Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= Đề tài: Thiết kế và mô phỏng mạng cục bộ ( LAN ) cho trường cao đẳng Công Nghệ Hà Nội. Biết dãy địa chỉ IP được cấp phát là 192.168.0.0/16, có ít nhất 3 miền mạng LAN và mỗi miền mạng phục vụ cho 2000 người sử dụng. Giáo viên hướng dẫn: Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 2 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= MỤC LỤC GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 6 I.1: Lịch sử phát triển mạng máy tính 6 I.2: Mạng máy tính là gì 7 I.3: Các thành phần của hệ thống mạng 7 I.3.1: Các thành phần phần cứng 7 I.3.2: Các thành phần phần mềm 7 I.4: Các tiêu chỉ phân loại mạng 7 I.4.1: Theo khoảng cách địa lý 8 I.4.2: Theo kỹ thuật chuyển mạch 8 I.4.3: Theo kiến trúc và giao thức mạng 10 I.5: Các lợi ích do mạng máy tính đem lại 11 CHƯƠNG II: MẠNG LAN 13 II.1: Tổng quan về mạng LAN 13 II.1.1: Khái niệm 13 II.1.2: Phân biệt mạng LAN với các loại mạng khác 14 II.1.3: Đặc tính vật lý của mạng LAN 14 II.1.4: Công nghệ truyền dẫn trong mạng 16 II.2: Topology (cấu trúc liên kết) trong mạng LAN 17 II.2.1: Dạng BUS 17 II.2.2: Dạng sao (STAR) 18 II.2.3: Dạng vòng (RING) 19 II.3: Các thiết bị dùng để thiết kế mạng LAN 20 II.3.1: Bộ lặp tín hiệu (REPEATER) 20 II.3.2: Bộ tập trung (HUB) 21 II.3.3: Cầu (BRIDGE) 22 II.3.4: Bộ chuyển mạch (SWITCH) 23 II.3.5: Bộ định tuyến (ROUTER) 23 II.3.6: Bộ chuyển mạch có định tuyến (Layer 3 switch) 24 Phân biệt HUB, SWITCH và ROUTER 24 Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 3 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= CHƯƠNG III: IP, CẤP PHÁT IP TRONG MẠNG LAN 26 III.1: Giới thiệu về IP (Internet Protocol – Giao thức liên mạng) 26 III.2: Cấu trúc địa chỉ IP 26 III.3: Bài tập ứng dụng cấp phát IP trong mạng LAN 27 Đề bài 27 III.3.1: Chia miền mạng con 28 III.3.2: Cấp phát IP cho máy trạm (workstation) 29 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠNG LAN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 31 IV.1: Mô phỏng hệ thống 31 IV.2: Cấu hình Router, cấp phát IP cho các máy trạm 32 Lời kết 36 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 37 Tài liệu tham khảo 38 Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 4 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Với thời đại công nghệ thông tin – khoa học máy tính được ưu tiên phát triển và lớn mạnh rất nhanh như ngày nay thì nhu cầu chia sẻ thông tin trong xã hội sao cho tiện lợi và nhanh chóng càng được chú trọng. Vì vậy mảng mạng máy tính trong khoa học máy tính rất quan trọng, luôn được biến đổi, nâng cấp cho phù hợp hoàn cảnh và mục đích sử dụng. Hiện nay hạ tầng mạng máy tính là phần không thể thiếu trong các tổ chức, trường học hay các công ty. Đa số các tổ chức có phạm vi sử dụng bị giới hạn bởi diện tích và mặt bằng đều triển khai xây dựng mạng LAN để phục vụ cho việc quản lý dữ liệu nội bộ tổ chức của mình được thuận lợi, đảm bảo tính an toàn dữ liệu cũng như tính bảo mật dữ liệu. Mặt khác mạng LAN còn giúp các cá nhân trong tổ chức truy nhập dữ liệu một cách thuận tiện với tốc độ cao. Một điểm thuận lợi nữa là mạng LAN đó là giúp cho người quản trị mạng phân quyền sử dụng tài nguyên cho từng đối tượng là người dùng một cách rõ ràng và thuận tiện giúp cho những người có trách nhiệm của tổ chức dễ dàng quản lý các cá nhân và điều hành các hoạt động. Với các thuận lợi của mạng LAN như trên thì việc tìm hiểu cũng như ứng dụng nó vào cuộc sống cũng là một đề tài rất hay, vì vậy nhóm chúng em quyết định chọn đề tài: “Tìm hiểu, mô phỏng và thiết kế mạng LAN cho trường Cao đẳng Công nghệ Hà Nội, chia làm 3 miền mạng con và mỗi miền phục vụ cho 2000 người sử dụng. Biết dãy địa chỉ IP được cấp phát là: 192.168.0.0/16”. Do có hạn về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế nên bài thực tập này còn mắc sai lầm, em mong rằng được thầy cô và các bạn giúp đỡ để kiến thức chuyên ngành cũng như bài thực tập được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Loan đã hướng dẫn và chỉ bảo giúp cho nhóm em hoàn thành bài thực tập này! Sinh viên thực hiện: 1. Vi Quyết Thắng 5. Đào Văn Hưng 2. Trương Thị Huyền 6. Ninh Thị Cúc 3. Trần Văn Thành 7. Ngô Xuân Hiếu Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 5 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= 4. Dương Thanh Liêm 8. Phạm Thị Yến CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH Ngay từ đầu những năm 60 đã xuất hiện các mạng xử lý trong đó các trạm cuối (terminal) thụ động được nối vào một máy xử lý trung tâm. Vì máy xử lý trung tâm làm tất cả mọi việc: quản lý các thủ tục truyền dữ liệu, quản lý sự đồng bộ của các trạm cuối v.v , trong khi đó các trạm cuối chỉ thực hiện chức năng nhập xuất dữ liệu mà không thực hiện bất kỳ chức năng xử lý nào nên hệ thống này vẫn chưa được coi coi là mạng máy tính. Giữa năm 1968, Cục các dự án nghiên cứu tiên tiến (ARPA - Advanced Research Projects Agency) của Bộ Quốc phòng Mỹ đã xây dựng dự án nối kết các máy tính của các trung tâm nghiên cứu lớn trong toàn liên bang, mở đầu là Viện nghiên cứu Standford và 3 trường đại học (Đại học California ở Los Angeless, Đại học Santa Barbara và Đại học Utah). Mùa thu năm 1969, 4 trạm đầu tiên được kết nối thành công, đánh dấu sự ra đời của ARPANET. Giao thức truyền thông dùng trong ARPANET lúc đó đặt tên là NCP ( Network Control Protocol). Giữa những năm 1970, họ giao thức TCP/IP được Vint Cerf và Robert Kahn phát triển cùng tồn tại với NCP, đến năm 1983 thì hoàn toàn thay thế NCP trong ARPANET. Trong những năm 70, số lượng các mạng máy tính thuộc các quốc gia khác nhau đã tăng lên, với các kiến trúc mạng khác nhau (bao gồm cả phần cứng lẫn giao thức truyền thông), từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng, gây khó khăn cho người sử dụng. Trước tình hình đó, vào năm 1984 Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO đã cho ra đời Mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection - gọi tắt là mô hình OSI). Với sự ra đời của OSI và sự xuất hiện của máy tính cá nhân, số lượng mạng máy tính tính trên toàn thế giới đã tăng lên nhanh chóng. Đã xuất hiện những khái niệm về các loại mạng LAN, MAN. Tới tháng 11/1986 đã có tới 5089 máy tính được nối vào ARPANET, và đã xuất hiện thuật ngữ "Internet". Năm 1987, mạng xương sống (backbone) NSFN (National Science Foundation network) ra đời với tốc độ đường truyền nhanh hơn (1,5 Mb/s thay vì 56Kb/s trong ARPANET) đã thúc đẩy sự tăng trưởng của Internet. Mạng Internet dựa trên NSFN đã vượt qua biên giới của Mỹ. Đến năm 1990, quá trình chuyển đổi sang Internet - dựa trên NSFN kết thúc. NSFN giờ đây cũng chỉ còn là một mạng xương sống thành viên của mạng Internet Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 6 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= toàn cầu. Như vậy có thể nói lịch sử phát triển của Internet cũng chính là lịch sử phát triển của mạng máy tính. I.2 MẠNG MÁY TÍNH LÀ GÌ? Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính độc lập được kết nối với nhau bởi đường truyền vật lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó. Một cách cụ thể hơn ta có thể hiểu mạng máy tính bao gồm sự kết nối từ hai máy tính trở nên. Các máy tính này có thể giao tiếp với nhau, chia sẻ tài nguyên (các đĩa cứng, các máy in và các ổ đĩa CD-ROM v.v ), mỗi máy có thể truy xuất các máy ở xa hoặc các mạng khác để trao đổi các file, dữ liệu và thông tin hoặc cho phép các giao tiếp điện tử. I.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG MẠNG I.3.1 Thành phần phần cứng - Máy chủ (Host) - Máy khách (Client) - Card mạng NIC (Network Interface Card) - Dây cáp (Media) - Các thiết bị kết nối: ROUTER, SWITCH, BRIDGE, HUB, REPEATER - Các thiết bị khác… I.3.2 Thành phần phần mềm Là các dịch vụ và giao thức ví dụ như: - Client for Microsoft Network - File and Printer Sharing - Internet Protocol (TCP/IP) I.4 CÁC TIÊU CHÍ PHÂN LOẠI MẠNG Dựa vào các tiêu chí khác nhau, người ta phân chia mạng máy tính thành các loại khác nhau. Sau đây là ba tiêu chí cơ bản Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 7 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= I.4.1 Theo khoảng cách địa lý Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý được chia ra làm 4 loại:  Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN): là mạng được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ (trong một phòng, một toà nhà, hoặc phạm vi của một trường học v.v ).Tổng quát có hai loại mạng LAN: mạng ngang hàng (peer to peer) và mạng có máy chủ (server based). Mạng server based còn được gọi là mạng "Client / Server" (Khách / Chủ).  Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN): là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại.  Mạng diện rộng (Wide Area network - WAN): phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa. Cáp truyền qua đại dương và vệ tinh được dùng cho việc truyền dữ liệu trong mạng WAN.  Mạng toàn cầu (Global Area Network - GAN): phạm vi của mạng trải rộng toàn Trái đất. I.4.2 Theo kỹ thuật chuyển mạch Phân loại mạng dựa trên kỹ thuật chuyển mạch, có hai mạng:  Mạng chuyển mạch kênh (circuit - switched networks): khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một "kênh" truyền cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt kết nối. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định này. Kỹ thuật chuyển mạch kênh được sử dụng trong các kết nối ATM (Asynchronous Transfer Mode) và dial-up ISDN (Integrated Services Digital Networks). Mạng chuyển mạch kênh dùng chủ yếu trong mạng điện thoại. Hình I.1: Chuyển mạch kênh Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 8 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= Ưu điểm - Thời gian trễ thấp và ổn định - Tốc độ bit truyền trên mạng là cố định ( 64kbps) - Sự thay đổi về băng thông không ảnh hưởng nhiều tới chất lượng dịch vụ Nhược điểm - Phải tốn thời gian để thiết lập đường truyền cố định giữa hai thực thể. - Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao, vì có lúc trên kênh không có dữ liệu truyền của hai thực thể kết nối, nhưng các thực thể khác không được sử dụng kênh truyền này. - Tốn kém chi phí lắp đặt  Mạng chuyển mạch gói (packet - switched networks): mỗi bản tin được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng có phần thông tin điều khiển chứa địa chỉ nguồn (sender) và địa chỉ đích (receiver) của gói tin. Các gói tin thuộc về một bản tin có thể truyền tới đích theo những con đường khác nhau. Hình I.2: Kỹ thuật chuyển mạng gói Ưu điểm - Hiệu quả cao hơn do phí tổn lưu trữ tạm thời tại mỗi nút giảm đi vì kích thước tối đa của các gói tin được giới hạn. - Dễ kiểm soát lỗi do chỉ phải truyền lại gói tin bị lỗi - Sử dụng nhiều kênh truyền cùng một thời điểm do vậy mà tốc độ truyền nhanh hơn Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 9 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= - Có tính chất dự phòng cao vì khi mất một kênh truyền thì gói tin có thể đi theo kênh truyền khác tới đích Nhược điểm - Khó khăn trong việc tập hợp các gói tin tại đích và sắp xếp chúng theo đúng thứ tự mà nó được chia ra tại nguồn gởi Do có nhiều ưu điểm nên hiện nay mạng chuyển mạch gói được dùng phổ biến hơn các mạng chuyển mạch kênh. Việc tích hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và gói trong một mạng thống nhất gọi là mạng dịch vụ tích hợp số hoá (Integrated Services Digital Networks - ISDN) đang là một trong những xu hướng phát triển của mạng ngày nay. I.4.3 Theo kiến trúc và giao thức mạng (topology và protocol)  Theo kiến trúc mạng (topology) Kiến trúc (topology) của một mạng là sự sắp xếp hoặc mối quan hệ của các thiết bị mạng và mối liên kết giữa chúng. Dưới đây là một số kiến trúc mạng cơ bản: Hình 1.3: Kiến trúc kiểu điểm- nối- điểm Hình 1.4 Kiến trúc kiểu đa truy cập ( kiểu Bus) Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 10 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= Hình 1.5 Kiến trúc kiểu vòng ( Ring)  Theo Giao thức mạng ( protocol) Giao thức mạng là tập hợp các quá trình, các quy tắc được tổ chức lại mà các thiết bị truyền thông được sử dụng để chuyển các bit và các byte dữ liệu - Net BEUI ( Net BIOS.Extended user Interface): là giao thức nhỏ gọn, chạy nhanh trên mạng nhỏ và trung bình, tương thích với tất cả các mạng của Microsoft.Net BEUI không hỗ trợ tìm đường - IPX/SPX và NWLink: là giao thức chạy trong các mạng Novel, giao thức này rất gọn nhẹ, tốc độ cao trên mạng LAN và hỗ trợ tìm đường.NWLINK là phiên bản IPX/SPX của Microsoft - Applet Talk: là giao thức cho các máy Apple Macintosh - TCP/IP( Transmision control protocol/Internet protocol): là giao thức phân đường hỗ trợ cho việc truy cập vào mạng Internet, TCP/IP ngày càng trở nên thông dụng I.5 CÁC LỢI ÍCH DO MẠNG MÁY TÍNH ĐEM LẠI  Mạng tạo khả năng dùng chung tài nguyên Vấn đề là làm cho các tài nguyên trên mạng như chương trình, dữ liệu và thiết bị, đặc biệt là các thiết bị đắt tiền, có thể sẵn dùng cho mọi người trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên và người dùng. Về mặt thiết bị, các thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền, chúng thường được dùng chung cho nhiều người nhằm giảm chi phí và dễ bảo quản. Về mặt chương trình và dữ liệu, khi được dùng chung, mỗi thay đổi sẽ sẵn dùng cho mọi thành viên trên mạng ngay lập tức. Điều này thể hiện rất rõ tại các nơi như ngân hàng, các đại lý bán vé máy bay Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT 1 K 2 11 [...]... BÀI TẬP ỨNG DỤNG CẤP PHÁT IP TRONG MẠNG LAN Đề bài: Thiết kế và mô phỏng mạng cục bộ (LAN) cho trường cao đẳng Công Nghệ Hà Nội Mục đích: - Kết hợp các kiến thức cơ bản của bộ môn Mạng máy tính vào một hệ thống mạng cụ thể - Rèn luyện kỹ năng chia địa chỉ IP và cấu hình trên thiết bị Yêu cầu: - Khảo sát thực tế - Vẽ sơ đồ mạng Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT1K2 28 Thực tập bộ môn Mạng máy tính. .. Nội – Lớp CNTT1K2 12 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= CHƯƠNG II: MẠNG LAN II.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN II.1.1 Khái niệm LAN là viết tắt của Local Area Network (Mạng cục bộ) Do nhu cầu thực tế của các cơ quan, trường học, doanh nghiệp, tổ chức cần kết nối các máy tính đơn lẻ thành một mạng nội bộ để tạo khả năng trao.. .Thực tập bộ môn Mạng máy tính =============================================================================================  Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị có thể dùng chung Điều này tăng độ tin cậy trong công việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị hỏng, công việc vẫn có thể tiếp tục với các máy tính. .. điểm: + Nhược điểm của mạng này là tốc độ vẫn bị chậm + Khi trên đường cáp có sự cố thì toàn bộ mạng sẽ ngưng hoạt động + Khi có sự cố rất khó kiểm tra phát hiện lỗi >> Do mạng này có nhiều nhược điểm nên trong thực tế ít được sử dụng II.3 CÁC THIẾT BỊ DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ MẠNG LAN II.3.1 Bộ lặp tín hiệu (REPEATER) Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT1K2 21 Thực tập bộ môn Mạng máy tính =============================================================================================... chữ T gọi là Transceptor - Mạng BUS thông thường (REGULAR BUS) Mỗi máy tính trong mạng này được nối với trục cáp chính bởi một đoạn cáp nhỏ và một bộ phát đáp ngoài (external tranceiver) Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT1K2 18 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= - Ưu điểm: +Ưu điểm của mạng này là tiết kiệm được... điểm của mạng này là khi cáp bị hỏng thì có một số lượng nhỏ máy tính không được kết nối vào mạng Ngoài ra ta có thể thêm một trạm mới vào vòng một cách dễ dàng mà không bị ảnh hưởng nhiều đến mạng Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT1K2 20 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= - Ưu điểm: + Ưu điểm của mạng này là... HỆ THỐNG Chia miền mạng có địa chỉ IP 192.168.0.0/16 thành 3 miền mạng, mỗi miền chiếm 1 tầng của trường: Sơ đồ mạng trường Cao đẳng Công nghệ Hà Nội Yêu cầu: Các tầng đều có mạng LAN riêng biệt, trong đó các máy tính của từng mạng LAN riêng có thể giao tiếp với nhau Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT1K2 32 Thực tập bộ môn Mạng máy tính =============================================================================================... ============================================================================================= CHƯƠNG III: IP, CẤP PHÁT IP VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG LAN III.1 GIỚI THIỆU VỀ IP Như chúng ta đã biết, Internet là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên Khác với cách tổ chức theo các cấp: Nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông, mạng Internet tổ chức chỉ có một cấp, các mạng máy tính dù nhỏ hay lớn khi nối vào Internet đều bình đẳng... sử dụng mạng ngày nay có nhiều thay đổi so với trước kia Mặc dù mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ và dùng chung tài nguyên, nhưng mục đích chủ yếu vẫn là sử dụng chung tài nguyên phần cứng Ngày nay mục đích chính Trường CĐ Công nghệ Hà Nội – Lớp CNTT1K2 13 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= của mạng là... Nội – Lớp CNTT1K2 19 Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= Mạng LAN đấu theo kiểu hình sao cần có một thiết bị trung gian như HUB hoặc SWITCH, các máy tính được nối với thiết bị trung gian này Hiện nay chủ yếu sử dụng SWITCH - Ưu điểm: + Mạng đấu kiểu hình sao (STAR) cho tốc độ nhanh nhất + Khi cáp mạng bị đứt thì thông . triển của Internet cũng chính là lịch sử phát triển của mạng máy tính. I.2 MẠNG MÁY TÍNH LÀ GÌ? Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính độc lập được kết nối với nhau bởi đường truyền vật. THIỆU ĐỀ TÀI 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 6 I.1: Lịch sử phát triển mạng máy tính 6 I.2: Mạng máy tính là gì 7 I.3: Các thành phần của hệ thống mạng 7 I.3.1: Các thành phần phần cứng. Thực tập bộ môn Mạng máy tính ============================================================================================= Đề tài: Thiết kế và mô phỏng mạng cục bộ ( LAN ) cho