LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin trong những năm gần đây đã tạo nên những thay đổi lớn trong cuộc sống của con người. Nó ngày càng khẳng định được vị thế của mình trong sự phát triển chung của toàn xã hội. CNTT không những chỉ phát triển về phần mềm hoặc những công nghệ mới, mà song song đó thì công nghệ mạng máy tính đóng một vai trò quan trọng không kém. Nhờ công nghệ mạng máy tính mà mọi người trên thế giới có thể trao đổi dữ liệu, tin tức cho nhau khi họ tham gia vào hệ thống mạng. Cũng nhờ đó mà mỗi người chúng ta tiết kiệm được sức lực, thời gian và tiền của Hiện nay mạng máy tính đã được ứng dụng phổ biến trong các cơ quan, trường học, xí nghiệp (công nghệ LAN) Đặc biệt đối với những cơ quan có nhu cầu chia sẻ tài nguyên dùng chung Bên cạnh đó việc thiết kế và lắp đặt một hệ thống mạng LAN cho một đơn vị là không phức tạp, không đòi hỏi chi phí nhiều. Qua quá trình học tập tại Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên, em đã được các thầy cô giáo truyền đạt tất cả kiến thức chuyên ngành, rèn luyện tinh thần học tập và làm việc độc lập, sáng tạo và đó là những yếu tố cần thiết để em bắt đầu sự nghiệp trong tương lai. Với sự chỉ bảo hướng dẫn của Thầy giáo Lê Khánh Dương, đồng thời xuất phát từ nhu cầu thực tế tại đơn vị em đã chọn đề tài: “Thiết kế mạng LAN cho trường CĐ CN Thực Phẩm - Việt Trì ”. Sau thời gian đi khảo sát, phân tích tình hình thực địa tại đơn vị, cùng với sự giúp đỡ tận tình của Ban lãnh đạo và các thầy cô tại trường và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của Thấy giáo Lê Khánh Dương em đã hoàn thành đề tài thực tập Chuyên Nghành của mình. Tuy nhiên do thời gian có hạn, vốn kiến thức còn hạn chế nên đề tài thực tập Chuyên Nghành còn nhiều thiếu sót. Kính mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp tận tình của các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn để đề tài của em hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cám ơn Thầy giáo Lê Khánh Dương giáo viên trực tiếp hướng dẫn cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn KHMT khoa CNTT trường Đại học Thái Nguyên. Sinh viên thực hiện Đặng Quang Tường MẠNG MÁY TÍNH Computer Network Kiến trúc mạng Network Architecture Đường truyền vật lý Cấu trúc mạng Topology a) Các loại cáp - Cáp đồng trục - Cáp xoắn đôi - Cáp sợi quang b) Phương tiện vô tuyến - Radio - Viba - Vệ tinh Giao thức Protocol X25 TCP/IP a)Point to point - Mạng hình sao (star) - Mạng hình cây (tree) - Chu trình (loop) b)Multipoint - Mạng hình BUS - Mạng hình Ring CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I .1 Định Nghĩa mạng máy tinh Mạng Tính Định nghĩa mạng máy tính Mạng máy tính (computer network) là một nhóm các máy tính tương kết (interconnected) để chia sẻ các dịch vụ thông qua một tuyến nối kết dùng chung. Yêu cầu của một mạng máy tính là hai hoặc nhiều cá nhân có một nội dung nào đó muốn cùng nhau chia sẻ Một cá nhân phải có khả năng cung cấp một nội dung nào đó. Các hệ thống riêng lẻ phải được kết nối với nhau thông qua một phương tiện vật lý. Mọi hệ thống nối với phương tiện vật lý này phải tuân thủ một loạt các quy tắc truyền thông chung thì dữ liệu mới đến được đích đã định, và do đó các hệ thống gửi và nhận mới hiểu được nhau. Các quy tắc điều hành tiến trình truyền thông máy tính gọi là giao thức (protocol). Tóm lại, tất cả các mạng đều phải có các yếu tố sau:  Một nội dung nào đó để chia sẻ  Một đường truyền vật lý  Các quy tắc truyền thông Mạng máy tính có thể định nghĩa như sau: Mạng máy tính là tập hợp các máy tính đơn lẻ được kết nối với nhau bằng các phương tiện truyền dẫn vật lý (transmission medium) và theo một kiến trúc mạng xác định (network architecture). (Hình 1.1 – Sơ đồ biểu diễn định nghĩa mạng máy tính) “Máy tính” trong định nghĩa được hiểu là các node của mạng. Một số node dùng để lưu trữ các cơ sở dữ liệu, các tài nguyên thông tin chung của mạng, có chức năng cung cấp dịch vụ cho các thành phần khác trong mạng, được gọi là các Hệ phục vụ của mạng(Servers). Số còn lại chỉ nhận các dịch vụ do Hệ phục vụ cung cấp, được gọi là các Hệ khách hoặc các máy trạm làm việc (Clients, Workstations). Dữ liệu được chuyển mạch tại các node mạng. Các node này có độ tiếp thông dữ liệu và có khả năng đấu nối linh hoạt, nó cho phép có độ tiếp thông rất cao và có các cửa thuê bao lớn để đáp ứng mọi nhu cầu truyền số liệu của xã hội. Các node được liên kết với nhau bằng các phương tiện truyền vật lý, gọi là các phương tiện truyền thông hay là các đường truyền (Transmission medium). Các thiết bị liên kết vào các node dùng cho người sử dụng khai thác được gọi là các thiết bị đầu cuối (Terminals). Người làm việc tại các thiết bị đầu cuối được gọi là người sử dụng (Users). Các thành phần chủ yếu của một mạng máy tính  Tập hợp các node mạng  Các phương tiện truyền vật lý  Cấu hình mạng – Topology  Giao thức mạng – Protocol  Các ứng dụng mạng (Các dịch vụ ứng dụng mạng)  Hệ điều hành mạng I.2 Phân biệt mạngLAN( Local Area Network) v mà ạng WAN (Wide Area Network)  2.1 Mạng cục bộ ( LAN- Local Area NetWork) -Là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2 node bất kỳ trong mạng không vượt quá vài Km. -Thông thường mạng cục bộ được xây dựng và cài đặt trong cơ quan, xí nghiệp, trong một toà nhà trên phạm vi tương đối hẹp. Đặc trưng cơ bản của một mạng cục bộ:  Khoảng cách lớn nhất giữa các node không vượt quá vài km.  Các node nối với nhau trực tiếp. Trong quá trình truyền thông không có sự tham gia của mạng viễn thông công cộng.  Tốc độ truyền cao (có thể đạt 100 Mbps hoặc 1Gbps). Sử dụng phương thức truyền gói không liên kết.  Lỗi truyền thấp: 10 -8 đến 10 -11  Cấu hình mạng đa dạng.  Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp. Mô hình - Mạng LAN sử dụng phương thức truyền broadcasting. Đa số các mạng Lan sử dụng một dây cáp kết nối các máy tính để truyền tín hiệu, cho nên tại một thời điểm chỉ có 1 máy tính được gửi tín hiệu các máy khác sẽ nhận, nếu 2 máy cùng gửi tín hiệu sẽ gây xung đột mạng. - Để tránh xung đột các máy tính trong mạng lan sử dụng 1 số kỹ thuật sau:  (CSMA/CD-Carrier Sense Multiple Access Collision Detection): Không gửi dữ liệu khi các máy tính khác đang gửi (carrier Sense), và kiểm tra những gì gửi đi có sung đột với máy tính khác(Collision Detection)  Token Bus: Dùng gói tin đặc biệt (gọi là thẻ bài-token). Gói tin này lưu chuyển trong vòng logic để cấp phát quyền sử dụng đường truyền cho các node có yêu cầu truyền thông.  Token Ring: Thẻ bài được lưu chuyển trong vòng đường truyền vật lý. Các node truy nhập đường truyền theo kiểu nối tiếp nhau. Các công nghệ điển hình Kỹ thuật đi dây phổ biến trong mạng Lan là dùng cáp soắn đôi,4 cặp dây và đầu kết nối 8 chân RJ45, với khoảng cách giữa các máy dưới 100 m. Để tăng khoảng cách kết nối chuyển thành mạng không dây Wideless với khoảng cách 500m. Tốc độ truyền dữ liệu Tốc độ thực sự mà nhận được dữ liệu khi truyền qua mạng LAN sẽ chậm hơn so với tốc độ truyền tín hiệu qua dây cáp do độ trễ thời gian để kiểm tra cáp có rảnh hay không, và thời gian khắc phục xung đột. Thường tốc độ thực sự=80% tốc độ truyền tín hiệu. Ví dụ: Tốc độ truyền tín hiệu Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất 10Mbps 800Kbps 100Mbps 80Mbps Tốc độ truyền thực sự đạt được phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ các máy tính, số lượng các máy tính.  2.2 Mạng diện rộng (WAN-Wide Area Network) Phạm vi hoạt động của mạng trên diện tương đối rộng, như trên phạm vi một quốc gia hoặc liên quốc gia Có thể phân chia các WAN thành 2 phạm trù:  WAN xí nghiệp (Enterprise WAN): Là WAN liên kết trong phạm vi một tổ chức các tài nguyên của mạng có thể cách xa nhau. WAN xí nghiệp có thể dùng phối hợp các dịch vụ mạng tư lẫn thương mại song chỉ chuyên trách các nhu cầu của một tổ chức cụ thể.  WAN toàn cầu (Global WAN): Là WAN tương kết các mạng của một số các công ty hay tổ chức (Internet là một ví dụ điển hình về WAN toàn cầu). Đặc trưng cơ bản của một WAN:  Các node của mạng có trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu.  Trong quá trình truyền thông của các thực thể, có sự hỗ trợ của mạng viễn thông công cộng.  Tốc độ truyền dữ liệu thấp so với mạng cục bộ.  Có thể tương kết nhiều LAN cho nên phức tạp và phức hợp hơn các LAN.  Lỗi truyền cao.  Công nghệ đắt tiền. Mô hình: Mạng Wan dùng các kết nối vật lý điểm-điểm. Để các kết nối vật lý mang được các dòng dữ liệu phân biệt dùng bộ ghép kênh(multiplexer): Với chức năng kết hợp các lưu thông độc lập từ tất cả người sử dụng dùng chung một cáp quang thành một tín hiệu ghép mà có thể tách ra thành nhiều phần ở đầu kia. Công nghệ điển hình: Dùng dây đồng và dây cáp quang trong các kết nối, với các đầu nối và các thiết bị, trạm trung gian. Cùng với các liên kết sóng radio. Tốc độ truyền dữ liệu Các tốc độ truyền dữ liệu do các công ty điện thoại cung cấp:1,5 Mbps,45Mbps, 155Mbps, 2.4Gbps Liên kết vệ tinh lên tới 10Mbps và cao hơn I.3 Phân loại theo hình trạng mạng LAN Các kiểu (Topology) của mạng LAN Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Topology), mạng dạng vòng (Ring Topology) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology). Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v I.3.1 Cấu trúc liên kết hình sao (Star) Mạng hình sao bao gồm một bộ điều khiển trung tâm, mỗi trạm cuối được kết nối vào bộ điều khiển trung tâm này bằng các đường truyền theo dang hình sao. Trong hình 1.3, mỗi trạm cuối trong mạng hình sao được kết nối tới bộ điều khiển trung tâm bằng một đường truyền riêng biệt, do đó nó tạo ra dạng hình sao. Bộ điều khiển trung tâm này điều khiển việc truyền thông cho mỗi trạm cuối. Việc truyền thông ở đây bao gồm truyền thông giữa trạm cuối với bộ điều khiển trung tâm hoặc giữa trạm cuối này với trạm cuối khác thông qua bộ điều khiển trung tâm. I.3.2 Cấu trúc liên kết dạng đường thẳng (BUS) Mạng dạng BUS bao gồm một đường truyền dữ liệu tốc độ cao duy nhất. Đường truyền này gọi là bus và được chia sẻ bởi nhiều nút. Bất cứ khi nào muốn truyền dữ liệu, trạm truyền ấn định địa chỉ trạm đích và truyền dữ liệu lên bus. Thông tin được truyền từ bất kỳ trạm cuối nào đều được gửi tới tất cả các nút. Một nút chỉ nhận dữ liệu khi dữ liệu đó đúng là gửi cho nó. Mỗi đầu của bus được gắn một bộ kết cuối (Terminator). Bộ kết cuối có tác dụng chặn tín hiệu để tránh tình trạng phản hồi tín hiệu. Vì trong trường hợp có tín hiệu phản hồi, đường truyền sẽ bị nhiễu và sẽ xuất hiện lỗi trong quá trình truyền. Chú ý: Đối với bus một chiều (có nghĩa là tín hiều chỉ được truyền theo một hướng) thì việc phản hồi tín hiệu là cần thiết I.3.3 Cấu trúc liên kết dạng vòng (Ring) Mạng có cấu trúc liên kết dạng vòng có hình dạng một vòng tròn khép kín , các nút được nối với vòng tại các điểm cách nhau một khoảng nào đó. Thông tin được truyền trên vòng theo một hướng nhằm tránh xung đột. Do mỗi nút có thể tái tạo và lặp lại tín hiệu nên cấu trúc liên kết kiểu này phù hợp với các mạng có phạm vi rộng hơn so với kiến trúc kiểu BUS. I.3.4 Mạng dạng kết hợp Kết hợp hình sao và tuyến (  star/Bus Topology) Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology. Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào. Kết hợp hình sao và vòng   (Star/Ring Topology) Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển vòng quanh một cái HUB trung tâm. Mỗi trạm làm việc (workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết. I.4 Các môi trường dẫn Tryền dẫn I.4.1 Khái niệm Trên một mạng máy tính, các dữ liệu được truyền trên một môi trường truyền dẫn (transmission media), nó là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị. Có hai loại phương tiện truyền dẫn chủ yếu: - Hữu tuyến (bounded media) - Vô tuyến (boundless media) Thông thường hệ thống mạng sử dụng hai loại tín hiệu là: digital và analog. I.4.2 Tần số truyền thông Phương tiện truyền dẫn giúp truyền các tín hiệu điện tử từ máy tính này sang máy tính khác. Các tín hiệu điện tử này biểu diễn các giá trị dữ liệu theo dạng các xung nhị phân (bật/tắt). Các tín hiệu truyền thông giữa các máy tính và các thiết bị là các dạng sóng điện từ trải dài từ tần số radio đến tần số hồng ngoại. Các sóng tần số radio thường được dùng để phát tín hiệu LAN. Các tần số này có thể được dùng với cáp xoắn đôi, cáp đồng trục hoặc thông qua việc truyền phủ sóng radio. Sóng viba (microware) thường dùng truyền thông tập trung giữa hai điểm hoặc giữa các trạm mặt đất và các vệ tinh, ví dụ như mạng điện thoại cellular. Tia hồng ngoại thường dùng cho các kiểu truyền thông qua mạng trên các khoảng cách tương đối ngắn và có thể phát được sóng giữa hai điểm hoặc từ một điểm phủ sóng cho nhiều trạm thu. Chúng ta có thể truyền tia hồng ngoại và các tần số ánh sáng cao hơn thông qua cáp quang. I.4.3 Các đặc tính của phương tiện truyền dẫn Mỗi phương tiện truyền dẫn đều có những tính năng đặc biệt thích hợp với mỗi kiểu dịch vụ cụ thể, nhưng thông thường chúng ta quan tâm đến những yếu tố sau: - Chi phí - Yêu cầu cài đặt - Độ bảo mật - Băng thông (bandwidth): được xác định bằng tổng lượng thông tin có thể truyền dẫn trên đường truyền tại một thời điểm. Băng thông là một số xác định, bị giới hạn bởi phương tiện truyền dẫn, kỹ thuật truyền dẫn và thiết bị mạng được sử dụng. Băng thông là một trong những thông số dùng để phân tích độ hiệu quả của đường mạng. + Bps (Bits per second-số bit trong một giây): đây là đơn vị cơ bản của băng thông. + KBps (Kilobits per second): 1 KBps=103 bps=1000 Bps + MBps (Megabits per second): 1 MBps = 103 KBps [...]... vận (Host-to-Host Transport Layer) − Tầng ứng dụng (Application Layer) Kiến trúc TCP/IP - Tầng liên kết: Tầng liên kết (còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao tiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP, bao gồm các thiết bị giao tiếp mạng và chương trình cung cấp các thông tin cần thiết để có thể hoạt động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó - Tầng Internet:... cài đặt - Dễ mở rộng - Dễ cô lập lỗi I.5.2 MÔ HÌNH AN NINH Hệ thống tường lửa 3 phần (Three- part Firewall System ) đặc biệt quan trọng trong thiết kế WAN, chúng tôi sẽ trình bày trong chương 3 Ở đây chỉ nêu một khía cạnh chung nhất cấu trúc của mô hình sử dụng trong thiết kế mạng LAN Hình 15: Mô hình tường lửa 3 phần - LAN cô lập làm vùngđệm giữa mạng công tác với bên ngoài (LAN cô lập được gọi là... Nhờ có switch mà đụng độ trên mạng giảm hẳn Ngày nay switch là các thiết bị mạng quan trọng cho phép tuỳ biến trên mạng chẳng hạn lập mạng ảo VLAN Hình 1.9 LAN Switch nối hai Segment mạng Hình 1.9 LAN Switch nối hai Segment mạng I.7.2.5 Modem Là tên viết tắt từ hai từ điều chế (MOdulation) và giải điều chế (DEModulation) là thiết bị cho phép điều chế để biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để... Ethernet 10Mb/s hoặc Token Ring 4Mb/s FDDI cung cấp kết nối tốc độ cao cho nhiều loại mạng khác nhau FDDI có thể sử dụng cho mạng đô thị (MAN) để kết nối các mạng trong cùng thành phố bằng cáp quang tốc độ cao Kiến trúc này giới hạn chiều dài vòng cáp tối đa 100km, do đó nó không thực sự được thiết kế như công nghệ mạng diện rộng (WAN) I.6.2.2Cấu hình mạng FDDI hoạt động ở tốc độ 100Mb/s trên một cấu... hoặc thu) Bộ đàm là thiết bị hoạt động ở kiểu truyền dẫn này + Song công (Full-Duplex): trong kiểu truyền dẫn này, tại một thời điểm, thiết bị có thể vừa phát vừa thu Điện thoại là một minh họa cho kiểu truyền dẫn này I.5 MÔ HÌNH THIẾT KẾ MẠNG LAN I.5.1 MÔ HÌNH PHÂN CẤP (Hierarchical models) Hình 14: Mô hình mạng phân cấp * Cấu trúc : - Lớp lõi (Core Layer) đây là trục xương sống của mạng (Backbone),... động, thực hiện các bộ lọc gói (theo địa chỉ, theo số hiệu cổng…… ) Thực hiện các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ QOS - Lớp truy nhập (Access Layer) lớp truy nhập cung cấp các khả năng truy nhập cho người dùng cục bộ hay từ xa truy nhập vào mạng Thường được thực hiện bằng các bộ tuyển mạch (Switch) Trong môi trường campus, hay các công nghệ WAN * Đánh giá mô hình - Giá thành thấp - Dễ cài đặt - Dễ... lọc gói, hay lọc các tiến trình đang chuyển trong mạng - Lớp phân tán (Distribution Layer) Lớp phân tán là ranh giới giữa lớp truy nhập và lớp lõi của mạn Lớp phân tán thực hiện các chức năng như đảm bảo gửỉ dữ liệu đến từng phân đoạn mạng, đảm bảo an ninh – an toàn phân đoạn mạng theo nhóm công tác Chia miền Broadcast/ Multicast, định tuyến giữa các LAN ảo (VLAN), chuyển môi trường truyền dẫn, định... lên mạng để người quản trị mạng có thể thực hiện quản trị tự động I.7.2.4 Switching Hub (hay còn gọi tắt là switch) Là các bộ chuyển mạch thực sự Khác với HUB thông thường, thay vì chuyển một tín hiệu đến từ một cổng cho tất cả các cổng, nó chỉ chuyển tín hiệu đến cổng có trạm đích Do vậy Switch là một thiết bị quan trọng trong các mạng cục bộ lớn dùng để phân đoạn mạng Nhờ có switch mà đụng độ trên mạng. .. mạng công tác với bên ngoài (LAN cô lập được gọi là khu phi quân sự hay vùng DMZ) - Thiết bị định tuyến trong có cài đặt bộ lọc gói được đặt giữa DMZ và mạng công tác - Thiết bị định tuyến ngoài có cài đặt bộ lọc gói được đặt giữa DMZ và mạng ngoài I.6 CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG CỤC BỘ I.6.1 Ethernet Ethernet là công nghệ mạng LAN bằng cơ sở được phát minh bởi trung tâm nghiên cứu Palo Alto của hãng Xerox Ethernet... Cáp thu phát (còn gọi là cáp AUI- Attchment Unit Interface) được dùng để kết nối bộ thu phát với card mạng Khoảng cách lớn nhất cho phép của đoạn cáp này là 50m • Mở rộng mạng 10Base5 Như trình bày ở trên, khoảng cách lớn nhất cho phép của một phân đoạn trong cấu hình 10Base5 là 500m, và số lượng trạm tối đa có thể kết nối vào phân đoạn là 100 trạm Để mở rộng phạm vi của mạng 10Base5, người ta có thể . mạng LAN cho trường CĐ CN Thực Phẩm - Việt Trì ”. Sau thời gian đi khảo sát, phân tích tình hình thực địa tại đơn vị, cùng với sự giúp đỡ tận tình của Ban lãnh đạo và các thầy cô tại trường và. cáp - Cáp đồng trục - Cáp xoắn đôi - Cáp sợi quang b) Phương tiện vô tuyến - Radio - Viba - Vệ tinh Giao thức Protocol X25 TCP/IP a)Point to point - Mạng hình sao (star) - Mạng hình cây (tree) -. cây (tree) - Chu trình (loop) b)Multipoint - Mạng hình BUS - Mạng hình Ring CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I .1 Định Nghĩa mạng máy tinh Mạng Tính Định nghĩa mạng máy tính Mạng máy tính (computer