a3:0000:FE01:8a2e:0370:7334.

>> Tham khảo thêm: IPv6 là gì? Tìm hiểu giao thức Internet phiên bản 6 mới nhất

Trong trường hợp này, ba phần đầu tiên là tiền tố chung, phần tiếp theo là subnet và bốn phân đoạn cuối cùng cho biết phần node của địa chỉ. Khi 1 gói tin đến cổng hoặc điểm kết nối của một tổ chức (organization) với số hiệu mạng duy nhất của tổ chức đó, gói tin có thể được route đến điểm đích trong các cổng nội bộ của tổ chức bằng cách sử dụng số hiệu subnet của gói.

Subnet mask cho phép các tổ chức chia nhỏ địa chỉ IP công khai mà không cần lấy số mạng IP mới từ ISP. Subnet mask cũng có thể tăng số lượng địa chỉ IP, cải thiện hiệu suất và tính bảo mật cho network. Một subnet mask có thể được sử dụng để chọn số lượng subnet khởi tạo hoặc số lượng node mạng trên mỗi mạng con bằng cách đặt tất cả các bit mạng nối tiếp thành "1" và bit máy chủ thành "0".

IPv4 Subnetting độ dài cố định và biến đổi

Một mô hình subneting độ dài biến đổi

Subnet mask độ dài cố định (Fixed Length Subnet Mask - FLSM) và Subnet mask độ dài biến đổi (Variable Length Subnet Mask - VLSM) là các phương pháp để sắp xếp hợp lý việc route các gói tin trong một subnet thuộc mạng độc quyền. Khái niệm ban đầu về IPv4 subnet là chúng được chia thành các độ dài cố định - được gọi là các lớp. Và khái niệm này còn được gọi là phân lớp subnetting.

Mạng lớp A có octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 1 đến 127. Các mạng này sử dụng một subnet mask 255.0.0.0 khá hiệu quả. Bảng octet đầu tiên của lớp B có phạm vi từ 128 đến 192, sử dụng mask 255.255.0.0. Và lớp C sử dụng không gian từ 192 đến 223 với mask 255.255.255.0. Mạng lớp D và E dành cho phát đa hướng multicast và mục đích thử nghiệm.

Trong khi FLSM đơn giản hóa subnetting bằng cách tạo subnet với cùng một chiều dài, phương pháp này lại tạo ra subnet quá lớn hoặc quá nhỏ. VLSM được phát triển để chia một subnet lớn thành các subnet nhỏ hơn có số lượng host thay đổi, điều này giúp ngăn chặn sự lãng phí không gian địa chỉ. VLSM cũng được gọi là Định tuyến tên miền không phân lớp - Classless Inter-Domain Routing (CIDR).

Tại sao cần tính toán và chia subnet mask?

Việc tính toán và chia subnet mask sẽ có những tác dụng sau đây:

1. Quản lý địa chỉ IP hiệu quả

Mỗi địa chỉ IP thuộc về một mạng hoặc một subnet (mạng con). Nếu không chia subnet, một tổ chức sẽ dễ dàng hết địa chỉ IP có sẵn, dẫn đến tình trạng lãng phí tài nguyên mạng.

2. Tăng cường bảo mật mạng

Chia subnet giúp tách biệt các phần khác nhau của mạng, làm giảm nguy cơ tấn công từ bên trong và hạn chế sự lan truyền của các cuộc tấn công. Mỗi subnet có thể được bảo mật độc lập với các chính sách và quyền truy cập khác nhau.

3. Giảm lưu lượng broadcast

Mỗi mạng con có một domain broadcast riêng. Điều này giúp giảm lưu lượng broadcast không cần thiết trên toàn mạng, cải thiện hiệu suất và độ ổn định của mạng.

4. Tối ưu hóa hiệu suất mạng

Bằng cách chia mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn, bạn có thể tối ưu hóa lưu lượng mạng và giảm độ trễ. Các thiết bị mạng (như router và switch) có thể xử lý gói tin nhanh hơn và hiệu quả hơn khi chúng chỉ cần quản lý một số lượng nhỏ thiết bị trong mỗi subnet.

5. Dễ dàng quản lý và mở rộng mạng

Chia subnet giúp quản trị viên mạng dễ dàng quản lý và mở rộng mạng. Khi có thêm người dùng hoặc thiết bị mới, họ chỉ cần tạo các subnet mới mà không ảnh hưởng đến cấu trúc mạng hiện có.

6. Hỗ trợ tổ chức và phân đoạn mạng

Chia subnet cho phép tổ chức và phân đoạn mạng theo các bộ phận, phòng ban, hoặc khu vực địa lý. Điều này giúp quản lý và theo dõi tài nguyên mạng dễ dàng hơn, cũng như hỗ trợ việc áp dụng các chính sách mạng tùy chỉnh cho từng phân đoạn cụ thể.

Cách phân chia Subnet mask chi tiết

Để phân chia Subnet Mask sẽ có các bước sau đây:

1. Xác định nhu cầu mạng

Bạn cần xác định xem cần phải chia bao nhiêu mạng con trên mạng hiện tại. Chẳng hạn, hiện tại bạn đang có khoảng 50 máy tính cần phải kết nối sử dụng mạng, đồng nghĩa với việc cần phân chia ra ít nhất 50 mạng con. Sau đó tính toán số host cần dùng trong mạng con.

2. Chọn địa chỉ IP

Tùy theo nhu cầu, quy mô mà nên lựa chọn lớp địa chỉ IP phù hợp. Chẳng hạn, lớp A là mạng lớn, lớp B và lớp C phù hợp mạng nhỏ và mạng vừa.

3. Tính toán số bit cần sử dụng

Cần tăng số bit cần dùng cho địa chỉ mạng nhằm tạo ra số lượng mạng con cần dùng. Ngoài ra, cần đảm bảo đủ bit để hỗ trợ máy tính mong muốn trong mạng con.

4 . Áp dụng subnet mask để chia địa chỉ IP

Dựa vào số lượng bit trên mạng con, thực hiện tạo subnet mask mới. Dùng subnet mask này để xác định chính xác phạm vi của địa chỉ IP cho mỗi mạng con. Ở mỗi mạng con sẽ có địa chỉ network và địa chỉ broadcast.