Thiết kế mô hình mạng LAN cho doanh nghiệp ( trường học)

Thiết kế mô hình mạng LAN cho doanh nghiệp ( trường học) Thiết kế mô hình mạng LAN cho doanh nghiệp ( trường học) Thiết kế mô hình mạng LAN cho doanh nghiệp ( trường học) Thiết kế mô hình mạng LAN cho doanh nghiệp ( trường học)

Trường Đại Học Kinh Doanh Và Công Nghệ Hà Nội

Khoa Công Nghệ Thông Tin

-** -ĐỒ ÁN QUẢN TRỊ MẠNG

Đề tài: Thiết kế mô hình mạng LAN cho doanh nghiệp( Trường học).

Hà Nội– 2020

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Minh Ngọc

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Long

Phạm Văn Nam Nguyễn Hữu Nhật

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay trên thế giới, công nghệ thông tin đã trở nên phổ biến và hầu như mọi lĩnh vực đều có sự góp mặt của nền công nghệ mới này Hiện nay với sự phát triển đến chóng mặt của công nghệ thông tin, ngoài những tiện ích đã có những trao đổi, tìm kiếm thông tin qua mạng, đào tạo qua mạng, giải trí trên mạng ( nghe nhạc, xem film, chơi game,…) nó đã tiếp cận đến mọi ngóc nghách trong cuộc sống hàng ngày của mỗi con người, của mỗi chúng ta

Ở Việt Nam, Công nghệ thông tin tuy đã và đang phát triển rất nhanh, mạng internet được phủ sóng gần như toàn đất nước Với xu hướng tin học hoá toàn cầu, việc phổ cập tin học, cũng như áp dụng các mô hình internet vào lao động, sản xuất cho các cơ quan, doanh nghiệp và trường học là rất cần thiết

Mục đích chọn đề tài của nhóm là giúp cho các nhân viên trong công ty hoặc doanh nghiệp có thể trao đổi thông tin, chia sẻ thêm dữ liệu… giúp cho công việc của các nhân viên thêm thuận tiện và tăng năng xuất trong công việc, làm được điều này doanh nghiệp sẽ rất có lợi cho việc cơ cấu tổ chức các phòng ban, và hơn nữa là sẽ giảm một khoản chi phí rất lớn cho các doanh nghiệp Việc xây dựng đề tài thiết kế mạng LAN cho công ty cũng giúp cho chúng em rất nhiều trong việc ứng dụng nhữngkiến thức đã học được trong bộ môn mạng máy tính và quản trị mạng Củng cố lại kiến thức, gia tăng kinh nghiệm thiết kế các mô hình cách quản lý, hơn thế nữa là thông qua đề tài này nó sẽ cung cấp cho chúng em có thêm cái nhìn thực thế và sâu hơn nữa về nghành công nghệ thông tin, những ứng dụng sâu rộng của nó vào thực tiễn, cuộc sống hằng ngày của chúng ta

Ngoài ra thiết kế hạ tầng mạng máy tính còn có thể liên kết các nhân viên (sinh viên, người sử dụng máy tính), có thể truy cập, sử dụng thuận tiện, nhanh chóng rút ngắn thời gian và đem lại hiệu quả cao trong công việc…

PHẦN I: TỔNG QUAN

1 TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH VÀ QUẢN TRỊ MẠNG

1.1 Định nghĩa mạng máy tính (Computer Network)

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi môi trườngtruyền (đường truyền) theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tínhtrao đổi thông tin qua lại cho nhau

Môi trường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng

để chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on – off) Tất

cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các môi trường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu Ở đây môi trường truyền được kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến … Các môi trường truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng Hai khái niệm môi trường truyền

và cấu trúc là những đặc trưng cơ bản của mạng máy tính

Tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thông lượng của đườngtruyền – thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (bps)

1.2 Ứng dụng của mạng máy tính

Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao.Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnhvực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục… Hiệnnay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được Người tathấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới

to lớn như:

Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chươngtrình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên củamạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu

Tăng độ tin cậy của hệ thống: Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ(backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thểđược khôi phục nhanh chóng Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làmviệc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế.

Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể được sữdụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việcvới những thay đổi về chất như:

– Đáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại

– Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu

– Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán

– Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trênthế giới

Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng làmối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học Ví dụ như làm thế nào để truy xuấtthông tin một cách nhanh chóng và tối ưu nhất, trong khi việc xử lý thông tin trênmạng quá nhiều đôi khi có thể làm tắc nghẽn trên mạng và gây ra mất thông tinmột cách đáng tiếc

Hiện nay việc làm sao có được một hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn vớilợi ích kinh tế cao đang rất được quan tâm Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giảipháp về công nghệ, một giải pháp có rất nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố

có nhiều cách lựa chọn Như vậy để đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp thìphải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ưu điểm của từng yếu tố, từngchi tiết rất nhỏ

Để giải quyết một vấn đề phải dựa trên những yêu cầu đặt ra và dựa trên côngnghệ để giải quyết Nhưng công nghệ cao nhất chưa chắc là công nghệ tốt nhất,

mà công nghệ tốt nhất là công nghệ phù hợp nhất

1.3 Phân loại mạng máy tính

Phân loại bằng phạm vi phân bổ của mạng máy tính theo không gian địa lý:

- Mạng GAN (Global Area Network) - Mạng toàn cầu:

Mạng GAN thực hiện kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau tạo nênmột hệ thống Thông thường kết nối mạng này được thực hiện thông qua đườngtruyền mạng viễn thông và thông qua vệ tinh

Mạng Internet là một mạng GAN

- Mạng WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng:

Mạng WAN kết nối diện rộng, kết nối các máy tính trong nội bộ giữa cácquốc gia hay giữa các quốc gia trên một châu lục hoặc như mạng internet phục vụcác công ty lớn, ngành kinh tế có bán kính diện rộng lớn Mạng máy tính nàyđược kết nối thông qua đường truyền mạng viễn thông

Các mạng WAN được kết nối với nhau thành mạng GAN hay tự nó đã làmạng GAN

- Mạng MAN (Metropolitan Area Network) - Mạng thành phố:

Mạng MAN kết nối các máy tính trong một phạm vi địa lý một đô thị hoặctrung tâm kinh tế xã hội có bán kính hàng trăm Km Số lượng máy có thể lên đếnhàng nghìn Đường truyền có thể sử dụng cơ sở hạ tầng của viễn thông Kết nốithông qua mạng truyền thông có tốc độ cao (từ 50-100 Mbit/s)

- Mạng LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ:

Đây là mạng cục bộ, thực hiện kết nối các máy tính trong cùng một khu vựcvới bán kính hẹp, thông thường khoảng vài trǎm mét Kết nối thông qua truyềnthông tốc độ cao ví dụ cáp dẫn đồng trục thay cáp quang mạng Mạng LANthường sử dụng trong nội bộ cơ quan/tổ chức…Các mạng LAN có thể được kếtnối với nhau tạo thành thành mạng WAN

Mạng LAN thường được lắp đặt trong các công ty, văn phòng nhỏ Bánkính tối đa giữa các trạm là dưới 1Km Với số lượng máy trạm từ vài chục đến vàitrăm mét (thông thường dưới 100 máy).

Các kiểu phân loại mạng máy tính khác:

Ngoài được phân chia theo vị trí địa lý, mạng máy tính còn được phân chia theonhiều tiêu chí khác

Dựa vào vai trò và khả năng thì mạng máy tính được chia thành 2 loại:

- Mạng ngang hàng (Peer to peer)

- Mạng máy chủ (Client/ Server)

Phân loại theo hệ điều hành mạng :

- Nếu phân loại theo hệ điều hành mạng người ta chia ra theo mô hình mạng

ngang hàng, mạng khách/chủ hoặc phân loại theo tên hệ điều hành mà mạng sửdụng: Windows NT, Unix, Novell,

Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch:

Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính để phân loại sẽ có:

- Mạng chuyển mạch kênh

- Mạng chuyển mạch thông báo

- Mạng chuyển mạch gói

Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng:

- Kiến trúc của mạng bao gồm hai vấn đề:

- Hình trạng mạng (Network topology)

- Giao thức mạng (Network protocol)

1.4 Mô hình OSI (Open Systems Interconnection)

Mô hình OSI là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nóđược nghiên cứu và xây dựng bởi ISO Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắtđầu tại ISO vào năm 1971 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm củacác hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnhvực viễn thông và hệ thống thông tin Theo mô hình OSI chương trình truyềnthông được chia ra thành 7 tầng với những chức năng phân biệt cho từng tầng Haitầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử dụng một giao thức chung Trong môhình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có liên kết(connection – oriented) và giao thức không liên kết (connectionless)

Các giao thức trong mô hình OSI:

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức được sử dụng: giao thức hướng liên kết(Connection – Oriented) và giao thức không liên kết (Connectionless)

Giao thức hướng liên kết:

- Trước khi truyền dữ liệu, các thực thể đồng tầng trong hai hệ thống cần phảithiết lập một liên kết logic Chúng thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử

dụng trong giai đoạn truyền dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu, liên kết sẽ được hủy bỏ Thiếtlập liên kết logic sẽ nâng cao độ tin cậy và an toàn trong quá trình trao đổi dữ liệu.

Giao thức không liên kết:

- Dữ liệu được truyền độc lập trên các tuyến khác nhau Với các giao thức khôngliên kết chỉ có giai đoạn duy nhất truyền dữ liệu

Vai trò và chức năng chủ yếu các tầng.

Vai trò và chức năng tầng ứng dụng (Application Layer):

Nhiệm vụ của tầng này là xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI.Bao gồm nhiều giao thức ứng dụng cung cấp các phương diện cho người sử dụng truycập vào môi trường mạng và cung cấp các dịch vụ phân tán Khi các thực thể ứngdụng AE (Application Entity) được thiết lập, nó sẽ gọi đến các phần tử dịch vụ ứngdụng ASE (Application Service Element) Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm mộthoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng Các phần tử dịch vụ ứng dụng được phốihợp trong môi trường của thực thể ứng dụng thông qua các liên kết gọi là đối tượngliên kết đơn SAO (Single Association Object) SAO điều khiển việc truyền thông vàcho phép tuần tự hóa các sự kiện truyền thông

Vai trò và chức năng tầng trình bày (Presentation Layer):

Tầng trình bày giải quyết các vấn đề liên quan đến các cú pháp và ngữ nghĩa củathông tin được truyền Biểu diễn thông tin người sử dụng phù hợp với thông tin làmviệc của mạng và ngược lại Thông thường biểu diễn thông tin các ứng dụng nguồn vàứng dụng đích có thể khác nhau bởi các ứng dụng được chạy trên các hệ thống có thểkhác nhau Tầng trình bày phải chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng

từ một loại biểu diễn này sang một loại biểu diễn khác Để đạt được điều đó nó cungcấp một dạng biểu diễn truyền thông chung cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễncục bộ sang biểu diễn chung và ngược lại

Vai trò và chức năng tầng phiên (Session Layer):

Tầng phiên cho phép người sử dụng trên các máy khác nhau thiết lập, duy trì và đồng

bộ phiên truyền thông giữa họ với nhau Nói cách khác tầng phiên thiết lập “các giaodịch” giữa các thực thể đầu cuối

Dịch vụ phiên cung cấp một liên kết giữa 2 đầu cuối sử dụng dịch vụ phiên sao chotrao đổi dữ liệu một cách đồng bộ và khi kết thúc thì giải phóng liên kết Sử dụng thẻbài (Token) để thực hiện truyền dữ liệu, đồng bộ hóa và hủy bỏ liên kết trong cácphương thức truyền đồng thời hay luân phiên Thiết lập các điểm đồng bộ hóa tronghội thoại Khi xảy ra sự cố có thể khôi phục hội thoại bắt đầu từ một điểm đồng bộhóa đã thỏa thuận

Vai trò và chức năng tầng vận chuyển (Transport Layer):

Là tầng cao nhất liên có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống

mở, kiểm soát việc truyền dữ liệu từ nút tới nút (End-to-End) Thủ tục trong 3 tầngdưới (vật lý, liên kết dữ liệu và mạng) chỉ phục vụ việc truyền dữ liệu giữa các tầng

kề nhau trong từng hệ thống Các thực thể đồng tầng hội thoại, thương lượng với nhautrong quá trình truyền dữ liệu

Tầng vận chuyển thực hiện việc chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ hơn trướckhi gửi đi và đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự Là tầngcuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên giao thức tầngvận chuyển phụ thuộc nhiều vào bản chất của tầng mạng Tầng vận chuyển có thểthực hiện việc ghép kênh (multiplex) một vài liên kết vào cùng một liên kết nối đểgiảm giá thành

Vai trò và chức năng tầng mạng (Network Layer):

Tầng mạng thực hiện các chức năng chọn đường đi (routing) cho các gói tin nguồn tớiđích có thể trong cùng một mạng hoặc khác mạng nhau Đường có thể được cố định,cũng có thể được định nghĩa khi bắt đầu hội thoại và có thể đường đi là động(Dynamic) có thể thay đổi với từng gói tin tùy theo trạng thái tải tức thời của mạng.Trong mạng kiểu quảng bá (Broadcast) routing rất đơn giản

Một chức năng quan trọng khác của tầng mạng là chức năng điều khiển tắc nghẽn(Congestion Control) Nếu có quá nhiều gói tin cùng lưu chuyển trên cùng một đườngthì có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các mạngkhi các gói tin đi từ mạng này sang mạng khác để tới đích

Vai trò và chức năng tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer):

Chức năng chủ yếu của tầng liên kết dữ liệu là thực hiện thiết lập các liên kết, duy trì

và hủy bỏ các liên kết dữ liệu Kiểm soát lỗi và kiểm soát lưu lượng

Chia thông tin thành các khung thông tin (Frame), truyền các khung tuần tự và xử lýcác thông điệp xác nhận (Acknowledgement Frame) từ bên máy thu gửi về Tháo gỡcác khung thành chuỗi bit không cấu trúc chuyển xuống tầng vật lý Tầng 2 bên thu,tái tạo chuỗi bit thành các khung thông tin Đường truyền vật lý có thể gây ra lỗi, nêntầng liên kết dữ liệu phải giải quyết vấn đề kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng, kiểm soátlưu lượng, ngăn không để nút nguồn gây “ngập lụt” dữ liệu cho ben thu có tốc độ thấphơn Trong các mạng quảng bá, tầng con MAC (Medium Access Sublayer) điều khiểnviệc duy trì nhập đường truyền

Vai trò và chức năng tầng vật lý (Physical Layer):

Tầng vật lý là tầng thấp nhất trong mô hình 7 lớp OSI Các thực thể tầng giao tiếp vớinhau qua một đường truyền vật lý Tầng vật lý xác định các chức năng, thủ tục vềđiện, cơ, quang để kích hoạt, duy trì và giải phóng các kết nối vật lý giữa các hệ thốngmạng Cung cấp các cơ chế về điện, hàm, thủ tục, … nhằm thực hiện việc kết nối cácphần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý Đảm bảo cho cácyêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗibit thông tin Các chuẩn trong tầng vật lý là các chuẩn xác định giao diện người sửdụng và môi trường mạng Các giao thức tầng vật lý có hai loại: truyền dị bộ(Asynchronous) và truyền đồng bộ (Synchronous)

1.5 Mô hình TCP/IP

Giới thiệu TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol):

TCP/IP là bộ giao thức chuẩn giúp các hệ thống (platforms) khác nhau có thểtruyền thông được với nhau,là giao thức chuẩn của truyền thông Internet

Mô hình kiến trúc của TCP/IP:

- TCP/IP là chuẩn Internet

- Được phát triển bới US DoD (United States Department of Defense)

- Làm việc độc lập với phần cứng mạng

- Mô hình TCP/IP có 4 lớp : Application,Transport,Internet,Network Interface

- Tương quan mô hình OSI có 7 tầng thì mô hình TCP/IP chỉ có 4 tầng

Bộ giao thức của TCP/IP:

Bộ giao thức của TCP/IP gồm 4 tầng,mỗi tầng trong mô hình TCP/IP có một chức năng riêng biệt

- Application Layer(Tầng ứng dụng)

+ Hỗ trợ ứng dụng cho các giao thức tầng Host to Host(tầng vận chuyển)

+ Cung cấp giao diện người sử dụng

+ Các giao thức gồm: DNS, NFS, BOOTP, DHCP, SNMP, RMON, FTP, TFTP, RFC822/MIME, SMTP, POP/IMAP, HTTP, Gopher, Telnet, IRC

- Transport Layer(Host to Host – Tầng vận chuyển)

Thực hiện kết nối giữa 2 máy trên mạng theo 2 giao thức là :

+ Transmission Control Protocol (giao thức điều khiển trao đổi dữ liệu TCP)

+ User Datagram Protocol (giao thức dữ liệu người dùng UDP)

- Internet Layer (Tầng mạng):

Có nhiệm vụ tìm đường đi cho gói tin từ điểm truyền có thể đến nhiều điểm khác nhau

+ IP (Internet Protocol): giao thức vận chuyển

+ RIP (Route Information Protocol): tìm đường

+ ICMP : ping kiểm tra kết nối tín hiệu mạng

+ ARP (Address Resolution Protocol): phân giải địa chỉ vật lý

- Network Interface Layer (Tầng truy nhập mạng)

+ Tầng này nắm giữ những định dạng dữ liệu và truyễn dữ liệu đến cable

+ Cung cấp các phương tiện kết nối vật lý: cable, bộ chuyển đổi(Transceiver) ,Card mạng(NIC)

+ Giao thức kết nối,giao thức truy nhập đường truyền(CMSA/CD,Token

Ring,Token Bus,ATM,Ethernet,…)

+ Cung cấp các dịch vụ cho tầng Internet,phân dữ liệu thành các khung

- Chương 3: Mô hình TCP/IP và mạng Internet(Mạng máy tính - Computer Network Phần 1)

Một số giao thức chính:

- Transmission Control Protocol (giao thức điều khiển TCP)

+ Là giao thức hướng liên kết (Connection Oriented)

+ Có độ tin cậy cao, an toàn và chính xác khi truyền

- IP (Internet Protocol) – giao thức mạng

+ Là giao thức không liên kết

+ Truyền dữ liệu với phương thức chuyển mạch gói IP datagram

+ Người sử dụng có thể sử dụng ICMP thông qua các công cụ debug: ping, traceroute

- Address Resolution Protocol (giao thức phân giải địa chỉ ARP)

+ Mỗi nút mạng(host,router…) có một bảng ARP

+ ARP Table : ánh sạ địa chỉ IP/MAC của một số nút trong mạng

- Giao thức phân giải địa chỉ ngược RAPP (Reverse Address Resolution Protocol) + Quá trình này ngược lại với quá trình ARP

+ RAPP phát hiện địa chỉ IP khi biết địa chỉ MAC

1.6 Địa chỉ IP(IPv4)

Các hệ thống máy tính trên mạng LAN và Internet liên lạc với nhau qua địa chỉ IP Địa chỉ IP đang sử dụng là IP Address v.4 và v.6

Địa chỉ IP (IPv4) – RFC 791:

- Là một số 32 bit,được chia thành 4 Octets,cách nhau bằng dấu “.”

- Mỗi Octets gồm 8bit(1 byte) có giá trị nằm trong khoảng từ 0 – 255

- Một địa chỉ IP v.4 được chia làm 2 phần :

Net ID,Host ID trong đó:

+ Net ID : định danh địa chỉ mạng

+ Host ID : Định danh địa chỉ IP của một host cụ thể

Ví dụ : Địa chỉ IP 192.168.1.1/24