IP là gì? CIDR là gì ?VLSM là gì ?

IP(Internet Protocol)

IP (Internet Protocol) là một giao thức định tuyến dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong mạng Internet.
Địa chỉ IPv4 được chia thành 6 class khác nhau là A, B, C, D, E, Loopback mỗi class được quy định một  dải IP :
1. Dải IP Class A : 1.0.0.1 126.0.0.0 (có thể viết 1-126)
2. Dải IP Class B : 128.1.0.0 191.254.0.0(có thể viết 128 -191)
3. Dải IP Class C : 192.0.1.0 223.255.254.0 (có thể viết 192-223)
4. Dải IP Class D: 224.0.0.0 239.255.255.255(có thể viết 224-239)
5. Dải IP Class E : 240.0.0.0 254.255.255.255(có thể viết 240-254)
6. Dải IP Loopback : 127.0.0.0

Một IP được bao gồm 4 byte, mỗi byte bao gồm 8 bit được ngăn cách bởi 1 dâu chấm và thường được gọi là 1 octet. Ví dụ địa chỉ  IP 192.168.1.2 ta có :

CIDR (Classless Interdomain Routing)

CIDR (Classless Interdomain Routing) là một cách để gộp (aggregation) các địa chỉ mạng lại thành một địa chỉ mới. CIDR khắc phục được vấn đề thiếu hụt địa chỉ ip  và bảng định tuyến lớn
Ví Dụ : Ta có 8 địa chỉ lớp C : 192.168.48.0/24 -192.168.55.0/24, nếu sử dụng trong bảng định tuyến sẽ phải viết 8 câu lệnh route, nhưng với cách dùng của CIDR, thì 8 địa chỉ có thể được biểu diễn bằng 1 địa chỉ duy nhất 192.168.48.0/21.

VLSM(Variable Lenght Subnet Maks)

VLSM ( Variable Lenght Subnet Maks) là một kỹ thuật mà các quản trị viên sử dụng để chia Subnet  một cách hiệu quả hơn. Bằng cách sử dụng VLSM, thì với chỗ cần xài ít IP thì sử dụng vs netmask dài, còn những chỗ cần nhiều IP thì ta để netmask ngắn lại. Với ví dụ dưới đây sẽ rõ hơn :
Ví dụ một công ty có sơ đồ như hình và được cấp  ip là 172.16.33.0/20 yêu cầu chia IP đủ cho các chi nhánh và các IP giữa các Router :
Ở trong hình ta thấy chỗ cần ít IP như giữa 2 đầu nối router ta để nestmask của nó mà  (/30) còn chỗ cần nhiều ip cho thì ta để ngắn lại (/26).

Để tính VLSM có rất nhiều cách nhưng để tính nhanh thì chúng ta nên học thuộc bảng sau đây, đây được gọi là bảng cửu chương trong VLSM :

Perfix Lenght	Decimal
/24	255.255.255.0
/25	255.255.255.128
/26	255.255.255.192
/27	255.255.255.224
/28	255.255.255.240
/29	255.255.255.248
/30	255.255.255.252

Ở đây đang ví dụ ở lớp C tương tự ta có thể suy ra từ các lớp A và B. và dãy thần chú :128 64 32 16 8 4 2 1 dãy này tương đương với 8bit trong 1 octet. Và nên thực hành chuyển đổi từ nhị phân sang thập phân và từ thập phân sang nhị phân thật nhuân nhuyễn.

Công thức và các cách tính VLSM :

Số subnet được tạo ra =2^m (trong đó m là số bit mượng từ HostID)

Số host cần tạo = 2ⁿ-2 (với n là số bít của host ID còn lại sau khi mượn)

Số bit subnet mới = số bit subnet cũ + m

Có thể rõ hơn với ví dụ cho một IP 172.16.0.0/16 với yêu cầu chia đủ cho các mạng con như sau :

1. Tại site A có 300 host

2. Tại site B có 100 host 

3. Tại site C có 50 host 

4. Tại site D có 5 host

Hệ nhị phân của dãy mạng 172.16.0.0/16 là

10101100.00010000.00000000.00000000

Hệ nhị phân Subnet mask 255.255.0.0 của lớp mạng này là
11111111.11111111.00000000.00000000

Bây giờ ta chia mạng con đầu tiên với 300 host áp dụng công thức 2^n – 2 >= 300 vậy n = 9 (Số bit còn lại của HostID)
Số bit mượn từ HostID m là: 32 (số bit dãy IPv4) – 16 (số bit của NetID đã cho) – 9 (số bit còn lại) = 7
Giờ ta sẽ tính số bit của Subnet mask mới: 16 (số bit subnet mask ban đầu) + 7 = 23
Vậy số subnet được tạo ra là: 2^m = 2^7 = 128

Với subnet mask thay đổi từ /16 sang /23, ta tính địa chỉ dãy mạng bằng cách thay đổi 7 bit vào octect thứ 3 để làm NetID (lưu ý chỉ thay đổi 0 và 1 tối đa 7 bit từ trái sang phải tại octect thứ 3)
Mạng A1: 10101100.00010000.00000000.00000000 172.16.0.0/23
Mạng A2: 10101100.00010000.00000010.00000000 172.16.2.0/23
Mạng A3: 10101100.00010000.00000100.00000000 172.16.4.0/23
….
Mạng A127: 10101100.00010000.11111100.00000000 172.16.252.0/23
Mạng A128: 10101100.00010000.11111110.00000000 172.16.254.0/23

Để ý thấy rằng các dãy mạng có bước nhảy là 2, ta sẽ lấy dãy mạng đầu tiên để cấp cho các host từ lớn đến nhỏ. Khi hết một mạng con, ta sẽ lấy dãy mạng liền kề để cấp host cho các mạng con tiếp theo.
Trong ví dụ này ta sẽ lấy dãy địa chỉ cho mạng A 320 host bắt đầu là 172.16.0.0 với subnet mask là 255.255.254.0, dãy địa chỉ IP khả dụng cho mạng con này là 172.16.0.1 – 172.16.1.254, broadcast IP là 172.16.1.255

Với dãy mạng tiếp theo (mạng B 100 host) ta sử dụng dãy mạng liền kề A2 172.16.2.0/23 để chia tiếp mạng con.
Sử dụng công thức trên ta có n = 7 (2^n – 2 >= 100) và m = 2 (32 – 23 – 7) => số subnet có thể chia là 4 và subnet mask mới là 25 (23 + 2).
Ta thay 2 bit tiếp theo để có các dãy mạng khả dụng sau:
Mạng A21: 10101100.00010000.00000010.00000000 172.16.2.0/25
Mạng A22: 10101100.00010000.00000010.10000000 172.16.2.128/25
Mạng A23: 10101100.00010000.00000011.00000000 172.16.3.0/25
Mạng A24: 10101100.00010000.00000011.10000000 172.16.3.128/25

Tiếp tục ta lấy dãy 172.16.2.0/25 để làm địa chỉ mạng cho mạng B 100 host này
Subnet mask: 255.255.255.128
Dãy địa chỉ IP khả dụng: 172.16.2.1 – 172.16.2.126
Broadcast IP: 172.16.2.127

Ta dùng tiếp dãy 172.16.2.128/25 để chia tiếp mạng C 50 host ta đc dãy mạng của C là 172.16.2.128/26
Subnet mask: 255.255.255.192
Dãy địa chỉ IP khả dụng: 172.16.2.129 – 172.16.2.190
Broadcast IP: 172.16.2.191

Lần lượt ta có
172.16.2.192/29 dành cho mạng D 5 host
Subnet mask: 255.255.255.248
Dãy địa chỉ IP khả dụng: 172.16.2.193 – 172.16.2.198
Broadcast IP: 172.16.2.199