Chia sẻ và quản lý dữ liệu trong hệ thống mạng luận văn tốt nghiệp đại học

Và mạng máy tính được hình thành từ nhu cầumuốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu của người sử dụng.. Nếukhông có hệ thống mạng, dữ liệu phải được in ra giấy thì người khác mới có thểhiệu ch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

CHIA SẺ VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG MẠNG

PHAN THANH THẮNG

05/2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

CHIA SẺ VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG MẠNG

GVHD: ThS Trương Trọng Cần SVTH : Phan Thanh Thắng Lớp : 47K - CNTT

05/2011

MỤC LỤC Trang

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3

1.1 Sự phát triển của mạng máy tính 3

1.2 Khái niệm và vai trò của mạng máy tính 5

1.3 Phân loại hệ thống mạng máy tính 6

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN 7

2.1 Kiến thức cơ bản về mạng LAN 7

2.2 Cấu trúc tôpô của mạng 8

2.2.1 Mạng dạng sao (Star Topology) 8

2.2.2 Mạng dạng tuyến (Bus Topology) 10

2.2.3 Mạng dạng vòng (Ring Topology) 11

2.2.4 Mạng dạng kết hợp 12

2.2.5 Mạng Mesh (Wireless LAN) 12

2.2.6 Mạng phân cấp (Hierarchical) 13

2.3 Hệ thống cáp dùng cho mạng LAN 13

2.3.1 Cáp xoắn 13

2.3.2 Cáp đồng trục 14

2.3.3 Cáp quang 16

2.4 Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN 17

2.4.1 Card mạng 17

2.4.2 HUB - Bộ tập trung 18

2.4.3 BRIDGE - Cầu nối 18

2.4.4 SWITCH - Bộ chuyển mạch 19

2.4.5 ROUTER - Bộ định tuyến 19

Chương 3: THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI MÔ HÌNH 20

3.1 Một số mô hình cơ bản 20

3.1.1 Mô hình phân cấp 20

3.1.2 Mô hình an ninh - an toàn 21

3.2 Các bước thiết kế 22

3.2.1 Phân tích yêu cầu 22

3.2.2 Lựa chọn phần cứng 23

3.2.3 Lựa chọn phần mềm 23

3.2.4 Quản lý và cấp phát địa chỉ IP 24

3.2.5 Đánh giá hiệu năng 24

3.2.6 Lập kế hoạch thực hiện 24

3.3 Mô hình mạng cho doanh nghiệp vừa và nhỏ 25

3.3.1 Các yêu cầu cơ bản và cách thực hiện 25

3.3.2 Các bước triển khai 25

3.3.3 Tiến hành cài đặt 25

3.4 Mô hình mạng với nhiều Networks và Subnets 37

3.4.1 Ứng dụng của mô hình 37

3.4.2 Các bước triển khai 38

3.4.3 Tiến hành cài đặt 38

KẾT LUẬN 49

Tài liệu tham khảo 50

CÁC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ

IC Integrated Circuit

IBM International Business Machines

LAN Local Area Network

MAN Metropolitan Area Network

WAN Wide Area Network

GAN Global Area Network

WLAN Wireless Local Area Network

STP Shield Twisted Pair

UTP Unshield Twisted Pair

ISA Industrial Standard Architecture

PCI Peripheral Component Interconnect

USB Universal Serial Bus

NIC Network Information Center

TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

DMZ DeMilitarized Zone

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

LỜI MỞ ĐẦU



Với sự đổi mới không ngừng của khoa học kỹ thuật công nghệ, nhiều lĩnhvực đã và đang phát triển vượt bậc đặc biệt là lĩnh vực công nghệ thông tin.Thành công lớn nhất có thể kể đến là sự ra đời của chiếc máy vi tính Máy tínhđược xem là một phương tiện trợ giúp đắc lực cho con người trong nhiều côngviệc đặc biệt là công tác quản lý Và mạng máy tính được hình thành từ nhu cầumuốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu của người sử dụng Máy tính cá nhân làcông cụ giúp tạo dữ liệu như hình ảnh, âm thanh, văn bản và nhiều dạng thôngtin khác, nhưng không cho phép chia sẻ dữ liệu mà chúng ta đã tạo nên Nếukhông có hệ thống mạng, dữ liệu phải được in ra giấy thì người khác mới có thểhiệu chỉnh và sử dụng được hoặc chỉ có thể sao chép nhờ vào các thiết bị lưu trữ

dữ liệu như là đĩa cứng, đĩa CD, USB,… và mang đến sao chép vào máy ngườikhác Nếu người đó thực hiện thay đổi dữ liệu thì không thể hợp nhất các thayđổi của dữ liệu ban đầu Phương thức làm việc như vậy được gọi là làm việc độclập Nếu một người làm việc ở môi trường độc lập nối máy tính của mình vớimáy tính của nhiều người khác, thì người đó có thể sử dụng trên các máy tínhkhác và cả các thiết bị ngoại vi khác chẳng hạn như máy in nếu có Chính vìnhững vai trò rất quan trọng của mạng máy tính với nhu cầu của người sử dụng,

bằng những kiến thức đã được học ở trường em đã chọn đề tài “CHIA SẺ VÀ

QUẢN LÝ DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG MẠNG” làm đồ án tốt nghiệp.

Đồ án được bố cục gồm có 3 chương:

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN

Chương 3: THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI MÔ HÌNH

Do thời gian và lượng kiến thức có hạn nên đồ án không tránh khỏi nhữngthiếu sót, rất mong được sự góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn Đặc biệt, em

xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy ThS Trương Trọng Cần đã hướng dẫn

tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành đồ án đúng thờigian quy định

Qua đây em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người luôn bên cạnhgiúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Sinh viên thực hiệnPhan Thanh Thắng

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH

1.1 Sự phát triển của mạng máy tính

Mạng máy tính được phát sinh do nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữliệu của người sử dụng Máy tính cá nhân được xem là công cụ tuyệt vời giúpchúng ta tạo và lưu trữ dữ liệu như hình ảnh, âm thanh, văn bản hay nhiều dạngthông tin khác, nhưng không cho phép chia sẻ dữ liệu mà chúng ta đã tạo nên.Nếu không có hệ thống mạng, dữ liệu phải được in ra giấy thì người khác mới

có thể hiệu chỉnh và sử dụng được hoặc chỉ có thể sao chép nhờ vào các thiết bịlưu trữ dữ liệu như là đĩa cứng, đĩa CD, USB,… và mang đến sao chép vào cácmáy tính khác

Máy tính của thập niên 40 là các thiết bị cơ-điện tử lớn và rất dễ hỏng Sựphát minh ra Transitor bán dẫn vào năm 1947 tạo ra cơ hội để làm ra chiếc máytính nhỏ và đáng tin cậy hơn

Năm 1950, các máy tính lớn (Mainframe) chạy bởi các chương trình ghi

trên thẻ đục lỗ (Punched Card) bắt đầu được dùng trong các học viện lớn Điềunày tuy tạo nhiều thuận lợi với máy tính có khả năng được lập trình nhưng cũng

có rất nhiều khó khăn trong việc tạo ra các chương trình dựa trên thẻ đục lỗ này.Vào cuối những năm 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 60 đầu thập niên 70, các máy tính nhỏ được gọi làMinicomputer bắt đầu xuất hiện

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

Năm 1981, IBM đưa ra máy tính cá nhân đầu tiên Sự thu nhỏ ngày càngtinh vi hơn của các IC đưa đến việc sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân tại nhà vàtrong kinh doanh.

Vào giữa thập niên 80, người sử dụng dùng các máy tính độc lập bắt đầuchia sẻ các tập tin bằng cách dung Modem kết nối với các máy tính khác Cáchthức này được gọi là điểm nối điểm, hay truyền theo kiểu quay số (Dial-up).Khái niệm này được mở rộng bằng cách dùng các máy tính là trung tâm truyềntin trong một kết nối quay số Các máy tính này được gọi là sàn thông báo(Bulletin board) Các người dùng kết nối đến sàn thông báo này, để lại đó haylấy đi các thông điệp, cũng như gửi lên hay tải về các tập tin Hạn chế của hệthống là có rất ít hướng truyền tin, và chỉ với những ai biết về sàn thông báo đó.Ngoài ra, các máy tính tại sàn thông báo cần một Modem cho mỗi kết nối, khi sốlượng kết nối tăng lên, hệ thống không thề đáp ứng được nhu cầu

Qua các thập niên 1950, 1970, 1980 và 1990, Bộ quốc phòng Hoa Kỳ đãphát triển các mạng diện rộng WAN có độ tin cậy cao, nhằm phục vụ các mụcđích quân sự và khoa học Công nghệ này khác truyền tin điểm nối điểm Nócho phép nhiều máy tính kết nối lại với nhau bằng các đường dẫn khác nhau.Bản thân mạng sẽ xác định dữ liệu di chuyển từ máy tính này đến máy tính khácnhư thế nào Thay vì chỉ có thể thông tin với một máy tính tại một thời điểm, nó

có thể thông tin với nhiều máy tính cùng lúc bằng cùng một kết nối Sau này,WAN (hệ thống mạng có tên là Arpanet) của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã trởthành Internet

1.2 Khái niệm và vai trò của mạng máy tính

Mạng máy tính hay còn gọi là hệ thống mạng (Tiếng Anh là ComputerNetwork hay Network System), được thiết lập khi có từ 2 máy tính trở lên kếtnối với nhau bằng cáp sao cho chúng có thể chia sẻ tài nguyên với nhau Cácmáy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng:

+ Sử dụng chung các công cụ tiện ích

+ Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung

+ Tăng độ tin cậy của hệ thống

+ Trao đổi thông điệp, hình ảnh

+ Dùng chung các thiết bị ngoại vi(Máy in, Máy quét, Fax, Modem ).+ Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại

Hình 1: Mạng máy tínhCác tổ chức sử dụng mạng chủ yếu để chia sẻ, dùng chung tài nguyên vàcho phép giao tiếp trực tuyến Tài nguyên gồm có dữ liệu, chương trình ứngdụng và các thiết bị ngoại vi như ổ đĩa ngoài, máy in, modem,… Giao tiếp trựctuyến bao gồm gửi và nhận thông điệp hoặc thư điện tử

1.3 Phân loại hệ thống mạng máy tính

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

Mạng cục bộ LAN (Local Area Network): Là mạng được lắp đặt trongphạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng không quá 1 Km

Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network): Là mạng được cài đặttrong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bánkính khoảng 50 Km trở lại

Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network): Phạm vi của mạng có thểvượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục

Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network): Là mạng được thiết lậptrên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất

Hình 2: Phân loại mạng

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN

2.1 Kiến thức cơ bản về mạng LAN

Mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) là hệ truyền thông tốc độ cao(vận tốc truyền dữ liệu thông thường là 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, và gần đây

là 10 Gbps) được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị ngoại vi kháccùng hoạt động với nhau trong một vực địa lý nhỏ như gia đình, văn phòng, cơquan, trường học hay một doanh nghiệp,…

Mạng LAN có nhiều quy mô và mức độ phức tạp khác nhau, nó có thể chỉliên kết vài ba máy tính cá nhân và dùng chung các thiết bị ngoại vi Các hệthống phức tạp hơn thì có máy tính trung tâm (Server) cho phép những ngườidùng trao đổi thông tin với nhau và truy nhập vào các cơ sở dữ liệu dùng chung.Mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép người sử dụng dùng chungnhững tài nguyên quan trọng như máy in, máy photo, các phần mềm ứng dụng

và những thông tin cần thiết khác

Hình 3: Mạng cục bộ (LAN)

2.2 Cấu trúc tôpô của mạng

Cấu trúc tôpô (Network Topology) của mạng là kiến trúc hình học thể hiệncách bố trí các đường cáp, xắp xếp các máy tính để kết nối thành mạng hoànchỉnh Hầu hết các mạng LAN ngày nay đều được thiết kế để hoạt động dựa trênmột cấu trúc mạng định trước Điển hình và sử dụng nhiều nhất là cấu trúc mạngdạng sao (Star) Ngoài ra còn có các cấu trúc khác như cấu trúc dạng tuyến(Bus), dạng vòng (Ring) và những cấu trúc kết hợp của chúng

Hình 4: Cấu trúc Tôpô của mạng LAN

2.2.1 Mạng dạng sao (Star Topology)

Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm (Hub hay Switch) và các nút(Node) thông tin Các nút này là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bịkhác của mạng Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trongmạng với các chức năng cơ bản là:

+ Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép liên lạc với nhau

+ Cho phép theo dõi và sử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin

+ Thông báo các trạng thái của mạng,…

Hình 5: Cấu trúc mạng dạng sao

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 ổn định

+ Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp

+ Dễ dàng kiểm soát lỗi, khắc phục sự cố Đặc biệt do sử dụng kêt nốiđiểm - điểm nên tận dụng được tối đa tốc độ của đường truyền vật lý.Nhược điểm:

+ Khả năng mở rộng của toàn mạng phụ thuộc vào khả năng củatrung tâm

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

+ Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế(trong vòng 1Km với công nghệ hiện tại)

Nhìn chung, mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tậptrung bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với Hub haySwitch không cần thông qua Bus, nên tránh được các yếu tố tắc nghẽn mạng

Cùng với sự phát triển của các loại Hub hay Switch mô hình kết nối dạngsao này ngày càng trở nên hết sức phổ biến và chiếm đa số trong các hệ thốngmạng Cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp,

do đó dễ dàng trong việc quản lý và vận hành

2.2.2 Mạng dạng tuyến (Bus Topology)

Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, máy chủ (host) cũng như tất cả cácmáy trạm (Workstation) hoặc các nút đều được nối về với nhau trên một trụcđường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu Phía hai đầu dây cáp được bịt bởimột thiết bị gọi là Terminator Các tín hiệu và dữ liệu khi truyền đi đều mangtheo địa chỉ nơi đến

Hình 6: Cấu trúc mạng hình tuyến

Ưu điểm:

+ Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít, dễ lắp đặt

+ Không giới hạn độ dài cáp

Nhược điểm:

+ Xảy ra nghẽn mạng khi chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn

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

2.2.3 Mạng dạng vòng (Ring Topology)

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

2.2.4 Mạng dạng kết hợp

Mạng kết hợp dạng sao và tuyến (Star/Bus Topology):

+ Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (Spitter) giữ vai tròthiết bị trung tâm Hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc RingTopology hoặc Bus Topology

+ Ưu điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ởcách 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 dâytương thích dễ dàng đối với bất kỳ toà nhà nào

Mạng kết kết hợp dạng sao và vòng (Star/Ring Topology):

+ Có một thẻ bài liên lạc (Token) được chuyển vòng quanh một bộ kếtnối trung tâm

+ Mỗi trạm làm việc (Workstation) được nối với bộ kết nối trung tâm –

là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tăng khoảng cách cần thiết

2.2.5 Mạng Mesh (Wireless LAN)

Topo này cho phép các thiết bị kết nối trực tiếp với các thiết bị khác màkhông cần phải qua bộ tập trung như Hub hay Switch

2.3 Hệ thống cáp dùng cho mạng LAN

2.3.1 Cáp xoắn

Đây là loại cáp gồm 2 đường dây bằng đồng được xoắn vào nhau làm giảmnhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau Hiện

nay có 2 loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại (STP-Shield Twisted Pair) và cáp

không bọc kim loại (UTP-Unshield Twisted Pair).

Hình 8: Cáp xoắn

Cáp có bọc kim loại (STP):

Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có một đôidây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi dây xoắn vào nhau

Cáp không bọc kim loại (UTP):

Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễm từ vàsuy hao vì không có vỏ bọc Đây là loại cáp rẻ, dễ lắp đặt tuy nhiên nó dễ

bị ảnh hưởng của môi trường

STP và UTP gồm có các loại (Category-Cat) sau:

+ Loại 1 và 2 (Cat1 & Cat2) : thường dùng cho truyền thoại và nhữngđường truyền tốc độ thấp (nhỏ hơn 4Mb/s)

+ Loại 3 (Cat3) : Tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16Mb/s, nó là chuẩn hầuhết cho các mạng điện thoại

+ Loại 4 (Cat4) : Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s

+ Loại 5 (Cat5) : Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s

+ Loại 6 (Cat6) : Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s

+ Đặc biệt, hiện nay loại Cat7 có thể hỗ trợ cho đường truyền lên tới10Gbps

2.3.2 Cáp đồng trục

Cáp đồng trục có 2 đường dây dẫn và chúng có cùng 1 trục chung , 1 dâydẫn trung tâm (thường là dây đồng cứng) đường dây còn lại tạo thành đườngống bao xung quanh dây dẫn trung tâm (dây dẫn này có thể là dây bện kim loại

và vì nó có chức năng chống nhiễm từ nên còn gọi là lớp bọc kim) Giữa 2 dâydẫn trên có 1 lớp cách ly, và bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp Cápđồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (như cáp xoắn đôi)

do ít bị ảnh hưởng của môi trường

Hình 9: Cáp đồng trụcCác mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục có thể có kích thước trong phạm vivài ngàn mét, cáp đồng trục được sử dụng nhiều trong các mạng dạng đườngthẳng Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồngtrục dày Đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch và dày là 0,5 inch Cả hailoại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tínhiệu lớn hơn.

Hiện nay có cáp đồng trục sau:

+ RG -58,50 Ôm: dùng cho mạng Ethernet

+ RG - 59,75 Ôm: dùng cho truyền hình cáp

Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 - 10Mbps, cápđồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì nó có lớp vỏ bọcbên ngoài, độ dài thông thường của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m,thường sử dụng cho dạng Bus

2.3.3 Cáp quang

Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bó sợithuỷ tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụngphản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu Bên ngoài cùng là lớp

vỏ Plastic để bảo vệ cáp Cáp sợi quang không truyền dẫn được các tín hiệu điện

mà chỉ truyền các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại chuyển đổi trở lạithành các tín hiệu điện Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micro met, dođường kính lõi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấunối, nó cần công nghệ đặc biệt với kĩ thuật và chi phí cao

Hình 10: Cáp quangDải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách

đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp Ngoài ra vì cáp sợi quangkhông dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nó hoàn toàn không bị ảnhhưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không bị phát hiện và thu trộm bằngcác thiết bị điện tử của người khác

Nhược điểm của cáp quang là khó lắp đặt và giá thành cao, nhưng nhìnchung cáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này

2.4 Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN

Hình 11: Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN

2.4.1 Card mạng

Cạc mạng hay còn gọi là NIC (Network Interface Card), là một bản mạchcung cấp khả năng truyền thông mạng cho một máy tính Nó còn được gọi là bộthích nghi LAN (LAN Adapter), thường giao tiếp với máy tính qua các khe cắmnhư: ISA, PCI hay USB,… và được cắm trong một khe (Slot) của bản mạchchính (Main Board) và cung cấp một giao tiếp kết nối đến môi trường mạng.Card mạng chịu trách nhiệm:

+ Chuyển đổi các tín hiệu máy tính ra các tín hiệu trên phương tiệntruyền dẫn và ngược lại

+ Gửi/nhận và kiểm soát luồng dữ liệu được truyền

Hình 12: Card mạng giao tiếp với máy tính qua khe cắm PCI

2.4.2 HUB - Bộ tập trung

Hub là 1 trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nốidây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông quaHub Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nóngười ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao

Một Hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máytính và các thiết bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ 1 bộ kết nối dùng cặp dây xoắn10BASET từ mỗi trạm của mạng

2.4.3 BRIDGE - Cầu nối

Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối 2 mạng giống hoặc khác nhau,

nó có thể dùng được với các mạng có các giao thức khác nhau Cầu nối hoạtđộng trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tập trung phải phát lại tất cảnhững gì nó nhận được thì cầu nối đọc các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong

mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không

Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà

nó thấy cần thiết Điều này cho phép Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạngvới nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo

Để thực hiên điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có 1 bảng các địa chỉcác trạm được kết nối vào với nó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nónhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nơi nhận và dựa trên bảng địachỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ sung vàobảng địa chỉ

Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phầnmạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì Bridge tựđộng bổ sung vào bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối)

Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lýmọi 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 quaRouter thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (trong gói tin đóphải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Routermới xử lý và gửi tiếp

Khi xử lý 1 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 dựatrên các thông tin mà nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có 1 bảngđịnh tuyến (Router Table) Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trongliên mạng, Router tính được bảng định tuyến tối ưu dựa trên 1 thuật toán xácđịnh trước

Chương 3: THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI MÔ HÌNH

3.1 Một số mô hình cơ bản

3.1.1 Mô hình phân cấp

Hình 13: Mô hình phân cấpCấu trúc:

Lớp lõi (Core Layer): Đây là trục xương sống của mạng thường dùng các

bộ chuyển mạch có tốc độ cao, có các đặc tính như độ tin cậy cao, có công suất

dư thừa, có khả năng tự khắc phục lỗi, thích nghi cao, đáp ứng nhanh, dễ quản

lý, có khả năng lọc gói, hay lọc các tiến trình trong mạng

Lớp phân tán (Distribution Layer): Lớp phân tán là ranh giới giữa lớp truynhập và lớp lõi của mạng Lớp phân tán thực hiện các chức năng như đảm bảogửi dữ liệu đến từng phân đoạn mạng, đảm bảo an ninh - an toàn, phân đoạnmạng theo nhóm công tác, chia miền Broadcast/Multicast, định tuyến giữa cácLAN,…

Lớp truy nhập (Access Layer) : Lớp truy nhập cung cấp các khả năng truynhập cho người sử dụng cục bộ hay từ xa truy nhập vào mạng Thường đượcthực hiện bằng các bộ chuyển mạch (Switch).

Đánh giá mô hình: Giá thành thấp, dễ cài đặt, dễ mở rộng và dễ cô lập lỗi

3.1.2 Mô hình an ninh - an toàn

Mạng máy tính cục bộ hay còn gọi là mạng trong (Internal) sẽ được kết nốivới mạng ngoài (External) thông qua Firewall Firewall sẽ làm nhiệm vụ ngănchặn và bảo mật các máy tính giữa mạng nội bộ với mạng bên ngoài Một giaotiếp mạng của Firewall sẽ kết nối với mạng trong và một giao tiếp mạng kết nốivới mạng ngoài

Hình 14: Mô hình tường lửa kết nối mạng LAN với Internet

LAN cô lập làm vùng đệm giữa mạng công tác với mạng bên ngoài (LAN

cô lập được gọi là khu phi quân sự hay vùng DMZ)

Thiết bị định tuyến trong có cài đặt bộ lọc gói được đặt giữa DMZ và mạngcông tác

Thiết bị định tuyến ngoài có cài bộ lọc được đặt giữa DMZ và mạng ngoài

Các yêu cầu thiết kế:

+ Yêu cầu kỹ thuật

+ Yêu cầu về hiệu năng

+ Yêu cầu về ứng dụng

+ Yêu cầu về quản lý mạng

+ Yêu cầu về an ninh - an toàn mạng

+ Yêu cầu ràng buộc về tài chính, thời gian thực hiện, yêu cầu về chínhtrị của dự án, xác định nguồn nhân lực, xác định các nguồn tài nguyên

đã có và có thể tái sử dụng

Đánh giá mô hình: Tính bảo mật cao và giá thành cao

3.2 Các bước thiết kế

3.2.1 Phân tích yêu cầu

+ Xác định mục tiêu sử dụng mạng LAN: Ai sử dụng LAN và yêu cầu

về dung lượng trao đổ dữ liệu, loại hình dịch vụ, thời gian đáp ứng,…;Yêu cầu phát triển của LAN trong tương lai; Xác định chủ sở hữu vàquản trị LAN

+ Xác định số lượng nút mạng hiện thời và tương lai Trên cơ sở số lượngnút mạng, chúng ta có phương thức phân cấp, chọn kỹ thuật chuyểnmạch, và chọn thiết bị chuyển mạch

+ Dựa vào mô hình phòng ban để phân đoạn vật lý đảm bảo hai yêu cầu

an ninh và đảm bảo chất lượng dịch vụ

+ Dựa vào mô hình Tôpô để lựa chọn công nghệ đi cáp phù hợp với thựctế

+ Dự báo các yêu cầu mở rộng