Luan van chuyen de 172057 nghien cuu ung dung mang may tinh chuan

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮTEthernet : Là phương pháp truy cập mạng máy tính cục bộ LAN DHCP Dynamic Host Configuration Protocol: Giao thức Cấu hình Host Động ARP Address Resolution: Giao thức b

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ I: Lý Thuyết Hinh 1.1: Các thành phần cơ bản của mạng máy tính………10

Hình 1.2: Mô hình chia sẻ tài nguyên của mạng máy tính……… 11

Hình 1.3: Mạng cục bộ Lan……… 12

Hình 1 4: M ng đô ạ th ………12 ị Hình 1.5: mô hình kết nối mạng WAN (mạng diện rộng)……… 13

Hình 1.6: Mạng chuyển mạch kênh……… 14

Hình 1.7: Mạng chuyển mạch gói……… 15

Hình 1.8: Các kiểu mạng theo Topology……… 16

Hình 1.9: Ki u đi m- ể ể đi m……… 16 ể Hình 1.10: Ki u qu ng bá ể ả ……… 17

Hình 1.11: D ng Sao s d ng Hub ạ ử ụ ………17

Hình 1.12: D ng sao s d ng ạ ử ụ Swith……… 18

Hình 1.13: Dạng vòng ……….18

Hình 1.14: Dạng định tuyến ……… 19

Hình 1.15: Mô hình m ng ngang ạ hàng……… 20

Hình 1.16: Mô hình m ng Khác/Ch ạ ủ ……… 21

Hình 1.17: Mô hình của OSI ……… 22

Hình 1.18: Ứng dụng của mô hinh OSI trong thực tế ……….23

Hình 1.19: Quá trình đóng gói dữ liệu ……… 24

Hình 1.20: Quá trình m gói d li u ở ữ ệ ……….24

Hình 1.21: quá trình tao đ i thông tin gi a các ổ ữ t ng……… 25 ầ Hình 1.22: Tìm đường phân phát gói dữ liêu từ nút này sang nút khác……… 27

Hình 1.23: Tìm 3 đường đi tốt nhất trên liên mạng……….28

Hình 1.24: Dựa vào địa chỉ mạng để chọn đường đi ……… 29

Hình 1.25: Quá trình cung cấp dịch vụ cho các tầng của Router ……… 29

Hình 1.26: Qui trình truyền gói dữ liệu từ nguồn tới đích ………29

Hình 1.27: Dịch vụ truyền dữ liệu giữa các máy ……….30

Hình 1.28: Quá trình phân phát dữ liệu theo trật tự đã gửi ……… 31

Hình 1.29: Điều khiển luồng dữ liệu ……….31

Hình 1.30: Cách đánh địa chỉ khác nhau trên cùng một địa điểm ………32

Hình 1.31: Phân phát và định dạng gói dữ liệu cho tầng ứng dụng ……… 33

Hình 1.32: Biểu diễn các chuỗi ký tự……….34

Hình 2.1: Hoạt động của Ethernet ở lớp 1 và lớp 2 trong mô hình OSI ……… 36

Hình 2.2: Các chuẩn của Ethernet ………37

Hình 2.3: Cấu trúc Frame ……….37

Hình 2.4: Địa chỉ Mac ………38

Hình 2.5: Địa chỉ Mac được sử dụng ………39

Hình 2.6 Truyền Unicast ………39

Hình 2.7: Truyền Broadcast ……… 40

Hình 2.8: Truyền Multicast ……… 40

Hình 2.9: Ethernet Unicast……….41

Hình 2.10: Truy nhập đường truyền dùng phương pháp CSMA/CD ………… 43

Hình 2.11: Hình dạng thực tế của Router ………44

Hình 2.12: Cấu tạo của Router ……… 45

Hình 2.13: Vị trí cổng giao tiếp của Router ……….46

Hình 2.14: Cổng WAN và LAN ………47

Hình 2.15: Phân đoạn mạng Lan với Router ……… 48

Hình 2.16: Hình ảnh thực tế của Switch ……… 49

Hình 2.17: Đọc thông tin của mạng qua các gói tin ……….50

Hình 2.18: Cấu tạo của Switch ……… 51

Hình 2 20: Máy A gửi dữ liệu cho máy B ………53

Hình 2.21: Switch nhận frame vào port 3 ……… 53

Hình 2.22: Máy B nhận dữ liệu từ máy A rồi gửi lại dữ liệu cho máy A ……… 54

Hình 2.23: Máy B nhận dữ liệu từ máy A rồi gửi lại dữ liệu cho máy A ……… 54

Hình 2.24: Switch chuyển frame ra port số 3 ……… 55

Hình 2.25: Ghi địa chỉ mac vào cổng ………55

Hình 2 26: Hình dạng thực tế cúa Hub ………55

Hình 2.27: Sơ đồ mạng của Hub ……… 56

Hình 2.28: Mô tả ghép nối của Bridge với các thiết bị khác ……… 57

Hình 2.29: hình ảnh thực tế ……… 57

Hình 2.30: Cấu tạo của Repeater ……… 58

Hình 2.31: Kết nối của Repeater ……… 59

Hình 2.32: Hình ảnh thục tế của Gateway ……… 59

Hình 2.33: Vị trí của Gatewy trong mạng ………60

Hình 2.34: Hình ảnh thực tế cảu Card mạng ……… 60

Hình 8 35: Hình dạng thực tế cáp STP ……… 62

Hình 2.36: Hình ảnh thực tế của cáp UTP ……… 63

Hình 8.37: hình ảnh thực tế cáp quang ………64

Hình 2.38 Cấu tạo cáp quang ………64

Hình 2.39: Cấu tạo bên trong của cáp quang ……… 65

Hình 2.40: Cấu tạo của cáp đồng trục ……… 66

Hình 2.41: Sơ đồ kết nối máy tính vào hệ thống dùng Thinet……… 67

Hình 2.42: Sơ đồ mạng dùng cáp đồng trục ……….68

Hình 2.43: Sơ đồ bấm cáp UTP ……… 68

Hình 2.44: Sơ đồ bấm cáp thảng STP ……… 69

Hình 2.45: Các đi dây và bấm cáp cheo ……… 69

Hinh 2.46: Sơ đồ đấu nối của cáp quang ……… 70

Hình 3.1 Mô hình TCP/IP ……… 71

Hình 3.2: So sánh TCP/IP và OSI ……….71

Hình 3.3: Các giao thức tương ứng với các tầng ……….72

Hình 3.4: Quá trình đóng gói dữ liệu ………73

Hình 3.5: Sử dung router để kết nối 2 host co địa chỉ Network khác nhau …… 78

Hình 3.6: Địa chỉ quảng bá trục tiếp ……….79

Hình 3.7: Địa chỉ quảng bá cục bộ ………79

Hình 3.8: giảm kích thước miền quảng bá không dùng Subnet ……….81

Hình 3.9: giảm kích thước miền quảng bá có dùng Subnet ………81

Hình 3.10: Thiết lập địa chỉ IP cho các host trên mỗi subnet ……… 88

Hình 3.11: Cấu trúc của các gói dữ liệu IP ……… 94

Hình 3.12: Giao thức ARP……… 94

Hình 3.13: Quá trình truyền dữ liệu ……….95

Hình 4.1: Cấu hình đường cố định cho router bàng lện iproute ………97

Hình 4.2: Câu lệnh chỉ cho router biết đường tìm đến mạng đích ra bằng cổng giao tiếp nào ………98

Hình 4.3: Câu lệnh này chỉ cho router biết địa chỉ IP của router kế tiếp là gì ….98 Hình 4.4: Cấu hình đường c đ ố ịnh với cấu trúc mạng ch ỉ có 3 router kết nối đơn giản ……… 99

Hình 4.5: Cấu hình đường mặc định cho router chuyển gói ………101

Hình 4.6: Một AS là bao gồm các router hoạt động dưới cùng một cơ chế quản trị……… 104

Hình 4.7: Router thu nhập thông tin về khoảng cách đến các mạng khác …….105

Hình 4.8: Router A nhận được thông tin về các mạng khác từ router B ………106

Hình 4.9: giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết ………

107 Hình 4.10: Trạng thái đường liên kết ……….111

II: Phần Mô Hình Hình 1: Kết nối mạng Internet

Hình 2: Chia mạng con

Hình 3 Topology mạng đẻ thực hiện những cấu hình router cơ bản

Hình 4: Topo mạng cấu hình định tuyến tĩnh

Hình 5: Topo mạng cấu hình định tuyến động

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Ethernet : Là phương pháp truy cập mạng máy tính cục bộ (LAN)

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao thức Cấu hình Host Động

ARP (Address Resolution): Giao thức bản tin điều khiển liên mạng

TCP/IP ( Transfer Control Protocol/Internet Protocol.): là chương trình giao tiếp của mà các chương trình

CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) là giao thức truyền thông tin

ICMP (Internetwork Control Message Protocol): là một giao thức hoạt động trên layer 2 - Internetwork trong mô hình TCP/IP hoặc layer 3 - Network trong

mô hình OSI cho phép kiểm tra

DNS (Domain Name System): Hệ thống phân giải tên

SMTP (: Simple Mail Transfer Protocol ): giao thức truyền tải thư tín đơn giản

UDP (User Datagram Protocol): là những gói tin có điểm xuất phát và điểm

đích xác định.

LAN (Local Area Network): M c c c b ạ ụ ộ

MAN (Metropolitan Area Network): M ng đô th ạ ị

WAN (Wide Area Network): M ng di n r ng ạ ệ ộ

FTP (File Transfer Protocol): Giao thức truyền tập tin

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, mạng máy tính đã mang lại rấtnhiều lợi ích cho việc quản lý, trao đổi thông tin trong các tổ chức doanh nghiệp Ngàynay các tổ chức và các doanh nghiệp cũng đã bỏ ra những chi phí rất lớn cho việc đầu tưmua các thiết bị mạng, thiết bị bảo mật xây dựng hệ thống mạng cho đơn vị mình đểcông việc đạt hiệu quả cao nhất Việc hiểu rõ các kiến trúc mạng , giao thức mạng , địachỉ IP, các cách cấu hình và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị mạng là yêu cầu tiênquyết đối với các quản trị mạng, kỹ sư mạng

Khi học tập và đi sâu tìm hiểu nghiên cứu về mạng máy tính em càng nhận ra sựquan trọng tầm ảnh hưởng của mạng là rất rộng lớn, ứng dụng hầu hết trong mọi lĩnhvực kinh tê, chính tri, quân sự Xuất phát từ những ứng dụng lớn đó nên em đã quyết

định chọn đề tài “Nghiên Cứu Ứng Dụng Mạng Máy Tính"

Nội dung của luận văn gồm hai phần:

Phần I: Lý thuyết tổng quan về mạng máy tính

Chương 1: Tổng quan mạng máy tính

Chương 2: Mạng Lan

Chương 3: Mô hình TCP/IP

Chương 4: Định tuyến và cấu hình bộ định tuyến

Phần II: Xây dựng các bài thực hành mạng máy tính

Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do kiếnthức có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự phê bình,hướng dẫn và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè

Em xin trân thành cảm ơn sự giúp tận tình của Thầy Tống Văn Luyên cùng các

Thầy cô trong khoa Điện Tử đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiêp

Phần I: LÝ THUYẾT VỀ MẠNG MÁY TÍNH

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH1: Giới Thiệu Mạng Máy Tính

1.1 Giới thiệu chung.

Mạng máy tính là một hệ thống các máy tính tự trị (Auonomous Computer) đượckết nối với nhau bởi các đường truyền vật lý và theo một kiến trúc nào đó

Từ những năm 70 bắt đầu xuất hiện khái niệm mạng truyền thông(Communication Network) trong đó các thành phần chính của mạng là các nút mạng,được gọi là bộ chuyển mạch (Switching Unit) dùng để hướng thông tin tới đích Các nútmạng được nối với nhau bằng các đường truyền (Communication Subnet hayCommunication Line) Các máy tính xử lý thông tin của người sử dụng - (Host) và cáctrạm cuối (Terminal) được nối trực tiếp vào các nút mạng khi cần có thể trao đổi thôngtin qua mạng Bản thân các nút thường cũng là một máy tính nên có thể đồng thời đóngvai trò máy của người sử dụng

Các máy tính được kết nối thành mạng nhằm:

- Làm cho các tài nguyên có giá trị cao, đắt tiền (thiết bị, chương trình, dữliệu, ) trở nên khả dụng đối với mọi người trên mạng, không phụ

thuộc vào khoảng cách địa lý

- Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với mộtmáy nào đó

1.2 Khái niệm về mạng

Mạng máy tính (computer network) là một hệ thống bao gồm nhiều hệ máy tính đơn

lẻ (nút mạng) được kết nối với nhau bởi đường truyền vạt lý và tuân theo các quy ướctruyền thông nào đó

- Kết nối ( interconnected): dây(wire), sóng (wave)

- Kiến trúc ( architecture) cách thức kết nối và trao đổi thông tin

2.1 Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý

2.1.1 M ng c c b – LAN (Local Area Network) ạ ụ ộ

Thường được l p đ t trong các công ty, v n phòng nh bán kínhắ ặ ă ỏ

t i đa gi a các máy tr m kho ng dố ữ ạ ả ưới vài Km v i s lớ ố ượng máy tr mạkhông nhi u h n 50 máy.ề ơ

Thiết

bị phần

cứng

Chương trình phần mềm

Chia sẻ tài nguyên

Thôn

g tin

Tiết kiệm thời gian

và tiền bạc

Hình 1.3: Mạng cục bộ Lan 2.1.2 M ng đô th – MAN (Metropolitan Area Network) ạ ị

c cài đ t trong ph m vi m t đô th ho c m t trung tâm kinh t

- xã h i có bán kính hàng tr m Km, s lộ ă ố ượng máy tr m có th lênạ ể

đ n hàng nghìn, đế ường truy n có th s d ng c s h t ng c a vi nề ể ử ụ ơ ở ạ ầ ủ ễthông

Hình 1 4: M ng đô th ạ ị 2.1.3: M ng di n r ng –WAN (Wide Area Network) ạ ệ ộ

Thường được l p đ t trong ph m vi m t qu c gia nh Intranetắ ặ ạ ộ ố ư

ph c v cho các công ty l n, ngành kinh t có bán kính ho t đ ngụ ụ ớ ế ạ ộ

l n, có th liên k t nhi u m ng LAN, MAN, đớ ể ế ề ạ ường truy n có th sề ể ử

d ng c s h t ng c a vi n thông.ụ ơ ở ạ ầ ủ ễ

Hình 1.5: mô hình kết nối mạng WAN (mạng diện rộng) 2.1.4: Mạng toàn cầu – GAN (Global Area Network ):

Trải rộng trong nhiều quốc gia, phục vụ phát triển kinh tế xã hội cho những công tysiêu quốc gia hoặc nhóm các quốc gia, đường truyền có thể sử dụng cơ sở hạ tầng củaviễn thông, mang Internet là một mạng GAN

+ HAN = Home Area Network

+ GAN = Global Area Network

+ PAN = Personal Area Network

+ WLAN = Wireless LAN; WPAN = Wireless-PAN

+ SAN = Storage Area Network

+ DAN = Departmental Area Network

+ NAN = Neighborhood Area Network

+ VPN = Virtual Private Network

+ VAN = Value-added Network

Khi có hai máy c n trao đ i thông tin v i nhau thì gi a chúng sầ ổ ớ ữ ẽ

được thi t l p m t kênh c đ nh và đế ậ ộ ố ị ược duy trì cho đ n khi m tế ộtrong hai bên ng t liên l c Các d li u ch đắ ạ ữ ệ ỉ ược truy n theo đề ường

c đ nh đó.ố ị

Hình 1.6: Mạng chuyển mạch kênh + u đi m: Ư ể

• Độ tin c y r t cao: M t khi đậ ấ ộ ường n i đã hoàn t t thì s th tố ấ ự ấthoát tín hi u g n nh không đáng k ệ ầ ư ể

• B ng thông c đ nh ă ố ị Đối v i ki u n i này thì v n t c chuy nớ ể ố ậ ố ểthông tin là m t h ng s và ch ph thu c vào đ c tính v t lý c ngộ ằ ố ỉ ụ ộ ặ ậ ũ

nh các thông s cài đ t c a các thi t b ư ố ặ ủ ế ị

+Nhược điểm:

• Tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giữa hai thực thể

• Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao vì sẽ có lúc kênh bị bỏ không do cả haibên hết thông tin cần truyền trong khi các thực thể khác không được phép sử dụngđường truyền này

2.2.2 Mạng chuyển mạch thông báo

Thông báo(TB) là một đơn vị thông tin có chứa thông tin đích cần gửi đến Căn cứvào các thông tin này mỗi nút trung gian có thể chuyển TB đến nút kết tiếp để đến đích.Tuỳ theo cấu trúc mạng các TB có thể đi theo nhiều đường khác nhau để đến đích

(người nh n) Các gói tin thu c v m t TB nào đó có th đậ ộ ề ộ ể ược g iử

đi qua m ng đ t i đích b ng nhi u đạ ể ớ ằ ề ường khác nhau

Hình 1.7: Mạng chuyển mạch gói 2.3 Phân lo i theo ki n trúc m ng ạ ế ạ

C u trúc ấ : T t c các nút dùng chung m t đấ ả ộ ường truy n v t lý.ề ậ

Ho t đ ng ạ ộ : D li u chuy n đi t m t nút nào có th đữ ệ ể ừ ộ ể ược nh nậ

b i t t c các nút còn l i.ở ấ ả ạ

Hình 1.10: Ki u qu ng bá ể ả 2.3.1.3 D ng sao (Start Topology) ạ

C u trúc: ấ Các máy tính được n i vào m t thi t b trung tâmố ộ ế ị(TBTT) TBTT này có th là Hub (b phân kênh), ho c Switch (bể ộ ặ ộchuy n m ch), ho c Router (b ch n để ạ ặ ộ ọ ường)

+ HUB

A B C D

2 4 6 8

Hình 1.11: D ng Sao s d ng Hub ạ ử ụ

* Ho t đ ng ạ ộ

+ Switch

C u trúc: ấ Các máy tính được n i v i đố ớ ường truy n v t lýề ậ

Hình 1.14: Dạng định tuyến 2.3.2.Theo Protocol

2.3.2.1 NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface): NetBEUI là giao thức nhỏ gọn,

chạy nhanh trên mạng nhỏ và trung bình, tương thích tất cả các mạng Microsoft.NetBEUI không hỗ trợ tìm đường

2.3.2.2 IPX/SPX NWLink: Là giao thức sử dụng trong mạng Novell, giao thức này rất

gọn nhẹ tốc độnhanh trên mạng Lan và hỗ tợ tìm đường NWLink là phiên bản củaMicrosoft

2.3.2.3 Apple Talk là giao thức cho các máy AppleMacintosh.

2.3.2.4 TCP/IP (Transmision Control Protocol / Internet Protocol): TCP/IP là giao

thức phân đường hỗ trợ truy cập vào mạng Internet Với việc phát triển của mạngInternet, giao thức TCP/IP ngày càng trở lên thông dụng

Hệ điều hành Window hỗ trợ các giao thức TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX trong đógiao thức TCP/IP được ngầm định

2.4 Phân loại theo chức năng

2.4.1 M ng ngang hàng (Peer to Peer Network) (P2P) ạ

M t nút (node) v a có th yêu c u và c ng v a có th cung c pộ ừ ể ầ ũ ừ ể ấcác d ch v m ng Ph n m m m ng P2P đị ụ ạ ầ ề ạ ược thi t k đ th c thiế ế ể ựngang nhau các ch c n ng gi ng nhau ho c tứ ă ố ặ ương t nhau cho m iự ỗnút Ví d h đi u hành m ng P2P bao g m:ụ ệ ề ạ ồ

• Microsoft Windows for Workgroups 3.11

• Microsoft Windows 95/98, ME

• Microsoft Windows NT Workstation

• Novell NetWare Lite

• Microsoft Windows 2000 Professional

Hình 1.15: Mô hình m ng ngang hàng ạ

Các m ng P2P còn đạ ược g i là workgroups (nhóm làm vi c) vàọ ệ

được s d ng nh ng n i có kho ng dử ụ ở ữ ơ ả ưới 10 người s d ng trênử ụ

m ng P2P không có ngạ ười qu n tr , m i m t ngả ị ỗ ộ ười s d ng ho tử ụ ạ

đ ng nh m t ngộ ư ộ ười qu n tr cho máy tr m c a riêng h , h ch n l aả ị ạ ủ ọ ọ ọ ựcác tài nguyên và d li u đ chia s trên m ng, đ ng th i xác đ nhữ ệ ể ẻ ở ạ ồ ờ ị

nh ng ai có th truy c p vào tài nguyên và d li u đó.ữ ể ậ ữ ệ

• Khó kh n trong qu n tr m ng - công vi c qu n tr tr nên l nă ả ị ạ ệ ả ị ở ộ

x n v i nhi u m t kh u và tài kho n s d ng c a m i cá nhân sộ ớ ề ậ ẩ ả ử ụ ủ ỗ ử

d ng khi h truy c p vào nh ng máy tr m khác nhau.ụ ọ ậ ữ ạ

• Độ ả b o m t th p - ngậ ấ ườ ử ụi s d ng thường chia s m t kh u đ sẻ ậ ẩ ể ử

d ng chung tài nguyên.ụ

• Không có trung tâm sao l u d li u.ư ữ ệ

• Windows 2000 Server and Advanced Server

• Unix (Bao g m s phân tán khác nhau c a Linux)ồ ự ủ

Hình 1.16: Mô hình m ng Khách/Ch ạ ủ

Các m ng d a trên máy ch thạ ự ủ ường được khuy n ngh s d ngế ị ử ụcho nh ng m ng có nhi u h n 10 ngữ ạ ề ơ ười s d ng và m i máy chử ụ ỗ ủ

thường thi hành các nhi m v riêng bi t ch ng h n nh :ệ ụ ệ ẳ ạ ư

• File and Print Servers (Máy ch t p tin và máy in) – Qu n lýủ ệ ả

ngườ ử ụi s d ng truy c p đ n các t p tin và máy in.ậ ế ệ

• Application Servers (Máy ch ng d ng) – Duy trì các vai tròủ ứ ụmáy ch trong môi trủ ường ch khách (client/server) ch ng h n nhủ ẳ ạ ưmáy ch c s d li u và máy ch Web (databases and web servers).ủ ơ ở ữ ệ ủ

• Mail Servers (Máy ch th ) – Ho t đ ng gi ng nh máy ch ngủ ư ạ ộ ố ư ủ ứ

d ng trong đó có s phân chia ng d ng khách và ng d ng ch ,ụ ự ứ ụ ứ ụ ủ

vi c d li u đệ ữ ệ ược t i t máy ch v máy khách là có ch n l a.ả ừ ủ ề ọ ự

Các m ng d a trên máy ch thạ ự ủ ường khó cài đ t, c u hình và qu nặ ấ ả

lý h n m ng P2P, nh ng nó cung c p c ch b o m t t t h n đ n cácơ ạ ư ấ ơ ế ả ậ ố ơ ế

t p tin ngệ ườ ử ụi s d ng và tài nguyên m ng Công vi c sao l u d li uạ ệ ư ữ ệ

có th để ược qu n lý d dàng h n và có th đả ễ ơ ể ược l p l ch đ th c thiậ ị ể ự

m t cách t đ ng.ộ ự ộ

3 Mô Hình OSI (Open Systems Interconniction)

3.1 Giới thiệu về mô hình OSI

• Những năm 1980 các hệ thống đường truyền tốc độ cao đã được thiết lập ở Bắc

Mỹ và Châu Âu và từ đó cũng xuất hiện các nhà cung cấp các dịch vụ truyền thông vớinhững đường truyền có tốc độ cao hơn nhiều lần so với đường dây điện thoại Vớinhững chi phí thuê bao chấp nhận được, người ta có thể sử dụng được các đường truyềnnày để liên kết máy tính lại với nhau và bắt đầu hình thành các mạng một cách rộngkhắp Các mạng LAN, MAN, WAN ra đời và nhanh chóng phát triển cả về số lượng,quy mô, chất lượng, cũng như về công nghệ

• Tuy nhiên, cũng ngay trong những năm 80, khi mà ưu thế của các loại mạng máytính đang thể hiện rõ thì nó cũng đặt ra những thách thức về tiêu chuẩn kết nối các thiết

bị ngoại vi Kết quả là những hệ thống hiện có thời đó chỉ cho phép thiết bị (cả về phần

cứng và phần mềm) của một nhà sản xuất kết nối được với nhau và được gọi là hệ thống đóng Điều này là hết sức bất tiện cho việc triển khai mạng cũng như rất phiền

toái cho người sử dụng khi muốn lắp đặt mạng phục vụ cho công việc, cũng như hạnchế ngăn cản việc mở rộng mạng một cách“thoải mái”cho những quy mô lớn hơn.

• Mô hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) (Mô hình thamchiếu kết nối các hệ thống mở) là một thiết kế dựa vào nguyên lý phân tầng, lý giải mộtcách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các hệ máy đa dạng được cung cấpbởi các nhà sản xuất khác nhau Mô hình cho phép tất cả các thành phần của mạng hoạtđộng hòa đồng, bất kể thành phần ấy do ai tạo dựng và thiết kế giao thức mạng giữachúng do ISO đưa ra

3.2 Mô hình của OSI

Hình 1.17: Mô hình của OSI 3.2.1 Mục Đích

• Hiện nay chỉ có một phần của mô hình OSI được sử dụng Nhiều người tin rằng đại

bộ phận các đặc tả của OSI quá phức tạp và việc cài đặt đầy đủ các chức năng của nó sẽđòi hỏi một lượng thời gian quá dài, cho dù có nhiều người nhiệt tình ủng hộ mô hìnhOSI đi chăng nữa

• Mặt khác, có nhiều người lại cho rằng, ưu điểm đáng kể nhất trong toàn bộ cố gắngcủa công trình mạng truyền thông của ISO là nó đã thất bại trước khi gây ra quá nhiềutổn thất

Trong thực tế có những thiết bị mạng làm việc ở cả 7 lớp (tầng) (layer) trong môhình OSI như:

• Các trạm quản lý mạng (NMS: Network Management Stations)

• Các máy chủ Web,ứng dụng (Web and Application servers)

• Sự thay đổi của một tầng này không làm ảnh hưởng đến tầng khác Điều này sẽkhông làm ảnh hưởng đến sự phát triển của công nghệ.

3.2.2 Hoạt động của mô hình OSI

Hình 1.18: Ứng dụng của mô hinh OSI trong thực tế

+ Đóng gói dữ liệu

Hình 1.19: Quá trình đóng gói dữ liệu + M gói d li u ở ữ ệ

Hình 1.20: Quá trình m gói d li u ở ữ ệ

Hình 1.21: quá trình tao đ i thông tin gi a các t ng ổ ữ ầ 3.2.3 Khái quát các tầng trong mô hình OSI

3.2.3.1: Tầng 1 (Physcial Tầng vật lý)

• Tầng vật lý (còn có thể gọi là tầng thiết bị, hoặc tầng vật thể) chịu tránh nhiệm đối

với các đòi hỏi về dịch vụ từ tầng liên kết dữ liệu

• Tầng này ám chỉ đến phần cứng (hardware) của mạng truyền thông, đến hệ thống

dây nối cụ thể, hoặc đến sự liên kết viễn thông điện từ

• Xử lý thiết kế điện, khống chế xung đột (collision control), và những chức năng ở

hạ tầng thấp nhất

• Tầng vật lý là hạ tầng cơ sở của mạng truyền thông, cung cấp phương tiện truyềntín hiệu thô sơ ở dạng bit

• Hình dáng của các đầu cắm, tần số để phát sóng là bao nhiêu, và những cái thuộc

hạ tầng tương tự, được xác định ở đây

• Một ví dụ tương tự của tầng này là ví dụ về hạ tầng của một mạng lưới bưu phẩm,bao gồm việc xác định những thứ như giấy thư và mực chẳng hạn

3.2.3.2 Tầng 2 (Data Link –Tầng Liên kết dữ liệu)

• Đáp ứng các yêu cầu phục vụ của tầng mạng và phát sinh các yêu cầu phục vụ gửitới tầng vật lý

• Truyền dữ liệu giữa các nút mạng kề nhau trong một mạng diện rộng hoặc giữa cácnút trong cùng một segment mạng cục bộ

• Cung cấp các phương tiện chức năng và thủ tục để truyền dữ liệu giữa các thực thểmạng và có thể cung cấp phương tiện để phát hiện và có thể sữa các lỗi có thể nảy sinhtại tầng vật lý

• Nhiệm vụ của liên kết dữ liệu là gửi thông tin từ nơi này đến một số nơi khác Tạitầng này, một nút mạng không cần phải có khả năng gửi tới mọi nút khác, mà chỉ cầngửi được tới một số nút khác (kề nó)

• Cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu qua các liên kết vật lý Việc chuyển đó có thểđáng tin cậy hoặc không đáng tin cậy; nhiều giao thức liên kết dữ liệu không cóacknowledgement (các thông điệp báo rằng đã nhận được một frame và đã chấp nhậnframe đó), một số giao thức liên kết dữ liệu thậm chí còn không có bất cứ dạngchecksumnào để kiểm tra lỗi truyền

+ Chia thành hai tầng con

• Điều khiển Liên kết Lôgic(Logical Link Control, LLC)

• Điều khiển Truy nhập Môi trường (Media Access Control, MAC)

• Tầng LLC kết hợp các giao thức hoạt động phía trên tầng liên kết dữ liệu, và theotùy chọn có thể cung cấp kiểm soát luồng, acknowledgment (ack), và khôi phục lỗi

• Tầng MAC quyết định tại mỗi thời điểm ai sẽ được phép truy nhập môi trườngtruyền dẫn Có hai dạng điều khiển truy nhập môi trường: điều khiển phân tán và điềukhiển tập trung

• Trong một mạng gồm một số người đang nói, nghĩa là trong một cuộc trò chuyện,người ta nhìn những người xung quanh để biết ai có vẻ như sắp nói Nếu hai người nóicùng lúc, họ sẽ ngừng lại và bắt đầu một trò chơi nhường nhịn rắc rối gồm các câu

"Không, anh nói trước đi "

• Trong Nghị viện Anh, người chủ tọa quyết định khi nào ai được nói, và chủ tọađược quyền hô "trật tự" nếu có ai đó phạm luật

• Tầng MAC còn quyết định một frame dữ liệu kết thúc tại đâu và frame tiếp theobắt đầu từ đâu

• Trong mạng thư tín, mỗi lá thư là một frame dữ liệu, ta có thể biết nó bắt đầu vàkết thúc ở đâu vì nó nằm trong một chiếc phong bì Ta cũng có thể chỉ ra rằng một láthư sẽ mở đầu bằng một ngữ như "Em thân yêu," và kết thúc bằng một câu kiểu như

"Nhớ em nhiều."

Data Link

Mac LLC

+ Địa chỉ MAC – Địa chỉ vật lý

• Địa chỉ MAC được ghi trong ROM của NIC

3.2.3.3 Tầng 3 (Network –Tầng Mạng)

• Chịu tránh nhiệm đáp ứng các yêu cầu dịch vụ từ tầng giao vận và đưa ra nhữngyêu cầu dịch vụ đối với tầng liên kết dữ liệu

• Đánh địa chỉ cho các thông điệp và dịch các địa chỉ lôgic và tên sang địa chỉ vật lý

• Quyết định tuyến truyền thông từ nguồn đến đích, đồng thời quản lý những vấn đề

về giao thông, chẳng hạn như chuyển mạch, định tuyến (routing), và khống chế sự tắc

nghẽn của các gói dữ liệu

• Về căn bản, tầng mạng chịu tránh nhiệm phân phát các gói dữ liệu từ đầu này sang

đầu kia (end-to-end,từ nguồn đến đích), trong khi tầng liên kết dữ liệu lại chịu trách nhiệm phân phát gói dữ liệu từ nút này sang nút khác (hop-to-hop, giữa hai nút mạng trung gian có đường liên kết (link) trực tiếp).

Hình 1.22: Tìm đường phân phát gói dữ liêu từ nút này sang nút khác

Hình 1.23: Tìm 3 đường đi tốt nhất trên liên mạng

• Đường đi của dữ liệu sẽ dựa vào địa chỉ

+ Địa chỉ mạng và node

- Địa chỉ mạng—Một phần của đường đi được sử dụng bởi router

- Địa chỉnode—Chỉ số cổng hoặc thiết bị trên mạng

Hình 1.24: Dựa vào địa chỉ mạng để chọn đường đi

• Mỗi router sẽ cung cấp dịch vụ cho các tầng trên sử dụng

Hình 1.25: Quá trình cung cấp dịch vụ cho các tầng của Router

Hình 1.26: Qui trình truyền gói dữ liệu từ nguồn tới đích

trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) (QoS) đòi hỏi bởi tầng giao

vận

• Tầng mạng thi hành chức năng định tuyến, điều khiển luồng dữ liệu, phân đoạn và

hợp đoạn mạng (network segmentation/desegmentation), và kiểm soát lỗi (error

control).

• Tầng mạng xử lý việc truyền thông dữ liệu trên cả đoạn đường từ nguồn đến đích,

và đồng thời truyền bất cứ tin tức gì, từ bất cứ nguồn nào tới bất cứ đích nào mà chúng

ta cần Nếu ở tầng mạng mà chúng ta không liên lạc được với một địa điểm nào đấy, thìchúng ta chẳng còn cách nào để có thể liên lạc được với nó

• Chịu trách nhiệm sửa lỗi, điều khiển luồng dữ liệu, đảm bảo dữ liệu được chuyểntải một cách trọn vẹn

• Định hướng kết nối

Ở những nơi mà tầng mạng chỉ cung cấp dịch vụ phi kết nối, thường có dịch vụhướng kết nối được xây dựng chồng lên trên nó, tại tầng giao vận

• Phân phát theo trật tự đã gửi

Tầng mạng thường không đảm bảo các gói dữ liệu đến theo trật tự mà nó được gửi,

vì vậy cho nên tầng giao vận phải đảm bảo việc này Cách đơn giản nhất là gắn cho mỗigói dữ liệu một con số, để cho thiết bị nhận sắp xếp lại trật tự của các gói dữ liệu

Hình 1.28: Quá trình phân phát dữ liệu theo trật tự đã gửi

• Dữ liệu đáng tin cậy

- Trên đường truyền có độ nhiễu cao, và dữ liệu nhận được không phải bao giờ cũnggiống như dữ liệu đã được gửi Tầng giao vận có thể sửa lỗi này thường là bằng cáchcung cấp một giá trị tổng kiểm của dữ liệu, giá trị đó phát hiện một số dạng sai sót nhỏ

- Đương nhiên, truyền thông tín hiệu hoàn toàn không có lỗi là một việc không khảthi, song giảm đáng kể số lỗi không được phát hiện là một việc có thể thực hiện được.Tầng giao vận còn có thể truyền lại những gói dữ liệu bị thất lạc trên đường truyền

• Điều khiển luồng dữ liệu

- Lượng máy tính chỉ có hạn Nếu không khống chế luồng dữ liệu, thì một máy tínhlớn có thể làm ngập một máy khác với lượng thông tin quá lớn làm máy tính đó khôngkịp xử lý dữ liệu

- Hiện tại, vấn đề này không phải là một vấn đề lớn, vì giá của bộ nhớ rẻ, trong khi

giá của băng thông (bandwidth) lại đắt, song trước đây, vấn đề này đã là một vấn đề

Hình 1.30: Cách đánh địa chỉ khác nhau trên cùng một địa điểm

Hình 1.32: Biểu diễn các chuỗi ký tự

3.2.3.7 Tầng7 (Application –Tầng Ứng dụng)

* Chức năng của các tầng

CHƯƠNG 2: MẠNG LAN

1 Giới Thiệu

- Mạng cục bộ (Lan) là hệ thống truyền thông tốc độ cao

- Hoạt động trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của tòa nhà…Một sốmạng Lan có thể kết nối lại với nhau trong một khu vực làm việc

- Các mạng Lan cho phép những người sử dụng (users) dung chung những tàinguyên quan trọng như máy in, ổ đĩa, các phần mềm ứng dụng và các thông tin cần thiếtkhác…

- Cung cấp mốt số dịch vụ nội bộ: mail, web, FTP, instant Message…

2 Các Công Nghệ Của Lan

2.1 Giới thiệu về Ethernet

• Phiên bản đầu của LAN là phiên bản đầu của Ethernet được Robert Metcalfe ởXerox nghiên cứu và phát triển năm 1970

• Năm 1980 chuẩn Ethernet đầu tiên được Digital Equipment Corporation, Intel, and

Xerox (DIX) công bố.

• Năm 1985 IEEE (Electrical and Electronics Engineers Standards) công bố các

chuẩn cho LAN các chuẩn này được đánh số bắt đầu bằng con số 802 và chuẩn choEthernet là 803 và tương thích với OSI

• Ethernet hoạt động ở lớp 1 và lớp dưới của lớp 2 trong mô hình OSI

Hình 2.1: Hoạt động của Ethernet ở lớp 1 và lớp 2 trong mô hình OSI

Bức phác họa Ethernet của Bob Metcalfe, người sáng lập ra Ethernet

+ Tầng con MAC (MAC sublayer)

- Media Access Control (MAC) được thực hiện bằng phần cứng, trong tính đượcthực hiện bởi card mạng (NIC - Network Interface Card máy)

- Ethernet MAC có hai chức năng:

- Đóng gói dữ liệu (Data Encapsulation)

- Phân biệt các trạm bằng địa chỉ MAC

- Điều khiển truy nhập đường truyền (Media Access Control)

+ Địa chỉ MAC

- MAC là địa chỉ Ethernet

- Tất cả các nút trong Ethernet chia sẻ đường truyền vì vậy để truyền và nhận dữ liệumỗi nút cần 1 địa chỉ duy nhất

Hình 2.4: Địa chỉ Mac

• Địa chỉ MAC là một số nhị phân 48 bits tương đương với 12 số hecxa.

• Địa chỉ MAC được ghi trong ROM và được nạp vào RAM khi NIC chạy

+ Địa chỉ MAC được sử dụng ?

Hình 2.5: Địa chỉ Mac được sử dụng

- Truyền Unicast

Hình 2.6 Truyền Unicast

- Truyền Broadcast

Hình 2.7: Truyền Broadcast

- Truyền Multicast

Hình 2.8: Truyền Multicast