Nếu bạn đã làm việc với máy tính trong một khoảng thời gian, bạn có thể đã bị tiếp xúc với địa chỉ IP - những chuỗi số đó trông giống như 192.168.0.15. Hầu hết thời gian, chúng tôi không phải đối phó trực tiếp với họ, vì thiết bị và mạng của chúng tôi chăm sóc những thứ đó đằng sau hậu trường. Khi chúng ta phải đối phó với chúng, chúng ta thường chỉ làm theo hướng dẫn về những con số để đặt ở đâu. Nhưng, nếu bạn đã từng muốn tìm hiểu sâu hơn về những con số đó, thì bài viết này là dành cho bạn.
Tại sao bạn cần quan tâm? Vâng, hãy hiểu cách địa chỉ IP hoạt động là rất quan trọng nếu bạn muốn khắc phục sự cố tại sao mạng của bạn không hoạt động đúng cách hoặc tại sao một thiết bị cụ thể không kết nối theo cách bạn mong đợi. Và, nếu bạn cần thiết lập một thứ gì đó tiên tiến hơn - như lưu trữ máy chủ trò chơi hoặc máy chủ phương tiện mà bạn bè từ internet có thể kết nối - bạn sẽ cần biết điều gì đó về địa chỉ IP. Thêm vào đó, nó thật hấp dẫn.
Lưu ý: Chúng tôi sẽ đề cập đến những điều cơ bản về địa chỉ IP trong bài viết này, loại nội dung mà mọi người sử dụng địa chỉ IP, nhưng không bao giờ thực sự nghĩ nhiều về họ, có thể muốn biết. Chúng tôi sẽ không bao gồm một số nội dung cấp cao hơn hoặc chuyên nghiệp hơn như lớp IP, định tuyến không phân lớp và tùy chỉnh phụ… nhưng chúng tôi sẽ chỉ ra một số nguồn để đọc thêm khi chúng tôi tiếp tục.
Địa chỉ IP là gì?
Địa chỉ IP nhận dạng duy nhất một thiết bị trên mạng. Bạn đã thấy các địa chỉ này trước đây; chúng trông giống như 192.168.1.34.
Địa chỉ IP luôn là một bộ bốn số như thế. Mỗi số có thể nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Vì vậy, dải địa chỉ IP đầy đủ sẽ chuyển từ 0.0.0.0 sang 255.255.255.255.
Lý do mỗi số chỉ có thể đạt tới 255 là mỗi số thực sự là một số nhị phân tám chữ số (đôi khi được gọi là octet). Trong một octet, số không sẽ là 00000000, trong khi số 255 sẽ là 11111111, số lượng tối đa octet có thể đạt được. Địa chỉ IP mà chúng tôi đã đề cập trước đây (192.168.1.34) trong tệp nhị phân sẽ trông giống như sau: 11000000.10101000.00000001.00100010.
Đừng lo lắng, mặc dù! Chúng tôi sẽ không ném rất nhiều bài toán nhị phân hay toán học vào bạn trong bài viết này, vì vậy hãy chịu đựng chúng tôi lâu hơn một chút.
Hai phần của địa chỉ IP
- ID mạng: ID mạng là một phần của địa chỉ IP bắt đầu từ bên trái xác định mạng cụ thể mà thiết bị được đặt. Trên một mạng gia đình điển hình, nơi thiết bị có địa chỉ IP 192.168.1.34, phần 192.168.1 của địa chỉ sẽ là ID mạng. Tùy chỉnh điền vào phần cuối cùng bị thiếu bằng 0, vì vậy chúng tôi có thể nói rằng ID mạng của thiết bị là 192.168.1.0.
- ID máy chủ: ID máy chủ lưu trữ là một phần của địa chỉ IP không được nhận bởi ID mạng. Nó xác định một thiết bị cụ thể (trong thế giới TCP / IP, chúng ta gọi các thiết bị là “host”) trên mạng đó. Tiếp tục ví dụ về địa chỉ IP 192.168.1.34 của chúng tôi, ID máy chủ sẽ là 34 - ID duy nhất của máy chủ trên mạng 192.168.1.0.
Trên mạng gia đình của bạn, sau đó, bạn có thể thấy một số thiết bị có địa chỉ IP như 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 và 192.168.1.34. Tất cả các thiết bị này là các thiết bị duy nhất (với ID máy chủ 1, 2, 30 và 34 trong trường hợp này) trên cùng một mạng (với ID mạng 192.168.1.0).
Mặt nạ mạng con
Vậy, thiết bị của bạn xác định phần nào của địa chỉ IP là ID mạng và phần nào là ID máy chủ lưu trữ? Đối với điều đó, họ sử dụng một số thứ hai mà bạn sẽ luôn thấy liên kết với một địa chỉ IP. Con số đó được gọi là mặt nạ mạng con.
Trên hầu hết các mạng đơn giản (giống như mạng trong nhà hoặc doanh nghiệp nhỏ), bạn sẽ thấy mặt nạ mạng con như 255.255.255.0, trong đó tất cả bốn số là 255 hoặc 0. Vị trí của các thay đổi từ 255 đến 0 cho biết sự phân chia giữa mạng và ID máy chủ. 255s "mask out" ID mạng từ phương trình.
Địa chỉ cổng mặc định
Ngoài chính địa chỉ IP và mặt nạ mạng con được liên kết, bạn cũng sẽ thấy địa chỉ cổng mặc định được liệt kê cùng với thông tin địa chỉ IP. Tùy thuộc vào nền tảng bạn đang sử dụng, địa chỉ này có thể được gọi là điều gì đó khác. Đôi khi nó được gọi là "bộ định tuyến", "địa chỉ bộ định tuyến", tuyến đường mặc định "hoặc chỉ là" cổng ". Tất cả đều giống nhau. Đó là địa chỉ IP mặc định mà thiết bị gửi dữ liệu mạng khi dữ liệu đó được dự định chuyển đến một mạng khác (một mạng có ID mạng khác) so với thiết bị đang bật.
Ví dụ đơn giản nhất về điều này được tìm thấy trong một mạng gia đình điển hình.
Nếu bạn có mạng gia đình có nhiều thiết bị, bạn có thể có bộ định tuyến được kết nối với internet thông qua modem. Bộ định tuyến đó có thể là một thiết bị riêng biệt, hoặc nó có thể là một phần của bộ kết hợp modem / bộ định tuyến được cung cấp bởi nhà cung cấp internet của bạn. Router nằm giữa các máy tính và thiết bị trên mạng của bạn và các thiết bị công khai hơn trên internet, truyền qua lại (hoặc định tuyến) lưu lượng truy cập qua lại.
Thông thường, các bộ định tuyến được cấu hình theo mặc định để có địa chỉ IP riêng của chúng (địa chỉ của chúng trên mạng cục bộ) làm ID máy chủ đầu tiên. Vì vậy, ví dụ, trên một mạng gia đình sử dụng 192.168.1.0 cho một ID mạng, router thường là 192.168.1.1. Tất nhiên, giống như hầu hết mọi thứ, bạn có thể cấu hình đó là một cái gì đó khác nhau nếu bạn muốn.
Máy chủ DNS
Có một thông tin cuối cùng bạn sẽ thấy được chỉ định cùng với địa chỉ IP, mặt nạ mạng con và địa chỉ cổng mặc định của thiết bị: địa chỉ của một hoặc hai máy chủ Hệ thống tên miền (DNS) mặc định. Con người chúng ta làm việc tốt hơn nhiều với tên hơn số địa chỉ. Nhập www.howtogeek.com vào thanh địa chỉ của trình duyệt sẽ dễ dàng hơn nhiều so với ghi nhớ và nhập địa chỉ IP của trang web của chúng tôi.
DNS hoạt động giống như một cuốn sách điện thoại, tìm kiếm những thứ có thể đọc được của con người như tên trang web và chuyển đổi chúng thành địa chỉ IP. DNS thực hiện điều này bằng cách lưu trữ tất cả thông tin đó trên một hệ thống các máy chủ DNS được liên kết trên internet. Thiết bị của bạn cần biết địa chỉ của máy chủ DNS để gửi truy vấn của họ.
Trên một mạng gia đình nhỏ hoặc điển hình, địa chỉ IP của máy chủ DNS thường giống với địa chỉ cổng mặc định. Các thiết bị gửi các truy vấn DNS của họ tới router của bạn, sau đó chuyển tiếp các yêu cầu tới bất kỳ máy chủ DNS nào mà router được cấu hình để sử dụng. Theo mặc định, đây thường là bất kỳ máy chủ DNS nào mà ISP của bạn cung cấp, nhưng bạn có thể thay đổi chúng để sử dụng các máy chủ DNS khác nhau nếu bạn muốn. Đôi khi, bạn có thể có thành công tốt hơn bằng cách sử dụng máy chủ DNS được cung cấp bởi bên thứ ba, như Google hoặc OpenDNS.
Sự khác biệt giữa IPv4 và IPv6 là gì?
Bạn cũng có thể nhận thấy trong khi duyệt qua các cài đặt một loại địa chỉ IP khác, được gọi là địa chỉ IPv6. Các loại địa chỉ IP mà chúng tôi đã nói đến cho đến nay là các địa chỉ được sử dụng bởi IP phiên bản 4 (IPv4) -một giao thức được phát triển vào cuối những năm 70. Họ sử dụng 32 bit nhị phân mà chúng ta đã nói đến (trong bốn octet) để cung cấp tổng cộng 4,29 tỷ địa chỉ duy nhất có thể. Trong khi điều đó nghe có vẻ như rất nhiều, tất cả các địa chỉ công khai có sẵn đã được giao từ lâu cho các doanh nghiệp. Nhiều người trong số họ không được sử dụng, nhưng họ được giao và không có sẵn để sử dụng chung.
Vào giữa những năm 90, lo lắng về khả năng thiếu địa chỉ IP, Internet Task Task Force (IETF) đã thiết kế IPv6. IPv6 sử dụng địa chỉ 128 bit thay vì địa chỉ IPv4 32 bit, vì vậy tổng số địa chỉ duy nhất được đo lường trong các undecillions - một số đủ lớn để không bao giờ có thể cạn kiệt.
Không giống như ký hiệu thập phân rải rác được sử dụng trong IPv4, địa chỉ IPv6 được thể hiện dưới dạng tám nhóm số, chia cho dấu hai chấm. Mỗi nhóm có bốn chữ số thập lục phân đại diện cho 16 chữ số nhị phân (vì vậy, nó được gọi là một hextet). Một địa chỉ IPv6 điển hình có thể trông giống như sau:
2601:7c1:100:ef69:b5ed:ed57:dbc0:2c1e
Vấn đề là, sự thiếu hụt địa chỉ IPv4 gây ra tất cả các mối quan tâm cuối cùng đã được giảm nhẹ đến một mức độ lớn bởi việc sử dụng tăng lên của các địa chỉ IP riêng đằng sau các bộ định tuyến. Ngày càng có nhiều người tạo mạng riêng của họ, sử dụng những địa chỉ IP riêng tư không được hiển thị công khai.
Vì vậy, mặc dù IPv6 vẫn là một người chơi chính và sự chuyển đổi đó vẫn sẽ xảy ra, nó chưa bao giờ xảy ra đúng như dự đoán - ít nhất là chưa. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, hãy xem lịch sử và lịch trình của IPv6 này.
Thiết bị nhận địa chỉ IP của nó như thế nào?
Địa chỉ IP động được gán tự động khi thiết bị kết nối với mạng. Phần lớn các mạng ngày nay (kể cả mạng gia đình của bạn) sử dụng một cái gì đó gọi là Giao thức cấu hình máy chủ động (DHCP) để thực hiện điều này. DHCP được tích hợp vào bộ định tuyến của bạn. Khi thiết bị kết nối với mạng, thiết bị sẽ gửi một thông báo phát sóng yêu cầu địa chỉ IP. DHCP chặn thông báo này, và sau đó gán một địa chỉ IP cho thiết bị đó từ một nhóm các địa chỉ IP có sẵn.
Có một số bộ định tuyến địa chỉ IP riêng nhất định sẽ sử dụng cho mục đích này. Được sử dụng tùy thuộc vào người đã tạo bộ định tuyến của bạn hoặc cách bạn tự thiết lập. Các dải IP riêng đó bao gồm:
- 10.0.0.0 – 10.255.255.255: Nếu bạn là khách hàng của Comcast / Xfinity, bộ định tuyến được cung cấp bởi ISP của bạn chỉ định địa chỉ trong phạm vi này. Một số ISP khác cũng sử dụng các địa chỉ này trên router của họ, cũng như Apple trên các bộ định tuyến AirPort của họ.
- 192.168.0.0 – 192.168.255.255: Hầu hết các bộ định tuyến thương mại được thiết lập để gán các địa chỉ IP trong phạm vi này. Ví dụ, hầu hết các router Linksys sử dụng mạng 192.168.1.0, trong khi D-Link và Netgear đều sử dụng dải 198.168.0.0
- 172.16.0.0 – 172.16.255.255: Phạm vi này hiếm khi được sử dụng bởi bất kỳ nhà cung cấp thương mại nào theo mặc định.
- 169.254.0.0 – 169.254.255.255: Đây là một phạm vi đặc biệt được sử dụng bởi một giao thức có tên là Automatic Private IP Addressing. Nếu máy tính của bạn (hoặc thiết bị khác) được thiết lập để tự động lấy địa chỉ IP của nó, nhưng không thể tìm thấy máy chủ DHCP, nó sẽ gán cho chính nó một địa chỉ trong phạm vi này. Nếu bạn thấy một trong những địa chỉ này, nó sẽ cho bạn biết rằng thiết bị của bạn không thể liên lạc với máy chủ DHCP khi đến lúc nhận địa chỉ IP và bạn có thể gặp sự cố mạng hoặc sự cố với bộ định tuyến của mình.
Điều về địa chỉ động là đôi khi chúng có thể thay đổi. Các máy chủ DHCP cho thuê các địa chỉ IP cho các thiết bị và khi các hợp đồng thuê đó được thiết lập, các thiết bị phải gia hạn hợp đồng thuê. Đôi khi, các thiết bị sẽ nhận địa chỉ IP khác từ nhóm địa chỉ mà máy chủ có thể gán.
Hầu hết thời gian, đây không phải là một vấn đề lớn, và mọi thứ sẽ "chỉ hoạt động". Đôi khi, tuy nhiên, bạn có thể muốn cung cấp cho một thiết bị một địa chỉ IP không thay đổi. Ví dụ: có thể bạn có một thiết bị mà bạn cần truy cập theo cách thủ công và bạn thấy dễ nhớ địa chỉ IP hơn tên. Hoặc có thể bạn có một số ứng dụng nhất định chỉ có thể kết nối với các thiết bị mạng bằng địa chỉ IP của chúng.
Trong những trường hợp đó, bạn có thể gán một địa chỉ IP tĩnh cho các thiết bị đó. Có một vài cách để làm điều này. Bạn có thể tự cấu hình thiết bị bằng chính địa chỉ IP tĩnh, mặc dù đôi khi điều này có thể là sự khó chịu. Giải pháp khác, thanh lịch hơn là định cấu hình bộ định tuyến của bạn để gán các địa chỉ IP tĩnh cho các thiết bị nhất định trong thời gian thường được gán bởi máy chủ DHCP. Bằng cách đó, địa chỉ IP không bao giờ thay đổi, nhưng bạn không làm gián đoạn quá trình DHCP giúp mọi thứ hoạt động trơn tru.
