Ý nghĩa của subnet mask là gì?

Nhắc đến Subnet Mask là nhắc đến khả năng chia sẻ nguồn lực mạng, nó giúp người dùng phân bổ mạng khoa học và hợp lý hơn. Bài viết sau của HostingViet sẽ giúp bạn hiểu hơn về Subnet Mask và cách thực hiện chia mạng tối ưu. 

Subnet mask là gì

Subnet mask là khái niệm dùng để chỉ sự phân chia các địa chỉ TCP/IP một cách khoa học, logic. Quá trình phân chia mạng thành nhiều nhánh con được gọi là quá trình subnetting. 

Giải thích chi tiết hơn thì Subnet mask là dãy số 32 bit hay 128 bit. Đây là dãy số phân chia đoạn địa chỉ IP đang tồn tại trên mạng TCP/IP. Trong thực tế, cũng có khi, người ta còn sử dụng Subnet mask để phân chia IP thành địa chỉ Network và địa chỉ Host riêng. Quá trình này được thực hiện để chia Host của địa chỉ IP thành nhiều phần phụ khác nhau. 

Ví dụ: Địa chỉ Ipv4 có dạng 192.168.1.1 và subnet mask 255.255.255.0.

Trong ví dụ này, bạn sẽ thấy 3 phân đoạn đầu của địa chỉ là thuộc về network, còn phân đoạn cuối được chỉ định cho các máy chủ chạy trong mạng con IPV4.

Subnet mask có vai trò quan trọng khi dãy địa chỉ IP đơn được phân thành nhiều phân đoạn trong cùng mạng nội bộ (LAN). Cũng giống Ipv4, một subnet Ipv4 sẽ chứa 4 byte (32 bit). Chúng được viết bằng việc dùng cùng một ký tự góc phần tư kết hợp với dấu chấm thập phân. Với phương thức Ipv4, chuỗi 8 số nhị phân được chuyển thành số thập phân 255.

Thông qua Subnet mask, các tổ chức dễ dàng chia nhỏ địa chỉ IP một cách công khai mà không cần lấy số IP mới từ ISP. Vì thế, Subnet mask giúp tăng số lượng địa chỉ IP, nâng cao hiệu suất và bảo mật cho network. Từ đó, doanh nghiệp có thể sử dụng một subnet mask để chọn số lượng subnet khởi tạo, hay chọn số lượng node mạng trên từng mạng con thông qua việc đặt toàn bộ bit mạng nối tiếp là "1", còn bit máy chủ là "0".

Công dụng của Subnet là gì?

Trong trường hợp công ty bạn yêu cầu một số lượng lớn truy cập mạng LAN thì đòi hỏi cấu trúc mạng phải có khả năng đảm bảo được tất cả hàng ngàn thiết bị kết nối đó. Trên lý thuyết thì cấu trúc mạng của công ty có thể kết nối tối đa đạt được mục đích sử dụng nhưng trong thực tế cấu trúc mạng hiện nay thường bị giới hạn về số máy được kết nối nên kết quả sẽ trả lại thấp hơn mong muốn. Đồng thời, nhiều thiết bị kết nối chung cùng một mạng khiến hệ thống quản trị trở nên khó khăn hơn. Từ nhược điểm này Subnet mask ra đời, khắc phục nhược điểm đó. 

Khi dùng giải pháp phân chia mạng hệ thống, doanh nghiệp sẽ xác định được mạng riêng sử dụng cho công ty. Sau đó, mạng này được phân nhỏ thành nhiều mạng con có riêng địa chỉ IP. Điều này giúp cho cấu trúc mạng đạt tối đa khả năng kết nối.

Lợi ích khi chia Subnet mask là gì?

• • - Nhờ hạn chế quá trình giao vận các thông tin quảng bá nên CPU được “giải phóng” thời gian làm việc, tức giảm thiểu được thời gian xử lý các vấn đề này.
  • - Phạm vi sử dụng đa dạng. Cụ thể, cho phép từng mạng con có thể làm việc trên mỗi cấu hình riêng mà không cần lệ thuộc vào mạng LAN.
• - Giảm tắc nghẽn mạng bằng việc tái định hướng quá trình giao vận và hạn chế phạm vi hoạt động của các thông tin quảng cáo.
• - Giúp hệ thống mạng LAN chung hoạt động hiệu quả, hầu như không có thời gian downtime. Bởi khi có bất kỳ sự cố hay lỗi của mạng con thì người quản trị dễ dàng khắc phục và không làm ảnh hưởng đến hệ thống mạng chung.
• 

Cách tính Subnet mask

Mỗi máy tính khi dùng chung một mạng sẽ có cùng địa chỉ IP và nó không thay đổi. Do đó, người dùng cần phải lấy một phần Node Address để định danh cho từng Subnet.

Subnet calculator được dùng để chia một IP network thành những subnet con thông qua việc tính toán địa chỉ network, broadcast, subnet mask cùng dải địa chỉ IP của host. Các mạng con có thể được tính thủ công hoặc sử dụng subnet calculator trực tuyến.

Để sử dụng Subnet mask phân chia mạng hệ thống, bạn phải xác định số lượng mạng con cần sử dụng. Việc làm này dựa trên cơ sở dữ liệu về hiện trạng, đồng thời, kết hợp với dự kiến về tốc độ tăng trưởng hệ thống mạng trong tương lai. Muốn quá trình subnetting được tính toán chính xác, bạn có thể tham khảo 2 cách chọn Subnet mask sau:

Nhằm giúp bạn hiểu rõ hơn và cách tính, Hosting Việt sẽ minh họa bằng ví dụ trực quan sau:

Người dùng phải tính toán để phân chia địa chỉ của mạng lớp C 162.199.0.0 thành 10 mạng con riêng biệt. Việc làm đầu tiên và quan trọng lúc này là làm sao xác định được giá trị của Subnet mask. Quá trình xác định này được thực hiện theo các bước sau:

- Bước 1: Bạn lấy toàn bộ mạng con cần chia và chuyển chúng thành dạng nhị phân. Ứng với ví dụ trên là 10 mạng con trong mạng lớp C, tức là 1010. 

- Bước 2: Chuyển tất cả các bit của 1010 thành 1. Sau đó, bạn thêm vào sau các số 0, như vậy là có được 1 octet. Kết quả dãy số lúc này sẽ là 11110000. Cứ thế, bạn tiếp tục chuyển giá trị nhị phân thành thập phân và được số 240. Số này chính là phần giá trị mở rộng của Subnet mask tùy biến.

- Bước 3: Thêm phần mở rộng của Subnet mask tùy biến (tức số 240) vào sau số 255255.0.0 (đây là giá trị của Subnet mask mặc định). Cuối cùng, bạn có được Subnet mask tùy biến là 255.255.255.240.

Tóm lại, các bước để xác định Subnet mask là:

1. Xác định số lượng mạng con cần phân chia.
2. Chuyển giá trị sang dạng nhị phân.
3. Chuyển các bit dạng nhị phân thành 1.
4. Thêm bit 0 để được octet.
5. Thêm giá trị của Subnet mask tùy biến vào sau giá trị của Subnet mask mặc định.

• Cách 2: Chọn Subnet mask từ bảng

Đối với Subnet mask tùy biến, thông thường chỉ có 8 giá trị và mỗi bit không thuộc Subnet mask mặc định lại có giá trị bằng 0 hoặc 1. Dựa vào nguyên tắc này, bạn thiết lập một bảng thông tin để nhanh chóng xác định được giá trị của các Subnet mask tùy biến phù hợp.

Đầu tiên, bạn chuyển đổi nhị phân và tính các giá trị Subnet mask bằng việc cộng dồn tất cả giá trị bit trong sơ đồ. Với cách tính này, Subnet Mask bao phủ 1 bit sẽ tương ứng với giá trị là 1. Còn Subnet mask bao phủ 2 bit có giá trị là 192, 3 bit là 224.

Tiếp tục thực hiện phép tính trên để tính đến cột cuối cùng bên phải. Nhờ thế, tất cả các bit của octet bên trong Subnet mask được dùng đồng loạt. Sau khi tính, giá trị của nó tương ứng là 255.

Tiếp đến, bạn xác định số lượng mạng con cần phân chia ứng với giá trị Subnet mask nào. Công thức xác định giá trị là 2m - 2. Trong đó, m là số bit đưa vào Subnet mask. Ngoài ra, do có 2 địa chỉ cùng tồn tại trên một mạng nên bạn phải trừ thêm 2. 

Ví dụ: Bạn dùng Subnet mask bao phủ 1 bit có giá trị 128. Vậy công thức tính sẽ là 21 – 2 = 0. Đây là địa chỉ của mạng con. Tương tự, bạn tính cho các bit còn lại.

Cuối cùng, bạn xác định giá trị của các cột trong bảng. Đây là các cột tính để bạn phân chia mạng thành những mạng con theo nhu cầu sử dụng. Trong trường hợp, bạn cần phân chia 8 mạng con và chọn giá trị đến 14 mạng con. Lúc này, Subnet mask sẽ có giá trị tương ứng là 240.

Tóm lại, các bước để tính giá trị Subnet mask là:

1. Chuyển đổi Subnet mask sang dạng nhị phân.
2. Đếm toàn bộ số bit (gọi là m) đưa vào Subnet mask tùy biến (lưu ý là trừ các bit thuộc Subnet mask mặc định).
3. Dùng công thức 2m – 2 để tính số mạng con cần.

Tính số lượng thiết bị trên mỗi subnet mask

Phương pháp tính số lượng thiết bị trên mỗi mạng con để chọn Subnet mask cũng được sử dụng phổ biến. Với cách tính này, trước hết, bạn phải xác định được số thiết bị cần kết nối vào từng mạng con. 

Để tính toán số thiết bị hỗ trợ trên các mạng con, bạn cũng thực hiện chuyển Subnet mask sang nhị phân. Sau đó, đếm số bit chưa được bao phủ bởi Subnet mask (các bít 0). Cuối cùng, bạn dùng công thức  2u – 2. Trong đó, u là số lượng bit 0. 

Ví dụ:

Mạng lớp B sở hữu Subnet mask là 255.255.240.0 và có 14 mạng con. Trong đó, có 12 bit chưa được đánh dấu. 

Sử dụng công thức trên, bạn sẽ có được số lượng thiết bị tối đa có thể dùng trên mỗi mạng con là  2¹² - 2 = 4094

Gán địa chỉ thiết bị của quá trình subnetting

Để có thể gắn địa chỉ cho thiết bị, bạn phải biết các thông số như Subnet mask là gì, địa chỉ của mạng con, giá trị lũy tiến. 

Cụ thể, cách xác định phạm vi của địa chỉ IP hợp lệ là:

• Địa chỉ bắt đầu: Địa chỉ mạng con + 1 
• Địa chỉ kết thúc: Địa chỉ mạng con kế tiếp – 2

Lưu ý: Địa chỉ kết thúc = địa chỉ mạng con hiện tại + số lũy tiến – 2

Ví dụ: Để xác định phạm vi của địa chỉ mạng con 131.56.32.0 thuộc mạng lớp B (IP của mạng lớp B là 131.56.0.0 và Subnet mask là 255.255.240.0), bạn thực hiện theo các bước sau:

• Bước 1: Chuyển giá trị của Subnet mask thành dạng nhị phân.
• Bước 2: Xác định bit 1 cuối cùng bên phải, đồng thời, tính giá trị thập phân tương ứng sẽ được giá trị lũy tiến 16.
• Bước 3: Xác định địa chỉ bắt đầu theo công thức trên là 131.56.32.1.
• Bước 4: Xác định địa chỉ kết thúc theo công thức trên (cộng vào giá trị lũy tiến và trừ 2) là 131.56.47.254.
• 

Cách gán địa chỉ cho Subnet

Khi đã xác định được Subnet mack và số mạng con cần chia thì việc tiếp theo là bạn gán địa chỉ cho mỗi mạng con. Để dễ hiểu, bạn có thể tham khảo ví dụ sau của Hosting Việt.

Ví dụ : Liệt kê tất cả các địa chỉ của mạng con thuộc mạng lớp B có địa chỉ là 131.56.0.0, Subnet mask 255.255.240.0.

Để xác định được địa chỉ của các mạng con, trước hết, bạn chuyển các giá trị của Subnet mask thành dạng nhị phân. Sau đó, tìm kiếm bit 1 ở cuối cùng bên phải và chuyển sang dạng thập phân. Theo ví dụ này, giá trị tương ứng với bit 1ở vị trí cuối cùng bên phải là 16. Đây là giá trị lũy tiến. Tiếp đến, bạn tạo danh sách các địa chỉ của mạng con.

Để thiết lập danh sách, bạn thực hiện cộng tất cả giá trị lũy tiến vào địa chỉ mạng. Lưu ý, danh sách địa chỉ được ngừng tại số bằng với giá trị của Subnet mask. Dưới đây là danh sách địa chỉ mạng con của mạng lớp B với IP 131.56.0.0.

131.56.0.0

131.56.128.0

131.56.16.0

131.56.144.0

131.56.32.0

131.56.160.0

131.56.38.0

131.56.176.0

131.56.64.0

131.56.192.0

131.56.80.0

131.56.208.0

131.56.96.0

131.56.224.0

131.56.112.0

131.56.240.0

Nhìn vào danh sách này, dễ dàng thấy được, địa chỉ mạng con sẽ được bắt đầu bằng dãy số 131.56.0.0 và kết thúc là 131.56.240.0. Tiếp đến, bạn chỉ việc thực hiện động tác sau cùng là dán các địa chỉ chứa bit 0 hay 1 vào Subnet mask (địa chỉ dành riêng). Trong ví dụ trên thì địa chỉ dành riêng chính là dãy số đầu tiên và cuối cùng của danh sách địa chỉ.

Trong trường hợp muốn kiểm tra danh sách trên, bạn đếm số bit đưa vào Subnet là gì. Kế đến, sử dụng công thức 2m – 2 để tính số mạng con. Cũng theo ví dụ trên thì có 4 bit đưa vào Subnet mask. Do đó, số mạng con sẽ là 24 – 2 = 14. Giá trị này bằng với số lượng mạng con được liệt kê trong danh sách trên.