chuyên dề tốt nghiệp mang lan và thiết kế mang lan

2.2 Đường truyền vật lý Để truyền dữ liệu giữa các máy tính trong mạng cần thông qua môi trườngtruyền dẫn, hiện nay có nhiều phương tiện để thực hiện điều này như cap đồngtrục, cap xoắn

SỞ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG TRUNG CẤP NÔNG NGHIỆP BÌNH DƯƠNG

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN

BÁO CÁO THỰC TẬP Ngành: Tin Học Ứng Dụng

GIÁO VIÊN : SINH VIÊN: NGUYỂN TRỌNG QUANG

Lớp: 33H2

GIÁO VIÊN NHẬN XÉT

NỘI DUNG BÁO CÁO:

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH 3

1.2 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH 4

1.2.1 Khái nghiệm mạng máy tính 4

1.2.2 Đường truyền vật lý 4

1.2.3 Kiến trúc mạng 4

1.2.4 Hệ điều hành mạng 5

1.2.5Địa chỉmạng 5

1.2.6.Các phương pháp phân loại mạng 6

1.3 CÁC LOẠI MẠNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY 6

1.4KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MÔ HÌNH OSI 7

1.4.1 Khái nghiệm 7

1.4.2 Các giáo thức trong mô hình OSI 7

1.4.3 Các chức năng chủ yếu của mô hình OSI 8

1.5 BỘ GIAO THỨC TCP/IP 11

1.5.1 Tổng quan vềbộgiao thức TCP/IP 11

1.5.2 Một số giao thức cơ bản trong bộ giao thức TCP/IP 13

1.5.2.1 Giao thức liên mạng IP (INTERNETProtocol): 13

1.5.2.2 Giao thức UDP (User Datagram Protocol) 19

1.5.2.3 Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) 20

CHƯƠNG II MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN 23

PHẦN I KHÁI NGHIỆM MẠNG LAN 23

1 Khái niệm 23

2 Một số đặc điểm của mạng cục bộ: 23

2.1 Các đặc tính kỹ thuật của mạng LAN 23

2.2 Cấu trúc topo của mạng 24

2.2.1 Mạng dạng hình sao (Star topology) 25

2.2.2 Mạng hình tuyến (Bus Topology) 25

2.2.3 Mạng dạng vòng (Ring Topology) 26

2.2.4 Mạng dạng kết hợp 27

2.2.5 Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng 27

3 HỆ THÔNG CÁP DÙNG CHO MẠNG LAN 28

3.1 Các loại cáp truyền 28

3.1.1 Cáp xoắn 28

3.1.2 cáp đồng trục 29

3.1.3 cáp quang 30

3.1.4 Hệ thống cáp có cấu trúc theo chuẩn TIA/EIA 568 30

4 Các yêu cầu cho một hệ thống cáp 33

5 Các thiết bị dung để kết nối mạng LAN 33

5.1 Repeater 34

5.2 Bộ tập trung (hub) 36

5.3 Cầu nối (bridge) 37

5.4 Bộ chuyển mạch (switch) 39

5.5 Router 39

5.6 Gateway 40

PHẦN 2 THIẾT KẾ MẠNG LAN 41

THIẾT KẾ MÔ HINHG MẠNG LAN ẢO BẰNG PHẦN MỀM BOSONNETSIM 41

2 XÂY DỰNG MẠNG LAN QUY MÔ MỘT TÒA NHÀ 43

2.1 Hệ thống mạng bao gồm: 43

2.2 Phân tích yêu cầu: 43

2.3 Thiết kế hệ thống 44

2.4 Hệ thống cáp 46

2.5 Xây dựng hệ thống tường lửa kết nối mạng với Internet 47

Kết luận

Hướng phát triển

Danh mục tài liệu thám khảo

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH PHẦN I:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG :

1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH

Trong lịch sử phát triển của loài người, thế kỷ XX được đánh dấu bởi cuộccách mạng về công nghệ thông tin, bao gồm các vấn đề: thu thập, xử lý và phânphối thôngtin Điều đặc biệt là khi khả năng thu thập, xử lý và phân phối thôngtin của con người tăng lên, thì nhu cầu của chính con người về việc xử lý thôngtin một cách tinh vi,phức tạp lại tăng nhanh hơn nữa

Máy tính của thập niên 1940 là các thiết bị cơ-điện tử lớn và rất dễ hỏng

Sự phát minh ra transitor bán dẫn vào năm 1947 tạo ra cơ hội để làm ra chiếcmáy tính nhỏ và đáng tin cậy hơn

Năm 1950, các máy tính lớn mainframe chạy bởi các chương trình ghi trênthẻ đục lỗ (punched card) bắt đầu được dùng trong các học viện lớn Điều nàytuy tạo nhiều thuận lợi với máy tính có khả năng được lập trình nhưng cũng córất nhiều khó khăn trong việc tạo ra các chương trình dựa trên thẻ đục lỗ này.Vào cuối thập niên 1950, người ta phát minh ra mạch tích hợp (IC) chứanhiều transitor trên một mẫu bán dẫn nhỏ, tạo ra một bước nhảy vọt trong việcchế tạo các máy tính mạnh hơn, nhanh hơn và nhỏ hơn Đến nay, IC có thể chứahàng triệu transistor trên một mạch

Vào cuối thập niên 1960, đầu thập niên 1970, các máy tính nhỏ được gọi

là minicomputer bắt đầu xuất hiện

Năm 1977, công ty máy tính Apple Computer giới thiệu máy vi tính cũng được gọi là máy tính cá nhân (personal computer - PC)

Năm 1981, IBM đưa ra máy tính cá nhân đầu tiên Sự thu nhỏ ngày càng tinh

vi hơn của các IC đưa đến việc sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân tại nhà và trong kinh doanh

Qua các thập niên 1950, 1970, 1980 và 1990, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã pháttriển các mạng diện rộng WAN có độ tin cậy cao, nhằm phục vụ các mục đíchquân sự và khoa học Công nghệ này khác truyền tin điểm nối điểm Nó cho phépnhiều máy tính kết nối lại với nhau bằng các đường dẫn khác nhau Bản thânmạng sẽ xách định dữ liệu di chuyển từ máy tính này đến máy tính khác như thếnào Thay vì chỉ có thể thông tin với một máy tính tại một thời điểm, nó có thểthông tin với nhiều máy tính cùng lúc bằng cùng một kết nối Sau này, WAN của

Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã trở thànhInternet

2 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH

Với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, hiện nay các mạng máy tính đãphát triển một cách nhanh chóng và đa dạng cả về quy mô, hệ điều hành và ứngdụng Do vậy việc nghiên cứu chúng ngày càng trở nên phức tạp Tuy nhiên cácmạng máy tính cũng có cùng các điểm chung thông qua đó chúng ta có thể đánhgiá và phân loại chúng

2.1 Khái nghiệm mạng máy tính

Mạng máy tính (computer network hay network system) là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường truyền theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho nhau.

2.2 Đường truyền vật lý

Để truyền dữ liệu giữa các máy tính trong mạng cần thông qua môi trườngtruyền dẫn, hiện nay có nhiều phương tiện để thực hiện điều này như cap đồngtrục, cap xoắn đôi, cap RJ, cap quang hoặc không dây bằng sóng điện từ,…

2.3 Kiến trúc mạng.

Kiến trúc mạng bao gồm hai thành phần là hình trạng mạng (topo mạng) vàgiao thức mạng

Topo mạngKiến trúc mạng

Giao thức mạngTopo mạng là mô hình mô tả phương thức kết nối các thành phần trong mạngvới nhau

Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc, quy ước và các biện pháp thực thi màtất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để bảo đảm đểbảo đảm cho mạng hoạt động đồng bộ

2.4 Hệ điều hành mạng.

Hệ điều hành mạng (NOS – Network Operating Systems) là một hệ thốngphần mềm được cài đặt trên mạng thực hiện các chức năng: giám sát theo dõi quátrình hoạt động đồng bộ của mạng, quản lý tài nguyên và người dùng trên mạng,cung cấp các dịch vụ cơ bản cho người sử dụng

Hệ điều hành mạng hiện nay được phát triển theo hai hướng chủ yếu sau:

- Tôn trọng tính độc lập của các hệ điều hành cục bộ đã có trên các máy tínhcủa mạng Lúc đó hệ điều hành mạng được gài đặt như một tập các chươngtrình tiện ích chạy trên các máy tính khác nhau của mạng Giải pháp này dễ gàiđặt, chi phí thấp và không vô hiệu hoá các phần mềm, phương thức quản lý dữliệu sẵn có trên các máy Tuy nhiên tính đồng bộ không cao, do vậy công việcquản trị mạng sẽ gặp nhiều khó khăn

- Bỏ qua các hệ điều hành cục bộ đã có trên các máy trạm và gài đặt một hệđiều hành thuần nhất trên toàn mạng còn gọi là hệ điều hành phân tán (distributedoperating system) Giải pháp này có độ tin cậy cao hơn, nhưng chi

phí xây dựng và gài đặt, nâng cấp sẽ cao hơn

2.5 Địa chỉ mạng.

Để bảo đảm quá trình truyền thông trên mạng được thông suốt, các giao dịchđúng đối tượng, cần phải xác lập một hệ thống định danh các thực thể tham giamạng, trong đó mỗi đối tượng tham gia quá trình gửi và nhận thông tin phải đượcxác định duy nhất tại thời điểm truyền tin Các hệ thống định danh như vậy gọi làđịa chỉ mạng Có hai loại địa chỉ mạng.

+Địa chỉ vật lý mac

+Địa chỉ giao thức mạng ip

2.6 Các phương pháp phân loại mạng

+ Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào yếu tố chính đượcchọn

dùng để làm chỉ tiêu phân loại, thông thường người ta phân loại mạng theo các tiêu chí

như sau :

+ phân loại theo khoảng cách địa lý

+ phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch mà nhà mạng áp dụng

+ phân loại theo kiến trúc mạng

+ phân loại theo hệ điều hành sử dụng

3 CÁC LOẠI MẠNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY

3.1 LAN

LAN (Local area network), hay còn gọi là "mạng cục bộ", là mạng máy tính

trong một toà nhà, một khu vực (trường học hay cơ quan chẳng hạn) có cỡ chừngvài km Chúng nối các máy chủ và các máy trạm trong mạng của mình để chia sẻtài nguyên và trao đổi thông tin LAN có 3 đặc điểm:

+ Giới hạn về tầm cỡ phạm vi hoạt động từ vài mét cho đến vài km.

+ Vận tốc truyền dữ liệu thông thường là 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps, vàlớn hơn

+ Các kiến trúc mạng kiểu LAN thông dụng bao gồm:

Mạng bus Các máy nối nhau một cách liên tục thành một hàng từ máy nàysang máy kia Ví dụ của nó là Ethernet (chuẩn IEEE 802.3)

Mạng vòng Các máy nối nhau như trên và máy cuối lại được nối ngược trở

lại với máy đầu tiên tạo thành vòng kín Thí dụ mạng vòng thẻ bài IBM (IBM token ring).

Mạng sao Bao gồm một (hoặc một vài) trung tâm chuyển mạch (hub,

swich, ) dùng để truyền dẫn các thông tin trong mạng

3.2 Wan

WAN (Wide area network), còn gọi là "mạng diện rộng", dùng trong vùng địa

lý lớn thường cho một tổ chức hay quốc gia, phạm vi vài trăm cho đến vài ngàn

km Chúng bao gồm tập họp các mạng cục bộ

3.3 INTERNET

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ là sự ra đời của liên mạngINTERNET Mạng INTERNETlà sở hữu của nhân loại, là sự kết hợp của rấtnhiều mạng dữ liệu khác chạy trên nền tảng giao thức TCP/IP

3.4 INTRANET

Thực sự là một mạng INTERNET thu nhỏ vào trong một cơ quan/côngty/tổchức hay một bộ/ngành, giới hạn phạm vi người sử dụng, có sử dụng cáccông nghệ kiểm soát truy cập và bảo mật thông tin

PHẦN 2 KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HỆ THÔNG MẠNG

1.KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MÔ HÌNH OSI

1.2.Các giáo thức trong mô hình OSI

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức cóliên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless)

− Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần

thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết này,việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu

− Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết

logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó

+ Như vậy với giao thức có liên kết, quá trình truyền thông phải gồm 3 giai đoạn phân biệt:

− Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thươnglượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữliệu)

− Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lýkèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu ) để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu

− Hủy bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kết để dùng cho liên kết khác

1.3 Các chức năng chủ yếu của mô hình OSI

Hình 1.1 mô hình 7 tâng OSI

căn bản được thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:

Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một

phương tiện truyền thông (transmission medium).

Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia

sẻ hiệu quả giữa nhiều người dùng Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài nguyên

(contention) và điều khiển lưu lượng.

Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thông (communication channel).

Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này Nhiều tiêu chuẩn khác

nhau của Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhậptầng vật lý với tầng liên kết dữ liệu vào làm một Điều tương tự cũng xảy ra đốivới các mạng cục bộ như Token ring, FDDI và IEEE 802.11

Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy trình

để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa chữa các lỗitrong tầng vật lý nếu có Cách đánh địa chỉ mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ (địa

chỉ MAC) được mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng (network card) khi chúng được sản xuất Hệ thống xác định địa chỉ này không có đẳng cấp (flat scheme) Chú ý: Ví dụ điển hình nhất là Ethernet Những ví dụ khác về các giao thức liên kết dữ liệu (data link protocol) là các giao thức HDLC; ADCCP dành cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạch gói (packet-switched networks) và giao thức Aloha cho các mạng cục bộ Trong các mạng cục bộ theo tiêu chuẩn

IEEE 802, và một số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI, tầng liên kết

dữ liệu có thể được chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media Access Control Điều khiển Truy nhập Đường truyền) và tầng LLC (Logical Link Control - Điều

-khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2

Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các thiết bị chuyển

mạch (switches) hoạt động Kết nối chỉ được cung cấp giữa các nút mạng đượcnối với nhau trong nội bộ mạng Tuy nhiên, có lập luận khá hợp lý cho rằng thực

ra các thiết bị này thuộc về tầng 2,5 chứ không hoàn toàn thuộc về tầng 2

vận yêu cầu Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến, Các thiết bị định tuyến

(router) hoạt động tại tầng này — gửi dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trở nên khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi là chuyển mạch IP) Đây là một hệ thống định vị địa chỉ lôgic (logical addressing scheme) – các giá trị được chọn bởi kỹ sư mạng Hệ thống này có cấu trúc phả

hệ Ví dụ điển hình của giao thức tầng 3 là giao thức IP

Tầng 4: Tầng giao vận (Transport Layer)

Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các ngườidùng tại đầu cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan tâm đến việc cung cấpdịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả Tầng giao vận kiểm soát độ tincậy của một kết nối được cho trước Một số giao thức có định hướng trạng thái

và kết nối (state and connection orientated) Có nghĩa là tầng giao vận có thể

theo dõi các gói tin và truyền lại các gói bị thất bại Một ví dụ điển hình của giaothức tầng 4 là TCP Tầng này là nơi các thông điệp được chuyển sang thành cácgói tin TCP hoặc UDP Ở tầng 4 địa chỉ được đánh là address ports, thông quaaddress ports để phân biệt được ứng dụng trao đổi

Tầng 5: Tầng phiên (Session layer)

Tầng phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính Tầng này thiếtlập, quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng

dụng ở xa Tầng này còn hỗ trợ hoạt động song công (duplex) hoặc bán song công (half-duplex) hoặc đơn công (Single) và thiết lập các qui trình đánh dấu điểm hoàn thành (checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thông nhanh hơn

khi có lỗi xảy ra, vì điểm đã hoàn thành đã được đánh dấu - trì hoãn

(adjournment), kết thúc (termination) và khởi động lại (restart) Mô hình OSI uỷ nhiệm cho tầng này trách nhiệm "ngắt mạch nhẹ nhàng" (graceful close) các

phiên giao dịch (một tính chất của giao thức kiểm soát giao vận TCP) và trách

nhiệm kiểm tra và phục hồi phiên, đây là phần thường không được dùng đến trong bộ giao thức TCP/IP.

Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation layer)

Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung cấp một giao diện tiêu chuẩn chotầng ứng dụng Nó thực hiện các tác vụ như mã hóa dữ liệu sang dạng MIME,nén dữ liệu, và các thao tác tương tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữliệu theo như cách mà chuyên viên phát triển giao thức hoặc dịch vụ cho là thíchhợp Chẳng hạn: chuyển đổi tệp văn bản từ mã EBCDIC sang mã ASCII, hoặc

tuần tự hóa các đối tượng (object serialization) hoặc các cấu trúc dữ liệu (data structure) khác sang dạng XML và ngược lại.

Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application layer)

Tầng ứng dụng là tầng gần với người sử dụng nhất Nó cung cấp phương tiệncho người dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua chươngtrình ứng dụng Tầng này là giao diện chính để người dùng tương tác với chươngtrình ứng dụng, và qua đó với mạng Một số ví dụ về các ứng dụng trong tầngnày bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thức truyền thư điện tửSMTP, remote

2 BỘ GIAO THỨC TCP/IP(Transmission Control Protocol/

INTERNETProtocol)

2.1 Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP

TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhấtvới nhau Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũngnhư trên mạng INTERNETtoàn cầu

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