CIDR là một phương phải cải thiện khả năng phân bổ IP. Bài viết này sẽ cho biết cụ thể CIDR là gì và cách nó hoạt động. Bên cạnh đó là một số ví dụ minh họa để hiểu rõ hơn về CIDR.
CIDR là gì?
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) là một phương pháp định vị địa chỉ IP (IP addressing). Bên cạnh việc giúp cải thiện việc phân bổ các địa chỉ IP, nó còn thay thế các hệ thống cũ dựa trên các lớp A, B và C. Ngoài ra, phương pháp này cũng giúp kéo dài “tuổi thọ” của IPv4, cũng như làm chậm sự gia tăng của các routing table.
Vai trò của CIDR là gì?
Sau khi bạn đã hiểu được CIDR là gì rồi, chúng ta cùng đi tìm hiểu vao trò của CIDR là gì nhé!
- CIDR cung cấp cơ chế supernetting, hữu ích cho việc thu thập định tuyến. Supernetting có khả năng rút ngắn, kết hợp các thông tin định tuyến vào một entry để làm giảm kích thước các bảng lưu trữ của Router => tăng tốc cho quá trình tìm kiếm.
- CIDR có thể tổng hợp các mạng phân lớp thành 1 mạng lớn hơn. Như vậy, trong bảng định tuyến, số lượng Entry sẽ giảm xuống đồng thời số lượng Host được cấp phát trong Network sẽ tăng lên.
- Sử dụng CIDR , doanh nghiệp sẽ không cần yêu cầu địa chỉ từ một trung tâm có thẩm quyền mà sẽ yêu cầu từ ISP. Từ block địa chỉ CIDR, ISP sẽ đánh giá, xem xét và cấp phát vùng.
Những vấn đề với việc định vị địa chỉ IP dựa trên class
Phương pháp định vị IP cũ được đánh giá là không có tính hiệu quả cao. Đồng thời còn làm cạn kiệt tính khả dụng của IPv4 quá nhanh. Cụ thể, một hệ thống định tuyến phân lớp bao gồm các lớp A, B và C:
- A – Hơn 16 triệu định danh host
- B – 65.535 định danh host
- C – 254 định danh host
Khi một tổ chức yêu cầu hơn 254 máy host, họ sẽ cần sử dụng lớp B thay vì lớp C. Và đây chính là rắc rối của phương pháp này. Tổ chức đó sẽ cần một license lớp B, mặc cho nhu cầu của họ ít hơn con số 65.535 rất nhiều. Cho rằng nhu cầu của tổ chức này là 2500 máy, tức là họ đã lãng phí đến hơn 63000 máy khi sử dụng license lớp B. Do đó, số lượng địa chỉ IPv4 càng bị lãng phí và trở nên khan hiếm hơn. Việc này dẫn đến nhu cầu cho sự ra đời của một phương pháp mới, đó là CIDR.
Cách hoạt động của CIDR là gì?
CIDR hoạt động dựa trên variable-length subnet masking (VLSM). Do đó, nó có thể xác định các tiền tố có độ dài tùy ý. Việc này giúp nó hoạt động hiệu quả hơn hệ thống cũ rất nhiều. Các địa chỉ CIDR gồm hai tập hợp số. Phần đầu tiên là địa chỉ mạng được viết dưới dạng tiền tố, như những địa chỉ IP thông thường mà ta thấy. Ví dụ như 192.255.255.255. Phần thứ hai là hậu tố, cho biết số lượng bit trong toàn bộ địa chỉ (ví dụ như /12). Kết hợp hai yếu tố này lại, một địa chỉ IP CIDR sẽ có dạng như sau:
192.255.255.255/12Tiền tố mạng cũng được chỉ định như một phần của địa chỉ IP. Việc này tùy thuộc vào số lượng bit được yêu cầu. Do đó, theo ví dụ trên, ta có thể nói rằng 12 bit đầu tiên của mạng là phần mạng của địa chỉ. Trong khi đó, 20 bit cuối cùng sẽ là dành cho địa chỉ host.
Block table của IPv4 CIDR, cung cấp bởi Wikipedia, cho ta một cái nhìn tổng quan hơn về cách các định dạng địa chỉ khác nhau hiển thị một số địa chỉ khác nhau. Các định dạng cũng được phân loại theo cách dùng phổ biến:
Ưu điểm của CIDR
CIDR giúp giảm thiểu những vấn đề lãng phí không gian của địa chỉ IPv4 mà tránh được sự bùng nổ về số lượng nhập trong bảng định tuyến. CIDR cũng cho phép một mục nhập bảng định tuyến cho một supernet đại diện cho một tập hợp các mạng – mà chỉ một bộ định tuyến gần đích hơn mới thực sự cần biết chi tiết.
CIDR hiện là hệ thống định tuyến trên internet, backbone network và hầu hết ISP đều sử dụng nó. Nó được hỗ trợ bởi Border Gateway Protocol (BGP), giao thức cổng bên ngoài (liên miền) phổ biến và giao thức cổng Open Shortest Path First ( OSPF ).
Đối với các giao thức cổng cũ hơn, ví dụ như Giao thức cổng bên ngoài và Giao thức thông tin định tuyến , không hỗ trợ CIDR.
CIDR khối
Các khối CIDR là các nhóm địa chỉ có chung tiền tố và chứa cùng số bit. Sự kết hợp của nhiều khối CIDR kết nối thành một tổng thể lớn hơn, chia sẻ một tiền tố mạng chung được gọi là Supernetting.
Kích thước của khối CIDR được xác định bởi độ dài của tiền tố. Tiền tố ngắn cho phép có nhiều địa chỉ hơn – và do đó, tạo thành một khối lớn hơn – trong khi tiền tố dài hơn cho biết ít địa chỉ hơn và một khối nhỏ hơn.
Ban đầu, các khối được Tổ chức cấp phát số hiệu trên Internet ( IANA ) xử lý. IANA chịu trách nhiệm phân phối các khối lớn địa chỉ IP cho các Cơ quan đăng ký Internet khu vực (RIR). Các khối này được sử dụng cho những nơi có diện tích rộng lớn, chẳng hạn như Bắc Mỹ, Châu Phi và Châu Âu.
Khi RIR nhận được khối được cung cấp, sẽ tiến hành tạo các khối nhỏ hơn để gửi đến các Cơ quan đăng ký Internet cục bộ (LIR). Các khối có thể tiếp tục được chia nhỏ hơn nữa cho đến khi chúng đến tay người dùng cuối. Kích thước của khối được gán cho người dùng cuối phụ thuộc vào số lượng địa chỉ cá nhân mà người dùng sẽ yêu cầu.
Hầu hết người dùng cuối được nhà cung cấp dịch vụ internet chỉ định khối. Tuy nhiên, ở những tổ chức sử dụng nhiều ISP sẽ nhận các khối không phụ thuộc vào nhà cung cấp trực tiếp từ RIR hoặc LIR.
Ký hiệu CIDR
IP dành một số địa chỉ cho các mục đích cụ thể. Ví dụ, một số phạm vi – chẳng hạn như Lớp B 192.168.0.0 – được đặt riêng là không thể tùy chỉnh và được sử dụng cho một mạng riêng xác định. Hầu hết các bộ định tuyến băng thông rộng của hộ gia đình sẽ gán địa chỉ từ mạng 192.168 cho các hệ thống bên trong nhà.
IP cũng không cho phép số nhận dạng máy chủ của tất cả các số không và dự trữ số nhận dạng tất cả để làm địa chỉ quảng bá – các gói được gửi đến địa chỉ đó sẽ chuyển đến tất cả các máy chủ trên mạng.
Theo đó, địa chỉ IP được chỉ định trong bốn lớp địa chỉ chính từ A đến C. Mỗi lớp phân bổ một phần của địa chỉ IP 32 bit để xác định bộ định tuyến cổng cho mạng đó – 8 bit đầu tiên cho Lớp A, 16 bit đầu tiên cho Lớp B, 24 đầu tiên cho Lớp C. Các bit không được sử dụng cho mã định danh mạng có sẵn để chỉ định số nhận dạng máy chủ cho các hệ thống trên mạng đó.
Đối với IPv4, địa chỉ 32 bit được chia thành bốn nhóm, mỗi nhóm 8 bit – được gọi là “dotted quad ” có dấu chấm. Một “dotted quad ” sẽ giống như thế này ở dạng thập phân, 192.168.0.0 ở dạng nhị phân sẽ như sau: 11000000.10101000.00000000.00000000.
Địa chỉ IP có thể được phân tích cú pháp thành mã định danh mạng và mã định danh máy chủ của nó bằng cách áp dụng “network mask” cho địa chỉ, với những địa chỉ bất kỳ nơi nào một bit được sử dụng để chỉ ra phần mạng của địa chỉ. Ví dụ, một Class B sẽ được viết theo dạng là 255.255.0.0.
Nếu một mạng được chia nhỏ hơn nữa thành các subnets. Nếu chúng ta chia 192.168.0.0 thành hai subnets, subnets sẽ dài hơn một chút và có thể được chỉ định bằng 255.255.128.0.
Ký hiệu CIDR giúp chỉ rõ “network mask” cho một địa chỉ và thêm vào tổng số bit trong toàn bộ địa chỉ bằng cách sử dụng dấu gạch chéo. Ví dụ: 192.168.129.23/17 chỉ ra “network mask” 17 bit. Người dùng Internet có thể tham khảo mạng a / 17 để chỉ ra kích thước của mạng mà không cần chỉ định “network mask” thực tế.
Ví dụ về CIDR
Sau khi tìm hiểu sơ qua về CIDR, hay xét một số ví dụ về nó để hiểu rõ hơn. Có một công cụ tên CIDR Calculation, rất hữu ích trong việc xác định dải IP tương đương với một địa chỉ CIDR cụ thể. Chỉ cần nhập địa chỉ CIDR vào công cụ, và click Calculate. Kết quả trả về sẽ bao gồm các thông tin cơ bản, như IP đầu, IP cuối, số lượng host…
Tương tự, ta cũng có chuyển đổi dải IP thành CIDR. Chẳng hạn ta muốn tìm địa chỉ CIDR cho dải IP nằm giữa 192.0.0.0 và 192.0.0.255. Chỉ cần nhập hai còn số này và công cụ sẽ trả về địa chỉ CIDR tương ứng.
Kết luận
CIDR là một phương pháp tuyệt vời để cải thiện hiệu quả của việc phân phối địa chỉ IP. CIDR có vai trò rất lớn đối với IPv4 vì địa chỉ IP đang nhanh chóng bị cạn kiệt. IPv6 hiện vẫn dang được triển khai, và mặc dù việc cạn kiệt IPv6 là không thể, nhưng CIDR vẫn đang được ứng dụng rộng rãi. Các bạn có thể tham khảo các bài viết sau để biết thêm về IPv4 và IPv6
