Module 2 — Địa chỉ & Định tuyến: tổng quan

TL;DR: Module 1 cho bạn bản đồ 5 chặng. Module 2 phóng to hai tầng địa chỉ thấp nhất (Link: MAC, Ethernet, ARP, switch; Internet: IP, subnet/CIDR, routing, NAT) để trả lời câu hỏi cốt lõi: làm sao một gói tin tìm được đường tới đúng máy? Bạn sẽ hiểu vì sao máy trong cùng LAN nói chuyện trực tiếp bằng MAC, vì sao ra Internet phải qua gateway và NAT, và đọc được một dải mạng như 192.168.1.0/24: kiến thức nền bắt buộc để đọc mọi cấu hình mạng thực tế (router gia đình, LAN văn phòng, cloud VPC).

Vì sao module này tồn tại

Khi bạn chạy ip addr và ip route rồi thấy máy mình ở dải 192.168.1.0/24 với gateway 192.168.1.1, nếu không hiểu /24 nghĩa là gì, gateway làm gì, vì sao máy có IP 192.168.x, thì mọi tài liệu mạng về sau chỉ là chữ nghĩa trôi qua. Module này lấp đúng chỗ trống đó.

Tầng này cũng sinh ra nhiều hiểu lầm nhất: lẫn lộn MAC với IP, không phân biệt được "cùng mạng" với "khác mạng", không biết NAT đứng ở đâu. Hết module này, ba khái niệm đó rõ ràng.

Bản đồ module

Một gói tin đi từ máy bạn ra Internet phải vượt qua chuỗi câu hỏi sau, mỗi bài giải một mắt xích:

Sau module này bạn sẽ

• Explain được cách Ethernet, MAC và ARP hoạt động ở tầng Link: máy trong cùng LAN tìm và nói chuyện với nhau thế nào.
• Implement được phép tính subnet/CIDR: đọc và tính 192.168.1.0/24, biết một IP thuộc mạng nào, mạng chứa bao nhiêu host.
• Trace được đường đi của một gói tin từ IP private qua routing table, default gateway và NAT để ra Internet.
• Diagnose được lỗi mạng bằng ping/traceroute và đọc đúng ICMP error message.

Lộ trình module

1. Ethernet, MAC & ARP: tầng thấp nhất, nơi máy trong một LAN tìm nhau bằng địa chỉ MAC, còn ARP là cầu nối "IP nào ↔ MAC nào".
2. Địa chỉ IP: IPv4/IPv6, public vs private, vì sao máy bạn có 192.168.x.x còn Internet thấy IP khác.
3. Subnet & CIDR: bài bản lề. /N nghĩa là gì, ranh giới mạng, đọc một dải mạng thực tế.
4. Routing & default gateway: gói tin nhảy hop qua router thế nào, trace bằng traceroute.
5. NAT & port forwarding: một IP công cộng phục vụ nhiều máy; nền cho port forwarding trên router.
6. ICMP & chẩn đoán: ping/traceroute thực sự làm gì, đọc lỗi mạng.

Yêu cầu trước khi bắt đầu

• Đã xong Module 1 (hiểu mô hình TCP/IP 4 tầng: MAC ở tầng Link, IP ở tầng Internet).
• Biết dùng terminal; một số bài có ip, arp, traceroute, dig.

Time budget

Cách học module này hiệu quả

• Tự soi máy mình bằng ip addr (macOS dùng ifconfig), arp -a, ip route để thấy MAC, IP, gateway thật của máy bạn, rồi đối chiếu với lý thuyết.
• Luôn hỏi "cùng mạng hay khác mạng?", câu hỏi trung tâm của cả module; subnet/CIDR là công cụ trả lời nó.
• Nối mỗi khái niệm (switch, dải 192.168.1.0/24, gateway, NAT) với cấu hình mạng bạn gặp hằng ngày: router nhà, LAN văn phòng, cloud.

Bài tiếp theo: Ethernet, MAC & ARP — mạng LAN hoạt động thế nào