Phân tích, thiết kế, xây dựng hệ thống mạng LAN cho doanh nghiệp vừa và nhỏ

CÁC DANH MỤC VIẾT TẮT6LỜI NÓI ĐẦU7PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG8CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH.81. Khái niệm về mạng máy tính82. Phân loại mạng máy tính93. Kiến trúc mạng kiểu LAN thông dụng103.1. Mạng hình sao (Star topology)103.2. Mạng dạng tuyến (Bus topology)113.3. Mạng dạng vòng (Ring topology)123.4. Mạng dạng kết hợp12CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH THAM CHIẾU HỆ THỐNG MỞ OSI VÀ BỘ GIAO THỨC TCPIP141.Mô hình OSI (Open Systems Interconnect):141.1.Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:141.2.Các giao thức trong mô hình OSI:151.3. Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI:152. Bộ giao thức TCPIP:192.1. Tổng quan về bộ giao thức TCPIP:192.2. Một số giao thức trong bộ giao thức TCPIP :212.2.1. Giao thức hiệu năng IP (Internet Protocol):212.2.2. Giao thức hiệu năng UDP(User Datagram Protocol):212.2.3. Giao thức TCP(Tranmission Control Protocol):21PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN23CHƯƠNG 1: MẠNG LAN231. Các thiết bị LAN cơ bản:232.Các thiết bị nối chính của LAN:232.1.Card mạng – NIC(Network Interface Card)232.2. Repeater Bộ lặp:242.3. Hub:242.4.Liên mạng (Iternetworking )252.5.Cầu nối (bridge ):262.6. Bộ dẫn đường (router ):262.7.Bộ chuyển mạch (switch ):283. Hệ thống cáp dùng cho LAN:293.1.Cáp xoắn:293.2. Cáp đồng trục:303.3. Cáp sợi quang30CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN321. Mô hình phân cấp (Hierarchical models):322. Mô hình an ninh – an toàn:333. Các bước thiết kế:383.1. Phân tích yêu cầu sử dụng:383.2. Lựa chọn các thiết bị phần cứng:383.3.Lựa chọn phần mềm:383.4. Công cụ quản trị:394.Xây dựng mạng LAN quy mô một toà nhà:414.1. Hệ thống mạng bao gồm:414.2: Phân tích yêu cầu:424.3. Thiết kế hệ thống :43PHẦN 3: XÂY DỰNG MẠNG LAN451. Yêu cầu thiết kế452. Phân tích, thiết kế hệ thống.452.1. Hệ thống chuyển mạch472.2. Hệ thống cáp483. Cài đặt, cấu hình hệ thống483.1. Cài đặt các dịch vụ cho Server:483.2. Thiết lập cấu hình TCPIP cho các máy trạm:483.3. Thực hiện kiểm tra hoạt động của mạng:523.4. Quá trình kiểm tra dùng mô hình OSI:533.5. Kiểm tra lớp mạng với lệnh ping533.6. Kiểm tra các thông số cấu hình mạng:54KẾT LUẬN56HƯỚNG PHÁT TRIỂN57

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – tự do – hạnh phúc

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC TẬP

Đề tài: Phân tích, thiết kế, xây dựng hệ thống mạng

LAN cho doanh nghiệp vừa và nhỏ

GVHD: Th.s Lê Anh Thắng

Họ tên sv: Nguyễn Thị Hạ msv: 1131060517

Thời gian thực tập từ ngày : 19/3/ 2012 đến ngày 12/5/2012 Địa điểm thực tập: Công ty xây dưng và phát triển Hồng Hà- Thường Tín- Hà Nội.

Muc Lục

CÁC DANH MỤC VIẾT TẮT 6

LỜI NÓI ĐẦU 7

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 8

1 Khái niệm về mạng máy tính 8

2 Phân loại mạng máy tính 9

3 Kiến trúc mạng kiểu LAN thông dụng 10

3.1 Mạng hình sao (Star topology) 10

3.2 Mạng dạng tuyến (Bus topology) 11

3.3 Mạng dạng vòng (Ring topology) 12

3.4 Mạng dạng kết hợp 12

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH THAM CHIẾU HỆ THỐNG MỞ OSI VÀ BỘ GIAO THỨC TCP/IP 14

1.Mô hình OSI (Open Systems Interconnect): 14

1.1.Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI: 14

1.2.Các giao thức trong mô hình OSI: 15

1.3 Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI: 15

2 Bộ giao thức TCP/IP: 19

2.1 Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP: 19

2.2 Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP : 21

2.2.1 Giao thức hiệu năng IP (Internet Protocol): 21

2.2.2 Giao thức hiệu năng UDP(User Datagram Protocol): 21 2.2.3 Giao thức TCP(Tranmission Control Protocol): 21

PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN 23

CHƯƠNG 1: MẠNG LAN 23

1 Các thiết bị LAN cơ bản:23

2.Các thiết bị nối chính của LAN: 23

2.1.Card mạng – NIC(Network Interface Card) 23

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN 32

1 Mô hình phân cấp (Hierarchical models): 32

2 Mô hình an ninh – an toàn: 33

2.1 Hệ thống chuyển mạch 47

2.2 Hệ thống cáp 48

3 Cài đặt, cấu hình hệ thống 48

3.1 Cài đặt các dịch vụ cho Server: 48

3.2 Thiết lập cấu hình TCP/IP cho các máy trạm: 48

3.3 Thực hiện kiểm tra hoạt động của mạng: 52

3.4 Quá trình kiểm tra dùng mô hình OSI: 53

3.5 Kiểm tra lớp mạng với lệnh ping 53

3.6 Kiểm tra các thông số cấu hình mạng: 54

KẾT LUẬN 56

CÁC DANH MỤC VIẾT TẮT

Từ viết tắt Dạng đầy đủ

CPU Center Processor Unit

FTP File Transfer Protocol

HTTP Hypertext Transfer Protocol

ICMP Internet Control Message Protocol

IGMP Internet Group Messages Protocol

ISO International Standard Oranization

MAC Media Access Control

MAN Metropolitan Area Network

NIC Network Information Center

NLSP Netware Link Servise Protocol

OS – IS Open System Interconnection Intermediate System To

Intermediate SystemOSI Open Systems Interconnect

OSPF Open Shortest Path First

RIP Routing Information Protocol

SMTP Simple Mail Transfer Protocol

STP Shield Twisted Pair

TCP Transmission Control Protocol

TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

UDP User Datagram Protocol

UTP Unshield Twisted Pair

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, nền kinh tế của đất nước đang ngày một phát triển và đanghoà nhập với nền kinh tế của khu vực cũng như của thế giới Cùng với sựphát triển đó mạng máy tính đã và đang trở nên rất quan trọng đối vớichúng ta trong mọi lĩnh vực như: Khoa học, quốc phòng, thương mại,giáo dục…hiện nay ở nhiều nơi, mạng đã trở thành một nhu cầu khôngthể thiếu được.

Mạng LAN (local Area Networks) là một mô hình hiện nay được sửdụng phổ biến trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ, trường học, công sở…Tuy là một mô hình mạng nhỏ nhưng để đáp ứng hầu hết mọi yêu cầu củangười sử dụng trong các ứng dụng mạng như chia sẻ thông tin, tài nguyêntrên mạng, làm việc trong môi trường tương tác…Với việc sử dụng mạngLAN sẽ giảm đáng kể chi phí và thiết bị nhưng vẫn đảm bảo tính chínhxác và yêu cầu của công việc Vì vậy em đã lựa chọn đề tài thực tập

“phân tích thiết kế mạng LAN cho doanh nghiệp vừa và nhỏ” để doanhnghiệp có thể quản lí công việc một cách dễ dàng và có hiệu quả cao Qua quá trình học tập, nghiên cứu và tham khảo tài liệu, em đã hoànthành đề tài Tuy nhiên do thời gian thực tập có hạn và vốn kiến thức của

cá nhân còn hạn chế nên bài viết không khỏi thiếu sót Em rất mong sựđóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn có cùng mối quan tâm để đềtài nghiên cứu của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê AnhThắng đã giúp em hoàn thành tốt đề tài này

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH.

Vào những năm 50 , những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sửdụng các bóng đèn điện tử nên kích thức rất cồng kềnh tiêu tốn nhiều nănglượng Việc nhập dữ liệu máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ

và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bấttiện cho người sử dụng

Đến những năm 60 cùng với sự phát triển của máy tính và nhu cầutrao đổi dữ liệu với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứu chếtạo thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đâychình là những dạng sơ khai của hệ thống máy tính

Và cho đến những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM

ra đời cho phép mở rộng khả năng tính toán của Trung tâm máy tính đếncác vùng xa Vào năm 1977 công ty Datapoint Corporation đã tung ra thịtrường mạng của mình cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầucuối bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành đầu tiên

1 Khái niệm về mạng máy tính

Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính đượckết nối với nhau theo một cách nào đó Khác với các trạm truyền hình gửithông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửithông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại A

Nói một cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và có thể traođổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính

lập muốn chia sẻ vời nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩamền, CD Rom…điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng

Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lạithành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điễm sau:

- Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích

- Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùngchung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file ) của đề án,

họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng

- Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn , trao đổi giữa nhữngngười sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn

- Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máyvẽ…)

- Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (Email ) và có thể

sử dụng mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về mộtchính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác nhưgiá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó ),hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của cácngười khác …

- Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chiphí thấp mà các chức năng lại mạnh )

- Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tínhnày có thể sử dụng các chương trình tiện ích của các trung tâm máy tínhkhác cong rỗi, sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống

- Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoácác tệp (files ) khi có những người không đủ quyền truy xuất các tệp tin vàthư mục đó

2 Phân loại mạng máy tính

Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và

có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế

Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loạimạng như sau:

 Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) : là mạng được lắp đặttrong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km Kếtnối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ

cáp đồng trục thay cáp quang LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơquan, doanh nghiệp… Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.

 Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network) : Là mạng đượccài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bánkính khoảng 100 Km trở lại.Các kết nối này được thực hiện thông qua cácmôi trường truyền thông tốc độ cao (50- 100 Mbit/s )

 Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của mạng

có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục.Thông thườngkết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông Các WAN có thểđược kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN

 Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network ) : Là mạng được thiếtlập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất.Thông thường kếtnối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh

Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm được sử dụngnhiều nhất

3 Kiến trúc mạng kiểu LAN thông dụng

Thông thường mạng có ba dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao(Star topology ), mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology ) và mạng dạngvòng (Ring Topology )

3.1 Mạng hình sao (Star topology)

Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút Các nút này

là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng Bộ kếtnối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( hình 2)

Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trungbằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trungkhông cần thông qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây ngưng trệmạng

Hình 1-3 Cấu trúc mạng sao

Mô hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến Với việc

sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mởrộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việcquản lý và vận hành

Ưu điểm :

 Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào

đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường

 Cấu trúc mạng đơn giản và các giải thuật toán ổn định

 Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động

 Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tinđến trung tâm

 Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế(trong vòng 100m với công nghệ hiện tai)

3.2 Mạng dạng tuyến (Bus topology)

Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bịkhác Các nút đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính

để chuyển tải tín hiệu Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cápchính này

Ở hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator Các tínhiệu và dữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến

terminator

Ưu điểm :

 Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít nhất

 Lắp đặt đơn giản và giá thành rẻ

Nhược điểm :

 Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn

 Khi có sự cố hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, lỗi trên đường dây cũng làm cho toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động Cấu trúc này ngày nay ít được sử dụng

3.3 Mạng dạng vòng (Ring topology)

Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng tròn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vòng nào đó Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thôi Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận

Ưu điểm:

 Mạng dạng vòng có thuận lợi có thể mở rộng ra xa, tổng đườn dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên

 Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập

Nhược điểm : Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó

thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng

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 (Spiter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ

Hình 1-4 Cấu hình mạng vòng

thống dây cáp mạng có thể chọn 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, ARCNE là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology Cấu hình

dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí các đường dây tươngthích dễ dàng 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) đượcnối với Hub – là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tăng khoảng cáchcần thiết

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH THAM CHIẾU HỆ THỐNG MỞ OSI VÀ

BỘ GIAO THỨC TCP/IP 1.Mô hình OSI (Open Systems Interconnect):

Ở thời kỳ đầu của công nghệ nối mạng, việc gửi và nhận dữ liệungang qua mạng thường gây nhầm lẫn do các công ty lớn như IBM,HoneyWell và Digital Equipment Corporation tự đề ra tiêu chuẩn riêngcho hoạt động kết nối máy tính

Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế – ISO(InternationalStandard Oranization) chính thức đưa ra mô hình OSI(Open SystemsInterconnect) là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dànhcho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại

Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạtđộng thiết bị và giao thức mạng khác nhau

1.1.Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:

Mô hình OSI (Open System Interconnection ): là mô hình tương kếtnhững hệ thống mở, là mô hình được tổ chức ISO được đề xuất năm 1977

và công bố năm 1984 Để các máy tính và các thiết bị mạng có thể truyềnthông với nhau phải có những quy tắc giao tiếp được các bên chấp nhận

Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical

Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical

Hình 2-1:Mô hình OSI bảy tầng

Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu được các chức năngmạng diễn ra tại mỗi lớp.

- Mô hình tham chiếu OSI được chia thành 7 lớp với các chức năngsau:

 Application Layer ( lớp ứng dụng ): giao diện giữa ứng dụng vàmạng

 Presentation Layer (lớp trình bày ): thoả thuận khuôn dạng trao đổidưc liệu

 Session Layer (lớp phiên ): cho phép người dùng thiết lập các kếtnối

 Transport Layer (lớp vận chuyển ): đảm bảo truyền thông giữa hai

1.2.Các giao thức trong mô hình OSI:

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng : Giaothức liên kết ( Connection- Oriented )và giao thức không liên kết(Connection Less)

- Giao thức liên kết: Trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cầnthiết lập một liên kêt logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kêtnày, việc có liên kêt logic sẽ nâng cao sự an toàn trong truyền dữ liệu

- Giao thức không liên kêt : Trước khi truyền dữ liệu không thiết lậpliên kêt logic mà mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặcsau nó

1.3 Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI:

xử lý truy cập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi Tầng nàykhông cung cấp dịch vụ cho tầng nào mà nó cung cấp dịch vụ cho các ứngdụng như: truyền file, gửi nhận mail, Telnet, HTTP, FTP,SMTP…

 Tầng trình bầy (Presentation Layer):

Lớp này chịu trách nhiệm thương lượng và xác lập dạng thức dữ liệuđược trao đổi nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của hệ thống đầu cuốigửi đi, lớp ứng dụng của một hệ thống khác có thể đọc được Lớp trình bàythông dịch giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thông qua một dạng chung,đồng thời nó cũng nén và giải nén dữ liệu Thứ tự byte, bit bên gửi và bênnhận quy ước quy tắc gửi nhận một chuỗi byte và bit từ trái qua phải hay

từ phải qua trái nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có sự chuyển đổi thứ

tự các byte, bit vào trước hoặc sau khi truyền Lớp trình bày cũng quản lýcác cấp độ nén dữ liệu làm giảm số bít cần truyền

Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữliệu có thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau Thông thường dạng biểudiễn dùng bởi ứng dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích

có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toànkhác nhau

 Tầng phiên(Session Layer)

Lớp này có tác dụng thiết lập quản lý và kết thúc các phiên thông tingiữa hai thiết bị truyền nhận Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phầnmuốn đối thoại với nhau và lập ánh xạ giữa các tên với địa chỉ của chúng.Lớp phiên cung cấp các dịch vụ cho lớp trình bày, cung cấp sự đồng bộhoá giữa các tác vụ người dùng bằng cách đặt những điểm kiểm tra vàoluồng dữ liệu Bằng cách này nếu mạng không hoạt động thì chỉ có dữ liệutruyền sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại Lớp này cũng thihành kiểm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên nàotruyền, khi nào, trong bao lâu

Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nảy sinh vấn đềhai người sử dụng luân phiên phải lấy lượt để truyền dữ liệu ở một thờiđiểm chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các dịch vụnhất định của tầng phiên Việc phân bổ tầng này thông qua việc trao đổithẻ bài

 Tầng vận chuyển(Transport Layer):

Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng

và các tầng trên, nó phân đoạn dữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết

dữ liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việcbàn giao các thông điệp giữa các thiết bị đáng tin cậy Tầng này thiết lậpduy trì và kết thúc các mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau:

- Xếp thứ tự các phân đoạn: Khi một thông điệp lớn được tách thànhnhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao , tầng vận chuyển sẽ sắp xếp thứ tự trướckhi giáp nối các phân đoạn thành thông điệp ban đầu

- Kiếm soát lỗi: Khi có phân đoạn bị thất bại , sai hoạc trùng lặp, tầngvận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại

- Kiểm soát luồng : Tầng vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận đểxác nhận Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ liệu kế tiếp nếu bênnhận chưa gửi tín hiệu xác nhận rằng đã nhận được phân đoạn dữ liệutrước đó đầy đủ

Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ antoàn trong dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vàobản chất của tầng mạng

 Tầng mạng (Network Layer):

Chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tênlogic thành địa chỉ vật lý đồng thời nó cũng chịu trách nhiệm gửi packet từmạng nguồn đến mạng đích Tầng này quyết định hướng đi từ máy nguồnđến máy đích… Nó cũng quản lý lưu lượng trên mạng chẳng hạn nhưchuyển đổi gói, định tuyến va kiểm soát tắc nghẽn dữ liệu Nếu bộ thíchứng mạng trên bộ định tuyến (router) không thể truyền đủ dữ liệu mà máytính nguồn gửi đi, tầng mạng trên bộ định tuyến sẽ chia sẻ dữ liệu thànhnhững đơn vị nhỏ hơn

Tầng mạng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau nhưmạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đường(quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ máy này sang máy khác

và ngược lại

Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) gồmcác tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữliệu.Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mởkhác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút Mỗi nút nhận gói

dữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đường

ra (outgoing link) hướng đến đích của dữ liệu Như vậy ở mỗi nút trunggian nó phải thực hiện các chức năng chọn đường và chuyển tiếp

Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường làphương thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ:

- Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi sự tồntại của một (hoặc vài trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập

ra các bảng đường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đó gửi các bảngchọn đường tới từng nút dọc theo con đường đã được chọn đó Thông tintổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập vàđược cắt giữ tại trung tâm điều khiển mạng

- Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc trưng bởi việc chọnđường được thực hiện tại mỗi nút của mạng Trong từng thời điểm , mỗinút phải duy trì các thông tin của mạng và tự xây dựng bảng chọn đườngcho mình Như vậy các thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việcchọn đường cần cập nhập và được cất giữ tại mỗi nút

 Tầng liên kết dữ liệu (Data Link):

Là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho các bit được truyền trênmạng Tầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước ,địa chỉ máy gửi và nhận của mỗi gói tin được gửi đi Nó phải xác địnhđược cơ chế truy cập thông tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gói tinsao cho nó được đưa đến cho người nhận đã định

Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trên cách kếtnối các máy tính , đó là phương thức “điểm- điểm” và phương thức “điểm-nhiều điểm” Với phương thức “điểm - điểm” các đường truyền riêng biệtđược thiết lập để nối các cặp máy tính lại với nhau Phương thức “điểm-nhiều điểm” tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý

Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản

để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi Nếumột gói tin có lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra đượccách thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại

Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm hai loại chính là cácgiao thức hướng ký tự và các giao thức hướng bit Các giao thức hướng ký

tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã nào đó ( như

ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng cáccấu trúc nhị phân( xâu bít ) để xây dựng các phần tử của giao thức (đơn vị

dữ liệu , các thủ tục), và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từngbit một

 Tầng vật lý (Physical):

Là tầng cuối cùng của mô hinh OSI, nó mô tả các đặc trưng vật lýcủa mạng: Các loại cáp để nối các thiết bị, các loại đầu nối được dùng, cácdây cáp có thể dài bao nhiêu….Mặt khác các tầng vật lý cung cấp các đặctrưng điện của các tín hiệu được dùng để khi chuyển dữ liệu trên cáp từmột máy này đến một máy khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện tốc độcáp truyền dẫn Tầng vật lý không quy định một ý nghĩa nào cho các tínhiệu đó ngoài các giá trị nhị phân là 0 và 1 ở các tầng cao hơn của môhình OSI ý nghiã của các bit ở tầng vật lý sẽ được xác định

TCP/IP – Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

2.1 Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP:

TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng khôngđồng nhất với nhau Ngày nay,TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong cácmạng cục bộ cũng như trên mạng Internet toàn cầu

TCP/IP được xem là giản lược của mô hình tham chiếu OSI với bốntầng như sau:

- Tầng liên kết mạng (Network Access Layer)

- Tầng Internet (Internet Layer)

- Tầng giao vận (Host- to Host Transport Layer)

- Tầng ứng dụng (Application Layer)

 Tầng liên kết:

Tầng liên kết ( còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giaotiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP , bao gồm các thiết bịmạng và chương trình cung cấp các thông tin cần thiết có thể hoạt động,truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó

 Tầng Internet:

Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình gói tin trênmạng Các giao thức của tầng này bao gồm : IP(Internet Protocol), ICMP(Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group MessagesProtocol)

 Tầng giao vận:

Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện cácứng dụng của tầng mạng Tầng này có hai giao thức chính: TCP(Transmission Protocol) và UDP (User Datagram Protocol)

TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụngcác cơ chế như chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kíchthước thích hợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thờigian time- out để đảm bảo bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi Dotầng này đảm bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa

UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng Nóchỉ gửi các gói dữ liệu từ trạm này đến trạm kia mà không đảm bảo các gói

Applications Transport

Internetwork Network Interface And Hardware

Applications TCP/UDP

ICMP

IP ARP/RARP

Network Interface And Hardware

Hình 2-3: Kiến trúc TCP/IP

tin đến được tới đích Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiệnbởi tầng trên.

Wide Web)

2.2 Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP :

2.2.1 Giao thức hiệu năng IP (Internet Protocol):

Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọngnhất của bộ giao thức TCP/IP Mục đích của giao thức liên mạng IP làcung cấp khả năng kết nối của mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu

IP là giao thức cung cấp dịch vụ phân phát datagram theo kiểukhông liên kết và không tin cậy nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lậpliên kết trước khi truyền dữ liệu , không đảm bảo rằng datagram sẽ tớiđích và không duy trì thông tin nào về những datagram đã gửi đi

2.2.2 Giao thức hiệu năng UDP(User Datagram Protocol):

UDP là giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận khôngtin cậy được, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận Khác vớiTCP, UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có

cơ chế báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu(datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu màkhông hề có thông báo cho người gửi

UDP có chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) đểđịnh danh duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so vớiTCP Nó thường dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy caotrong giao vận

2.2.3 Giao thức TCP(Tranmission Control Protocol):

TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giaothức IP trong tầng mạng Nhưng không giống như UDP, TCP cung cấpdịch vụ liên kết tin cậy và có liên kết

TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng Mỗi của liên kết TCP cóvùng đệm (buffer) giới hạn do đó TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửitruyền một lượng dữ liệu nhất định (nhỏ hơn khôn gian buffer còn lại).Điều này tránh sảy ra trường hợp trạm có tốc độ cao chiếm toàn bộ vùngđệm của trạm có tốc độ chậm hơn.

PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN

CHƯƠNG 1: MẠNG LAN

1 Các thiết bị LAN cơ bản:

Mạng cục bộ LAN là hệ chuyền thông tốc độ cao được thiết kế đểkết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt độngvới nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như một toà nhà, hoặc trong mộtdoanh nghiệp nhỏ… Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trongmột khu làm việc

Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sửdụng dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in màu, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác Trướckhi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chếbởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệuquả của chúng tăng lên gấp bội

2.Các thiết bị nối chính của LAN:

2.1.Card mạng – NIC(Network Interface Card)

Card mạng _ NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tính đểcung cấp cổng kết nối vào mạng.Card mạng được coi là thiết bị hoạt động

ở lớp 2 của mô hình OSI Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất làđịa chỉ MAC- Media Access Control Card mạng điều khiển việc kết nốicủa máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng Card thực hiệncác chức năng quan trọng:

- Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy tính

- Danh định: cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC

- Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit để truyền tải

- Điều khiển truy xuất môi trường: cung cấp truy xuất có tổ chức đểchia sẻ môi trường

- Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trường bằng cáchdùng các bộ thu phát tích hợp sẵn

Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN như:

- Kiểu cáp

- Topo

- Phương pháp truy nhập mạng.

- Tốc độ truyền thông tin

Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hìnhOSI, chúng hoạt động tại tất cả 7 lớp của mô hình OSI: kết nối vật lý vớimôi trường mạng bằng một card mạng với các lớp OSI khác được thựchiện bằng phần mềm bên trong host

2.2 Repeater Bộ lặp:

Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSIkhuyếch đại và định thời lại tín hiệu Thiết bị này hoạt động ở mức 1(Physical repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từmột port ra tất cả các port còn lại Mục đích của repeater là phục hồi lại cáctín hiệu trên đường truyền mà không sửa đổi gì

2.3 Hub:

Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểmkết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kếtnối thông qua hub Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sửdụng để gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kếtnối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng Khi có tín hiệu Ethernetđược truyền tự một trạm tới hub, nó được lặp đI lặp lại trên khắp các cổngcủa hub Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặckhông cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub

Có ba loại hub:

- Hub đơn (stand alone hub )

- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp )

- Hub modun (modular hub ) Modular hub rất phổ biến cho các hệthống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý,modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET

Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tốithiểu ban đầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này

Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:

- Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linhkiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duynhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng

- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện điện

tử có thể khuyếch đại và xư lý tín hiệu điện tư truyền giữa các thiết bị củamạng Quá trình xử lý dữ liệu được gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tínhiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết

bị có thể tăng lên Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thànhcủa hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động.

Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động như một repeater cónhiều cổng

2.4.Liên mạng (Iternetworking )

Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi làIternetworking Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router vàswitch

2.5.Cầu nối (bridge ):

Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khácnhau nó có thể được dùng với các mạng có giao thức khác nhau Cầu nốihoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lạitất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liênkết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định cótruyền đi hay không

Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vậnchuyển và Bridge biên dịch Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục

bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuynhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau Bridge vận chuyểnkhông có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉquan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi

Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khácnhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tinthuộc mạng kia trước khi chuyển qua

Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau:

- Mở rộng mạng hiện nay khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridgesau khi xử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệutốt hơn bộ tiếp sức

- Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụngBridge khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge,các gói tin trong nội bộ từng phần mạng sẽ không được cho phép qua phầnmạng khác

Bridge là thiết bị liên kết mạng được dùng để giảm bớt các miềnđụng độ lớn, tăng băng thông cho một host nhờ chia mạng thành nhữngsegment nhỏ hơn và giảm số lượng tải phải chuyển qua giữa các segment.

Bridge tăng lẵng phí trên mạng 10-30% do mất thời gian đưa ra cácquyết định

2.6 Bộ dẫn đường (router ):

Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm đượcđường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộcmạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối Router có thể được sử dụngtrong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theonhiều đường khác nhau đẻ tới đích

Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải

xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nóchỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến mà thôi Khi một trạm muốn gửigói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router( Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến ) và khi gói tinđến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp

Khi xử lý các gói tin Router phải tìm được đường đi tốt nhất trongmạng dựa trên các thông tin no có về mạng, thông thường trên mỗi Router

có một bảng chỉ đường (Router table ) tối ưu dựa trên một thuật toán xácđịnh trước

Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộcgiao thức (The protocol dependent Routers ) và Router không phụ thuộcgiao thức (The protocol independent Routers) dựa vào phương thức xử lýcác gói tin khi qua Router Router có thể phụ thuộc giao thức Chỉ thựchiện việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứkhông chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạngphải dùng chung một giao thức truyền thông

Routers không phụ thuộc vào giao thức có thể liên kết các mạngdùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đổi gói tin củagiao thức này sang giao thức của gói tin kia Router cũng chấp nhận kíchthước các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thànhnhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng )

Để ngăn chặn việc mất mát dữ liệu Router còn nhận biết đượcđường đi nào có thể chuyển vận và ngưng chuyển vận khi đường bị tắc.Các lý do sử dụng Router:

- Router có các phần mềm lọc ưu việt hơn là Bridge do các gói tinmuốn đi qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nó nên giảm được số lượnggói tin qua nó Và thường được sử dụng trong khi nối các mạng thông qua

cá đường day thuê bao đắt tiền do nó không truyêng dữ liệu lên đườngtruyền

- Router có thể xác định được đường đi an toàn và tố nhất trong mạngnên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn

Một số giao thức hoạt động chính của Router

- RIP (Routing Information Protocol ) được phát triển bởi XeroxNetwork system và sử dụng SPX/ IPX và TCP/ IP RIP hoạt động theophương thức véctơ khoảng cách

- NLSP (Netware Link Servise Protocol ) được phát triển bởi Novell,dùng để thay thế RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách, mỗiRouter được biết cấu trúc của mạng và việc truyền các bảng chỉ đườnggiảm đi

- OSPF (Open Shortest Path First ) là một phần của TCP/ IP vớiphương thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền,mật độ đường truyền thông…

- OS - IS (Open System Interconnection Intermediate System toIntermediate System ) là một phần của TCP/ IP với những phương thứctrạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyềnthông…

Application Presentation Session Transport Network Datalink Physic

Hình 3-7: Hoạt động của Router trong mô hình OSI

2.7.Bộ chuyển mạch (switch ):

Chức năng chính cua switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữacác thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống(backbone ) nội tại tốc độ cao Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗtrợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring Bộ chuyển mạch kết nối một

số LAN riêng biệt và cung cấp khả năng lọc gói dữ liệu giữa chúng Cácswitch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổbiến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền

không đông bộ ATM.

Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống

nhiễu điện từ, có loại có một đôi dây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôidây xoắn vào nhau

Hình 3-8: Mô hình bộ chuyển mạch