Giao thức nào thực hiện truy tìm địa chỉ MAC từ địa chỉ IP?

Địa chỉ IP được chia thành các lớp dựa trên byte đầu tiên. Dải địa chỉ IP của các lớp như sau:
- Lớp A: 1.0.0.0 đến 127.255.255.255 (byte đầu tiên từ 0 đến 127)
- Lớp B: 128.0.0.0 đến 191.255.255.255 (byte đầu tiên từ 128 đến 191)
- Lớp C: 192.0.0.0 đến 223.255.255.255 (byte đầu tiên từ 192 đến 223)
- Lớp D: 224.0.0.0 đến 239.255.255.255 (dùng cho Multicast)
- Lớp E: 240.0.0.0 đến 255.255.255.255 (dùng cho nghiên cứu)

Trong trường hợp này, byte đầu tiên của địa chỉ IP là 11100001. Chuyển đổi chuỗi nhị phân này sang thập phân:
1 * 2^7 + 1 * 2^6 + 1 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0
= 128 + 64 + 32 + 0 + 0 + 0 + 0 + 1
= 225

Giá trị thập phân 225 nằm trong khoảng từ 224 đến 239. Do đó, địa chỉ IP này thuộc Lớp D.

Địa chỉ MAC (Media Access Control) là một định danh duy nhất được gán cho mỗi thiết bị mạng. Địa chỉ MAC có độ dài 48 bit (6 byte). Ba byte đầu tiên của địa chỉ MAC (24 bit) được gọi là OUI (Organizationally Unique Identifier). OUI được cấp phát bởi IEEE cho các nhà sản xuất thiết bị mạng. Mỗi nhà sản xuất sẽ có một OUI duy nhất, cho phép xác định nguồn gốc của card mạng. Ba byte còn lại của địa chỉ MAC do nhà sản xuất tự gán để đảm bảo tính duy nhất cho từng thiết bị. Do đó, ba byte đầu tiên của địa chỉ MAC cho biết tên nhà sản xuất card mạng (NIC).

Câu hỏi yêu cầu xác định phát biểu SAI về nhiệm vụ của tầng Liên kết dữ liệu (Link Layer) trong mô hình mạng. Tầng Liên kết dữ liệu chịu trách nhiệm cho việc truyền dữ liệu giữa hai nút mạng liền kề trên cùng một liên kết vật lý. Các nhiệm vụ chính bao gồm: kiểm soát truy nhập phương tiện truyền (ví dụ: CSMA/CD, CSMA/CA), phát hiện lỗi và sửa lỗi cơ bản (ví dụ: sử dụng checksum), đóng gói dữ liệu thành các khung (frame) và quản lý địa chỉ vật lý (MAC address). Phát biểu "Kết nối các mạng với nhau bằng cách tìm đường cho các gói tin từ mạng này đến một mạng khác" mô tả nhiệm vụ của tầng Mạng (Network Layer), nơi định tuyến các gói tin qua các mạng khác nhau.

Câu hỏi kiểm tra kiến thức về cách tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của hệ thống mạng liên quan đến Collision Domain. Collision Domain là một phân đoạn mạng mà trong đó các gói tin được gửi đi có thể va chạm với nhau. Khi có nhiều va chạm xảy ra, hiệu suất mạng sẽ giảm sút do các thiết bị phải gửi lại gói tin. Để hệ thống mạng hoạt động hiệu quả, mục tiêu là giảm thiểu số lượng va chạm. Điều này đạt được bằng cách giảm kích thước của các Collision Domain và giảm số lượng thiết bị trong mỗi Collision Domain. Trong các phương án được đưa ra:

* Phương án 1: Tăng số lượng Collision Domain, giảm kích thước các Collision Domain. Việc tăng số lượng Collision Domain (thường bằng cách chia nhỏ mạng ra, ví dụ dùng router để phân chia, hoặc sử dụng switch thay vì hub trong một mạng LAN) và giảm kích thước của chúng (tức là giảm số lượng thiết bị trong mỗi phân đoạn) sẽ giúp giảm thiểu khả năng xảy ra va chạm. Đây là cách tiếp cận đúng để tăng hiệu quả mạng.
* Phương án 2: Tăng số lượng Collision Domain, tăng kích thước các Collision Domain. Tăng kích thước Collision Domain đồng nghĩa với việc tăng số lượng thiết bị trong đó, làm tăng khả năng xảy ra va chạm, dẫn đến giảm hiệu suất mạng.
* Phương án 3: Giảm số lượng Collision Domain, giảm kích thước các Collision Domain. Giảm số lượng Collision Domain mà không giảm kích thước có thể không mang lại hiệu quả rõ rệt hoặc thậm chí làm tăng kích thước của các Collision Domain còn lại, gây ra nhiều va chạm hơn.
* Phương án 4: Giảm số lượng Collision Domain, tăng kích thước các Collision Domain. Giảm số lượng Collision Domain thường đi kèm với việc tăng kích thước của các phân đoạn còn lại, làm tăng khả năng xảy ra va chạm và giảm hiệu suất mạng.

Do đó, phương án đúng nhất để hệ thống mạng hoạt động hiệu quả là giảm thiểu Collision Domain và giảm kích thước của chúng.

Để xác định địa chỉ IP nào không cùng mạng, chúng ta cần phân tích mặt nạ mạng (subnet mask) của từng địa chỉ. Mặt nạ mạng 255.255.255.240 cho biết 28 bit đầu tiên của địa chỉ IP là phần mạng và 4 bit cuối cùng là phần máy chủ. Bit cuối cùng của octet thứ tư (240) có giá trị nhị phân là 11110000. Điều này có nghĩa là các địa chỉ IP cùng mạng phải có 24 bit đầu tiên giống nhau và 4 bit cuối cùng của octet thứ tư phải nằm trong cùng một khối.

- Địa chỉ 1: 203.29.100.100/255.255.255.240. Octet thứ tư là 100, có nhị phân là 01100100. Các bit xác định mạng là 24 bit đầu tiên (203.29.100) và 4 bit đầu của octet thứ tư. Với mặt nạ .240, các địa chỉ cùng mạng sẽ có octet thứ tư là 0-15, 16-31, 32-47, 48-63, 64-79, 80-95, 96-111, 112-127, 128-143, 144-159, 160-175, 176-191, 192-207, 208-223, 224-239, 240-255. Với 100, nó thuộc khối 96-111.
- Địa chỉ 2: 203.29.100.110/255.255.255.240. Octet thứ tư là 110, thuộc khối 96-111. Cùng mạng với địa chỉ 1.
- Địa chỉ 4: 203.29.100.98/255.255.255.240. Octet thứ tư là 98, thuộc khối 96-111. Cùng mạng với địa chỉ 1 và 2.
- Địa chỉ 3: 203.29.103.113/255.255.255.240. Phần mạng 203.29.103 khác với phần mạng 203.29.100 của các địa chỉ còn lại. Do đó, địa chỉ này không nằm cùng mạng với các địa chỉ còn lại. Tuy nhiên, nếu xét riêng octet thứ tư là 113, nó vẫn thuộc khối 96-111. Nhưng vì phần mạng (ba octet đầu) đã khác biệt, nên nó chắc chắn không cùng mạng.

Vì vậy, địa chỉ 203.29.103.113/255.255.255.240 không nằm cùng mạng với ba địa chỉ còn lại.