thảo luận mạng và truyền thông, đề tài mạng LAN và cách xây dựng mạng LAN

Việc kết nối nhiều máy tính riêng rẽ thành một mạng gọi là Mạng máytính sẽ có rất nhiều ưu điểm như: giúp cho nhiều người có thể dùng chung 1tiện ích, ổ đĩa CD-ROM và các thiết bị ngoại

MỤC LỤC

A Lời mở đầu 1

B Nội dung 3

I Cơ sở lí thuyết 3

1.1 Kiến thức cơ bản về mạng LAN 3

1.1.1 Cấu trúc tôpô của mạng 3

1.1.1.1 Mạng dạng hình sao (Star topology) 3

1.1.1.3 Mạng dạng vòng 4

1.1.1.4 Mạng dạng kết hợp 4

1.1.2 Các phương thức truy nhập đường truyền 5

1.1.2.1 Giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 5

1.1.2.2 Giao thức truyền thẻ bài (Token passing) 5

1.1.2.3 Giao thức FDDI 6

1.1.3 Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng 6

1.1.3.1 Chuẩn Viện công nghệ điện và điện tử (IEEE) 6

1.1.3.2 Chuẩn uỷ ban tư vấn quốc tế về điện báo và điện thoại(CCITT) 7

1.1.4 Hệ thống cáp mạng dùng cho LAN 7

1.1.4.1 Cáp xoắn 7

1.1.4.2 Cáp đồng trục 8

1.1.5 Các thiết bị dùng để kết nối LAN 9

1.1.5.1 Bộ lặp tín hiệu (Repeater) 9

1.1.5.2 Bộ tập trung (Hub) 10

1.1.5.3 Cầu (Bridge) 10

1.1.5.4 Bộ chuyển mạch (Switch) 11

1.1.5.5 Bộ định tuyến(Router) 11

1.1.6 Các hệ điều hành mạng 12

1.1.6.1 Hệ điều hành mạng UNIX: 12

1.1.6.2 Hệ điều hành mạng Windows NT: 12

1.1.6.3 Hệ điều hành mạng NetWare của Novell: 13

1.1.6.4 Hệ điều hành mạng Linux: 13

1.2 Quy trình thiết kế mạng LAN 13

1.3 Yêu cầu về phần cứng, phần mềm đối với mạng LAN 14

1.3.1 Yêu cầu về phần cứng 14

1.3.2 Yêu cầu với phần mềm 16

1.4 Một số công nghệ mạng LAN 17

1.4.1 Công nghệ Ethernet 17

1.4.2 Công nghệ mạng FDDI 20

II Bài tập thực tế 24

2 1 Các thiết bị cần dùng 24

2 2 Lựa chọn cấu trúc mạng : 24

2.3 Kết nối máy in qua cổng usb: 25

2.4 Chọn hệ điều hành : 30

2.5 Ước tính chi phí xây dựng 30

C Kết luận 31

A Lời mở đầu

Nếu cách đây vài thập kỷ, máy tính vẫn còn là một thứ tài sản quýhiếm của một vài cá nhân có lối sống hiện đại thì ngày nay máy tính đã đượcxem như một phương tiện sống, một công cụ kiếm tiền hữu hiệu của hàngtriệu người trên thế giới Hiện đại-tiện ích-đa năng là những ưu điểm vượttrội của máy tính mà không một công cụ nào có thể đánh bật Chính vì lẽ đó

mà từ những ngôi nhà trọ sinh viên đến những gia đình tri thức, những công

ty, xí nghiệp, những trường học, bệnh viện hay bất cứ một môi trường kinhdoanh nào cũng đều có sự xuất hiện của “anh chàng mặt vuông”

Và khi xã hội càng phát triển con người càng cần đến sự quan tâm

và chia sẻ thông tin Chính điều này đã tạo cơ hội cho chiếc máy tính pháthuy hết những tiện ích vốn có của mình Một chiếc máy tính đơn lẻ đã làmnên bao điều kỳ diệu và khi kết nối các máy tính lại với nhau thành một hệthống thì điều kỳ diệu đó còn được nhân lên rất nhiều lần

Có lẽ nhờ hiểu rõ được tầm quan trọng và những ưu điểm vượt trộicủa việc bảo mật, trao đổi thông tin của hệ thống Mạng máy tính mà sốlượng các công ty, doanh nghiệp thiết lập, sử dụng hệ thống mạng ngày càngnhiều Từ những công ty có quy mô nhỏ, vừa đến các doanh nghiệp, tậpđoàn tầm cỡ, không nơi nào không có sự xuất hiện của hệ thống Mạng trongkhâu quản lý công việc của nhân viên, trong công tác quản lý, bảo mật vàlưu trữ dữ liệu của công ty hay các thông báo, thông tin giữa các cá nhântrong cùng một tổ chức Chỉ bằng một kết nối đơn giản, thông tin từ các máytính trong cùng một hệ thống như trường học, công ty sẽ được chuyển giaocho nhau(tức là thông tin từ máy A sẽ được chuyển qua cho máy B, máy C

và ngược lại từ máy B, máy C có thể trả lời những thắc mắc, yêu cầu từ máyA ) Việc kết nối nhiều máy tính riêng rẽ thành một mạng (gọi là Mạng máytính) sẽ có rất nhiều ưu điểm như: giúp cho nhiều người có thể dùng chung 1tiện ích, ổ đĩa CD-ROM và các thiết bị ngoại vi như máy in, máy vẽ Haykhi một nhóm người làm chung một đề án nếu nối mạng sẽ dùng chung được

dữ liệu, dùng chung tệp tin chính và dễ dàng trao đổi với nhau Về mặt hệthống thì dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, việc trao đổi, chia

sẻ thông tin cũng thuận lợi và nhanh chóng hơn Người sử dụng trao đổi vớinhau dễ dàng bằng thư tín và có thể sử dụng hệ mạng như 1 công cụ để phổbiến tin tức, gửi các thông báo, báo cáo, sắp xếp thời khoá biểu của mìnhxen lẫn những người khác Trong khi đó, nhờ nối mạng mà một số người sửdụng không cần trang bị máy tính đắt tiền mà vẫn có chức năng mạnh Mạngmáy tính cũng cho phép người lập trình ở trung tâm máy tính này sử dụngcác tiện ích của trung tâm máy tính khác đang nhàn rỗi để làm tăng hiệu quảkinh tế của hệ thống Đồng thời, Mạng máy tính còn là một phương tiệnthông tin mạnh và hữu hiệu giữa các cộng sự trong tổ chức bởi ở các môitrường truyền thông tốc độ cao người ta có thể thiết lập cả một hệ thốngmạng trong phạm vi của một thành phố, thậm chí là xuyên lục địa

Vậy làm thế nào để xây dựng được một mạng máy tính hoạt độnghiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất? Đây cũng là một bài toán cho các doanhnghiệp khi muốn lắp đặt hệ thống mạng LAN trong quy mô một doanhnghiệp Với đề tài “Cách thiết kế mạng LAN trong một công ty nhỏ”, nhómchúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng mô hình 01 mạng LAN đối với 1 công

sở làm việc gồm 06 phòng, nhà có ba tầng, mỗi tầng có 02 phòng, mỗiphòng có 06 máy sử dụng mạng và một máy in

B Nội dung

I Cơ sở lí thuyết

1.1 Kiến thức cơ bản về mạng LAN

Mạng cục bộ (LAN) là hệ truyền thông tốc độ cao được thiết kế đểkết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động vớinhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trongmột toà nhà Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khulàm 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 mầu, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác Trước khiphát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi

số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quảcủa chúng tǎng lên gấp bội

1.1.1 Cấu trúc tôpô của mạng

Cấu trúc tôpô (network topology) của LAN là kiến trúc hình học thểhiện cách bố trí các đường cáp, sắp xếp các máy tính để kết nối thành mạnghoàn chỉnh Hầu hết các mạng LAN ngày nay đều được thiết kế để hoạt độngdựa trên một cấu trúc mạng định trước Điển hình và sử dụng nhiều nhất làcác cấu trúc: dạng hình sao, dạng hình tuyến, dạng vòng cùng với những cấutrúc kết hợp của chúng

1.1.1.1 Mạng dạng hình sao (Star topology).

Mạng dạng hình 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 củamạng Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng

Mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung(Hub) bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với Hubkhông cần thông qua trục bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng

Mô hình kết nối hình sao ngày nay đã trở lên hết sức phổ biến Với việc sửdụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc hình sao có thể được mởrộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do vậy dễ dàng trong việc quản

lý và vận hành

Các ưu điểm của mạng hình sao:

- Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ởmột nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.

- Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định

- Mạng có thể dễ dàng mở rộng hoặc thu hẹp

Những nhược điểm mạng dạng hình sao:

- Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trungtâm

- 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 tin đếntrung tâm Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m)

1.1.1.2 Mạng hình tuyến (Bus Topology).

Thực hiện theo cách bố trí hành lang, 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

Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator Cáctín hiệu và dữ liệu khi truyền đi dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến

Ưu điểm: Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt, giáthành rẻ

Nhược điểm:

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

- Khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừngtrên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống

Cấu trúc này ngày nay ít được sử dụng

1.1.1.3 Mạng dạng vòng

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

Ưu điểm:

- Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dâycần 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 thìtoàn bộ hệ thống cũng bị ngừng

1.1.1.4 Mạng dạng kết hợp.

Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology): Cấu hình mạngdạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệthống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear BusTopology Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làmviệc 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 tươngthích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào.

Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology) Cấu hình dạng kếthợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyểnvòng quanh một cái HUB trung tâm Mỗi trạm làm việc (workstation) đượcnối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cầnthiết

1.1.2 Các phương thức truy nhập đường truyền

Khi được cài đặt vào trong mạng, các máy trạm phải tuân theonhững quy tắc định trước để có thể sử dụng đường truyền, đó là phương thứctruy nhập Phương thức truy nhập được định nghĩa là các thủ tục điều hướngtrạm làm việc làm thế nào và lúc nào có thể thâm nhập vào đường dây cáp

để gửi hay nhận các gói thông tin Có 3 phương thức cơ bản:

1.1.2.1 Giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

Giao thức này thường dùng cho mạng có cấu trúc hình tuyến, cácmáy trạm cùng chia sẻ một kênh truyền chung, các trạm đều có cơ hội thâmnhập đường truyền như nhau (Multiple Access)

Tuy nhiên tại một thời điểm thì chỉ có một trạm được truyền dữ liệu

mà thôi Trước khi truyền dữ liệu, mỗi trạm phải lắng nghe đường truyền đểchắc chắn rằng đường truyền rỗi (Carrier Sense)

Trong trường hợp hai trạm thực hiện việc truyền dữ liệu đồng thời,xung đột dữ liệu sẽ xảy ra, các trạm tham gia phải phát hiện được sự xungđột và thông báo tới các trạm khác gây ra xung đột (Collision Detection),đồng thời các trạm phải ngừng thâm nhập, chờ đợi lần sau trong khoảng thờigian ngẫu nhiên nào đó rồi mới tiếp tục truyền

Khi lưu lượng các gói dữ liệu cần di chuyển trên mạng quá cao, thìviệc xung đột có thể xẩy ra với số lượng lớn dẫn đến làm chậm tốc độ truyềntin của hệ thống Giao thức này còn được trình bày chi tiết thêm trong phầncông Ethernet

1.1.2.2 Giao thức truyền thẻ bài (Token passing)

Giao thức này được dùng trong các LAN có cấu trúc vòng sử dụng

kỹ thuật chuyển thẻ bài (token) để cấp phát quyền truy nhập đường truyềntức là quyền được truyền dữ liệu đi

Thẻ bài ở đây là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thưóc và nộidung (gồm các thông tin điều khiển) được quy định riêng cho mỗi giao thức.Trong đường cáp liên tục có một thẻ bài chạy quanh trong mạng

Phần dữ liệu của thẻ bài có một bit biểu diễn trạng thái sử dụng của

nó (bận hoặc rỗi) Trong thẻ bài có chứa một địa chỉ đích và được luânchuyển tới các trạm theo một trật tự đã định trước Đối với cấu hình mạng

dạng xoay vòng thì trật tự của sự truyền thẻ bài tương đương với trật tự vật

lý của các trạm xung quanh vòng

Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được mộtthẻ bài rỗi Khi đó trạm sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành bận, nén gói dữliệu có kèm theo địa chỉ nơi nhận vào thẻ bài và truyền đi theo chiều củavòng, thẻ bài lúc này trở thành khung mang dữ liệu Trạm đích sau khi nhậnkhung dữ liệu này, sẽ copy dữ liệu vào bộ đệm rồi tiếp tục truyền khung theovòng nhưng thêm một thông tin xác nhận Trạm nguồn nhận lại khung củamình (theo vòng) đã được nhận đúng, đổi bit bận thành bit rỗi và truyền thẻbài đi

Vì thẻ bài chạy vòng quang trong mạng kín và chỉ có một thẻ nênviệc đụng độ dữ liệu không thể xẩy ra, do vậy hiệu suất truyền dữ liệu củamạng không thay đổi Trong các giao thức này cần giải quyết hai vấn đề cóthể dẫn đến phá vỡ hệ thống Một là việc mất thẻ bài làm cho trên vòngkhông còn thẻ bài lưu chuyển nữa Hai là một thẻ bài bận lưu chuyển khôngdừng trên vòng

Ưu điểm của giao thức là vẫn hoạt động tốt khi lưu lượng truyềnthông lớn Giao thức truyền thẻ bài tuân thủ đúng sự phân chia của môitrường mạng, hoạt động dựa vào sự xoay vòng tới các trạm

Việc truyền thẻ bài sẽ không thực hiện được nếu việc xoay vòng bịđứt đoạn Giao thức phải chứa các thủ tục kiểm tra thẻ bài để cho phép khôiphục lại thẻ bài bị mất hoặc thay thế trạng thái của thẻ bài và cung cấp cácphương tiện để sửa đổi logic (thêm vào, bớt đi hoặc định lại trật tự của cáctrạm)

1.1.3 Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng

1.1.3.1 Chuẩn Viện công nghệ điện và điện tử (IEEE)

Tiêu chuẩn IEEE LAN được phát triển dựa vào uỷ ban IEEE 802

- Tiêu chuẩn IEEE 802.3 liên quan tới mạng CSMA/CD bao gồm cả 2phiên bản bǎng tần cơ bản và bǎng tần mở rộng

- Tiêu chuẩn IEEE 802.4 liên quan tới sự phương thức truyền thẻ bài trênmạng hình tuyến (Token Bus)

- IEEE 802.5 liên quan đến truyền thẻ bài trên mạng dạng vòng (TokenRing)

Theo chuẩn 802 thì tầng liên kết dữ liệu chia thành 2 mức con: mứccon điều khiển logic LLC (Logical Link Control Sublayer) và mức conđiều khiển xâm nhập mạng MAC (Media Access Control Sublayer) Mứccon LLC giữ vai trò tổ chức dữ liệu, tổ chức thông tin để truyền và nhận.Mức con MAC chỉ làm nhiệm vụ điều khiển việc xâm nhập mạng Thủ tụcmức con LLC không bị ảnh hưởng khi sử dụng các đường truyền dẫn khácnhau, nhờ vậy mà linh hoạt hơn trong khai thác Chuẩn 802.2 ở mức conLLC tương đương với chuẩn HDLC của ISO hoặc X.25 của CCITT.

Chuẩn 802.3 xác định phương pháp thâm nhập mạng tức thời có khảnǎng phát hiện lỗi chồng chéo thông tin CSMA/CD Phương phápCSMA/CD được đưa ra từ nǎm 1993 nhằm mục đích nâng cao hiệu quảmạng Theo chuẩn này các mức được ghép nối với nhau thông qua các bộghép nối

Chuẩn 802.4 thực chất là phương pháp thâm nhập mạng theo kiểuphát tín hiệu thǎm dò token qua các trạm và đường truyền bus

Chuẩn 802.5 dùng cho mạng dạng xoay vòng và trên cơ sở dùng tínhiệu thǎm dò token Mỗi trạm khi nhận được tín hiệu thǎm dò token thì tiếpnhận token và bắt đầu quá trình truyền thông tin dưới dạng các khung tínhiệu Các khung có cấu trúc tương tự như của chuẩn 802.4 Phương phápxâm nhập mạng này quy định nhiều mức ưu tiên khác nhau cho toàn mạng

và cho mỗi trạm, việc quy định này vừa cho người thiết kế vừa do người sửdụng tự quy định

1.1.3.2 Chuẩn uỷ ban tư vấn quốc tế về điện báo và điện thoại(CCITT)

Đây là những khuyến nghị về tiêu chuẩn hóa hoạt động vàmẫu mã mođem ( truyền qua mạng điện thoại)

Một số chuẩn: V22, V28, V35

X series bao gồm các tiêu chuẩn OSI Chuẩn cáp và chuẩn giao tiếp EIA.Các tiêu chuẩn EIA dành cho giao diện nối tiếp giữa modem và máy tính.– RS-232

Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại ( STP - ShieldTwisted Pair) và cáp không bọc kim loại (UTP -Unshield Twisted Pair)

Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chốngnhiễu điện từ, có loại có một đôi giây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôigiây xoắn với nhau.

Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kémhơn về khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc

STP và UTP có các loại (Category - Cat) thường dùng:

– Loại 1 & 2 (Cat 1 & Cat 2): Thường dùng cho truyền thoại và nhữngđường truyền tốc độ thấp (nhỏ hơn 4Mb/s)

– Loại 3 (Cat 3): tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16 Mb/s , nó là chuẩn chohầu hết các mạng điện thoại

– Loại 4 (Cat 4): Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s

– Loại 5 (Cat 5): Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s

– Loại 6 (Cat 6): Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s

Đây là loại cáp rẻ, dễ cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường

1.1.4.2 Cáp đồng trục

Cáp đồng trục có hai đường dây dẫn và chúng có cùng một trụcchung, một dây dẫn trung tâm (thường là dây đồng cứng) đường dây còn lạitạo thành đường ống bao xung quanh dây dẫn trung tâm (dây dẫn này có thể

là dây bện kim loại và vì nó có chức năng chống nhiễu nên còn gọi là lớpbọc kim) Giữa hai dây dẫn trên có một lớp cách ly, và bên ngoài cùng là lớp

vỏ plastic để bảo vệ cáp

Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (ví

dụ như cáp xoắn đôi) do ít bị ảnh hưởng của môi trường Các mạng cục bộ

sử dụng cáp đồng trục có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cápđồng trục được sử dụng nhiều trong các mạng dạng đường thẳng Hai loạicáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục dày trongđường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch, cáp đồng trục dày là 0,5 inch

Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trụcmỏng có độ hao suy tín hiệu lớn hơn

Hiện nay có cáp đồng trục sau:

– RG -58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet

– RG -59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp

Các mạng cục bộ thường sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5

-10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì

nó có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thưòng của một đoạn cáp nối trongmạng là 200m, thường sử dụng cho dạng Bus

1.1.4.3 Cáp sợi quang (Fiber - Optic Cable)

Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bósợi thủy tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc cótác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu Bên ngoàicùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp Như vậy cáp sợi quang không truyềndẫn các tín hiệu điện mà chỉ truyền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu

phải được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại đượcchuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện) Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100micron, Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khókhăn cho việc đấu nối, nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chiphí cao.

Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phépkhoảng cách đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp Ngoài ra,

vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nó hoàntoàn không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không thể bịphát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của người khác

Chỉ trừ nhược điểm khó lắp đặt và giá thành còn cao , nhìn chungcáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này

1.1.5 Các thiết bị dùng để kết nối LAN

1.1.5.1 Bộ lặp tín hiệu (Repeater)

Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bịliên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình OSI KhiRepeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếpvào phía kia của mạng

Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo,nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cáchxa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu Việc sử dụng Repeater đã làm tăngthêm chiều dài của mạng

Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện

và Repeater điện quang

– Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tínhiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia Khi một mạng sử dụngRepeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cáchcủa mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối

đa do độ trễ của tín hiệu Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thìkhoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sửdụng thêm Repeater

– Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cápđiện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trêncáp quang và ngược lại Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăngthêm chiều dài của mạng

Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi quanên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông(như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) và không thể nối haimạng có giao thức truyền thông khác nhau Thêm nữa Repeater không làmthay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán

nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng Khi lưa chọn sử dụng

Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độcủa mạng.

1.1.5.2 Bộ tập trung (Hub)

Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây làđiểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN đượckết nối thông qua Hub Hub thường được dùng để nối mạng, thông quanhững đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao

Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắnmáy tính và các thiết bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặpdây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng

Khi tín hiệu được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trênkhắp các cổng khác của Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, chophép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lýhub

Nếu phân loại theo phần cứng thì có 3 loại hub:

– Hub đơn (stand alone hub)

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

– Hub phân tầng (Stackable hub) là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu

tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có 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 các linh kiện điện

tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổhợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng

– Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử cóthể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị củamạng Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tínhiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị

có thể tăng lên Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành củaHub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động Các mạng Token ring có

Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những góitin mà nó thấy cần thiết Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối mộtvài 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 mộtbảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nốixem 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 haykhông và bổ xung bảng địa chỉ

Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ củaphần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thìBridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầunối)

Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ củaphần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽcho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên khôngchuyển 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 toànmạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi

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 khác nhau nó

có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kiatrước khi chuyển qua

1.1.5.4 Bộ chuyển mạch (Switch)

Bộ chuyển mạch là sự tiến hoá của cầu, nhưng có nhiều cổng vàdùng các mạch tích hợp nhanh để giảm độ trễ của việc chuyển khung dữliệu

Switch giữa bảng địa chỉ MAC của mỗi cổng và thực hiện giao thứcSpanning- Tree Switch cũng hoạt động ở tầng data link và trong suốt vớicác giao thức ở tầng trên

1.1.5.5 Bộ định tuyến(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 dụng trongviệc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiềuđường khác nhau để 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 nó chỉ

tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó 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 một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin quamạng Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trongmạng 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 vàcác 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 thuộcgiao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộcvào giao 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 truyềngói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cáchđóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thứctruyền thông

- Router không phụ thuộc vào giao thức: có thể liên kết các mạng dùnggiao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đổi gói tin của giao thứcnày sang gói tin của giao thức kia, Router cũng chấp nhận kích thước các góitin khác nhau (Router

có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trênmạng)

1.1.6 Các hệ điều hành mạng

1.1.6.1 Hệ điều hành mạng UNIX:

Đây là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được dùng rấtphổ biến trong giới khoa học, giáo dục Hệ điều hành mạng UNIX là hệ điềuhành đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt

Nhược điểm của nó là hiện nay có nhiều Version khác nhau, khôngthống nhất gây khó khǎn cho người sử dụng Ngoài ra hệ điều hành này kháphức tạp lại đòi hỏi cấu hình máy mạnh (trước đây chạy trên máy mini, gầnđây có SCO UNIX chạy trên máy vi tính với cấu hình mạnh)

1.1.6.2 Hệ điều hành mạng Windows NT:

Đây là hệ điều hành của hãng Microsoft, cũng là hệ điều hành đanhiệm, đa người sử dụng Đặc điểm của nó là tương đối dễ sử dụng, hỗ trợmạnh cho phần mềm WINDOWS

Do hãng Microsoft là hãng phần mềm lớn nhất thế giới hiện nay, hệđiều hành này có khả nǎng sẽ được ngày càng phổ biến rộng rãi Ngoài ra,Windows NT có thể liên kết tốt với máy chủ Novell Netware Tuy nhiên, đểchạy có hiệu quả, Windows NT cũng đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh

1.1.6.3 Hệ điều hành mạng NetWare của Novell:

Đây là hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay ở nước ta và trên thếgiới trong thời gian cuối, nó có thể dùng cho các mạng nhỏ (khoảng từ 5-25máy tính) và cũng có thể dùng cho các mạng lớn gồm hàng trǎm máy tính

Trong những nǎm qua, Novell đã cho ra nhiều phiên bản củaNetware: Netware 2.2, 3.11 4.0 và hiện có 4.1 Netware là một hệ điều hànhmạng cục bộ dùng cho các máy vi tính theo chuẩn của IBM hay các máy tínhApple Macintosh, chạy hệ điều hành MS-DOS hoặc OS/2

1.1.6.4 Hệ điều hành mạng Linux:

Linux là hệ điều hành phát triển từ Unix - 32 bit xử lý đa nhiệm, đangười dùng Hệ điều hành này là miễn phí và quan trọng là mã nguồn mở.Linux là một sản phẩm do người sử dụng tự phát triển, có nghĩa là nhiềuthành phần của nó được người sử dụng trên khắp thế giới phát triển lấy để tựchạy hệ điều hành cho mục đích riêng của mình

Hệ thống gốc được phát triển bởi Linux Torvalds Ngày nay nó đãđược phát triển khá tốt và được đánh giá cao, hoạt động hiệu quả với các ứngdụng mạng

Các hệ điều hành khác nhau thuộc họ Linux được xây dựng với giaodiện đồ hoạ gần gũi với người sử dụng Một số hệ điều hành phổ biến như :RedHat Linux, SuSe, ManDrake, VietKey Linux

Với việc cung cấp mã nguồn mở miễn phí, Linux đưa ra một giảipháp rẻ tiền cho các doanh nghiệp, công ty và các chính phủ Hiện nay cộngđồng mã nguồn mở đang rất phát triển, thúc đẩy Linux thâm nhập sâu thêmvào đời sống

1.2 Quy trình thiết kế mạng LAN

B1: Phân tích yêu cầu

Số lượng nút mạng (rất lớn trên 1000 nút, vừa trên 100 nút và nhỏdưới 10 nút) Trên cơ sở số lượng nút mạng, chúng ta có phương thức phâncấp, chọn kỹ thuật chuyển mạch, và chọn thiết bị chuyển mạch

Dựa vào mô hình phòng ban để phân đoạn vật lý đảm bảo hai yêucầu an ninh và đảm bảo chất lượng dịch vụ

Dựa vào mô hình topo lựa chọn công nghệ đi cáp

Dự báo các yêu cầu mở rộng

B2: Lựa chọn phần cứng (thiết bị, cáp, công nghệ kết nối, )

Dựa trên các phân tích yêu cầu và kinh phí dự kiến cho việc triểnkhai, chúng ta sẽ lựa chọn nhà cung cấp thiết bị tốt nhất như là Cisco, Nortel,3COM, Intel

B3: Lựa chọn phần mềm

Lựa chọn hệ điều hành Unix (AIX, OSF, HP, Solaris, .),Linux , Windows dựa trên yêu cầu về xử lý số lượng giao dịch, đáp ứng thờigian thực, kinh phí, an ninh an toàn.

Lựa chọn các công cụ phát triển phần mềm ứng dụng như các phầnmềm quản trị cơ sở dữ liệu (Oracle, Informix, SQL, Lotusnote, ), các phầnmềm portal như Websphere,

Lựa chọn các phần mềm mạng như thư điện tử ( Sendmail,PostOffice, Netscape, ), Web server ( Apache, IIS, ),

Lựa chọn các phần mềm đảm bảo an ninh an toàn mạng như phầnmềm tường lửa (PIX, Checkpoint, Netfilter, ), phần mềm chốngvirut ( VirusWall, NAV, ), phần mềm chống đột nhập và phần mềm quét lỗhổng an ninh trên mạng

B6: Triển khai pilot.

Triển khai ở quy mô nhỏ nhưng vẫn minh họa được toàn bộ các yêucầu về kỹ thuật, yêu cầu về ứng dụng làm cơ sở cho việc đánh giá khả năng

và giá thành của mạng trước khi triển khai trên diện rộng

1.3 Yêu cầu về phần cứng, phần mềm đối với mạng LAN

1.3.1 Yêu cầu về phần cứng

Phần cứng mạng không dây cơ bản:

- Phần cứng mạng không dây cần thiết để triển khai mạng tùy thuộcvào kịch bản thiết kế Nên có kế hoạch sử dụng phần cứng phù hợp với yêucầu đưa ra, phù hợp với chi phí và trong tương lai có thể nâng cấp được

Một số thiết bị thường được sử dụng khi triển khai một mạng khôngdây:

1.3.1.1 Các AP:

Các AP được xem như là trái tim của mạng không dây khi chúng tạođiều kiện truyền dữ liệu giữa các máy tính trong mạng Thiết bị AP là kỹthuật mạng không dây riêng, và một AP dựa trên cơ sở một kỹ thuật bìnhthường sẽ không hoạt động giao tiếp với kỹ thuật khác được Ví dụ: bộtương thích mạng không dây 802.11b không làm việc với các AP 802.11a.Quan trọng là thấy được một mạng không dây 802.11b thì hoàn toàn riêng

biệt với một mạng không dây xây dựng theo chuẩn 802.11a thậm chí chúngchia sẻ cụng một vùng vật lý.

Một sơ đồ bố cục tổng quát có thể trợ giúp việc xác định số AP cầnthiết trong một site Nếu sơ đồ yêu cầu một mạng không dây hybrid mà cácthiết bị 802.11b và 802.11a cùng tồn tại, nên có giải pháp kết nối các APtrong hai mạng khác biệt này và kết nối hai mạng bằng kỹ thuật mạng nốidây Điều này sẽ đảm bảo mặc dù thiết lập một mạng hybrid nhưng người sửdụng mỗi mạng vẫn có thể truyền thông với mạng khác

1.3.1.2 Các bộ tương thích mạng không dây:

Các bộ tương thích mạng không dây hay là card giao tiếp mạngkhông dây (NIC không dây) là thiết bị được các thiết bị mạng không dây sửdụng để tham gia vào một không dây Cũng tương tự các AP, NIC khôngdây cũng sử dụng những kỹ thuật riêng và phải được lựa chọn kỹ lưỡng dựatrên các yêu cầu của mạng và kỹ thuật AP

Hiện trạng người dùng và thiết bị mỗi site sẽ giúp ước lượng được

số NIC không dây cần thiết Các NIC không dây là khác nhau với các thiết

bị di động (như notebook, PDA) và các workstation Các thiết bị di độngthường yêu cầu NIC không dây dựa trên cơ sở tương thích giao tiếp card PC,trong khi các workstation yêu cầu tiêu biểu là các NIC không dây dựa trênliên kết thành phần thiết bị ngoại vi (PCI: Peripheral ComponentInterconnect) Tùy thuộc vào kế hoạch triển khai, xác định sẽ sử dụng dạngNIC không dây nào phù hợp với yêu cầu của mạng

1.3.1.3 Các Router:

Là thiết bị hoạt động như người điều khiển lưu lượng giữa hai haynhiều mạng Ví dụ: một mạng không dây 100 máy tính và 50 trong số chúngthuộc khu A và 50 thuộc khu B, giả sử các máy tính trong hai khu không cầnthiết liên lạc với nhau như chúng liên lạc với nhau trong cùng một khu, tốtnhất là thiết lập hai mạng không dây riêng biệt A và B Một mạng được chiatheo cách này sẽ cung cấp hiệu quả hoạt động cao hơn khi mỗi mạng tồn tạiriêng lẻ và không gây trở ngại cho lưu lượng từ mạng khác Nếu muốntruyền thông giữa hai mạng A và B, chúng có thể liên kết với nhau qua mộtrouter Router này sẽ chỉ gởi các gói dữ liệu một cách thông minh từ mạng Asang mạng B nếu một gói dữ liệu xuất phát từ mạng A được một máy tính ởmạng B mong đợi

Một số AP làm việc gắn liền các router nhằm trợ giúp các mạngkhông gian riêng biệt với mạng nối dây Nếu thiết lập một mạng không dâyđộc lập với ít máy tính, ví dụ khoảng 10 máy hay ít hơn, không cần thiếtphải có router Tuy nhiên nếu muốn liên kết một mạng không dây với mộtmạng nối dây hay Internet nên sử dụng một router để tách hai mạng

1.3.1.4 Các Hub:

Là các thiết bị mạng nối dây, sử dụng để mở rộng mạng bằng cáchthêm các điểm kết nối vật lý trên một mạng mạng ( các jack RJ45) Có thể

cần sử dụng một hoặc nhiều hub nếu mạng sẽ chứa một số lượng đáng kểcác máy tính mạng nối dây.

1.3.1.5 Các Firewall:

Là các thiết bị mạng cấu hình ở mức cao có thể được thực thi nhằmchỉ cho phép những luồng lưu lượng có giới hạn đi qua mạng Việc sử dụngcác firewall đặc biệt quan trọng nếu kết nối một mạng vào Internet Nên sửdụng các thiết bị firewall nếu có dự định kết nối với một hay nhiều mạng đặcbiệt qua Internet

1.3.1.6 Các thiết bị kết nối băng thông rộng:

Phần cứng kết nối băng thông rộng kết nối một mạng vào một kếtnối băng thông rộng, ví dụ: một modem DSL kết nối một mạng vào Internet.Mỗi dạng kết nối băng thông rộng yêu cầu dạng phần cứng khác nhau và cóthể cung cấp từ các nhà cungt cấp dịch vụ kết nối băng thông rộng Nên sửdụng thiết bị trên nếu có dự định cung cấp kết nối băng thông rộng cho mạngkhông dây muốn xây dựng

Ví dụ: Các yêu cầu phần cứng thông thường cho các kịch bản triểnkhai mạng không dây cụ thể:

Một số yêu cầu phần cứng cơ bản đối với các kịch bản mạng khôngdây sử dụng cho gia đình (home), SoHo, kinh doanh hay WISP

- AP không dây: cần một hoặc nhiều AP cung cấp các kết nối mạng

- Thiết bị kết nối băng thông rộng, router, và firewall: modem DSL hoặcmodem cáp, router và firewall cần thiết để cung cấp kết nối an toàn vớiInternet Rất nhiều nhà sản xuất đưa ra các AP gắn liền với router và firewall

và có thể dễ dàng kết nối vào phần cứng kết nối băng thông rộng

- Cáp mạng nối dây: cũng có thể cần một số kết nối mạng nối dây để kếtnối với các thiết bị mạng không di chuyển như máy in với AP Hầu hết các

AP thường cung cấp các jack mạng trực tiếp cho những thiết bị như trên

1.3.2 Yêu cầu với phần mềm

- Nên xác định hệ điều hành và driver cho mỗi loại NIC không dây

và hệ điều hành sẽ sử dụng Các nhà sản xuất NIC không dây cung cấpdriver phần mềm đi kèm thiết bị hoặc có thể download từ các Web site củanhà sản xuất cho hầu hết các hệ điều hành Khi sử dụng các NIC không dâyphải đảm bảo các nhà sản xuất thiết bị mạng không dây cung cấp các driverphần mềm và hỗ trợ cho hệ điều hành sẽ sử dụng Ví dụ: nếu sử dụng NICkhông dây vóii Microsoft Windows XP, phải chắc chắn nhà sản xuất củaNIC không dây cung cấp đầy đủ các driver và phần mềm cần thiết đi kèm