Geek School Learning Windows 7 - Địa chỉ IP cơ bản
Trong phiên bản này của Geek School, chúng ta sẽ xem xét cách thức hoạt động của địa chỉ IP. Chúng tôi cũng sẽ đề cập đến một số chủ đề nâng cao như cách PC của bạn xác định xem thiết bị bạn đang liên lạc có nằm trên cùng một mạng với bạn không. Sau đó chúng tôi sẽ kết thúc với một cái nhìn ngắn gọn về hai giao thức phân giải tên: LLMNR và DNS.
Hãy chắc chắn kiểm tra các bài viết trước trong loạt Geek School này trên Windows 7:
- Giới thiệu trường học How-To Geek
- Nâng cấp và di chuyển
- Cấu hình thiết bị
- Quản lý đĩa
- Quản lý ứng dụng
- Quản lý Internet Explorer
Và theo dõi phần còn lại của loạt phim suốt cả tuần.
Nguyên tắc cơ bản về IP
Khi bạn gửi thư qua thư con ốc, bạn phải chỉ định địa chỉ của người bạn muốn nhận thư. Tương tự, khi một máy tính gửi tin nhắn đến một máy tính khác, nó cần chỉ định địa chỉ mà tin nhắn sẽ được gửi đến. Các địa chỉ này được gọi là địa chỉ IP và thường trông giống như thế này:
192.168.0.1
Các địa chỉ này là địa chỉ IPv4 (Giao thức Internet Phiên bản 4) và giống như hầu hết mọi thứ hiện nay, chúng là một bản tóm tắt đơn giản như những gì máy tính thực sự nhìn thấy. Địa chỉ IPv4 là 32 bit, có nghĩa là chúng chứa sự kết hợp của 32 số và số không. Máy tính sẽ thấy địa chỉ được liệt kê ở trên là:
11000000 10101000 00000000 00000001
Lưu ý: Mỗi octet thập phân có giá trị tối đa là (2 ^ 8) - 1 là 255. Đây là số lượng kết hợp tối đa có thể được biểu thị bằng 8 bit.
Nếu bạn muốn chuyển đổi một địa chỉ IP thành tương đương nhị phân của nó, bạn có thể tạo một bảng đơn giản, như bên dưới. Sau đó lấy một phần của địa chỉ IP (về mặt kỹ thuật được gọi là octet), ví dụ 192 và di chuyển từ trái sang phải kiểm tra xem bạn có thể trừ số trong tiêu đề của bảng khỏi số thập phân của mình không. Có hai quy tắc:
- Nếu số trong tiêu đề của bảng nhỏ hơn hoặc bằng số của bạn, hãy đánh dấu cột bằng 1. Số mới của bạn sẽ trở thành số bạn đã trừ số trong tiêu đề của cột. Ví dụ: 128 nhỏ hơn 192 vì vậy tôi đánh dấu cột 128s bằng 1. Tôi sau đó còn lại 192 - 128, là 64.
- Nếu số này lớn hơn số bạn có, đánh dấu nó bằng 0 và tiếp tục.
Đây là giao diện của chúng tôi bằng cách sử dụng địa chỉ ví dụ 192.168.0.1 của chúng tôi
| 128 | 64 | 32 | 16 | số 8 | 4 | 2 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Trong ví dụ trên, tôi đã lấy octet 192 đầu tiên của chúng tôi và đánh dấu cột 128s bằng 1. Tôi sau đó còn lại 64, giống như số thứ hai với cột thứ hai nên tôi cũng đánh dấu nó bằng 1. Bây giờ tôi còn lại 0 vì 64 - 64 = 0. Điều đó có nghĩa là phần còn lại của hàng là tất cả các số không.
Ở hàng thứ hai, tôi lấy octet thứ hai, 168. 128 nhỏ hơn 168 nên tôi đánh dấu nó bằng 1 và còn lại 40. 64 sau đó lớn hơn 40 vì vậy tôi đã đánh dấu nó bằng 0. Khi tôi di chuyển vào cột thứ ba, 32 nhỏ hơn 40 vì vậy tôi đã đánh dấu nó bằng 1 và còn lại với 8. 16 lớn hơn 8 vì vậy tôi đã đánh dấu nó bằng 0. Khi tôi đến cột 8, tôi đánh dấu nó bằng 1 để lại cho tôi 0 nên các cột còn lại được đánh dấu bằng 0.
Octet thứ ba là 0 và không có gì có thể đi vào 0 nên chúng tôi đã đánh dấu tất cả các cột bằng 0.
Octet cuối cùng là 1 và không có gì có thể đi vào 1 ngoại trừ 1, vì vậy tôi đã đánh dấu tất cả các cột bằng 0 cho đến khi chúng tôi đến cột 1s nơi tôi đã đánh dấu nó bằng 1.
Mặt nạ mạng con
Lưu ý: Mặt nạ mạng con có thể trở nên rất phức tạp, vì vậy đối với phạm vi của bài viết này, chúng tôi sẽ chỉ thảo luận về mặt nạ mạng con đầy đủ.
Một địa chỉ IP được tạo thành từ hai thành phần, một địa chỉ mạng và một địa chỉ máy chủ. Mặt nạ mạng con là thứ được máy tính của bạn sử dụng để phân tách địa chỉ IP của bạn thành địa chỉ mạng và địa chỉ máy chủ. Một mặt nạ mạng con thường trông giống như thế này.
255.255.255.0
Mà trong nhị phân trông như thế này.
11111111.1111111.1111111.00000000
Trong mặt nạ mạng con, các bit mạng được ký hiệu là 1s và các bit chủ được ký hiệu là 0s. Bạn có thể thấy từ biểu diễn nhị phân ở trên rằng ba octet đầu tiên của địa chỉ IP được sử dụng để xác định mạng mà thiết bị thuộc về và octet cuối cùng được sử dụng cho địa chỉ máy chủ.
Đưa ra một địa chỉ IP và mặt nạ mạng con, máy tính của chúng tôi có thể biết thiết bị có nằm trên cùng một mạng hay không bằng cách thực hiện thao tác AND theo bit. Ví dụ: nói:
- computerOne muốn gửi tin nhắn đến computerTwo.
- computerOne có IP 192.168.0.1 với mặt nạ mạng con là 255.255.255.0
- computerTwo có IP là 192.168.0.2 với mặt nạ mạng con là 255.255.255.0
Trước tiên, computerOne sẽ tính toán bitwise AND của IP và mặt nạ mạng con của chính nó.
Lưu ý: Khi sử dụng thao tác AND theo bit, nếu các bit tương ứng đều là 1 thì kết quả là 1, nếu không thì đó là 0.
11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Sau đó, nó sẽ tính toán bitwise AND cho computerTwo.
11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Như bạn có thể thấy, kết quả của các hoạt động bitwise giống nhau, vì vậy điều đó có nghĩa là các thiết bị nằm trên cùng một mạng.
Các lớp học
Như bạn có thể đã đoán được bây giờ, càng có nhiều mạng (1 giây) trong mạng con của bạn, mặt nạ mạng càng ít máy chủ (0s) bạn có thể có. Số lượng máy chủ và mạng bạn có thể có được chia thành 3 lớp.
| Mạng | Mặt nạ mạng con | Mạng | Chủ nhà | |
| Lớp A | 1-126.0.0.0 | 255.0.0.0 | 126 | 16 777 214 |
| Lớp B | 128-191.0.0.0 | 255.255.0.0 | 16 384 | 65 534 |
| Lớp C | 192-223.0.0.0 | 255.255.255.0 | 2 097 152 | 254 |
Phạm vi dành riêng
Bạn sẽ nhận thấy rằng phạm vi 127.x.x.x đã bị bỏ qua. Điều này là do toàn bộ phạm vi được dành riêng cho một cái gì đó gọi là địa chỉ loopback của bạn. Địa chỉ loopback của bạn luôn trỏ đến PC của chính bạn.
Phạm vi 169.254.0.x cũng được dành riêng cho một thứ gọi là APIPA mà chúng ta sẽ thảo luận sau trong loạt bài này.
Phạm vi IP riêng
Cho đến một vài năm trước, mọi thiết bị trên internet đều có một địa chỉ IP duy nhất. Khi địa chỉ IP bắt đầu hết, một khái niệm gọi là NAT đã được giới thiệu, đã thêm một lớp khác giữa các mạng của chúng tôi và internet. IANA quyết định rằng họ sẽ bảo lưu một loạt địa chỉ từ mỗi loại IP:
- 10.0.0.1 - 10.255.255.254 từ lớp A
- 172.16.0.1 - 172.31.255.254 từ lớp B
- 192.168.0.1 - 192.168.255.254 từ lớp C
Sau đó, thay vì chỉ định mỗi thiết bị trên thế giới một địa chỉ IP, ISP của bạn cung cấp cho bạn một thiết bị có tên là Bộ định tuyến NAT được gán một địa chỉ IP duy nhất. Sau đó, bạn có thể chỉ định địa chỉ IP cho thiết bị của mình từ dải IP riêng phù hợp nhất. Bộ định tuyến NAT sau đó duy trì một bảng NAT và ủy quyền kết nối của bạn với internet.
Lưu ý: IP của Bộ định tuyến NAT của bạn thường được gán động thông qua DHCP để nó thường thay đổi tùy thuộc vào các ràng buộc mà ISP của bạn có tại chỗ.
Độ phân giải tên
Chúng ta dễ nhớ những cái tên dễ đọc của con người như FileServer1 hơn là nhớ một địa chỉ IP như 89.53.234.2. Trên các mạng nhỏ, nơi các giải pháp phân giải tên khác như DNS không tồn tại, khi bạn cố gắng mở kết nối tới FileServer1, máy tính của bạn có thể gửi tin nhắn đa hướng (đó là một cách nói ưa thích gửi tin nhắn đến từng thiết bị trên mạng) hỏi FileServer1 là ai. Phương pháp phân giải tên này được gọi là LLMNR (Độ phân giải tên đa khóa liên kết) và mặc dù đây là một giải pháp hoàn hảo cho mạng gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ, nhưng trước hết, việc truyền phát tới hàng ngàn khách hàng sẽ mất nhiều thời gian và thứ hai bởi vì các chương trình phát sóng thường không đi qua các bộ định tuyến.
DNS (Hệ thống tên miền)
Phương pháp phổ biến nhất để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng là sử dụng DNS. Hệ thống tên miền là danh bạ của bất kỳ mạng nào. Nó ánh xạ tên máy có thể đọc được của con người đến địa chỉ IP cơ bản của họ bằng cơ sở dữ liệu khổng lồ. Khi bạn cố gắng mở một kết nối đến FileServer1, PC của bạn sẽ hỏi Máy chủ DNS của bạn, nơi bạn chỉ định, FileServer1 là ai. Sau đó, Máy chủ DNS sẽ phản hồi với một địa chỉ IP mà PC của bạn có thể lần lượt tạo kết nối tới. Đây cũng là phương pháp phân giải tên được sử dụng bởi mạng lớn nhất thế giới: internet.
Thay đổi cài đặt mạng của bạn
Nhấp chuột phải vào biểu tượng cài đặt mạng và chọn Mở Mạng và Trung tâm chia sẻ từ menu ngữ cảnh.
Bây giờ bấm vào liên kết Thay đổi cài đặt bộ điều hợp ở phía bên trái.
Sau đó nhấp chuột phải vào bộ điều hợp mạng của bạn và chọn Thuộc tính từ menu ngữ cảnh.
Bây giờ chọn Giao thức Internet Phiên bản 4 và sau đó nhấp vào nút thuộc tính.
Tại đây, bạn có thể định cấu hình một địa chỉ IP tĩnh bằng cách chọn nút radio cho Sử dụng địa chỉ IP sau đây. Được trang bị các thông tin trên, bạn có thể điền địa chỉ IP và mặt nạ mạng con. Cổng mặc định, cho tất cả ý định và mục đích, là địa chỉ IP của bộ định tuyến của bạn.
Gần cuối hộp thoại, bạn có thể đặt địa chỉ máy chủ DNS của mình. Ở nhà bạn có thể không có máy chủ DNS, nhưng bộ định tuyến của bạn thường có bộ đệm DNS nhỏ và chuyển tiếp các truy vấn đến ISP của bạn. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng máy chủ DNS công cộng của Google, 8.8.8.8.
Bài tập về nhà
- Không có bài tập về nhà cho ngày hôm nay, nhưng điều này đã lâu rồi, vì vậy hãy đọc lại nó. Nếu bạn vẫn còn khao khát có thêm thông tin, bạn có thể đọc về một chủ đề mạng nâng cao có tên là CIDR (Định tuyến liên vùng không phân loại).
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, bạn có thể tweet cho tôi @taybgibb, hoặc chỉ để lại nhận xét.
