IPv4 là gì? Cấu trúc, đặc điểm của địa chỉ IPv4

Trong thời đại mạng Internet phát triển như hiện nay, địa chỉ IP đóng vai trò là giao thức truyền tải thông tin giữa các thiết bị sử dụng mạng với nhau. Song, IPv4 là phiên bản đầu tiên của IP được sử dụng rộng rãi và là nòng cốt của giao tiếp Internet. Vậy, IPv4 là gì? Có cấu trúc như thế nào? Đặc điểm của địa chỉ này ra sao? Cùng Đại Hữu tìm hiểu trong bài viết sau!

Địa chỉ IPv4 là gì?

IPv4 là từ viết tắt của Internet Protocol version 4. Đây là một giao thức Internet phiên bản thứ 4 trong sự phát triển của các giao thức Internet (IP). Đây là phiên bản IP được sử dụng rộng rãi đầu tiên và hiện vẫn còn đang là nòng cốt của Internet trên toàn thế giới.

IETF đã công bố giao thức này trong phiên bản RFC 791 (9/1981), thay thế phiên bản RFC 760 (1/1980). Ngoài ra, Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ cũng đã chuẩn hóa giao thức này với tên gọi MIL-STD-1777.

IPv4 được dùng trong Network Packet Switching (mạng chuyển mạch gói) như Ethernet. Vai trò của nó là định hướng dữ liệu truyền đi. Có khả năng ngăn chặn việc phân phối hoặc phân phối trùng lặp, song, IPv4 vẫn đảm bảo được tính toàn vẹn dữ liệu bằng cách sử dụng kết quả của việc chạy thuật toán Checksum để kiểm tra. Nó có thể được cấu hình tự động hoặc thủ công với nhiều loại thiết bị tùy thuộc vào loại mạng.

Địa chỉ IPv4 có cấu trúc như thế nào?

Địa chỉ IPv4 có cấu tạo gồm 32 bit, được biểu diễn thành một dãy số nhị phân và chia thành 4 cụm. Mỗi cụm như vậy gọi là octet. Mỗi octet sẽ là 8 bit và chúng được ngăn cách bằng dấu chấm (.)

Về hình dáng, cấu trúc của một địa chỉ IPv4 sẽ gồm 4 con số ở dạng thập phân tượng trưng cho 4 cụm. Địa chỉ này gồm 2 phần là phần Network và phần Host.

Việc đặt địa chỉ IP phải tuân theo các quy tắc sau:

• Không được đặt những bit ở phần network bằng 0 cùng một lúc. Khi đặt tất cả những bit ở phần network bằng không thì địa chỉ IP sẽ có 3 số đầu là 0.0.0. Đây là một địa chỉ sai.
• Nếu đặt tất cả các bit ở phần host bằng 0 thì số cuối cùng của địa chỉ IP sẽ bằng 0. Khi đó địa chỉ đó là một địa chỉ mạng, không thể dùng làm host. Ví dụ: 191.168.10.0 là một địa chỉ mạng.
• Nếu đặt tất cả các bit ở phần host là 1 thì số cuối cùng của địa chỉ IP là 255. Khi đó địa chỉ này sẽ là một địa chỉ broadcast của mạng đó. Ví dụ: 192.168.10.255 là một địa chỉ broadcast.

IPv4 được chia thành mấy lớp?

Địa chỉ IPv4 được phân ra thành 5 lớp khác nhau:

Lớp A

• Octet đầu tiên của địa chỉ lớp A là phần Network và ba octet cuối cùng là phần Host.
• Bit đầu tiên của địa chỉ lớp A luôn được đặt thành 0.
• 1.0.0.0 → 126.0.0.0 là các ví dụ về địa chỉ mạng lớp A.
• Mạng Loopback là mạng 127.0.0.0.
• Mỗi mạng lớp A có (224 - 2) Host vì phần Host có 24 bit.

Lớp B

• Hai octet đầu tiên của địa chỉ lớp B được sử dụng làm phần Network và hai octet cuối cùng được sử dụng làm phần Host.
• Hai bit đầu tiên của địa chỉ lớp B luôn được đặt thành 1.
• 128.0.0.0 → 191.255.0.0 là các ví dụ về địa chỉ địa chỉ IP hợp lệ của lớp B. Lớp B chứa tổng cộng 214 mạng.
• Mạng Lớp B có (216 - 2) Host vì phần Host dài 16 bit.

Lớp C

• Ba octet đầu tiên của địa chỉ lớp C được sử dụng làm phần Network, trong khi ba octet cuối cùng được sử dụng làm phần Host.
• Ba bit đầu tiên của địa chỉ lớp C luôn được là 1 1 0.
• 192.0.0.0 → 223.255.255.0 là các ví dụ về địa chỉ mạng lớp C. Lớp C chứa tổng cộng 221 mạng.
• Mạng Lớp C có (28 - 2) máy chủ vì phần máy chủ dài 8 bit.

Lớp D

• Địa chỉ từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255 là địa chỉ thuộc lớp D.
• Đây là địa chỉ được sử dụng để làm địa chỉ Multicast.
• Ví dụ: 224.0.0.9 dùng cho RIPv2, 224.0.0.5 dùng cho OSPF.

Lớp E

• Bắt đầu từ 240.0.0.0.
• Lớp E chỉ được sử dụng cho mục đích đó là dự phòng.

Lưu ý về địa chỉ IPv4

• Các lớp địa chỉ IPv4 A, B và C thường được sử dụng để cấu hình cho các Host.
• Để xác định địa chỉ IP thuộc lớp nào, hãy nhìn vào octet đầu tiên của địa chỉ IPv4. Nếu octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 1 đến 126, địa chỉ thuộc lớp A. Nếu octet đầu tiên nằm trong khoảng 128 đến 191, địa chỉ thuộc lớp B. Địa chỉ thuộc lớp C nếu octet đầu tiên nằm trong khoảng 192 đến 223.

Ưu, nhược điểm của địa chỉ IPv4

Ưu điểm

• An toàn và quyền riêng tư được đảm bảo.
• IPv4 có thể được mã hóa, cho phép nó phù hợp với các tiến bộ về quyền riêng tư và bảo mật ip.
• Việc phân bổ mạng trong IPV4 rất mạnh mẽ, với khoảng 85.000 bộ định tuyến thực tế.
• Giúp bạn dễ dàng kết nối nhiều thiết bị trên một mạng lớn mà không cần sử dụng NAT.
• IPv4 cung cấp dịch vụ truyền thông chất lượng và chuyển giao kiến thức kinh tế.
• Cho phép mã hóa được xác định lại hoàn hảo.
• Cho phép đánh địa chỉ tập thể vì định tuyến có thể mở rộng và tiết kiệm.
• Cho phép giao tiếp dữ liệu mạng trong các tổ chức phát đa hướng.

Nhược điểm

• Số lượng địa chỉ IP có giới hạn: IPv4 chỉ hỗ trợ tối đa khoảng 4,3 tỷ địa chỉ IP, điều này gây ra sự cạnh tranh về địa chỉ IP và khiến cho địa chỉ IP trở nên quá đắt đỏ.
• Không an toàn: IPv4 không cung cấp các tính năng bảo mật đầy đủ, điều này làm cho các thiết bị mạng trở nên dễ bị tấn công bởi các hacker và phần mềm độc hại.
• Khó quản lý: IPv4 có một cấu trúc phân bổ địa chỉ IP phức tạp, điều này làm cho việc quản lý và phân bổ địa chỉ IP trở nên khó khăn, đặc biệt là trong các mạng lớn.
• Không hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS): IPv4 không có tính năng hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) để ưu tiên truyền tải các loại dữ liệu khác nhau, như video, giọng nói hoặc dữ liệu truyền tải thời gian thực.
• Không thân thiện với IoT: IPv4 không được tối ưu hóa cho các thiết bị IoT (Internet of Things), điều này có thể gây ra sự cố kết nối và truyền tải dữ liệu chậm trễ.

Chính bởi những nhược điểm của địa chỉ IPv4 đã đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang IPv6, vì IPv6 có thể giải quyết những hạn chế này và hỗ trợ một lượng lớn địa chỉ IP để phục vụ cho tương lai.

Hy vọng những chia sẻ về IPv4 trên đây có thể giúp bạn hiểu nó là gì, có đặc điểm, cấu trúc như thế nào, những mặt hạn chế của IPv4,... Nếu còn điều gì thắc mắc, vui lòng liên hệ hotline: 0888.7777.36 để nhận tư vấn chi tiết nhé.