Địa chỉ IP: Ý nghĩa, Các loại, Cách thức hoạt động và hơn thế nữa

Mọi thiết bị trên Internet đều hoạt động với địa chỉ IP, vì vậy điều quan trọng là phải biết địa chỉ IP là gì và bạn có thể và không thể làm gì với địa chỉ IP.

Địa chỉ IP là gì?

Địa chỉ IP hoặc địa chỉ Giao thức Internet là nhãn số như 127.0.0.1 được gán cho bất kỳ thiết bị máy tính nào được kết nối với Internet và sử dụng Giao thức Internet để giao tiếp với các máy tính khác.

Giao thức Internet là một tiêu chuẩn được thiết lập để chuyển tiếp thông tin qua các máy tính và bộ định tuyến mạng tạo nên Internet. Nếu không có Giao thức Internet và hệ thống địa chỉ IP, sẽ không có Internet như bạn biết ngày nay.

Bài viết này sẽ xem xét kỹ hơn về địa chỉ IP để làm sáng tỏ hơn về kiến ​​trúc và đặc điểm của chúng, từ đó bạn có thể tận dụng chúng một cách tốt nhất.

IPv4 hay Giao thức Internet phiên bản 4 lần đầu tiên được ra mắt vào năm 1982 trên MẠNG VỆ TINH và vào năm 1983 trên ARPANETQuay trở lại thời điểm hiện tại, đây chính là giao thức xử lý hầu hết lưu lượng truy cập Internet hiện tại.

Để giao tiếp trên Internet nhanh chóng và hiệu quả, Giao thức Internet phiên bản 4 (IPv4) bao gồm hệ thống Địa chỉ Giao thức Internet (IP) cung cấp cho mỗi máy tính một mã định danh số, giống như số điện thoại. Điều này cho phép mọi máy tính trên Internet kết nối với bất kỳ máy tính nào khác, miễn là biết địa chỉ IP của máy đó.

127.0.0.1 là một ví dụ điển hình của địa chỉ IP. Tuy nhiên, địa chỉ này được tự động dành riêng để sử dụng trên giao diện vòng lặp của máy tính, đây là mạng ảo xử lý tất cả định tuyến dữ liệu bên trong cùng một thiết bị. Đây là địa chỉ để truy cập tất cả các dịch vụ mạng trên cùng một máy tính hoặc thiết bị di động.

Vì vậy, nếu bạn muốn chạy một máy chủ web trên máy tính xách tay hoặc thiết bị Android của mình, ví dụ, máy chủ web Apache của bạn sẽ lắng nghe các kết nối đến trên 127.0.0.1:80. :80 là viết tắt của cổng 80, trong khi 127.0.0.1 là viết tắt của cùng một thiết bị hoặc Mạng trong nhà or localhost. 

(Xem Địa chỉ IP và Cổng bên dưới)

Địa chỉ IPv4 nằm trong khoảng từ 0.0.0.0 đến 255.255.255.255. Loại địa chỉ thứ hai được gọi là IPv6, mặc dù tiên tiến hơn IPv4, nhưng đáng buồn là không được sử dụng rộng rãi.

IPv4 so với IPv6

IPv4 hay Giao thức Internet phiên bản 4 là hệ thống địa chỉ cũ hơn và được sử dụng rộng rãi nhất của Internet. Nó sử dụng hệ thống địa chỉ 32 bit, được sắp xếp thành bốn octet. Một octet ở đây là một nhóm 8 bit với giá trị tối đa là 11111111 ở định dạng nhị phân hoặc chỉ đơn giản là 255 ở dạng thập phân.

Địa chỉ IPv4 được viết theo định dạng thập phân để con người có thể đọc được. Nếu không, giá trị địa chỉ cao nhất của nó là 255.255.255.255 ở dạng thập phân sẽ là 11111111.11111111.11111111.11111111 ở dạng nhị phân. Thật là phiền phức khi làm việc với nó.

Tổng cộng, hệ thống địa chỉ IPv4 cho phép lên đến khoảng 4 tỷ địa chỉ duy nhất, có vẻ như nhiều, nhưng ít hơn khi bạn xem xét số lượng thiết bị IoT trực tuyến mỗi năm. Hơn nữa, nó được chia thành các lớp, như bạn có thể suy ra từ bảng bên dưới.

Lớp	Phạm vi
	Địa chỉ thấp nhất	Địa chỉ cao nhất
A	0.0.0.0	127.255.255.255
B	128.0.0.0	191.255.255.255
C	192.0.0.0	223.255.255.255
D	224.0.0.0	239.255.255.255

Bảng 1. Phạm vi địa chỉ Internet IPv4

Mặt khác, IPv6 là hệ thống địa chỉ 128 bit, hỗ trợ tối đa 3.4 x 10³⁸ thiết bị. Đó là 3.4 nhân với 38 số XNUMX - đủ địa chỉ để cung cấp địa chỉ IP nhiều lần cho tất cả máy tính, máy tính bảng, điện thoại di động, thiết bị IoT và máy bay không người lái trên thế giới.

Một địa chỉ IPv6 thông thường được biểu diễn bằng tám nhóm bốn chữ số thập lục phân được phân cách bằng dấu hai chấm. Vì vậy, một địa chỉ IPv6 mẫu sẽ trông như thế này:

1aa1:0db8:02fa:0bc3:0000:8a2e:0730:7345

Các loại địa chỉ IP

Có bốn loại địa chỉ IP chính, cụ thể là động, tĩnh, riêng tư và công khai. Tuy nhiên, nhiều tình huống sử dụng đã tạo ra nhiều nhãn liên quan đến IP khác nhau. Vì vậy, sau đây là các loại địa chỉ IP phổ biến nhất mà bạn sẽ tìm thấy và ý nghĩa của chúng.

1. Địa chỉ IP động

Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ Internet hiện nay đều cung cấp địa chỉ IP động. Hệ thống này sử dụng máy chủ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) để gán một địa chỉ IP mới cho thiết bị của bạn mỗi lần đăng nhập vào mạng của nhà cung cấp. Và IP này thường sẽ tồn tại cho đến khi phiên duyệt web của bạn kết thúc.

2. Địa chỉ IP tĩnh

Một địa chỉ cụ thể được gán cho một thiết bị cụ thể và không thay đổi. Nó được sử dụng để nhận dạng thiết bị đó trên Internet cho đến khi người quản trị mạng thay đổi nó.

3. Địa chỉ IP riêng tư

Loại địa chỉ này được sử dụng để xác định các thiết bị nằm trong mạng khép kín, chẳng hạn như mạng gia đình hoặc văn phòng. Thiết bị có IP riêng không thể truy cập được từ các máy tính khác trên Internet.

4. Địa chỉ IP công cộng

Đây là địa chỉ được gán cho một thiết bị được kết nối với Internet. Bất kỳ máy tính nào khác cũng có thể kết nối với nó từ bất kỳ nơi nào trên thế giới.

5. Địa chỉ IP được chia sẻ

Như tên gọi của nó, đây là địa chỉ IP được chia sẻ bởi nhiều dịch vụ trực tuyến. Các dịch vụ lưu trữ giá rẻ thường gom nhiều trang web vào một địa chỉ IP dùng chung và tự động định tuyến dữ liệu đến các tên miền khác nhau bên trong.

6. IP chuyên dụng

Không giống như địa chỉ IP dùng chung, nơi nhiều tên miền sử dụng cùng một IP, địa chỉ IP chuyên dụng trỏ đến một tên miền duy nhất. Địa chỉ IP chuyên dụng thường là dấu hiệu của một doanh nghiệp nghiêm túc.

7. Phát Địa chỉ IP

Đây là địa chỉ được sử dụng để gửi tin nhắn đến tất cả người dùng trên mạng. Nó chỉ khả dụng trên IPv4 nhưng không khả dụng trên IPv6.

8. Địa chỉ IP đa hướng

Đây là địa chỉ mà một nhóm thiết bị trên mạng có thể nhận tin nhắn cùng một lúc. Không giống như địa chỉ phát sóng cho tất cả các máy chủ, chỉ các thiết bị quan tâm mới nhận được dữ liệu đa hướng, cộng với người gửi chỉ phải truyền dữ liệu một lần. IP đa hướng thường được sử dụng để phát nhạc và video trực tuyến.

Địa chỉ IP hoạt động như thế nào

Địa chỉ IP được gán cho các mạng tùy thuộc vào kích thước của chúng. Ví dụ, hãy lấy phạm vi địa chỉ:

Từ 212.0.0.1 để 212.255.255.255

có thể được gán cho một mạng có tên là XYZ Incorporated. Ngoài ra, XYZ Inc. hiện có thể chia địa chỉ IP của mình cho những người dùng mạng của mình hoặc nếu có nhiều người dùng hơn số địa chỉ IP khả dụng, công ty có thể triển khai hệ thống gán IP động bằng máy chủ DHCP.

Bây giờ, bất cứ khi nào một thiết bị Internet yêu cầu kết nối đến một số trong phạm vi đó, việc truyền dữ liệu được thực hiện theo Giao thức Internet. Ở đây, mỗi thông tin liên lạc được chia thành các gói dữ liệu có chứa tiêu đề và tải trọng.

Phần tiêu đề của mỗi gói truyền Giao thức Internet bao gồm một địa chỉ IP đích và một địa chỉ IP nguồn. Phần tải trọng là dữ liệu thực tế được truyền qua mạng. Giao thức Internet được thiết kế theo cách mà mỗi nút mạng tiếp tục truyền dữ liệu mà nó nhận được đến nút tốt nhất gần nhất.

Và vì vị trí vật lý của trung tâm dữ liệu XYZ Inc. đã được biết, dữ liệu cuối cùng sẽ tìm đường đi qua các bộ định tuyến đến đó. Sau đó, XYZ Inc. sẽ phải định tuyến dữ liệu tiếp theo đến vị trí cụ thể của người dùng - người được chỉ định là người nhận.

Địa chỉ IP và tên miền

Bạn hẳn đã nhận thấy rằng hầu hết các trang web không quảng cáo địa chỉ IP của họ, thay vào đó họ quảng cáo tên miền của họ, chẳng hạn như TargetTrend.com or Google.com or Twitter.com

Lý do là một lớp truyền thông mới được xây dựng dựa trên Giao thức Internet và được gọi là World Wide Web. Phần Internet này sử dụng Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP), Giao thức truyền tệp (FTP) và các giao thức khác để giúp việc truyền tài liệu dễ dàng qua Internet, với Giao thức Internet là cơ sở vận chuyển của chúng.

Nó cũng bao gồm một hệ thống tên miền, cho phép bạn chỉ cần nhập tên miền và các giao thức chạy ẩn sẽ xử lý phần còn lại.

Ví dụ, khi bạn nhập Twitter.com vào trình duyệt, máy tính của bạn sẽ kiểm tra bộ nhớ đệm cục bộ trước để xem có bản sao gần đây của địa chỉ IP của Twitter không. Nếu có, máy sẽ sử dụng. Nếu không, máy sẽ gửi yêu cầu đến ISP hoặc máy chủ Hệ thống tên miền (DNS) bạn đã chọn.

Hệ thống máy chủ DNS hoạt động cùng với máy chủ tên gốc và máy chủ tên miền cấp cao nhất (TLD) để phân giải tất cả tên miền thành địa chỉ IP. Lưu ý rằng máy chủ tên TLD chịu trách nhiệm cho từng tên miền cấp cao nhất như .com, .org, .ru hoặc .co.uk.

Địa chỉ IP & Cổng

Một hệ thống truyền thông khác đi kèm với số IP là cổng truyền thông. Giống như các cổng máy tính vật lý như cổng USB và cổng nối tiếp, cổng phần mềm có chức năng truyền thông và là phần mở rộng của số IP.

Mặc dù bạn có thể mở và sử dụng bất kỳ số cổng nào bạn thích để phát triển ứng dụng cá nhân, số cổng thường được gán cho các dịch vụ cụ thể. Ví dụ, cổng 80 dành cho HTTP, cổng 22 dành cho Telnet và cổng 25 dành cho email SMPT.

Vì vậy, khi bạn kết nối với máy chủ web của mình tại http://localhost/index.html, trình duyệt hoặc máy khách web của bạn đang gửi yêu cầu HTTP đến 127.0.0.1:80. Và khi bạn kết nối đến máy chủ thư trên mạng cục bộ của mình thông qua Giao thức truyền thư đơn giản (SMPT), máy khách thư của bạn sẽ gửi yêu cầu đến 127.0.0.1:25.

Sau đây là danh sách các cảng phổ biến nhất và số lượng của chúng.

Số cổng	Dịch vụ mặc định	Ví dụ
20 & 21	File Transfer Protocol (FTP)	127.0.0.1:21
22	Secure Shell (SSH)	127.0.0.1:22
23	Telnet	127.0.0.1:23
25	SMPT (Email)	127.0.0.1:25
80	HTTP (Duyệt web)	127.0.0.1:80
110	Giao thức Bưu điện (POP3) cho Email	127.0.0.1:110
119	Giao thức truyền tin tức mạng (NNTP)	127.0.0.1:119
123	Giao thức thời gian mạng	127.0.0.1:123
143	IMAP (Quản lý Email)	127.0.0.1:143
194	Trò chuyện chuyển tiếp Internet (IRC)	127.0.0.1:194
443	HTTP an toàn (HTTPS)	127.0.0.1:443
3389	Giao thức Máy tính Từ xa	127.0.0.1:3389

Bảng 2. Các cổng giao tiếp Giao thức Internet phổ biến

Câu Hỏi Thường Gặp

Sau đây là một số câu hỏi thường gặp nhất về địa chỉ IP.

Kết luận

Tóm lại bài viết này về địa chỉ IP và cách chúng hoạt động, bạn đã thấy rằng chúng chỉ đơn giản là mã số định danh của các thiết bị trên mạng.

Giao thức Internet và các công nghệ liên quan rất rộng lớn. Vì vậy, bạn sử dụng chúng vào mục đích gì và làm như thế nào, tất cả đều phụ thuộc vào bạn và những gì bạn đang làm.