Subnetting là một trong những kỹ thuật quan trọng giúp tối ưu hóa việc sử dụng địa chỉ IP trong các hệ thống mạng. Được áp dụng rộng rãi trong cả mạng nội bộ (LAN) và mạng diện rộng (WAN), subnetting cho phép chúng ta chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn, giúp tiết kiệm địa chỉ IP và dễ dàng quản lý, bảo mật hệ thống mạng hơn. Mặc dù khái niệm này có thể khiến nhiều người mới bắt đầu cảm thấy phức tạp nhưng với những chia sẻ của Việt Tuấn dưới đây, bạn sẽ hiểu rõ hơn về Subnetting là gì.
1. Subnetting (mạng con) là gì? Mối liên quan mật thiết của Subnetting và Subnet Mark
1.1 Subnetting là gì?
Subnetting là gì? Khi mạng máy tính đã phát triển mạnh mẽ kể từ đầu những năm 1990, việc quản lý mạng trở nên ngày càng quan trọng. Subnet nghĩa là mạng con, không thể thiếu đối với bất kỳ quản trị viên mạng hoặc quản trị viên bảo mật nào hỗ trợ môi trường mạng. Một subnet có thể là một liên kết point-to-point link hoặc là một mạng cục bộ (LAN) được cô lập trong cấu trúc liên kết mạng trên Internet.
Subnetting là kỹ thuật chia một mạng lớn thành nhiều mạng nhỏ hơn. Một subnet là tập hợp các thiết bị, mỗi thiết bị có địa chỉ IP riêng và được kết nối với nhau qua cùng một kênh kết nối.
Việc chia mạng thành các subnet bằng địa chỉ IP rất dễ dàng, cho phép một địa chỉ mạng duy nhất được sử dụng trên nhiều mạng nhỏ hơn. Với những tổ chức lớn hoặc các hệ thống máy tính được phân tán, chia nhỏ mạng thành các subnet kết nối với nhau qua router là một giải pháp hiệu quả, vừa đảm bảo tính linh hoạt vừa tăng hiệu suất hoạt động của toàn hệ thống.
Ví dụ: Thay vì chỉ định toàn bộ 37.1.1.0/24 cho office-1 và yêu cầu ban quản lý mua thêm địa chỉ, bạn có thể chia mạng 37.1.1.0/24 thành bốn mạng con nhỏ hơn và chỉ định một mạng con cho mỗi văn phòng.
1.2 So sánh Subnetting và Subnet Mask
Subnetting và Subnet Mask là hai khái niệm quan trọng trong quản lý mạng. Subnetting là quá trình chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn để tối ưu hóa việc sử dụng địa chỉ IP, giảm lãng phí tài nguyên và tăng cường hiệu suất mạng. Subnetting tập trung vào việc lập kế hoạch và cấu trúc mạng, giúp đáp ứng nhu cầu cụ thể của tổ chức bằng cách giảm kích thước các mạng con.
Trái lại, Subnet Mask là một công cụ được sử dụng để xác định phạm vi của mạng con. Subnet Mask định nghĩa rõ ràng phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ host trong mỗi địa chỉ IP, giúp các thiết bị xác định đúng mạng con mà chúng thuộc về.
Về tính ứng dụng và mức độ phức tạp, Subnetting đòi hỏi quản trị viên mạng phải có kiến thức chuyên sâu và khả năng tính toán chính xác để phân chia mạng hợp lý đặc biệt trong các hệ thống lớn. Ngược lại, Subnet Mask là một giá trị cố định, thường được cài đặt sẵn hoặc cấu hình trực tiếp trên các thiết bị mạng và dễ dàng áp dụng hơn.
Subnetting là bước lập kế hoạch quan trọng trước khi triển khai mạng còn Subnet Mask hỗ trợ thực thi và duy trì cấu trúc mạng đã thiết kế. Cả hai đều phối hợp để đảm bảo hoạt động mạng hiệu quả và bảo mật.
Giả sử bạn có một mạng lớn với địa chỉ IP 192.168.0.0/16 (65.536 địa chỉ IP) và bạn muốn chia thành các mạng con nhỏ hơn để dùng cho hai phòng ban, mỗi phòng cần tối đa 254 địa chỉ IP.
Subnetting sẽ chia mạng lớn thành các mạng con như 192.168.1.0/24 và 192.168.2.0/24, mỗi mạng con chứa 256 địa chỉ IP (từ 0 đến 255).
Subnet Mask tương ứng là 255.255.255.0, giúp thiết bị xác định phần mạng (24 bit đầu) và phần host (8 bit cuối). Ví dụ:
- Máy tính A: 192.168.1.10 (thuộc 192.168.1.0/24)
- Máy tính B: 192.168.2.10 (thuộc 192.168.2.0/24)
Tìm hiểu thêm các thông tin về Subnet Mask qua bài viết: Subnet Mask là gì? Cách thức hoạt động và vai trò của subnet
2. Cách hoạt động của Subnetting
Subnetting hoạt động bằng cách chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn để sử dụng hiệu quả hơn dải địa chỉ IP. Thay vì yêu cầu thêm nhiều dải địa chỉ cho từng mạng riêng biệt, bạn chỉ cần một dải địa chỉ duy nhất và phân chia cho nhiều mạng vật lý khác nhau. Để thực hiện, địa chỉ mạng sẽ được mở rộng bằng cách thêm các bit vào địa chỉ mạng, tạo thành một địa chỉ mạng mở rộng, giúp xác định mạng con cụ thể.
Các thiết bị trong mỗi mạng con sẽ có các giao diện IP riêng biệt và được truy cập qua cùng một tuyến đường trong mạng. Dù các mạng con có thể nằm ở các khu vực khác nhau nhưng tuyến đường cuối cùng dẫn đến mỗi mạng con sẽ giống nhau. Mỗi mạng con cần có ít nhất một giao diện kết nối với bộ định tuyến gần nhất để giúp xác định vị trí của mạng con trong cấu trúc mạng tổng thể.
Để chia mạng thành các mạng con, bạn cần chuyển đổi một số bit máy chủ bên trái thành bit mạng. Những bit này được gọi là bit mạng con. Khi đó, bạn sẽ tạo ra được nhiều mạng con nhỏ hơn mạng gốc. Vậy làm thế nào để quyết định số lượng bit máy chủ để chuyển đổi thành bit mạng con?
Sau đây là cách tính toán số lượng mạng con được tạo và số lượng máy chủ trên mỗi mạng con:
2^subnet bits = number of subnets created
2^host bits - 2 = number of hosts per subnet
Ví dụ, với một bit subnet duy nhất, bạn có thể tạo 2^1 hoặc 2 subnet. Với 2 bit, 2^2 hoặc 4 subnet, với 3 bit, 2^3 hoặc 8 subnet,... Số lượng bit subnet phải đủ để tạo ra nhiều subnet như yêu cầu. Đồng thời, các bit host còn lại cũng phải đủ để đảm bảo rằng chúng ta có nhiều địa chỉ IP host như cần thiết.
3. Tại sao phải chia mạng con?
Chia mạng con giúp tối ưu hóa việc sử dụng địa chỉ IP và quản lý mạng hiệu quả hơn. Cụ thể:
- Tiết kiệm địa chỉ IP: Chia mạng lớn thành các mạng con giúp bạn sử dụng địa chỉ IP một cách hợp lý và tránh lãng phí. Subnetting rất phù hợp sử dụng khi dải địa chỉ IP có hạn, đảm bảo rằng mỗi mạng chỉ sử dụng lượng địa chỉ cần thiết.
- Quản lý mạng dễ dàng hơn: Khi chia mạng thành các mạng con, việc quản lý và phân chia các nhóm thiết bị trong mạng trở nên đơn giản hơn. Mỗi mạng con có thể được cấu hình riêng biệt, giúp giảm thiểu sự phức tạp trong việc xử lý và bảo trì.
- Tăng cường bảo mật: Mạng con giúp tạo ra các khu vực riêng biệt trong mạng, giúp hạn chế sự truy cập giữa các thiết bị khác nhau trong mạng. Đồng thời làm giảm nguy cơ xâm nhập từ bên ngoài và bảo vệ dữ liệu trong từng phần của mạng.
- Hiệu quả về băng thông: Subnetting có thể giúp giảm lưu lượng mạng không cần thiết vì các thiết bị trong một mạng con có thể giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần đi qua bộ định tuyến, giúp tiết kiệm băng thông và nâng cao hiệu suất mạng.
- Cải thiện quản lý địa chỉ IP: Subnetting giúp phân phối địa chỉ IP một cách hợp lý cho từng nhóm thiết bị trong mạng, dễ dàng kiểm soát việc cấp phát và sử dụng địa chỉ mà không bị trùng lặp.
4. Hạn chế của Subnetting (mạng con)
Mặc dù chia mạng con mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng có một số hạn chế cần lưu ý khi áp dụng vào thiết kế mạng. Dưới đây là những vấn đề bạn có thể gặp phải khi sử dụng subnetting:
- Địa chỉ IP không sử dụng: Mỗi mạng con cần có đủ địa chỉ IP nhưng do cách chia lớp, sẽ có một số địa chỉ không được sử dụng, có thể gây lãng phí tài nguyên địa chỉ IP, nhất là khi bạn không có đủ thiết bị cần kết nối trong mỗi mạng con.
- Độ phức tạp của quản lý: Phân chia mạng con đòi hỏi phải lên kế hoạch và cấu hình rất cẩn thận. Đây có thể là một thử thách đối với những người quản trị mạng ít kinh nghiệm vì mỗi mạng con cần phải được thiết lập và giám sát riêng biệt.
- Chi phí tăng cao: Quá trình chia mạng con có thể làm tăng chi phí định tuyến và quản lý các mạng con. Nếu không được quản lý đúng cách, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của mạng.
- Khả năng cấu hình sai: Chia mạng con không chính xác có thể dẫn đến cấu hình sai, gây ra sự cố kết nối hoặc sử dụng địa chỉ IP không hiệu quả, làm giảm hiệu suất và tăng thời gian khắc phục sự cố.
- Khả năng phát sóng hạn chế: Trong môi trường mạng con, lưu lượng phát sóng sẽ giảm đi, gây khó khăn cho những ứng dụng dựa vào phát sóng để giao tiếp trong mạng.
Tổng kết
Subnetting là một kỹ thuật không thể thiếu trong việc quản lý mạng, giúp phân chia địa chỉ IP một cách hợp lý và hiệu quả. Việc hiểu rõ cách thức hoạt động của subnetting không chỉ giúp bạn tiết kiệm tài nguyên mạng mà còn tăng cường bảo mật và hiệu suất cho toàn bộ hệ thống. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về mạng con là gì và từ đó ứng dụng thành công trong công việc và các dự án mạng của mình.
Bài viết hay, rất hữu ích.