Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ, chuyên ngành tin học Mô hình mạng OSI, TCP/IP
Đồ án tốt nghiệp Lời Mở ĐầuNgày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, máy tính trở nên phổ biến với mọi ngời, nó mang lại cho con ngời khả năng to lớn và làm đợc những công việc phi thờng : tính toán nhanh, chính xác các phép toán phức tạp, điều khiển tự động và làm việc theo sự lập trình của con ngời. Máy tính ra đời không chỉ là công cụ giải phóng sức lao động, hỗ trợ tối đa trong sản xuất mà còn là phơng tiện học tập, giải trí bổ ích trong đời sống của mọi ngời. Sự phát triển của máy tính cũng nh công nghệ thông tin sẽ mang lại những thành tựu to lớn cho sự phát triển kinh tế của đất nớc. Là phơng tiện tiếp cận nhanh nhất đến các thành tựu của khoa học kỹ thuật. Sức mạnh của máy tính đợc tăng lên nhiều lần khi các máy tính đợc kết nối thành một mạng máy tính. Là cơ sở hạ tầng cho phép truyền dữ liệu, trao đổi thông tin và điều khiển từ xa, tạo nên một môi trờng giao tiếp, liên kết mọi ngời v-ợt qua hạn chế về khoảng cách. Với mạng máy tính toàn cầu chúng ta có thể dễ dàng tiếp cận với thế giới bên ngoài, tiếp cận với những thành tựu khoa học tiên tiến nhất trên thế giới. Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin trong sản xuất và phát triển kinh tế là mục tiêu hàng đầu của đất nớc. Mạng máy tính trở thành một lĩnh vực nghiên cứu, phát triển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ thông tin, bao gồm rất mhiều vấn đề từ kiến trúc, đến nguyên lý thiết kế, cài đặt và mô hình ứng dụng. Mạng viễn thông nói chung và máy tính và mạng máy tính nói riêng là công cụ không thể thiếu trong hoạt động của bộ máy nhà nớc, các doanh nghiệp, trờng học, . và rất nhiều các lĩnh vực sản xuất khác. Nó đóng vai trò nh cầu nối để trao đổi thông tin giữa các chính phủ, các tổ chức xã hội và giữa mọi ngời với nhau.Qua thời gian thực tập tại công ty cùng với sự hớng dẫn của các thầy cô giao khoa điện tử viễn thông và các tài liệu thu thập đợc em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp về lý thuyết về mạng máy tính, các giao thức truyền thông và các ứng dụng bao gồm những kiến thức cơ bản về các loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, và các thiết bị kết nối mạng, mô hình OSI,TCP/IP Với mong muốn tìm hiểu kỹ về công nghệ thông tin, mạng máy tính để có thể xây dựng, ứng dụng tối đa các tiện ích mà mạng máy tính mang lại trong các lĩnh vực truyền thông và phát triển phần mềm 1 Đồ án tốt nghiệp Chơng 1Giới thiệu mạng máy tính1.1 Thế nào là một mạng máy tínhMột mạng máy tính là một hệ thống trong đó gồm một số các máy tính độc lập đợc nối với nhau để chia sẻ dữ liệu và các thiết bị ngoại vi nh đĩa cứng và máy in Một mạng máy tính đơn giản nhất gồm hai máy tính đợc nối với nhau bởi cáp cho phép chúng chia sẻ dữ liệu. Tất cả các mạng máy tính đều bắt nguồn từ hệ thống đơn giản này. Mạng máy tính ra đời khi có sự cần thiết phải chia sẻ dữ liệu. Máy tính cá nhân là một công cụ rất mạnh, có thể xử lý, thao tác trên một khối lợng lớn dữ liệu một cách nhanh chóng nhng nó không cho phép ngời dùng có thể chia sẻ dữ liệu. Khi cha có mạng ngời dùng hoặc in tài liệu hoặc copy file ra đĩa khác để mang đi đến máy tính khác và copy vào máy tính đó. Đó đợc xem nh môi trờng làm việc độc lập.Hình 1.1 Môi trờng độc lậpVới số lợng dữ liệu cần chia sẻ lớn và khoảng cách xa thì việc copy ra đĩa mềm không thể đáp ứng đợc công việc. Và để có thể chia sẻ dữ liệu với nhau thì các máy tính phải kết nối với nhau, sự kết nối các máy tính cùng với các thiết bị ngoại vi tạo thành một mạng máy tính.1.1.1 Tại sao phải sử dụng máy tínhVới khả năng to lớn của máy tính cá nhân ngày nay thì tại sao mạng máy tính là cần thiết? Mạng máy tính là cần thiết vì mạng máy tính tăng hiệu quả và giảm giá thành. Mạng máy tính có đợc những cái đó vì ba nguyên nhân chính sau:- Chia sẻ thông tin (hay dữ liệu)- Chia sẻ phần cứng và phần mềm- Quản lý và hỗ trợ tập trungNgoài ra khi máy tính nối vào mạng có thể chia sẻ:2 Đồ án tốt nghiệp - Tài liệu(biên bản , bảng tính , hoá đơn )- Thông tin Email- Phần mềm xử lý văn bản- Phần mềm quản lý cấu hình phần mềm- File hình ảnh , audio, video- Máy in- Máy fax- Modem- CD-ROM và các loại đĩa cứng khácVà còn rất nhiều thứ có thể chia sẻ trên mạng. Khả năng của mạng máy tính là không thể thay đổi trớc khi tìm ra một cách trao đổi dữ liệu khác không dùng mạng máy tính. Chia sẻ thông tin (dữ liệu )Khả năng chia sẻ thông tin nhanh chóng và không đắt đợc chứng minh là một trong những tính năng thông dụng nhất của mạng máy tính. Nhiều báo cáo tổng kết rằng Email là dịch vụ sử dụng số một của ngời sử dụng Internet. Rất nhiều các doanh nghiệp đầu t vào mạng máy tính để tận dụng các lợi ích của mạng dựa trên Email và các chơng trình tiện ích khác nh chơng trình đặt lịchSử dụng các tài nguyên có sẵn trên mạng có thể giảm các giao tiếp bằng giấy tờ, tăng hiệu quả và dữ liệu có thể sử dụng đồng thời bởi nhiều ngời sử dụng. Ngời quản lý có thể sử dụng các tiện ích để giao tiếp nhanh chóng và hiệu quả với nhiều ngời để tổ chức công việc và lên kế hoạch công việc.Chia sẻ phần cứng và phần mềmTrớc khi có mạng máy tính ngời sử dụng máy tính phải có riêng máy in, máy vẽ và các thiết bị ngoại vi khác. Chỉ có một cách để chia sẻ máy in là ngồi ngay tại máy tính nối với máy in.Hình 1.2 Máy in với máy tính đơn lẻVới mạng máy tính cho phép nhiều ngời có thể chia sẻ dữ liệu và các thiết bị ngoại vi khác. Nếu nhiều ngời cần sử dụng máy in họ có thể sử dụng chung một máy in trên mạng 3 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3 Chia sẻ máy in với môi trờng mạngMạng máy tính cho phép chia sẻ và chuẩn hoá các ứng dụng nh : chơng trình xử lý văn bản, bảng tính, database để chắc chắn rằng tất cả mọi ng ời đều sử dụng cùng một phần mềm và đúng phiên bản của nó.Quản lý và hỗ trợ tập trungMạng máy tính cho phép dễ dàng quản lý và hỗ trợ các dịch vụ một cách tập trung, các máy tính có thể đợc hỗ trợ và quản lý bởi một máy chủ.1.1.2 Hai loại mạng chính LAN và WANCó rất nhiều cách phân chia mạng máy tính. Mạng máy tính có thể phân chia vào hai nhóm tuỳ thuộc vào kích cỡ và chức năng của nó.Local Area Network ( LAN )Một mạng LAN (Local area Network) là một mạng gồm các máy tính nối với nhau theo một cách cơ bản. Mạng LAN có thể đơn giản ( hai máy tính nối với nhau bởi một dây cáp) đến phức tạp (hàng trăm máy tính và các thiết bị ngoại vi đợc nối với nhau trong một tổ chức)- Truyền dữ liệu với tốc độ cao- Tồn tại trong một khoảng vật lý hạn chế- Công nghệ mạng thờng không đắtWide Area Network ( WAN )Mạng WAN cung cấp kết nối cho khoảng cách xa trong phạm vi đất nớc hay toàn cầu, đợc kết nối với nhau theo đờng điện thoại hay vệ tinh. Một công ty đa quốc gia có thể có mạng WAN để kết nối các văn phòng ở các quốc gia khác nhau trên thế giới. Các thuộc tính của mạng này là:- Không giới hạn về mặt địa lý- Dễ bị lỗi hơn trong khi truyền dữ liệu- Gồm nhiều mạng LAN kết nối với nhau4 Đồ án tốt nghiệp - Phức tạp hơn mạng LAN- Công nghệ dắt hơn1.2 Cấu hình mạngCấu hình mạng là phơng thức cài đặt để xác định cách máy tính chia sẻ thông tin, mô hình của mạng1.2.1 Khái quát cấu hình mạngThông thờng tất cả các mạng có những thành phần, chức năng, đặc tính chung bao gồm :- Server: máy tính cung cấp các tài nguyên chia sẻ cho ngời sử dụng trên mạng.- Client: máy tính truy cập các tài nguyên trên mạng do máy tính server cung cấp.- Media: Dây nối các máy tính với nhau.- Shared data: Các file cung cấp cho client bởi server trên mạng- Shared printer và các thiết bị ngoại vi khác:các tài nguyên khác đợc cung cấp bởi server.- Resources : các dịch vụ hay tài nguyên khác có sẵn trên mạngHình 1.4 Các thành phần chung của mạngCùng với các thành phần trên nhng mạng có thể chia làm hai loại:- Mạng ngang hàng (Peer to Peer )- Mạng dựa trên máy chủ (Server based)Việc phân biệt hai loại mạng Peer to peer và server based là rất quan trọng vì mỗi loại có các khả năng khác nhau. Chọn mạng nào phụ thuộc vào các nhân tố sau:- Quy mô của tổ chức- Mức độ bảo mật cần thiết- Loại kinh doanh- Mức độ hỗ trợ quản trị 5 Đồ án tốt nghiệp - Số lợng vận chuyển trên mạng- Sự đòi hỏi của ngời sử dụng mạng- Ngân sách chi phí cho mạng1.2.1 Mạng peer to peerTrong mạng peer to peer không có máy chủ và không có phân cấp cho các máy tính trong mạng.Tất cả các máy tính là nh nhau. Mỗi máy tính có thể xem là client cũng có thể xem nh server cung cấp tài nguyên cho máy tính khác. Không có ngời quản trị cho toàn bộ mạng. Các đặc tính của mạng Peer to peer:CỡMạng peer to peer cũng đợc gọi là Workgroup. Một workgroup biểu thị cho một nhóm ngời. Thờng có khoảng 10 hoặc ít hơn máy tính trong một mạng peer to peer.Giá thànhMạng peer to peer thờng đơn giản bởi vì mỗi máy tính có chức năng nh một client và một server. Không cần có một server mạnh hay các thành phần khác cho một mạng tốc độ cao nên mạng peer to peer thờng rẻ hơn mạng server based.Hệ điều hành Mạng peer to peer có thể xây dựng trên nhiều hệ điều hành và không cần thêm các phần mềm khác để xây dựng mạng peer to peer. Các hệ điều hành nh :- Microsoft Windows 9X,NT Workstation- Novell Personal NetWare- AppleTalk (the networking system for Apple Macintosh computers)- Artisoft LANtasticNơi thích hợp dùng mạng peer to peerMạng peer to peer là môi trờng lựa chọn tốt khi:- Có 10 hoặc ít hơn ngời sử dụng- Ngời sử dụng chia sẻ tài nguyên , máy in nhng không cần có server .- Không cần bảo mật- Tổ chức và mạng sẽ đợc phát triển trong tơng lai.1.2.2 Server based networkTrong môi trờng có hơn 10 ngời sử dụng mạng peer to peer sẽ không đáp ứng đầy đủ. Do đó hầu hết các mạng phải có một máy chủ chuyên dụng. Server based 6 Đồ án tốt nghiệp network đã trở thành mô hình chuẩn cho mạng máy tính. Trong môi trờng mạng server based tài nguyên đợc đặt trên một hay một nhóm các máy chủ, các máy tính client truy nhập tài nguyên và các dịch vụ của server. Các hệ điều hành thiết kế cho mô hình mạng này gồm :- Novell NetWare- Banyan VINES- OpenVMS- IBM OS/2 LAN Server- Microsoft Windows NT ServerKhi mạng tăng kích cỡ (số máy tính kết nối, khoảng cách kết nối tăng) thì cần có thêm một vài server. Có rất nhiều loại server trong nhiều mạng lớn:File và print server Quản lý các ngời truy cập và sử dụng file và máy in .Application serverApplication server lu giữ các chơng trình server trong ứng dụng client/server cũng nh dữ liệu có sẵn cho client. Một chơng trình client truy cập dữ liệu từ một application server. Ví dụ khi bạn cần tìm danh sách các nhân viên từ database của server, server sẽ trả về một tập dữ liệu về các nhân viênMail serverMail server hoạt động nh application server, dữ liệu đợc tải về client từ server.Fax serverFax server quản lý vận chuyển fax đến và đi của mạng bởi chia sẻ một hay nhiều fax modem.Communication server Communication server quản lý luồng dữ liệu và thông tin e mail của mạng với mạng khác. Ngời sử dụng từ xa truy cập vào máy server thông qua modem và đờng điện thoại.Directory service server7 Đồ án tốt nghiệp Directory service server quản lý ngời dùng và bảo mật các thông tin trên mạng. Ví dụ một vài phần mềm server ghép các máy tính vào trong một nhóm logic (gọi là Domain) cho phép ngời sử dụng có thể truy cập các tài nguyên trên mạng.Hình 1.5 Các server chuyên dụngLợi ích của mạng server basedMặc dù khó để cài đặt, cấu hình, quản lý nhng mạng server based có rất nhiều -u điểm hơn mạng peer to peer:- Chia sẻ tài ngyên - Bảo mật- Dữ liệu dự phòng- Số lợng ngời dùng1.3 Topology (Cấu trúc liên kết, Sơ đồ hình học)Topology đợc xem nh sự sắp xếp hay cấu trúc vật lý của máy tính, cáp và các thành phần khác của mạng. Topology của mạng ảnh hởng đến khả năng của nó. Khi lựa chọn một trong các loại topology sẽ tác động tới:- Loại thiết bị mạng cần- Khả năng của các thiết bị- Sự phát triển của mạng- Cách quản lý mạng1.3.1 Thiết kế topology8 Đồ án tốt nghiệp Xem xét các loại topology khác nhau sẽ thấy đợc khả năng khác nhau của các loại mạng. Topology không chỉ xác định loại cáp xử dụng mà còn xác định xem cáp đợc đi nh thế nào : dới sàn,trên trần hay trên tờng Topology cũng xác định cách máy tính trao đổi trên mạng. Các loại topology khác nhau thì cần các phơng thức truy cập khác nhau và chính các phơng thức đó ảnh hởng rất lớn đến mạng.1.3.2 Các Topology chuẩnTất cả các mạng đều thiết kế từ bốn topology sau:- Bus- Ring- Start- MeshBốn loại topoplogies này có thể kết hợp tạo ra rất nhiều các topologies khác nhau:BusHình 1.6 Bus topologyBus topology thờng đợc xem nh linear bus bởi vì các máy tính nối với nhau thành một đờng thẳng. Đó là cách thông dụng và đơn giản nhất của mạng máy tính. Hình 1.6 là một mạng bus topology thông thờng, nó bao gồm một đờng cáp đợc gọi là TRUNC nối kết tất cả các máy tính trong mạng.Truyền thông trên bus Máy tính trên mạng bus topology truyền thông bởi đánh địa chỉ dữ liệu tới một máy tính đặc biệt và gửi dữ liệu trên cáp nh các tín hiệu điện. Để hiểu máy tính truyền thông nh thế nào trên bus cần làm quen với các khái niệm:- Sending the signal - Signal bounce - Terminator9 Đồ án tốt nghiệp Sending the signal : Dữ liệu trên mạng ở dạng tín hiệu điện đợc gửi đến tất cả các máy tính trên mạng. Chỉ một máy tính có địa chỉ trùng với địa chỉ mã hoá trong tín hiệu đợc truy nhập thông tin. Bởi vì tại một thời điểm chỉ có một máy tính có thể gửi tín hiệu nên số máy tính trên mạng sẽ ảnh hởng tới tốc độ mạng. Không có phơng pháp chuẩn để đo ảnh hởng của số máy tính trên mạng tới tốc độ của mạng . Không Phải chỉ có số lợng máy tính ảnh hởng tới tốc độ của mạng. Sau đây là một số các nhân tố khác ảnh hởng tới tốc độ của mạng: Khả năng của phần cứng máy tính trên mạng Tổng số các lệnh chờ để thực hiện Loại ứng dụng đợc chạy trên mạng Loại cáp đợc sử dụng trên mạng Khoảng cách giữa các máy tính trên mạngSignal Bounce : Vì dữ liệu hay tín hiệu điện đợc gửi đi toàn bộ mạng nên nó truyền từ đầu này tới đầu kia của cáp. Nếu tín hiệu không bị ngắt nó sẽ ảnh hởng tới các máy tính khác, ngăn cản các máy tính khác gửi tín hiệu. Do đó tín hiệu phải bị dừng sau khi đã tìm thấy đích phù hợp.Terminator: Để dừng tín hiệu ở trên, một thành phần đợc gọi là Terminator đợc đặt ở cuối của mỗi cáp để hấp thụ tín hiệu tự do. Tất cả các đầu cáp không nối vào máy tính hay connector thì đều phải nối với một Termonator. Hình 1.7 Terminator để hấp thụ tín hiệu tự do10 [...]... card mạng có thể lu trữ Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng Khi một loại card mạng mới hơn, nhanh hơn giao tiếp với một card mạng cũ hơn và chậm hơn thì card mạng mới hơn phải có sự điều chỉnh để phù hợp với card mạng cũ Đồ án tốt nghiệp 2.2.3 Cấu hình và các thiết lập các tham số Các card mạng đều có cấu hình riêng và phải thiết lập thích hợp để card mạng có thể hoạt động một cách thích hợp Một số card mạng. .. các user truy cập vào mạng Đồ án tốt nghiệp Chơng 2 Các thiết bị mạng cơ bản Mạng máy tính đợc xây dựng từ phần cứng và phần mền.Phần cứng là card mạng( NIC), cáp để kết nối và các thiết bị ngoại vi Phần mền là hệ diều hành,giao thức truyền thông và driver cho các card mạng 2.1 Cáp mạng Các máy tính trong mạng đợc nối với nhau bởi cáp mạng Tuỳ vào các loại mạng và kích thớc của mạng khác nhau ta có... ảnh hởng ảnh hởng Bảng 2.2 So sánh các loại cáp 2.2 Card mạng Card mạng cung cấp một giao diện giữa cáp và máy tính .Hình 2.13 minh hoạ một card mạng nối với một cáp đồng trục Hình 2.13 Card mạng Đồ án tốt nghiệp Card mạng đợc cắm trong khe mở rộng trên mỗi máy tính trên mạng Nhiêm vụ của card mạng là: - Chuẩn bị tín hiệu từ máy tính cho cáp mạng Truyền tín hiệu tới máy tính khác Điều khiển dòng dữ... vỡ truyền thông trên mạng Khi cáp bị đứt ở đâu đó trên mạng nếu nó chia mạng thành hai phần riêng biệt thì ít nhất có một phần cáp không đợc nối kết Khi đó nó sẽ không có terminator, tín hiệu sẽ không bị hấp thụ và mạng sẽ dừng hoạt động Đó là một trong một số nguyên nhân làm mạng bị hỏng Hình 1.8 minh hoạ cáp bị đứt, mạng sẽ không làm việc Hình 1.8 Đứt dây cáp Mở rộng mạng Khi mạng cần mở rộng thì... tới phía sau của card mạng Cũng giống mạng 10BASE2 cuối mỗi segment phải đợc kết thúc bởi terminator nh hình vẽ Ưu điểm chính của mạng 10BASE5 là vợt qua hạn chế cáp của mạng 10BASE2 Hình 3.15 10BASE5 Tuy nhiên mạng 10BASE5 cũng phải tuân theo một số quy định sau: - Khoảng cách ngắn nhất giữa hai Transceiver là 2.5m Không vợt quá số đoạn mạng tối đa trong khoảng 500m Toàn bộ cáp mạng không vợt quá 2500m... trên các gói tại đoạn mạng của nó Hình 3.9 Kiểm tra địa chỉ cảu nơi nhận Dữ liệu từ cáp vào card mạng của máy đích Hình 3.10 Card mạng truyền gói dữ liệu vào máy in Phần mền mạng sẽ xử lý các gói trong card mạng Hệ điều hành mạng tại máy nhận tập hợp các gói nhận đợc thành một file và chuyển vào bộ nhớ của máy tính và file này đợc gửi tới máy in Đồ án tốt nghiệp Hình 3.11 Chuyển vào bộ nhớ máy tính... Trong mạng này tất cả các máy tính đều tơng đơng nhau Tốc độ không ảnh hởng khi tăng nhiều máy Sửa và thêm máy vào mạng là dễ Kiểm soát và quản lý tập trung Lỗi một máy tính không ảnh hởng tới các máy khác Hệ thống tin cậy và ít lỗi Nhợc điểm Mạng bị chậm khi có nhiều máy Khi một máy hỏng sẽ ảnh hởng tới toàn mạng Lỗi một máy có thể ảnh hởng tới nhiều máy Khi cần cấu hình lại mạng thì toàn bộ mạng ngừng... đợc truyền thành một dòng các bit (Truyền nối tiếp) Card mạng phải chuyển dữ liệu truyền song song trên máy tính thành tín hiệu nối tiếp truyền trên mạng Hình 2.14 Card mạng chuyển tín hiệu từ song song sang nối tiếp 2.2.2 Gửi và điều khiển dữ liệu - Khi gửi dữ liệu trên mạng thì card mạng phải đảm bảo: Cỡ lớn nhất của dữ liệu có thể truyền trên mạng Xác nhận số lợng dữ liệu đợc gửi Khoảng thời gian... thuộc vào nhà sản xuất hệ điều hành mạng mà phần mền mạng của máy tính để bàn có thể có sẵn hoặc có thể tích hợp vào Novell Netware là một vệ điều hành mạng thông dụng mà phần mền mạng của máy tính client đợc cài thêm vào hệ điều hành đang hoạt động Một máy tính cần cả hệ điều hành để chạy độc lập và cần cả phần mềm mạng để truy cập mạng Ngoài ra phần mềm hệ điều hành mạng đợc tích hợp sắn trong vào hệ... hớng và truyền qua máy tính khác Hình 1.12 nối một server và bốn máy tính thành một vòng, nếu một máy tính hỏng sẽ ảng hởng tới các máy tính khác Hình 1.12 Ring Topology Mesh Một mạng Mesh topology thờng đầy đủ và tin cậy Trong mạng Mesh topology mỗi máy tính thờng nối với tất cả các máy tính trong mạng bằng các đờng cáp khác nhau Cấu hình nh vậy cung cấp đầy đủ cho toàn mạng vì vậy nếu một cáp bị 12 . nối mạng, mô hình OSI ,TCP/IP Với mong muốn tìm hiểu kỹ về công nghệ thông tin, mạng máy tính để có thể xây dựng, ứng dụng tối đa các tiện ích mà mạng. thuyết về mạng máy tính, các giao thức truyền thông và các ứng dụng bao gồm những kiến thức cơ bản về các loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, và các
