Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau. Hệ thống này truyền thông tin theo kiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa (giao thức IP). Hệ thống này bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường đại học, của người dùng cá nhân và các chính phủ trên toàn cầu. Do nhu cầu truyền đạt những thông tin với nhau trong một tổ chức nào đó (cơ quan, nhà máy, trường đại học…) hay truyền thông tin cho những nơi xa không thể trực tiếp trao đổi được…Vì vậy mà có nhiều hệ thống nhỏ đó được sử dụng thì nảy sinh nhu cầu kết nối chúng lại với nhau. Và “mạng cục bộ” đã được xây dựng. Mạng cục bộ (Local Area Networks LAN) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một phạm vi tương đối nhỏ (như trong một toà nhà, một khu nhà, trường học ...) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục km trở lại.
Trang 1MỤC LỤC
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau Hệ thống này truyền thông tin theo kiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa (giao thức IP) Hệ thống này bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường đại học, của người dùng cá nhân
và các chính phủ trên toàn cầu
Do nhu cầu truyền đạt những thông tin với nhau trong một tổ chức nào đó (cơ quan, nhà máy, trường đại học…) hay truyền thông tin cho những nơi xa không thể trực tiếp trao đổi được…Vì vậy mà có nhiều hệ thống nhỏ đó được sử dụng thì nảy sinh nhu cầu kết nối chúng lại với nhau Và “mạng cục bộ” đã được xây dựng
Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một phạm vi tương đối nhỏ (như trong một toà nhà, một khu nhà, trường học ) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục
km trở lại
Do còn thiếu kinh nghiệm cũng như hạn chế về thời gian nghiên cứu, tìm hiểu nên nhóm không thể tránh được những thiếu sót về nội dung và hình thức Vì vậy, nhóm sinh viên kính mong nhận được sự đóng góp của thầy giáo phụ trách
Xin chân thành cảm ơn!
Trang 3Phần 1 Khảo sát mạng của một tổ chức ĐỊA ĐIỂM: PHÒNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TẠI TẦNG 9 NHÀ A1
4 Số lượng máy trong phòng: 40
5 Phòng điện toán đám mây, máy chủ đặt tại tầng 9 nhà A11.2 Sơ đồ mạng
• Dùng Switch để kết nối các máy tính lại với nhau và kết nối tới Internet Máy chủ được đặt riêng tại nơi khác và điều hành các máy trạm qua Internet (Mô hình điện toán đám mây)
• Sử dụng mạng hình sao bởi vì dễ dàng thay thế máy tính nếu có sự cố ở 1 máy bất kỳ, tính ổn định cao
• Trong phòng máy các máy được nối tới switch song song và ngang hàng nhau
• Trong phòng sẽ gồm có 4 dãy máy tất cả, mỗi dãy sẽ có 10 máy xếp song song với nhau
• Cáp sử dụng là cáp xoắn đôi CAT-5 (UTP) được bấm theo chuẩn A:
Chân 1 - Trắng LáChân 2 - Lá
Chân 3 - Trắng CamChân 4 - DươngChân 5 - Trắng DươngChân 6 - Cam
Chân 7 - Trắng NâuChân 8 – Nâu
3
Trang 51 Mainboard MSI X99A XPOWER AC 1 10.239.000 10.239.000
4 RAM Kingston ECC 16GB DDR4 Bus 2133Mhz 1 3.799.000 3.799.000
5 Case Case Corsair Graphite Series 780T White 1 4.619.000 4.619.000
6 DVD DVD Rewrite Samsung 8X Slim SE-208GB/RSRD 1 769.000 769.000
7 Nguồn- Xigmatek Vector S750 750W 2 1.779.000 1.779.000
5
Trang 6POWER Semi Modular
8 Keyboard Keyboard Motospeed K10 USB 1 620.000 620.000
9 Mouse Mouse Thermaltake Ttesports Black Combat White 1 699.000 699.000
10 Màn hình Monitor AOC 23'' D2367PH 3D LED 1 2.190.000 2.190.000
180 2.799.000 503.820.000
3 HDD HDD Western Caviar Blue
500GB 7200Rpm, SATA3 6Gb/s, 32MB Cache
180 1.129.000 203.220.000
4 RAM Avexir 4GB (1x4GB) DDR4
5 Case Case SAMA JAVAN 4 Black 180 469.000 86.420.000
6 DVD SamSung DVD Rom 16X w/48X CDRom SATA - Box 180 380.000 68.400.000
7 Nguồn Jetek 500W Model S500 180 300.000 54.000.000
8 Keyboard Keyboard Fuhlen L411 USB Black 180 180.000 32.400.000
9 Mouse Mouse Marvo M300 Optical USB 180 150.000 27.000.000
10 LCD Màn hìnhmáy tính LG LCD Monitor 17 inches TFT
11 Headphone Colorvis M-A9 có microphone 180 85.000 15.300.000
Trang 82.2.4. Tổng hạch toán cho các thiết bị và phần cứng
Trang 92.3. Sơ đồ
9
Trang 10Phần3I: Tổng quan về thiết bị cổng mạng NIC,
repeater, hub, bridge, switch, router
3.1. Repeater (Bộ tiếp sức)
- Là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu trên các đoạn cáp dài.Khi truyền dữ liệu trên các đoạn cáp dài tín hiệu điện sẽ yếu đi, nếu chúng ta muốn mở rộng kích thước mạng thì chúng ta dùng thiết bị này để khuếch đại tín hiệu
và truyền đi tiếp.Nhưng chú ý rằng thiết bị này hoạt động ở lớp vật lý trong
mô hình OSI, nó chỉ hiểu tín hiệu điện nên không lọc được dữ liệu ở bất kì dạng nào, và mỗi lần khuyếch đại các tín hiệu điện yếu sẽ bị sai do đó nếu
cứ tiếp tục dùng nhiều Repeater để khuyếch đại và mở rộng kích thước mạng thì dữ liệu sẽ ngày càng sai lệch
- Nguyên tắc hoạt động
• Repeater là một thiết bị ở lớp một (physical layer) trong mô hình OSI Repeater có vai trò khuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đến được các chặng đường tiếp theo trong mạng Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater
• Thiết bị cho phép mở rộng vượt qua chiều dài giới hạn của 1 đường truyền
- Chức năng của repeater
• Repeater dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình
• Repeater dùng để khếch đại và định thời lại tín hiệu … repeater khuếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu đã bị suy yếu
đi trên đường truyền(vì đã được phát với khoảng cách xa) mà không sửa đổi tín hiệu
• Tuy có cùng chức năng với Brigde là mở rộng phạm vi kết nối mạng, nhưng đơn thuần chỉ là tăng cường dữ liệu và chuyển tiếp tín hiệu mà
CReperter
BA
D
Trang 11thôi So với Brigde thì khả năng xử lý của Repeater nhanh hơn bù lại nó không có các chế độ ưu hiệu năng cho hệ thống mạng.
• Việc sử dụng Repeater là tăng thêm chiều dài của mạng
• Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng
- Cấu tạo của Hub
• Hub ở đây là một thiết bị mạng bao gồm các cổng RJ45 để nối đến các máy tính thông qua các đoạn cáp UTP Hub thường có 4 cổng, 6 cổng, 8 cổng, 12 cổng, 16 cổng, 24 cổng…các cổng này thường hoạt động ở cả hai tốc độ truyền dẫn tín hiệu là 10 Mb/s và 100 Mb/s
- Nguyên tắc hoạt động
11
Trang 12• Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng Khi tín hiệu được truyền từ một trạm tới Hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng kháccủa Các Hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý Hub
- Hub gồm có ba loại:
• Passive Hub: là thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn cáp này đến các đoạn cáp khác, không có linh kiện điện tử và nguồn riêng nên không khuếch đại và xử lý tín hiệu
• Active Hub: là thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn cáp này đến các đoạn cáp khác với chất lượng cao hơn Thiết bị này có linh kiện điện tử và nguồn điện riêng nên hoạt động như một repeater có nhiều cổng (port)
• Intelligent Hub: là một active hub có thêm các chức năng vượt trội như cho phép quản lý từ các máy tính, chuyển mạch (switching), cho phép tín hiệu điện chuyển đến đúng port cần nhận không chuyển đến các port không liên quan
Hình 3: Thiết bị Hub
- Chức năng của Hub
• Hub thì hoạt động ở một lớp của mô hình OSI( Lớp vật lý)
CHub
BA
D
Trang 13• Nó cố một đầu vào và nhiều đầu ra => Phân phối dữ liệu từ đường truyền đến từng đầu cuối, tập hợp các dữ liệu từ các đầu cuối khác nhau để đưa lên đường truyền => Hub là thiết bị hoạt động như môt điểm kết nối trung tâm cho các máy tính trong một mạng
• Hub thực hiện việc chuyển tiếp tất cả các tín hiệu vật lý đến từ cổng vào tới tất cả các cổng ra sau khi đã khuếch đại tín hiệu Một số Hub còn thêm chức năng sửa lỗi tín hiệu( Hub thông minh)
3.3. Bridge (cầu nối)
- Bridge là thiết bị mạng trong tầng thứ 2 trong mô hình OSI( Dat Link Layer) Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn hơn.( ví dụ Bridge dùng làm cầu nối giữa 2 mạng Ethernet)
- Khi có 1 gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính thuộc mạng khác, Bridge sẽ sao chép lại gói tin và gửi nó tới mạng đích
- Bridge là hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc mạng khác nhau có thể gửi thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết sự có mặt của Bridge
- Bridge chỉ kết nối được những mạng cùng loại và sử dụng Brigde cho những mạng có tốc độ cao sẽ khó khăn nếu chúng nằm cách xa nhau
Hình 4: Mô hình mạng sử dụng Bridge
- Phương thức hoạt động của Bridge
• Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin
mà nó thấy cần thiết Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo
• Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận
và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ sung bảng địa chỉ
• Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì
Bridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối)
13
Trang 14• Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge
sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi
3.4. Switch
- Là thiết bị giống như bridge nhưng nhiều port hơn cho phép ghép nối nhiều đoạn mạng với nhau Switch cũng dựa vào bảng địa chỉ MAC để quyết định gói tin nào đi ra port nào nhằm tránh tình trạng giảm băng thông khi số máy trạm trong mạng tăng lên Switch cũng hoạt động tại lớp hai trong mô hình OSI Việc
xử lý gói tin dựa trên phần cứng (chip)
- Khi một gói tin đi đến Switch (hoặc Bridge), Switch (hoặc Bridge) sẽ thực hiện như sau:
• Kiểm tra địa chỉ nguồn của gói tin đã có trong bảng MAC chưa, nếu chưa
có thì nó sẽ thêm địa chỉ MAC này và port nguồn (nơi gói tin đi vào Switch (hoặc Bridge)) vào trong bảng MAC
• Kiểm tra địa chỉ đích của gói tin đã có trong bảng MAC chưa:
• Nếu chưa có thì nó sẽ gởi gói tin ra tất cả các port (ngoại trừ port gói tin đi vào)
• Nếu địa chỉ đích đã có trong bảng MAC: Nếu port đích trùng với port nguồn thì Switch (hoặc Bridge) sẽ loại bỏ gói tin Nếu port đích khác với port nguồn thì gói tin sẽ được gởi ra port đích tương ứng
Trang 15Hình 5:mô hình mạng sử dụng switch
- Chức năng của switch
• Chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đích
• Xây dựng các bảng switch
- Nguyên tắc hoạt động
• Switch được mô tả cơ bản là hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu, các loại cao cấp hơn hoạt động ở tầng mạng Switch giữa bảng địa chỉ MAC của mỗi cổng và thực hiện giao thức Spanning- Tree Switch cũng hoạt động
ở tầng data link với các giao thức ở tầng trên
• Cũng giống như Bridge, Switch cũng “học” thông tin của mạng thông qua các góitin (Packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng Switch
sử dụng các thông tin này để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ
• Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch Switch hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với Repeater
và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN)
3.5. Router (bộ tìm đường)
Router hay còn gọi là thiết bị định tuyến hoặc bộ định tuyến, là thiết bị mạng máy tính dùng để chuyển các gói dữ liệu qua một liên mạng và đến các đầu cuối, thông qua một tiến trình được gọi là định tuyến
Về cấu tạo: Router là một thiết có các cổng mạng LAN (có thể có 1 hoặc rất nhiều cổng LAN), hoặc bao gồm luôn cả ang-ten (râu) phát sóng wifi
15
CSwitch
BA
D
Trang 16Hình 6:mô hình về router
- Chức năng của Router :
• Là chức năng đảm bảo gói tin được chuyển chính xác tới
địa chỉ cần đến
• Chuyển mạch các gói tin (Packet Switching): Là chức năng chuyển mạch số liệu, truyền tải các gói tin theo hướng đã định trên cơ sở các định tuyến được đặt ra
- Cách sử dụng :Router sử dụng rất đơn đản.
• Bạn chỉ cần chuẩn bị 1 đoạn dây LAN (8 lõi), bạn cắm 1 đầu vào modem
và 1 đầu vào router wifi là đã có thể phát sóng wifi, hoặc chia cổng cho nhiều bạn bè, nhiều nhà hàng xóm
• Việc đặt pass cho wifi để các nhà khác không bắt sóng được WiFi do mình phát
- Hoạt động của router
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 nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi Khi một trạm muốn gửi gói 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 tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp
Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table) Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước
Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào
Trang 17giao thức (The protocol independent router) dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router.
Router có phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền
gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông
Router không phụ thuộc vào giao thức: có thể liên kết các mạng dùng
giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đôi gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng chấp nhận kích thức các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng)
Hoạt động của Router trong mô hình OSI
Để ngăn chặn việc mất mát số liệu Router còn nhận biết được đường nào
có thể chuyển vận và ngừng 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 tin muốn
đi qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nó nên giảm được số lượng gói tin qua nó Router thường được sử dụng trong khi nối các mạng thông qua các đường dây thuê bao đắt tiền do nó không truyền dư lên đường truyền
Router có thể dùng trong một liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt
Router có thể xác định được đường đi an toàn và tốt nhất trong mạng nên
độ an toàn của thôngtin được đảm bảo hơn
Trong một mạng phức hợp khi các gói tin luân chuyển các đường có thể gây nên tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router có thể được cài đặt các phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn
17
Trang 18Ví dụ về bảng chỉ đường (Routing table) của Router.
Các phương thức hoạt động của Router:
Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua
đó chia sẻ thông tin về mạng hiện có Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác
Phương thức véc tơ khoảng cách : mỗi Router luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình
Phương thức trạng thái tĩnh : Router chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng và chỉ khi đó các Router khác cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó thường là thông tin về đường truyền
