Giải mã Subnetting: Khái niệm, tầm quan trọng và ví dụ thực tế

Subnetting là phương pháp chia mạng lớn thành các mạng nhỏ hơn, dễ quản lý hơn gọi là mạng con. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về subnetting, tầm quan trọng của nó và một ví dụ thực tế về cách áp dụng subnetting.

Cách thức hoạt động của Subnetting

Subnetting là phương pháp được sử dụng để chia các mạng lớn thành các mạng nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, được gọi là mạng con hoặc subnet. Một mạng đơn giản là một nhóm các máy tính có thể giao tiếp với nhau. Về mặt kỹ thuật, đó là một nhóm các host nằm trong cùng một dải IP. Khi quy mô của mạng tăng lên, việc giao tiếp trở nên khó khăn hơn do tải lưu lượng lớn.

Để giải quyết vấn đề này, các mạng lớn có thể được chia thành các mạng con nhỏ hơn, dễ quản lý hơn bằng cách sử dụng quy trình được gọi là subnetting. Subnetting giúp giảm tắc nghẽn bằng cách giới hạn lưu lượng broadcast cho các nhóm host nhỏ hơn.

Mạng phẳng (Flat Network)

Mạng phẳng là mạng không có phân chia (mạng con), nơi tất cả các thiết bị chia sẻ cùng một broadcast domain. Điều này có thể dẫn đến các vấn đề như tăng lưu lượng broadcast, vấn đề về khả năng mở rộng và rủi ro bảo mật, mà subnetting hướng đến giải quyết.

Ví dụ về Subnetting

Giả sử bạn có địa chỉ IP Class C 192.168.1.0/24 cần được chia thành 4 mạng con. Tổng số IP có thể có là 256, nằm trong khoảng từ 192.168.1.0 đến 192.168.1.255.

Lưu ý: Chỉ có 254 địa chỉ IP khả dụng vì địa chỉ mạng (192.168.1.0) và địa chỉ broadcast (192.168.1.255) được dành riêng và không thể gán cho các thiết bị.

Địa chỉ mạng là địa chỉ IP đầu tiên trong dải và địa chỉ broadcast là địa chỉ cuối cùng. Mạng con có thể được chia như sau:

• Mạng con 1: 192.168.1.0/26. Mạng con này cung cấp tổng cộng 64 IP từ dải 192.168.1.0 đến 192.168.1.63.
• Mạng con 2: 192.168.1.64/26. Mạng con này cung cấp tổng cộng 64 IP từ dải 192.168.1.64 đến 192.168.1.127.
• Mạng con 3: 192.168.1.128/26. Mạng con này cung cấp tổng cộng 64 IP từ dải 192.168.1.128 đến 192.168.1.191.
• Mạng con 4: 192.168.1.192/26. Mạng con này cung cấp tổng cộng 64 IP từ dải 192.168.1.192 đến 192.168.1.255.

Tầm quan trọng của Subnetting

Một số tầm quan trọng của việc chia mạng thành mạng con bao gồm:

• Sử dụng địa chỉ IP hiệu quả: Subnetting cho phép quản trị viên chỉ phân bổ số lượng IP cần thiết cho mạng con đó, tránh lãng phí.
• Cải thiện bảo mật: Subnetting làm giảm rủi ro bảo mật bằng cách hạn chế quyền truy cập giữa các mạng con. Không giống như mạng phẳng, phát các gói tin và tài nguyên đến mọi host trên mạng.
• Nâng cao hiệu suất: Mỗi mạng con chạy nhanh hơn do giảm tải lưu lượng broadcast. Ví dụ: việc phát một gói tin đến 10 host trong một mạng con dễ dàng hơn so với 200 host trong một mạng phẳng không phân chia.
• Đơn giản hóa việc quản lý mạng: Bằng cách chia mạng thành các mạng con, luồng công việc trên cấu trúc liên kết trở nên rõ ràng hơn. Điều này giúp dễ dàng quản lý, phát hiện sự cố và giảm thời gian ngừng hoạt động. Khi một mạng bị sập, các mạng khác vẫn có thể hoạt động bình thường.
• Riêng tư: Subnetting giới hạn khả năng hiển thị giữa các mạng con bằng cách cô lập lưu lượng nhạy cảm khỏi mạng chung. Ví dụ: bộ phận Nhân sự không cần phải xem dữ liệu truyền đi trong bộ phận Quản trị.

Ứng dụng thực tế của Subnetting

Công ty của bạn đã được gán mạng IP: 192.168.1.0/24. Với tư cách là Quản trị mạng, bạn có nhiệm vụ chia mạng này để phục vụ bốn bộ phận khác nhau trong công ty:

• Quản trị (50 hosts)
• Nhân sự (25 hosts)
• Nhân viên (30 hosts)
• Khách (14 hosts)

Mỗi mạng con phải đáp ứng số lượng host cần thiết. Công thức tính số lượng host khả dụng cho một mạng là:

Hosts Available = 2^h - 2

Trong đó:

• h là số bit host trong địa chỉ IP.
• 2 bị trừ đi vì địa chỉ mạng và địa chỉ broadcast được dành riêng và không thể sử dụng.

Tìm số Bit Host (h)

Chúng ta hãy sử dụng mạng con Quản trị làm ví dụ. Hãy nhớ rằng, mạng con Quản trị cần 50 host. Để tìm h cho mạng con này, hãy tìm lũy thừa nhỏ nhất của 2 có thể chứa số lượng host cần thiết (50) trong mạng con bằng công thức này:

2^h ≥ Required Hosts + 2

**Number of host bits(h)** => 2h ≥ 50 + 2

Sau khi giải, h sẽ bằng 6 (xấp xỉ 5.7, được làm tròn lên thành 6). Chúng ta có thể giải cho tổng số host sẽ khả dụng cho mạng con:

**Hosts Available** => 26 - 2 = 62

Subnet mask cho mạng con này sẽ là: 32 - 6, trong đó 32 là số bit trong một địa chỉ IP và 6 là số bit host (h). Điều này sẽ cho chúng ta subnet mask là /26.

Phân bổ Mạng con Quản trị

Từ ví dụ trên, giờ đây chúng ta có thể đặt Mạng con Quản trị như sau:

- Department: Admin
- Number of host bits(h): 6
- Hosts Needed: 50
- Hosts Available: 62
- Subnet mask: `/26` or `255.255.255.192`
- Network Address: `192.168.1.0`
- Broadcast Address: `192.168.1.63`
- Usable IP Range: `192.168.1.1` to `192.168.1.62`

Sử dụng ví dụ này, hãy phân bổ mạng con cho các mạng con Nhân sự, Nhân viên và Khách. Hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về cách hoạt động của Subnetting.