Bài tập lớn môn mạng máy tính đề tài thiết kế và chia subnet cho 4 phòng máy mạng

Bài tập lớn gồm tìm hiểu các thiết bị mạng và sơ đồ nối mạng chi tiết cho 4 phòng máy theo mô hình mạng sao , chia subnet cho mỗi tầng , và tính toán các thiết bị mạng cần thiết , tính tổng tiền thiết kế cho 4 phòng máy tính

Hà Nội, Năm _

Yêu cầu báo cáo thực nghiệm Mạng máy tính

Quy định: trừ Heading thì font chữ Time New Roman, cỡ chữ 13, căn lề 2 bênNội dung :

I Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng: Repeater, Hub, Bridge, Switch, Router

(hình vẽ minh họa, cách hoạt động, ưu nhược điểm)

II Tìm hiểu về mạng dạng sao, dạng bus, dạng vòng

III Thiết kế hệ thống mạng 4 phòng để làm phòng thực hành, số lượng máy trongcác phòng là nhiều nhất có thể

IV Đề tài 3

Xây dựng hệ thống mạng phòng: A8_401, 402, 403, 404 Cho địa chỉ IP

74.0.0.0, mượn bit để chia subnet cấp phát cho hệ thống mạng, (mỗi phòng

một subnet) Xây dựng báo giá cho hệ thống mạng vừa thiết kế

a Phải có sơ đồ lắp đặt vật lý chi tiết của cả 4 Phòng (phải có đầy đủkhoảng cách từ máy này đến máy khác, từ máy đến tường…, chú thíchđầy đủ các thiết bị kết nối mạng trên bản vẽ (tên thiết bị, bao nhiêu

cổng), dây mạng phải dùng màu khác để vẽ)

b Phải có sơ đồ kết nối mạng của cả 4 Phòng (chú thích đầy đủ tên và sốhiệu cổng các thiết bị trên bản vẽ)

c Chia địa chỉ IP sao cho số địa chỉ IP trong 1 subnet phải xấp xỉ với sốmáy trong Phòng, không được thừa địa chỉ IP nhiều quá

MỤC LỤ

LỜI NÓI ĐẦU 4

I Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng: 5

1 Repeater 5

2 Hub 6

3 Bridge 6

4.Switch 7

5 Router 8

II Tìm hiểu về mạng dạng sao, dạng bus, dạng vòng 9

1 Mạng dạng sao 9

2 Mạng dạng bus 10

3 Mạng dạng vòng 11

III Thiết kế hệ thống mạng 4 phòng để làm phòng thực hành, số lượng máy trong các phòng là nhiều nhất có thể 13

1 Khảo sát vị trí lắp đặt và các yêu cầu: 13

1.1 Cấu trúc vật lý : 13

1.2 Các yêu cầu đối với phòng máy : 13

2 Lựa chọn giải pháp thiết kế: 13

2.1 Thiết kế mạng : 13

2.2 Thiết kế mạng ở mức vật lí 14

3 Các thiết bị cần dùng 18

3.1 Số lượng switch và router 18

3.2 Số lượng dây và nẹp mạng 18

4 Phần mềm (Software) 20

4.1 Máy chủ server 20

4.2 Máy trạm client 20

5 Phần cứng (hardware) 21

5.1 Dùng cho máy chủ server ( 2 máy chủ tại 3 phòng) 21

5.2 Dùng cho các máy client: 22

5.3 Các thiết bị mạng 23

6 Chi phí kế hoạch thi công 23

7 Tổng hạch toán cho các thiết bị phần mềm và phần cứng 23 Kết luận 25 III Tài liệu tham kháo 25

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, thời đại của nền kinh tế thị trường, thời đại của Công nghệ thông tin đang bùng nổ trên toàn Thế giới, các công ty, các tổ chức mọc lên ngày càng nhiều, hoạt động của các công ty ngày càng quy mô, đòi hỏi ngày càng nhiều về trình độ cũng như cơ sở hạ tầng, trang thiết bị hiện đại Từ hệ thống quản lý, vận hành sản xuất, hoạch toán kinh tế, tất cả đều phải nhờ vào công cụ là máy tính và hệ thống mạng máy tính, mới giúp con người có thể làm việc được nhanh chóng đồng thời giúp lưu trữ dữ liệu được lâu dài Nói một cách đúng hơn là việc sử dụng máy tính

và hệ thống mạng máy tính là không thể thiếu cho một công ty, cũng như một tổ chức phi kinh tế nào khác Không những thế đối với đời sống của chúng ta bây giờ thì việc sử dụng máy tính và mạng máy tính cũng là một điều hết sức quan trọng Chính vì vậy mà hệ thống mạng máy tính được nghiên cứu và ra đời Hệ thống mạng máy tính giúp cho chúng ta có thể thực hiện công việc hiệu quả rất nhiều lần,

nó giúp cho con

người có thể chia sẻ tài nguyên, dữ liệu với nhau một cách dễ dàng, nó cũng giúp chúng ta lưu trữ một lượng lớn thông tin mà rất hiểm khi mất mát hoặc hư hỏng dữ liệu.

Vậy thì làm thế nào để thiết kế một mô hình mạng máy tính đảm bảo khoa học, dễ vận hành dễ sửa chữa khi có sự cố ? Đó là những yêu cầu lớn đối với những người thiết kế mô hình mạng Trong bài này, chúng ta sẽ đi tìm hiểu về các thiết bị và phân tích, thiết kế một mô hình mạng nhỏ của 4 phòng thực hành.

I Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng:

1 Repeater

-Khái niệm: là bộ mở rộng, khuếch đại giúp truyền tín hiệu wifi đi xa và ổn địnhhơn Thiết bị này được dùng để mở rộng vùng phủ sóng mạng wifi trong nhà, vănphòng, nhà xưởng…

-Cách hoạt động: Bộ mở rộng wifi hoạt động hiệu quả như thể thiết bị này đượctích hợp hai bộ định tuyến không dây vào bên trong nó vậy Vì nó có khả năng lấy tínhiệu wifi hiện có, rồi gửi đi tín hiệu được khuếch đại

-Ưu điểm :Sử dụng công nghệ có thể vừa thu sóng wifi, sau đó chuyển đổi tín hiệusóng wifi ấy mạnh lên và phát wifi ra cho các thiết bị khác sử dụng với độ ổn định vàtín hiệu cao hơn Việc sử dụng Repeater wifi có một điểm mạnh rất lớn đó là bạn sẽkhông phải tốn công đi dây nhiều Chỉ cần thiết bị, nguồn phát sóng wifi (modem,router wifi) và kết nối

-Nhược điểm :Nhược điểm của Repeater wifi cũng chính là do không có đi dâynên tùy thuộc vào chất lượng sóng wifi từ nguồn phát Với những sóng wifi nguồn màchất lượng kém thì rất có thể kéo theo thiết bị thu sóng cũng sẽ bị hạn chế theo

Do vậy nếu nhà bạn có nguồn phát wifi tốt, chỉ sóng yếu khi di chuyển ra xa nguồnphát thì hoàn toàn có thể sử dụng một thiết bị Repeater để hỗ trợ kích sóng cho cácvùng ở xa khu vực có modem và router

-Hình ảnh :

2 Hub

-Khái niệm: Hub mạng hay Network hub còn được gọi là active hub, ethernet hub,

multiport repeater hay reporter hub, là một thiết bị mạng nhỏ, hình chữ nhật, được dùng

để kết nối nhiều thiết bị sử dụng mạng với nhau và giúp chúng hoạt động như một phânđoạn mạng

-Cách hoạt động: truyền tải luồng bit, xung điện, tín hiệu radio hoặc ánh sáng thong qua

mạng ở mức điện hoặc máy móc Nó ám chỉ đến các chi tiết kỹ thuật của phần cứng Cácđặc điểm như định thời và điện áp nó có thể truyền phát và nhận dữ liệu

-Ưu điểm: giá thành thấp

Có nhiều cổng kết nối

-Nhược điểm: Hub chỉ có thể giao tiếp ở chế độ bán song song

Không có băng thông chuyên dụng

Không thể phân biệt thiết bị

Không thể hổ trợ các mạng lớn

3 Bridge

-Khái Niệm: Bridge trong mạng máy tính, còn được gọi là switch Layer 2, là một loại

thiết bị mạng, được sử dụng để tách mạng thành các phần Trong mô hình OSI, mộtbridge hoạt động ở layer-2, tức là lớp liên kết dữ liệu Chức năng chính của thiết bị này làkiểm tra lưu lượng đến và kiểm tra xem nên lọc hay chuyển tiếp lưu lượng đó

-Cách hoạt động: Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới mộtmáy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích

-Ưu điểm: hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi

các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự "can thiệp" của Bridge MộtBridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan cũng như làđịa chỉ IP cùng một lúc

-Nhược điểm: chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt

động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý

4.Switch

-Khái niệm: là một thiết bị chuyển mạch tối quan trọng trong mạng, dùng để kết nối các

đoạn mạng với nhau theo mô hình hình sao (Star) Trong mô hình này, switch đóng vaitrò trung tâm và tất cả các thiết bị vệ tinh khác kể cả máy tính đều được kết nối về đây, từ

đó định tuyến tạo đường nối tạm trung chuyển dữ liệu đi Ngoài ra, Switch được hỗ trợcông nghệ Full Duplex dùng để mở rộng băng thông của đường truyền, điều mà các thiết

bị khác không làm được

-Cách hoạt động : Switch làm việc như một Bridge nhiều cổng Khác với Hub nhận tínhiệu từ một cổng rồi chuyển tiếp tới tất cả các cổng còn lại, switch nhận tín hiệu vật lý,chuyển đổi thành dữ liệu, từ một cổng, kiểm tra địa chỉ đích rồi gửi tới một cổng tươngứng

-Ưu điểm: Switch cho phép kết nối rất nhiều thiết bị

Giữ cho lưu lượng truy cập giữa hai thiết bị vẫn diễn ra bình thường và nhanh chóngkhông bị cản trở bởi các thiết bị khác trên cùng một mạng

Cho phép người dùng kiểm soát cá nhân có thể truy cập vào các phần khác nhau củamạng

Cho phép theo dõi việc sử dụng của thiết bị được kết nối

Có thể liên lạc với các thiết bị khác trong mạng nhanh hơn cả Internet

Các thiết bị chuyển mạch Switch cao cấp lại có các mô-đun có thể cắm điều chỉnh theonhu cầu mạng của cá nhân

-Nhược điểm : giá thành cao

5 Router

-Khái Niệm : Router (thiết bị định tuyến hoặc bộ định tuyến) là Thiết bị mạng dùng để

chuyển các gói dữ liệu đến các thiết bị đầu cuối Nói một cách dễ hiểu, Router là một thiết

bị để chia sẻ Internet tới nhiều các thiết bị khác trong cùng lớp mạng

-Nguyên lý hoạt động: Để một Router WiFi hoạt động được và phát sóng WiFi trong

khu vực sử dụng thì đầu tiên Router Wi-fi cần kết nối với một Modem Modemnày sẽđược kết nối với đường truyền Internet của các nhà cung cấp mạng

Giữa modem và Router WiFi sẽ được kết nối thông qua dây cáp mạng nối từ cổng LANtrên modem chính thông qua các cổng WAN hoặc LAN tùy chế độ hoạt động mà bạndùng Các thiết bị trong hệ thống mạng đều có một IP riêng biệt, Router sẽ giúp địnhtuyến đường đi cũng như truyền tín hiệu trong môi trường Internet một cách chính xácnhất

Thời gian truyền dữ liệu trong Router WiFi được thực hiện trong một khoảng thời gian rấtngắn sẽ không làm gián đoạn đường truyền hay ngắt kết nối khi sử dụng dịch vụ Internet.Router WiFi sẽ có nhiệm vụ gửi packet (gói tin) giữa 2 hoặc nhiều hệ thống mạng vớinhau Nó là một điểm phát sóng WiFi để các thiết bị nhận như điện thoại, máy tính, tivi

có thể kết nối thông qua sóng WiFi

-Ưu điểm: Giúp làm giảm lưu lượng mạng.

Giúp chia sẻ WiFi và kết nối mạng với nhiều máy

Giảm tải dữ liệu bằng cách phân phối các gói dữ liệu

Cung cấp kết nối giữa các kiến trúc mạng khác nhau như Ethernet & Token ring,…

Nhược điểm: Tốc độ kết nối mạng bị giảm khi sử dụng nhiều máy tính.

Là thiết bị phụ thuộc (cần có modem mới chia sẻ được WiFi)

II Tìm hiểu về mạng dạng sao, dạng bus, dạng vòng.

1 Mạng dạng sao

Khái niệm: Star Topology là mạnh dạng hình sao có một trung tâm và các nút thông tin.

Bên trong mạng, các nút thông tin là những trạm đầu cuối Đôi khi nút thông tin cũngchính là hệ thống các máy tính và những thiết bị khác của mạng LAN với phương thứckết nối point-to-point

Sơ đồ mạng hình sao

Đặc điểm: Khu vực trung tâm mạng dạng hình sao đảm nhận nhiệm vụ điều phối mọi

hoạt động bên trong hệ thống

Ưu điểm: Mô hình mạng LAN dạng hình sao đảm bảo quá trình hoạt động bình thường

khi có một nút thông tin bị hư hỏng Bởi kiểu mạng LAN này hoạt động dựa trên nguyên

Nhược điểm: Mặc dù có khả năng mở rộng mạng, nhưng điều này hoàn toàn phụ thuộc

vào khả năng hoạt động của bộ phận trung tâm Một khi trung tâm gặp phải sự cố, toàn bộ

hệ thống mạng sẽ không thể hoạt động

Mạnh dạng hình sao yêu cầu phải được kết nối một cách độc lập với từng thiết bị ở nútthông tin đến trung tâm Song song đó là khoảng cách kết nối từ thiết bị đến trung tâmcũng rất hạn chế và thường chỉ đạt khoảng 100m

2 Mạng dạng bus

Khái niệm: Bus Topology cũng là một trong các kiểu kết nối mạng được sử dụng

rất phổ biến Mô hình này giúp cho máy chủ và hệ thống máy tính hoặc các nútthông tin được kết nối cùng nhau trên một trục đường dây cáp chính Mục đíchcủa sự kết nối này là nhằm chuyển tải các tín hiệu thông tin Mỗi trạm được nốivới nhau bus qua một đầu nối chữ T(T-connector) hoặc một bộ thu phát

Sơ đồ mạng hình bus

Đặc điểm :Trong cấu trúc đơn giản này, tất cả các thành viên trong mạng được kết nối

trực tiếp với một đường dẫn chung Đặc điểm cơ bản của cấu trúc bus là sử dụng chungmột đường dẫn duy nhất cho tất cả các trạm , vì vậy tiết kiệm được dây cáp và công lắpđặt

Ưu điểm: điểm nổi bật nhất của mạnh hình tuyến chính là việc tiết kiệm chiều dài dây cáp

Vì chiều dài dân dẫn tương đối dài nên sảy ra hiện tượng phản xạ ở mỗi đầu dây làm giảmchất lượng của tín hiệu

3 Mạng dạng vòng

Khái niệm: ở dạng mạch vòng tín hiệu được lưu chuyển theo một chiều duy nhất các máytính được liên kết với nhau theo phương thức point-to-point bố trí theo dạng xoay vòngđường dây cáp được thiết kế theo một chiều khép kín qua đó mỗi trạm có thể nhận vàtruyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một

Sơ đồ mạng hình vòng

Đặc điểm: tín hiệu được truyền theo một chiều nào đó

Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút

Dữ liệu truyền theo phải đi kèm địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận

Ưu điểm: tốc độ đường truyền tương đối cao, có thể nới rộng ra xa, lắp đặt dễ dàng,

không tốn nhiều dây cáp

Nhược điểm: nếu một mạng gặp sự cố sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng, khi sự cố cũng rất

khó kiểm tra lôi để sửa chữa, đường dây khép kín nên tất cả dữ liệu phải đi qua từng máy

III Thiết kế hệ thống mạng 4 phòng để làm phòng thực hành, số lượng máy trong các phòng là nhiều nhất có thể

1 Khảo sát vị trí lắp đặt và các yêu cầu:

1.2 Các yêu cầu đối với phòng máy :

- Số lượng máy phù hợp với từng phòng và nhu cầu sử dụng của sinh viên

- Các máy tính đều được nối theo dạng hình sao

- Cấu hình máy tương đối ( chip core-i5 , ram 4GB ,ổ cứng 250GB , ổ quang DVD ,các card rời)

- Tốc độ đường truyền 5Mb/s hoặc 10 Mb/s

- Mạng được kết nối là mạng cáp quang của FPT

- Thiết bị mạng switch, modem đủ dùng và có thể mở rộng

- Mỗi phòng có 1 máy chủ , 1 máy chiếu cho việc quản lý và chia sẻ dữ liệu

- Các máy tính được cài đặt các phần mềm có bản quyền thuận lợi cho việc học tập

- Đảm bảo truy cập internet phục vụ cho việc học tập

- Kinh phí tiết kiệm tối đa nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu thiết kế

2 Lựa chọn giải pháp thiết kế:

2.1 Thiết kế mạng :

- Vì có mô hình tương đối nhỏ và có lắp đặt internet nên giáo viên phải quản lý sinhviên trong việc sử dụng internet vì vậy ta lắp đặt hệ thống mạng LAN theo cấu trúchình sao giữa các phòng và trong từng phòng cho hệ thống.Trong mỗi phòng có đặt

- Ta lựa chọn mô hình mạng là Server/Client(1 server, 40 client đối với các phòngA8_401, 402, 403, 404).

2.2 Thiết kế mạng ở mức vật lí

Thiết bị trung tâm và máy chủ của mỗi phòng sẽ được đặt cùng với các máy thànhphần khác để đảm bảo độ thẩm mĩ và tiết kiệm nguyên liệu, trong các phòng học được kếtnối với máy chủ và thiết bị trung tâm bằng dây mạng

Trong các phòng dây mạng sẽ được bố trí dưới mặt đất để đảm bảo tính

an toàn cho người sử dụng và tính thẩm mĩ của không gian.Còn đường dâymạng nối các phòng với nhau sẽ được lắp đặt theo dọc trần nhà chạy từ thiết bịtrung tâm đến máy chủ của từng phòng học

- Các phòng học A8_401, 402, 403, 404có diện tích bằng nhau và kết cấu như nhaunên ta lắp đặt hệ thống mạng trong các phòng giống nhau

+ Thiết bị trung tâm được đặt cùng với các máy con nhưng ở đầu tiên của mỗi phònghọc Các máy con được kết nối với thiết bị trung tâm và máy chủ bằng switch và hệthống dây mạng chạy quanh phòng

Phòng máy 1

Phòng máy 2

Phòng máy 3

Phòng máy 4

Sơ đồ 4 phòng máyChú thích:

3.1 Số lượng switch và router

Để tiện lắp đặt và sửa chữa thay thế dây mạng cũng như chi phí 4 phòng ta sẽ đặt 8switch bao gồm 2 switch 24 cổng ở mỗi phòng Còn về Router thì đặt 1 cái ở phòng ởgiữa là PM2

3.2 Số lượng dây và nẹp mạng

Bây giờ ta tính số lượng dây mạng cho phòng máy 1:

- Dãy 1,2 có các cặp máy đối diện nhau: 1 máy tính giáo viên cách switch1m Cặp máy tính đối diện của 2 dãy gần switch nhất cách 3 mét và cách nhaukhoảng 2.5 mét Mà mỗi máy sẽ nối với 1 cổng của switch Như vậy số dây mạngcủa dãy là:

Dãy 1,2: 2x(4+4.7+5.4+6.1+6.8+7.5+8.2+8.9+9.6+10.3)=143.6(mét)

- Tương tự với dãy 3,4(do phòng xếp cân đối)Dãy 3,4: 143.6(mét)

- Máy giáo viên: 1(mét)

- Dây nối giữa 2 switch: 6(mét)Như vậy tổng số lượng dây mạng cần dùng cho phòng máy 1 là: 293.2(mét)

Do kích thước 4 phòng như nhau:

Số lượng dây mạng trong phòng máy 2 là: 293.2 (mét)

Số lượng dây mạng trong phòng máy 3 là: 293.2 (mét)

Số lượng dây mạng trong phòng máy 4 là: 293.2 (mét)

Số lượng dây mạng nối từ router đến switch: