IPv4 là một giao thức internet phiên bản thứ 4, đã được Bộ Quốc phòng Mỹ chuẩn hóa trong bản MIL-STD-1777. IPv4 là phiên bản đầu tiên của IP được sử dụng rộng rãi và là nòng cốt của giao tiếp internet. Cùng BKNS tìm hiểu chi tiết về giao thức internet này thông qua bài viết sau đây.
1. IPv4 là gì?
IPv4 (tên tiếng anh là Internet Protocol version 4): giao thức internet phiên bản 4, là phiên bản thứ tư trong quá trình phát triển của các giao thức Internet (IP). Đây là phiên bản đầu tiên của IP được sử dụng rộng rãi.
Giao thức này được công bố bởi IETF trong phiên bản RFC 791 (tháng 9 năm 1981), thay thế cho phiên bản RFC 760 (công bố vào tháng 1 năm 1980). Giao thức này cũng được chuẩn hóa bởi bộ quốc phòng Mỹ trong phiên bản MIL-STD-1777.
Danh Mục
2. Cấu trúc địa chỉ IPv4
Địa chỉ IP được chia thành 2 phần là network (phần mạng) và phần Host
Địa chỉ IP có 32 bit nhị phân và được chia thành các octet (4 cụm, 8 bit)
Các quy tắc được áp dụng khi đặt địa chỉ IP:
- Các bit phần mạng không được phép đặt đồng thời bằng 0 ( Ví dụ: Không hợp lệ nếu đặt địa chỉ 0.0.0.1 với phần mạng 0.0.0 và phần Host là 1).
- Sẽ có một địa chỉ mạng nếu các bit phần Host đồng thời có giá trị bằng 0 (Ví dụ : Địa chỉ 192.168.1.1 có thể gán cho Host nhưng thay giá trị 0 vào 192.168.1.0 sẽ thành địa chỉ mạng và không thể gán cho Host).
- Sẽ có địa chỉ Broadcast cho mạng nếu các bit phần Host đồng thời bằng 1 ( Ví dụ: Mạng 192.168.1.0 có địa chỉ 192.168.1.255 là địa chỉ Broadcast).
3. Các lớp của địa chỉ IPv4
3.1 Lớp A
- Lớp A của địa chỉ IPv4 sử dụng octet đầu làm phần mạng và 3 octet sau làm Host
- 0 luôn được chọn là bit đầu của địa chỉ lớp A
- Các địa chỉ mạng lớp A gồm 1.0.0.0 => 126.0.0.0
- Mạng Lookback là 127.0.0.0
- Phần Host gồm 24 bit, mỗi mạng lớp A có 224 – 2 Host
3.2 Lớp B
- Hai octet đầu của địa chỉ lớp B được dùng làm phần mạng, 2 octet sau được dùng làm Host
- 1 và 0 luôn được giữ cho hai bit đầu của địa chỉ lớp B
- Địa chỉ mạng lớp B gồm 128.0.0.0 đến 191.255.0.0 (tổng cộng có 214 mạng trong lớp B)
- Một mạng lớp B có 216 – 2 Host vì phần Host của lớp này dài 16 bit
3.3 Lớp C
- Địa chỉ lớp C dùng 3 octet đầu làm phần mạng và octet sau làm phần Host
- 1, 1 và 0 được giữ cho ba bit đầu của địa chỉ lớp C
- Mạng lớp C bao gồm các địa chỉ 192.0.0 đến 223.255.255.0 (tổng cộng 221 mạng trong lớp C)
- Một mạng lớp C có 28 – 2 Host do phần Host của lớp này dài 8 bit
3.4 Lớp D
- Lớp D bao gồm các địa chỉ từ 224.0.0.0 đến 239.255.255
- Lớp D được dùng làm địa chỉ Multicast. VD: 224.0.0.5 dùng cho OSPF hay 224.0.0.9 dùng cho RIPv2
3.5 Lớp E
- Gồm các địa chỉ từ dải 240.0.0.0 trở đi
- Địa chỉ lớp E được dùng với mục đích dự phòng
4. Một số lưu ý về các lớp của IPv4
– Các lớp địa chỉ IP gồm A, B, C được dùng để đặt cho các Host
– Khi muốn xác định địa chỉ IP thuộc lớp nào, nên quan sát octet ở vị trí đầu tiên của địa chỉ đó. Octet nằm trong khoảng giá trị từ:
- 1 đến 126: địa chỉ lớp A
- 128 đến 191: địa chỉ lớp B
- 192 đến 223: địa chỉ lớp C
- 224 đến 239: địa chỉ lớp D
- 240 đến 255: địa chỉ lớp E
5. Hạn chế của IPv4 là gì?
- Không có bất cứ cách thức bảo mật nào đi kèm trong cấu trúc thiết kế của địa chỉ IPv4: Phương tiện hỗ trợ mã hóa dữ liệu cũng không được tích hợp trong IPv4. Do đó, lưu lượng truyền tải giữa các Host không được bảo mật mà chỉ bảo mật phổ biến ở mức ứng dụng. Áp dụng IPSec – một phương thức bảo mật phổ biến tại tầng IP thì việc bảo mật lưu lượng đầu cuối bị hạn chế.
- Một hạn chế nữa của IPv4 đó là việc thiếu hụt không gian địa chỉ: Do phiên bản này chỉ sử dụng 32 bit để đánh địa chỉ nên không gian của nó chỉ có 232 địa chỉ. Như vậy, cùng với sự bùng nổ của internet thì tài nguyên địa chỉ IPv4 đang dần cạn kiệt. Phiên bản này gần như đáp ứng không đủ so với nhu cầu sử dụng.
Để khắc phục những hạn chế của IPv4 đồng thời mang lại những đặc tính mới cho hoạt động mạng thế hệ tiếp, người ta đã đầu tư nghiên cứu và cho ra đời một giao thức internet mới. Giao thức IP thế hệ mới (thế hệ 6: IPv6) ra đời để khắc phục những nhược điểm của phiên bản tiền nhiệm. IPv6 bao gồm 128 bit, có chiều dài gấp 4 lần so với địa chỉ IPv4.
Như vậy, IPv4 là giao thức internet phiên bản 4 và cũng là phiên bản đầu tiên được triển khai rộng rãi trên toàn cầu.
Hi vọng với bài viết trên, bạn có thể hiểu rõ hơn về IPv4. Đừng quên truy cập website TranHaIT thường xuyên để cập nhật thêm nhiều bài viết hữu ích về dịch vụ công nghệ thông tin và giải pháp mạng.
