Mạng máy tính Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 và giao thức NAT (Network Address Translation)

Tìm hiểu về địa chỉ IPv4. Liệt kê các trường trong phần mào đầu của gói tin IPv4 và nêu rõ tác dụng của từng trường. Các loại địa chỉ IPv4 Nhược điểm của địa chỉ IP v4 là gì? Cho biết tính năng NAT (Network Address Translation) có tác dụng gì? Cách cấu hình địa chỉ IP v4 cho các máy tính theo cách đặt IP tĩnh và IP động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN

MẠNG MÁY TÍNH

ĐỀ TÀI:

Tìm hiểu về địa chỉ IPv4 và giao thức NAT (Network Address Translation)

Sinh viên thực hiện :

Giảng viên hướng dẫn :

PHIẾU CHẤM ĐIỂM

ký

kê các trường trong phần mào đầucủa gói tin IPv4 và nêu rõ tác dụng của từng trường Các loại địa chỉ IPv4

- Nhược điểm của địa chỉ IP v4 làgì?

- Cho biết tính năng NAT (Network Address Translation) cótác dụng gì?

- Cách cấu hình địa chỉ IP v4 cho các máy tính theo cách đặt IP tĩnh

và IP động2

Giảng viên chấm 1:

Giảng viên chấm 2:

MỤC LỤC

Trang

I TÌM HIỂU VỀ ĐỊA CHỈ IPv4 ……… ……… 1

1.Giới thiệu chung ……….……… … .1

1.1 Giới thiệu về địa chỉ IPv4 ……… 1

1.2 Cấu trúc địa chỉ IPv4 ……….…….…1

1.3 Phân lớp địa chỉ IPv4.……….………… 2

2 IPv4 header ( Phần mào đầu ) ……….……….… 5

3 Các loại địa chỉ IPv4 ……….…….………….… 7

4.Nhược điểm của địa chỉ IPv4 .………… ………….……….7

II GIAO THỨC NAT……… 8

1 Tìm hiểu đơn giản giao thức NAT ……… 8

2 Tác dụng của tính năng NAT ………… ………….…… ….9

III CẤU HÌNH ĐỊA CHỈ IPv4 CHO MÁY TÍNH……… 10

1 Tìm hiểu về IP Tĩnh và IP Động……… 10

2 Cấu hình địa chỉ IP Tĩnh……… 11 TÀI LIỆU KHAM KHẢO

LIỆT KÊ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Giải thích tiếng anh Giải thích tiếng việt

IP Internet Protocol Giao thức Internet

NAT Network Address Translation Địa chỉ mạng

IANA Internet Assigned Numbers Authority Tổ chức cấp phát số hiệu

Internet OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến

OSPFTCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển

truyền vậnUDP User Datagram Protocol Giao thức Datagram của

Người dùngICMP Internet Control Message Protocol Giao thức Thông báo

Kiểm soát Internet

DANH MỤC HÌNH ẢNH

(1): Cấu trúc địa chỉ IPv4……… ……… 2

(2): Địa chỉ lớp A……… … 2

(3): Địa chỉ lớp B……… … 3

(4): Địa chỉ lớp C……… … 4

(5): Cấu trúc header của IPv4… ……… ………5

(6): NAT là gì? ……… 9

(7): Tác dụng của NAT trong mạng……… ………… 10

(8): Khởi động cửa sổ Run………11

(9): Chọn Properties cho kết nối cần thiết lập để thay đổi…………12

(10): Click địa chỉ IPv4……….12

(11): Thay đổi địa chỉ IP……… 13

I TÌM HIỂU VỀ ĐỊA CHỈ IPv4

1 Giới thiệu chung

1.1 Giới thiệu về địa chỉ IPv4

IP là viết tắt của từ Internet Protocol tức có nghĩa là Giao thức Internet,thực sự vậy để các máy tính nhận dạng được nhau thì mỗi máy tính sẽ được gắnbởi một địa chỉ IP Như vậy sẽ không thể gắn cho hai máy sử dụng cùng một địachỉ IP vào toàn bộ địa chỉ IP trên toàn thế giới được quản lý bởi IANA, phânphối cho từng quốc gia và doanh nghiệp đưa vào sử dụng

Ipv4 viết tắt cho Internet Protocol Version 4, dịch ra có nghĩa là giaothức Internet phiên bản thứ 4 Ipv4 đã được bộ quốc phòng Hoa Kỳ chuẩn hóa.Giao thức Internet IP đã trải qua nhiều phiên bản khác nhau và phiên bản Ipv4 làphiên bản đầu tiên được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và hiện vẫn còn đang

là nòng cốt của Internet trên toàn thế giới

Ipv4 là giao thức mang tính hướng dữ liệu và được sử dụng cho hệ thốngchuyển mạch gói.Điểm mạnh của Ipv4 không quan tâm đến thứ tự truyền góitin, cũng không đảm bảo gói tin sẽ đến đích hay là có xảy ra tình trạng lặp góitin ở đích đến hay không Nó chỉ có cơ chế đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu bằngviệc sử dụng những gói kiểm tra được thiết lập đi kèm với nó

Địa chỉ Ipv4 là 1 địa chỉ đơn nhất đang được sử dụng bởi các thiết bịđiện tử hiện nay để nhận diện và liên lạc với nhau trên Internet Để đánh địa chỉ,Ipv4 sử dụng 32bit và chia ra làm 4 octet (mỗi octet có 8 bit = 1 byte) Dấuchấm được sử dụng để ngăn các octet với nhau

1.2 Cấu trúc địa chỉ IPv4

Địa chỉ Ipv4 gồm 32 bit nhị phân, chia thành 4 cụm 8 bit (gọi là cácoctet) Các octet được biểu diễn dưới dạng thập phân và được ngăn cách nhaubằng các dấu chấm.Tuơng ứng với các bit là:11000000.10101000.00000001.00001000

Như vậy, với 32 bit, giới hạn của địa chỉ IPv4 là từ 0.0.0.0 đến 255.255.255.255.Địa chỉ IP được chia thành hai phần: phần mạng (network) và phần host

Hình 1: Cấu trúc địa chỉ IPv4

1.3 Phân lớp địa chỉ IPv4

Không gian địa chỉ IPv4 gồm 5 lớp :

- Lớp A:

Hình 2: Địa chỉ lớp A

 Gồm các địa chỉ thuộc dải: 224.0.0.0 -> 239.255.255.255

 Được sử dụng làm địa chỉ multicast

 Ví dụ: 224.0.0.5 dùng cho OSPF; 224.0.0.9 dùng cho RIPv2

- Lớp E:

 Từ 240.0.0.0 trở đi

 Được dùng cho mục đích dự phòng

2 IPv4 header ( Phần mào đầu )

Hoạt động của Internet dựa trên các thủ tục, là tập các quy trìnhphục vụ cho giao tiếp Trong thủ tục Internet, những thông tin như địa chỉ IPcủa nơi gửi và nơi nhận gói tin, và những thông tin cần thiết khác được đặt phíatrước dữ liệu Phần thông tin đó được gọi là phần mào đầu (header)

Hình 5: Cấu trúc header của IPv4

Ta sẽ tìm hiểu qua tất cả các trường:

- Version: trường này cho ta biết phiên bản nào của IP ta đang sử dụng, do

sử dụng Ipv4 nên ở trường này ta sẽ thấy giá trị 4

- Header length: trường này 4 bits cho ta biết chiều dài của IP header dướidạng 32 bit gia tăng Chiều dài tối thiểu là 20 bytes với 32 bits gia tăng ta

sẽ có được giá trị là 5 Giá trị lớn nhất có thể với 4 bits là 15 do đó với 32bits gia tăng ta sẽ có giá trị tối đa là 60 bytes

- Type of service: trường này được sử dụng cho Qos, có 8 bits dùng đểđánh dấu gói tin để có thể áp cho gói tin đó một cách thức xử lý nhất định

- Total length: trường này 16 bits cho biết kích cỡ của toàn bộ IP packets.Kích cỡ tối thiểu là 20 bytes và tối đa là 65535 đó là giá trị cao nhất ta cótạo với 16 bits

- Identification: nếu mà IP packet bị phân mảnh thì packet bị phân mảnh đó

sẽ sử dụng chung 16 bits nhận diện để xác định chúng thuộc về IP packetnào

- IP Flag: 3 bits này sử dụng cho phân mảnh:

- Bit đầu tiên luôn đặt là 0

- Bit thứ 2 được gọi là DF (Don’t Fragment) bit và cho biết rằng gói tin này

- Source address: có 32 bits địa chỉ IP nguồn.

- Destination address: 32 bits địa chỉ đích

- IP option: trường này ít được sử dụng Là một tùy chọn và giá trị của nóthay đổi phụ thuộc vào tùy chọn mà ta sử dụng

3 Các loại địa chỉ IPv4

Các loại địa chỉ Ipv4:

4 Nhược điểm của địa chỉ IPv4

Nhược điểm lớn nhất của Ipv4 là cấu trúc thiết kế của nó không có bất

cứ cách thức bảo mật nào cả Ipv4 cũng hoàn toàn không có phương tiện mã hóa

dữ liệu Vì vậy, lưu lượng truyền tải dữ liệu giữa các host với nhau sẽ khôngđược bảo mật, chỉ được bảo mật phổ biến ở mức ứng dụng mà thôi Nếu áp dụngphương thức bảo mật phổ biến IPSec tại tầng IP thì mô hình bảo mật chủ yếu làbảo mật lưu lượng giữa các mạng còn việc bảo mật đầu cuối thường sử dụng rấthạn chế

Việc thiếu hụt không gian địa chỉ cũng là 1 trong những hạn chế rất lớncủa Ipv4 Để đánh địa chỉ, phiên bản Ipv4 chỉ sử dụng 32bit, do đó không giancủa nó chỉ có khoảng 236 địa chỉ Sự bùng nổ Internet đến thời điểm hiện tạikhiến cho tài nguyên Ipv4 được sử dụng gần như là cạn kiện Vì thế phiên bảnnày không đủ đáp ứng so với nhu cầu hiện nay

Để khắc phục thiếu hụt không gian địa chỉ cũng như hạn chế của Ipv4.Ipv6 (Internet Protocol Version 6) đã ra đời để làm điều này và hiện tại tổ chứcInternet IETF đang thúc đẩy việc thay thế Ipv4 bằng Ipv6 Chiều dài của địa chỉIpv6 là 128bit, gấp 4 lần chiều dài địa chỉ Ipv4 nên không gian và địa chỉ lớnhơn

II GIAO THỨC NAT (Network Address Translation)

1 Tìm hiểu đơn giản giao thức NAT

NAT cũng giống như một nhân viên lễ tân tại một văn phòng lớn Nếubạn muốn gặp một ai đó trong công ty đều phải thông qua và làm theo hướngdẫn của nhân viên lễ tân Hoặc nếu bạn muốn gọi điện nói chuyện với một ai đónhưng người đó không có mặt ở công ty hoặc họ đang bận họp, bạn có thể đểlại tin nhắn cho lễ tân sau đó họ sẽ chuyển tiếp tin nhắn tới người mà bạn cầnnói chuyện để thông báo Trong một trường hợp khác bạn có thể nói chuyện vớilễ tân và yêu cầu họ nối máy đến người bạn cần gặp

Hình 6: NAT là gì?

Hay có thể hiểu khi một người muốn nói chuyện với bạn, nhưng họ chỉbiết số điện thoại văn phòng nơi bạn làm việc Họ sẽ gọi điện đến văn phòng củabạn và yêu cầu nhân viên lễ tân chuyển tiếp cuộc gọi đến bạn Lúc này nhânviên lễ tân sẽ tiến hành kiểm tra trên bảng tra cứu để tìm ra tên của bạn và cácthông tin mở rộng khác Và sau đó họ sẽ chuyển tiếp cuộc gọi đến cho bạn trênphần mở rộng của bạn

2 Tác dụng của tính năng NAT

NAT giống như một Router, chuyển tiếp các gói tin giữa những lớpmạng khác nhau trên một mạng lớn NAT dịch hay thay đổi một hoặc cả hai địachỉ bên trong một gói tin khi gói tin đó đi qua một Router, hay một số thiết bịkhác Thông thường NAT thường thay đổi địa chỉ thường là địa chỉ riêng ( IPPrivate ) của một kết nối mạng thành địa chỉ công cộng (IP Public)

Hình 7: Tác dụng của NAT trong mạng

NAT cũng có thể coi như một Firewall (tường lửa) cơ bản NAT duy trìmột bảng thông tin về mỗi gói tin được gửi qua Khi một máy tính trên mạng kếtnối đến 1 website trên Internet header của địa chỉ IP nguồn được thay thế bằngđịa chỉ Public đã được cấu hình sẵn trên NAT sever, sau khi có gói tin trở vềNAT dựa vào bảng record mà nó đã lưu về các gói tin, thay đổi địa chỉ IP đíchthành địa chỉ của PC trong mạng và chuyển tiếp đi

III CẤU HÌNH ĐỊA CHỈ IPv4 CHO MÁY TÍNH

1 Tìm hiểu về IP Tĩnh và IP Động

- IP Tĩnh: Đúng như tên gọi của nó, địa chỉ IP tĩnh được hiểu là địa chỉ IP

cố định, không thể thay đổi IP tĩnh thường áp dụng với mạng cáp quangdành cho doanh nghiệp

- IP Động: IP động là địa chỉ tự động thay đổi theo một số điều kiện nhấtđịnh

IP động được chia làm 2 loại:

 IP Lan ta thường thay đổi giữa IP động, IP tĩnh trong mục Networkand Sharing Center trên máy tính

 IP public thay đổi khi ta khởi động lại modem hoặc tắt bật 3G

2 Cấu hình địa chỉ IP Tĩnh

Bước 1: mở hộp thoại run bằng cách nhấn tổ hợp phím windows + R.

Rồi gõ vào đó ncpa.cpl

Hình 8: Khởi động cửa sổ Run

Bước 2: Trong cửa sổ "Network Connections", nhấn chuột phải vào

adapter muốn thiết lập một địa chỉ IP tĩnh và sau đó chọn lệnh "Properties"

Hình 9: Chọn Properties cho kết nối cần thiết lập để thay đổi

Bước 3: Trong cửa sổ thuộc tính của adapter, chọn "Internet Protocol

Version 4 (TCP/IPv4)" và sau đó nhấp vào nút "Properties".

Hình 10: Click địa chỉ IPv4

Bước 4: Mặc định máy tính của bạn là IP động Để thiết lập IP tĩnh bạn

chọn dòng Use the following IP Adress Ô thiết lập IP cho phép bạn nhập địa chỉ

IP vào Nhấn ok

Hình 11: Thay đổi địa chỉ IP

Với 4 bước như trên thì chúng ta đã có thể cấu hình IP tĩnh cho thiết bị của mìnhmột cách chủ động hơn

TÀI LIỆU KHAM KHẢO

(1): 118495