CIDR là gì? Cách đọc và tính CIDR

CIDR thường xuất hiện dưới dạng 192.168.1.0/24 hay 10.0.0.0/16 khi cấu hình mạng, subnet hoặc VPC. Hiểu CIDR là gì giúp bạn xác định chính xác phạm vi địa chỉ IP, chia mạng hợp lý và quản lý tài nguyên mạng hiệu quả hơn.

CIDR là gì?

CIDR (Classless Inter-Domain Routing) là phương pháp phân bổ địa chỉ IP và định tuyến mạng mà không phụ thuộc vào các lớp địa chỉ cố định như Class A, Class B hay Class C.

CIDR sử dụng một giá trị gọi là Prefix Length đặt phía sau dấu / để xác định có bao nhiêu bit của địa chỉ IP thuộc phần Network.

Ví dụ:

192.168.1.0/24

Trong đó:

• 192.168.1.0 là địa chỉ mạng.
• /24 cho biết 24 bit đầu tiên thuộc phần Network.
• 8 bit còn lại được dành cho phần địa chỉ còn lại trong CIDR Block.

So với cách phân chia địa chỉ IP theo lớp trước đây, CIDR cho phép lựa chọn kích thước mạng linh hoạt hơn như /20, /22, /25 hay /28. Nhờ đó, địa chỉ IP có thể được phân bổ sát với nhu cầu thực tế và hạn chế lãng phí.

CIDR notation là gì?

CIDR notation là cách biểu diễn địa chỉ IP kèm theo Prefix Length theo cấu trúc:

IP Address/Prefix Length

Một số ví dụ:

10.0.0.0/16

172.16.0.0/20

192.168.1.0/24

192.168.1.10/32

Để đọc được CIDR notation, cần hiểu hai thành phần chính là địa chỉ IP và Prefix Length.

Địa chỉ IP

Một địa chỉ IPv4 có tổng cộng 32 bit, được chia thành bốn nhóm, mỗi nhóm 8 bit.

Ví dụ:

192.168.1.10

Trong cấu trúc mạng, các bit của địa chỉ IPv4 có thể được chia thành:

• Network portion: xác định mạng.
• Host portion: xác định các địa chỉ bên trong mạng.

CIDR sử dụng Prefix Length để xác định ranh giới giữa hai phần này.

Prefix Length là gì?

Prefix Length là con số phía sau dấu /.

Ví dụ:

192.168.1.0/24

Giá trị /24 có nghĩa là 24 trong tổng số 32 bit của IPv4 được sử dụng làm Network Prefix.

Khi đó:

• Network bits: 24.
• Các bit còn lại: 32 - 24 = 8.

Số lượng địa chỉ IP nằm trong CIDR Block sẽ phụ thuộc vào số bit còn lại này.

/24, /16, /32 trong CIDR nghĩa là gì?

Các giá trị /16, /24 hay /32 thường khiến người mới tìm hiểu CIDR khó hiểu nhất.

Nguyên tắc cơ bản là:

Prefix càng lớn thì CIDR Block càng nhỏ.

CIDR /24 là gì?

Ví dụ:

192.168.1.0/24

IPv4 có 32 bit.

Số bit còn lại là:

32 - 24 = 8 bit

Tổng số địa chỉ trong CIDR Block:

2^8 = 256 địa chỉ

Do đó 192.168.1.0/24 bao phủ dải:

192.168.1.0 - 192.168.1.255

CIDR /16 là gì?

Ví dụ:

10.0.0.0/16

Số bit còn lại:

32 - 16 = 16 bit

Tổng số địa chỉ:

2^16 = 65.536 địa chỉ

Có thể thấy /16 tạo ra một dải địa chỉ lớn hơn đáng kể so với /24.

CIDR /32 là gì?

Với:

192.168.1.10/32

toàn bộ 32 bit IPv4 đều nằm trong prefix.

Do đó CIDR /32 chỉ đại diện cho một địa chỉ IPv4 duy nhất.

Kiểu /32 thường được sử dụng khi cần định danh hoặc áp dụng rule cho một địa chỉ IP cụ thể.

CIDR Block là gì?

CIDR Block là một tập hợp các địa chỉ IP có chung Network Prefix và Prefix Length.

Ví dụ:

192.168.1.0/24

là một CIDR Block chứa tổng cộng 256 địa chỉ:

192.168.1.0

đến:

192.168.1.255

Một số kích thước CIDR Block thường gặp:

• /16: 65.536 địa chỉ.
• /20: 4.096 địa chỉ.
• /22: 1.024 địa chỉ.
• /24: 256 địa chỉ.
• /26: 64 địa chỉ.
• /28: 16 địa chỉ.
• /32: 1 địa chỉ.

CIDR Block được sử dụng phổ biến khi quy hoạch mạng, tạo subnet, cấu hình VPC, thiết lập route hoặc giới hạn phạm vi truy cập trên firewall.

Cách tính CIDR

Để tính kích thước một CIDR IPv4, bạn chỉ cần xác định Prefix Length và số bit còn lại.

Công thức:

Số bit còn lại = 32 - Prefix Length

Tổng số địa chỉ trong CIDR Block:

2^(32 - Prefix Length)

Ví dụ tính CIDR /24

Với:

192.168.1.0/24

Ta có:

32 - 24 = 8

Tổng số địa chỉ:

2^8 = 256

CIDR Block có 256 địa chỉ.

Cách xác định dải IP từ CIDR

Bên cạnh tổng số địa chỉ, người quản trị thường cần biết một CIDR cụ thể bao phủ những địa chỉ IP nào.

Lấy ví dụ:

192.168.1.0/24

CIDR này có:

2^(32-24) = 256 địa chỉ

Do đó phạm vi là:

192.168.1.0 - 192.168.1.255

Trong mô hình subnet IPv4 truyền thống:

• Network Address: 192.168.1.0
• Broadcast Address: 192.168.1.255
• Host range thông thường: 192.168.1.1 - 192.168.1.254

Tuy nhiên, cần phân biệt giữa tổng số địa chỉ trong CIDR Block và số địa chỉ thực tế có thể gán cho tài nguyên.

Trong một số nền tảng Cloud, một số địa chỉ của subnet có thể được dành riêng cho gateway hoặc các chức năng quản lý mạng. Vì vậy không nên mặc định toàn bộ địa chỉ trong CIDR Block đều có thể cấp cho máy chủ.

Bảng CIDR và Subnet Mask phổ biến

CIDR có mối liên hệ trực tiếp với Subnet Mask. Dưới đây là những giá trị thường gặp:

Bảng này đặc biệt hữu ích khi cần chuyển đổi giữa CIDR và Subnet Mask hoặc nhanh chóng xác định kích thước một dải IP.

Lợi ích của CIDR

CIDR không chỉ là một cách viết địa chỉ IP ngắn gọn mà còn giải quyết nhiều vấn đề quan trọng trong quản lý địa chỉ và định tuyến.

Sử dụng địa chỉ IPv4 hiệu quả hơn

CIDR cho phép lựa chọn kích thước block linh hoạt thay vì bị giới hạn bởi Class A, B hay C.

Nếu không cần tới 256 địa chỉ, quản trị viên có thể lựa chọn /25, /26 hoặc /28 thay vì phải sử dụng cả một mạng /24.

Điều này giúp hạn chế lãng phí không gian địa chỉ IPv4.

Chia mạng linh hoạt hơn

Một mạng lớn có thể được chia thành nhiều subnet nhỏ.

Ví dụ từ:

10.0.0.0/16

doanh nghiệp có thể tạo:

10.0.1.0/24

10.0.2.0/24

10.0.3.0/24

Mỗi subnet có thể phục vụ một nhóm hệ thống khác nhau như web server, application server hoặc database.

Hỗ trợ Route Aggregation

CIDR cho phép nhiều mạng liên tiếp có cấu trúc phù hợp được tổng hợp thành một prefix lớn hơn.

Ví dụ một số route nhỏ trong cùng không gian địa chỉ có thể được biểu diễn bằng một route tổng hợp thay vì phải khai báo riêng từng mạng.

Cơ chế này được gọi là Route Aggregation hoặc Route Summarization.

Giảm số lượng route cần quản lý

Nhờ Route Aggregation, Routing Table có thể chứa ít entry hơn.

Lợi ích này đặc biệt quan trọng với những hệ thống mạng lớn, nơi router phải duy trì và xử lý số lượng route rất lớn.

Hỗ trợ quy hoạch mạng dễ mở rộng

CIDR cho phép doanh nghiệp dành trước không gian địa chỉ cho từng hệ thống hoặc môi trường.

Ví dụ:

10.0.0.0/16 → Production

10.1.0.0/16 → Development

10.2.0.0/16 → Disaster Recovery

Cách quy hoạch rõ ràng giúp giảm nguy cơ chồng lấn địa chỉ và thuận tiện hơn khi mở rộng hệ thống.

CIDR khác Subnet Mask như thế nào?

CIDR và Subnet Mask đều giúp xác định phần Network của địa chỉ IP nhưng cách biểu diễn khác nhau.

Ví dụ:

192.168.1.0/24

tương ứng với Subnet Mask:

255.255.255.0

CIDR notation có ưu điểm ngắn gọn và đặc biệt thuận tiện khi biểu diễn route hoặc dải IP.

Ví dụ:

10.0.0.0/8

dễ đọc và nhập cấu hình hơn so với việc phải ghi thêm Subnet Mask:

255.0.0.0

Một số lưu ý khi quy hoạch CIDR

Khi thiết kế hệ thống mạng, đặc biệt trong môi trường Cloud, không nên lựa chọn CIDR chỉ dựa trên số lượng máy chủ hiện tại.

Dự phòng khả năng mở rộng

Nếu hiện tại hệ thống có 30 máy chủ, lựa chọn một subnet chỉ vừa đủ cho 30 địa chỉ có thể gây khó khăn khi cần mở rộng.

Nên cân nhắc:

• tốc độ tăng tài nguyên;
• số lượng subnet dự kiến;
• hệ thống Kubernetes;
• Load Balancer;
• database;
• dịch vụ mạng;
• môi trường dự phòng.

Tránh CIDR overlap

Các mạng cần kết nối với nhau không nên sử dụng các CIDR chồng lấn.

Ví dụ:

VPC A:

10.0.0.0/16

VPC B:

10.0.0.0/24

Dải của VPC B nằm hoàn toàn bên trong CIDR VPC A, dễ tạo xung đột khi thiết lập routing giữa hai mạng.

Không cấp CIDR quá lớn nếu không cần thiết

CIDR quá nhỏ về Prefix Length sẽ tạo ra một không gian địa chỉ rất lớn.

Ví dụ:

/8

chứa hơn 16 triệu địa chỉ.

Với hầu hết mạng ứng dụng thông thường, việc dành một block quá lớn có thể gây khó khăn cho quy hoạch tổng thể và làm lãng phí không gian địa chỉ private.

Lập sơ đồ IP trước khi triển khai

Với hệ thống lớn, nên xây dựng kế hoạch IP Addressing bao gồm:

• CIDR tổng;
• CIDR từng VPC;
• CIDR từng subnet;
• Public Subnet;
• Private Subnet;
• Database Subnet;
• Development;
• Production;
• Disaster Recovery.

Quy hoạch ngay từ đầu giúp hệ thống dễ quản trị và hạn chế phải thay đổi cấu trúc mạng sau này.

Câu hỏi thường gặp về CIDR

CIDR /24 có bao nhiêu IP?

CIDR /24 có:

2^(32-24) = 256

Như vậy một CIDR Block /24 chứa tổng cộng 256 địa chỉ IPv4.

/16 có bao nhiêu địa chỉ IP?

CIDR /16 có:

2^(32-16) = 65.536

Do đó block /16 chứa tổng cộng 65.536 địa chỉ IPv4.

/32 có bao nhiêu IP?

CIDR /32 đại diện cho một địa chỉ IPv4 duy nhất.

Ví dụ:

192.168.1.10/32

CIDR và subnet có giống nhau không?

Không hoàn toàn. CIDR là phương pháp biểu diễn và phân bổ dải địa chỉ IP bằng Prefix Length. Subnet là một mạng nhỏ được phân chia từ một mạng lớn hơn.

Một subnet thường được biểu diễn bằng CIDR, chẳng hạn:

10.0.1.0/24

CIDR và IP Address khác nhau thế nào?

IP Address xác định một địa chỉ cụ thể như:

192.168.1.10

Trong khi CIDR có thể biểu diễn cả một phạm vi:

192.168.1.0/24

CIDR /32 là trường hợp đặc biệt đại diện cho duy nhất một địa chỉ IPv4.

Prefix càng lớn thì mạng càng lớn đúng không?

Không. Với IPv4, Prefix Length càng lớn thì CIDR Block càng nhỏ.

Ví dụ:

• /16: 65.536 địa chỉ.
• /24: 256 địa chỉ.
• /28: 16 địa chỉ.
• /32: 1 địa chỉ.

Kết luận

CIDR là phương pháp biểu diễn và phân bổ dải địa chỉ IP bằng Prefix Length như /16, /24 hay /32. CIDR giúp sử dụng địa chỉ IP linh hoạt hơn, hỗ trợ chia subnet, tổng hợp route và quy hoạch hệ thống mạng hiệu quả.

Trong môi trường Cloud, hiểu và lựa chọn CIDR phù hợp đặc biệt quan trọng khi xây dựng VPC, subnet, route table, firewall và Cloud Server. Quy hoạch CIDR ngay từ đầu sẽ giúp doanh nghiệp hạn chế chồng lấn địa chỉ, tổ chức mạng rõ ràng và dễ dàng mở rộng hạ tầng khi nhu cầu tăng lên.