Mạng máy tính

Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin, chuyên ngành tin học Mạng máy tính

LỜI CẢM ƠN

Đồ án được hoàn thành là nhờ sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, các bạn đồng niên và những người thân Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả những người đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy Nguyễn Hoàng Dũng, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp hết sức quý báu của thầy giáo phản biện.

Nhân dịp này cho em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô trong khoa Điện Tử-Viễn Thông trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội trong suốt những năm học qua đã cung cấp cho em rất nhiều những kiến thức phục vụ cho công tác sau này.

Sinh viên Nguyễn Quốc Bảo

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 8

7 Card mạng không dây và điểm truy cập 17

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH OSI VÀ TCP/IP 18

1 Mô hình OSI 18

1.1 Kiến trúc phân tầng 18

1.2 Chức năng của các tầng trong mô hình OSI 19

1.3 Quan hệ giữa các tầng trong mô hình OSI 21

2 Mô hình TCP/IP 23

2.1 Kiến trúc phân tầng 23

2.2 Các tầng trong mô hình TCP/IP 24

2.3 Giao thức IP 26

PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN VÀ WAN 32

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ MẠNG LAN 32

1.Yêu cầu chung 32

3 Mô hình phân lớp mạng WAN 43

PHẦN 3: MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC TẤN CÔNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MẠNG 45

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC TẤN CÔNG 45

1 Các vấn đề chung 45

2 Tấn công chủ động 46

2.1 Phương pháp tấn công DoS 46

2.2 Phương pháp tấn công DDoS 48

3.1 Packet filtering firewall 64

3.2 Application layer Gateways 64

3.3 Stateful inspection 66

3.4 Một số mô hình mạng được triển khai bằng firewall 66

4 Thiết bị phát hiện xâm nhập hệ thống 68

2 Các thiết bị triển khai trên hệ thống 73

CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI CẤU HÌNH TRÊN 74

CÁC THIẾT BỊ 74

1 Router 74

1.1 Cấu hình địa chỉ IP 74

1.2 Cấu hình password truy nhập 74

1.3 Cấu hình phương pháp định tuyến 76

1.4 Cấu hình ACLs 76

MỤC LỤC HÌNH

HÌNH 1.1.1: MỘT HỆ THỐNG MẠNG ĐƠN GIẢN 9

HÌNH 1.1.2: MỘT SỐ TOPOLOGY MẠNG THÔNG THƯỜNG 11

HÌNH 1.1.3: PEER TO PEER NETWORK 12

HÌNH 2.1.1: MÔ HÌNH THIẾT KẾ MẠNG LAN 33

HÌNH 2.1.2: CÁC LỚP TRONG THIẾT KẾ MẠNG LAN 34

HÌNH 2.1.3: CÁC GÓI TIN CHẠY TRONG VLAN 36

HÌNH 2.2.1: MÔ HÌNH PHÂN LỚP TRONG THIẾT KẾ MẠNG LAN 38

HÌNH 2.3.1: MÔ HÌNH POINT TO POINT 41

HÌNH 2.3.2: MÔ HÌNH STAR 42

HÌNH 2.3.3: MÔ HÌNH MESH 42

HÌNH 2.3.4: MÔ HÌNH PHÂN LỚP TRONG THIẾT KẾ MẠNG WAN 43

HÌNH 3.1.1: QUÁ TRÌNH BẮT TAY 3 BƯỚC (3- WAY HANDSHAKE) 49HIÌNH 3.1.2: SYN ATTACK 50

HÌNH 3.2.1: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI VLAN 56

HÌNH 3.2.2: VLAN TRUNK 57

HÌNH 3.2.3: APPLICATION LAYER GATEWAY 65

HÌNH 3.2.4: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI FIREWALL 66

HÌNH 3.2.5: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI KẾT HỢP FIREWALL NHIỀU TẦNG 67

HÌNH 3.2.6: VỊ TRÍ HOẠT ĐỘNG CỦA NIDSS 69

HÌNH 4.1.1: MÔ HÌNH MẠNG MÔ PHỎNG 71

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, tất cả các nước trên thế giới đều đang dành sự đầu tư rất to lơn để phát triển công nghệ thông tin Cùng với viễn thông, tin học là một thành phần cốt lõi của công nghệ thông tin Thuật ngữ “mạng máy tính” đã trở nên quen thuộc và trở thành đối tượng nghiên cứu, ứng dụng của rất nhiều người có nghề nghiệp và phạm vi hoạt động khác nhau.

Từ khi ra đời, mạng máy tính đã đáp ứng nhu cầu chia sẻ nguồn tài nguyên, giảm chi phí khi muốn trao đổi dữ liệu và được sử dụng trong công tác văn phòng một cách rất tiện lợi Đến nay, do sự phát triển của xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin ngày một nhiều, vì vậy mạng máy tính không ngừng phát triển, không ngừng tối ưu hoá các dịch vụ để đáp ứng yêu cầu đó Trong những năm gần đây, internet đã trở thành một công cụ rất thuận tiện và phổ biến trong các hoạt động kinh doanh và giải trí.

Trong môi trường mạng, một lượng thông tin hay một khối dữ liệu đi từ người gửi đến người nhận thường phải qua nhiều nút với sử dụng khác nhau, không có ai có thể đảm bảo rằng thông tin không bị sao chép, đánh cắp hay xuyên tạc Do đó việc xây dựng và hoạch định ra một chính sách, triển khai xây dựng hệ thống mạng một cách an toàn nhằm tạo ra một môi trường mạng “trong sạch” đang là một vấn đề được rất nhiều tổ chức, doanh nghiệp, quốc gia quan tâm Để làm được điều này, các cơ quan tổ chức cần phải xây dựng cho mình một chính sách bảo vệ môi trường mạng của mình một cách thiết thực nhất Dựa trên những yêu cầu đặt ra ban đầu, thông qua những hiểu biết về việc cấu hình thiết bị mạng, phối kết hợp chúng để chúng phát huy được những điểm mạnh sẵn có và khắc phục được các điểm yếu cho nhau nhằm đạt được mục tiêu chính là bảo vệ an toàn cho hệ thống mạng đó.

Với đồ án tốt nghiệp đề tài: ”Mạng LAN và các phương pháp bảo mật”, em muốn nêu lên một số phương pháp giúp cho người quản trị mạng có

Nội dung đồ án được chia thành các phần:

Phần 1: Tổng quan về mạng máy tínhPhần 2: Thiết kế mạng LAN và WAN

Phần 3: Một số phương pháp tấn công và các biện pháp bảo vệ mạng

Phần 4: Xây dựng mô hình hệ thống mô phỏngKết luận

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNHCHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 Mạng và kết nối mạng

Ở mức độ cơ bản nhất, mạng (network) bao gồm hai máy tính nối với nhau bằng cáp (cable) sao cho chúng có thể dùng chung dữ liệu Mọi mạng máy tính cho dù tinh vi phức tạp đến bao nhiêu đi nữa thì cũng đều bắt đầu từ những hệ thống đơn giản như vậy Đây chính là một thành tựu lớn lao trong công nghệ truyền thông.

Mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ (share) dữ liệu của người dùng máy tính Máy tính cá nhân là công cụ tuyệt vời giúp tạo dữ liệu, bảng tính, hình ảnh và nhiều dạng thông tinh khác nhưng lại không cho phép nhanh chóng chia sẻ dữ liệu bạn đã tạo cho mọi người cùng xem và thưởng thức.

Không có hệ thống mạng dữ liệu, muốn mang thông tin sang các máy tính khác bạn chỉ có thể dùng tới sự giúp đỡ của đĩa mềm (floppy), hoặc là in tài liệu cần chia sẻ ra giấy Đó là sự hạn chế rất lớn của việc thiếu môi trường mạng Đây chính là sự làm việc trong môi trường độc lập, do đó hiệu quả công việc không cao Nếu một người trong môi trường độc lập nối máy tính của mình với máy tính của nhiều người khác, anh ta sẽ có thể sử dụng dữ liệu trên các máy tính khác, kể cả máy in.

Một nhóm máy tính và các thiết bị ngoại vi kết nối với nhau bởi các

đường truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó được gọi là mạng (network),

còn khái niệm các máy tính nối với nhau dùng chung tài nguyên gọi là nối mạng (networking).

Đường truyền hữu tuyến gồm có:+Cáp đồng trục (coxial cable).

+Cáp đôi xoắn (twisted pair cable), gồm hai loại STP và UTP.+Cáp quang (fiber optic cable).

Đường truyền vô tuyến gồm có:+Radio.

+Sóng cực ngắn (micro wave).+Hồng ngoại (infrared).

Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Cách nối các máy tính gọi là topology của mạng, còn tập hợp các quy tắc, quy ước truyền thông gọi là giao thức (protocol) của mạng.

*Topo mạng:

Một số topo thường được dùng là:

+Bus (xa lộ): Tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền chính Đưòng truyền này được giới hạn 2 đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là

terminator Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T Khi 1 trạm

truyền dữ liệu, tín hiệu được quảng bá trên 2 chiều của bus, nghĩa là tất cả các trạm còn lại đều có thể nhận được.

+Ring (vòng): Tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chiều duy nhất Mỗi trạm được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu và chuyển đến trạm kế tiếp trên vòng Cần thiết phải có giao thức điều khiển việc cấp phát “quyền” được truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu.

+Star (hình sao): Tất cả các trạm được nối vào 1 thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích của tín hiệu Tuỳ theo yêu cầu của truyền thông mạng thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch (switch), bộ chọn đường (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh (hub) Star là topo lắp đặt đơn giản, dễ cấu hình, dễ kiểm soát và khắc phục sự cố Tuy nhiên độ dài đường truyền với thiết bị trung tâm bị hạn chế (khoảng 100m).

+Extended star (hình sao mở rộng): Nó cũng tương tự dạng hình sao Các bộ tập trung của các mạng hình sao lại được được nối vào một bộ tập trung khác.

+Hierarchical (phân lớp): Topo này cũng tương tự như dạng sao mở rộng Sự khác biệt ở đây là ở đây không sử dụng nút trung tâm như hình sao mở rộng.

+Mesh (tổng hợp): Trong dạng này, tất cả các thiết bị đều có đường nối trực tiếp đến thiết bị khác Ưu điểm của dạng này là đảm bảo mạng vẫn hoạt động bình thường trong trường hợp có một vài kết nối nào đó bị hỏng Tuy nhiên dạng này chi phí cao do mất nhiều dây nối giữa các trạm Topo này thường được dùng trong các mạng lõi (backbone).

Hình 1.1.2: Một số topology mạng thông thường

2 Các loại hình mạng

Theo cơ chế hoạt động thì mạng máy tính được chia làm hai loại, đó là mạng ngang hàng và mạng dựa trên máy phục vụ.

*Mạng ngang hàng (peer to peer):

Mạng ngang hàng là sự lựa chọn lý tưởng cho các môi trường mạng:+Có ít hơn 10 người dùng.

+Tất cả người dùng đều ở trong một khu vực.+Tính bảo mật không phải là vấn đề quan trọng.

+Số người dùng và mạng sẽ hạn chế phát triển trong tương lai gần.

Hình 1.1.3: Peer to peer network

Trong mạng ngang hàng người dùng có thể quản lý tài nguyên của mình, có thể chia sẻ cũng như không cho phép truy cập dữ liệu từ những người dùng khác Một ưu điểm rất lớn của mạng ngang hàng là rất dễ cài đặt và sử dụng Như vậy trong một số trường hợp sử dụng mạng ngang hàng là một giải pháp tương đối tốt.

*Mạng dựa trên máy phục vụ (client/server):

Trong trường hợp có nhiều hơn 10 người dùng mạng ngang hàng sẽ không đáp ứng được yêu cầu đặt ra Vì thế hầu hết các mạng đều có máy phục vụ chuyên dụng Máy phục vụ chuyên dụng là máy chủ hoạt động như một máy phục vụ chứ không kiêm luôn vai trò của máy khách hay máy trạm Máy phục vụ có tính chuyên dụng vì chúng được thiết kế tối ưu hoá để phục vụ nhanh yêu cầu của khách trên mạng cũng như đảm bảo an toàn cho tập tin và thư mục Mạng dựa trên máy phục vụ đã trở thành mô hình chuẩn cho hệ thống mạng ngày nay.

Mạng dựa trên máy phục vụ đã giải quyết được một số nhược điểm của mạng ngang hàng, vấn đề an ninh và mở rộng mạng đã được đáp ứng tốt hơn Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm nhất định Các máy server yêu cầu cấu hình cao và thông thường rất đắt Ngoài ra nếu chỉ dùng một máy server thì mạng sẽ ngừng làm việc nếu như server hỏng.

Theo phân vùng địa lý thì mạng máy tính được chia thành các loại hình sau:

*Mạng cục bộ LAN (local area network):

Đây là loại hình mạng được cài đặt trong môi trường tương đối nhỏ (ví dụ trong 1 toà nhà, trong một trường học …) Một số công nghệ mạng LAN thông dụng là Ethernet, Tocken Ring, FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

*Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network):

Đây là mạng được cài đặt trong một đô thị hoặc trong một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính nhỏ hơn 100km.

*Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network):

Mạng WAN kết nối các mạng trong một vùng địa lý rộng, phạm vi có thể là trong một quốc gia và thậm chí cả lục địa Một số công nghệ thường dùng trong mạng WAN là ISDN (Intergrated Services Digital Network, DSL

(Digital Subscriber Line), Frame relay, SONET (Synchronous Optical Network).

Theo kĩ thuật chuyển mạch thì ta sẽ có các loại mạng sau: mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển mạch gói.

*Mạng chuyển mạch kênh (circuit switched network):

Khi có hai thực thể muốn trao đổi thông tin thì giữa chúng thiết lập một kênh cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc Các dữ liệu chỉ được truyền theo một đường cố định đó Phương pháp này có hai nhược điểm đó là phải mất thời gian thiết lập kênh cố định giữa hai thực thể và hiệu suất sử dụng đường truyền không cao trong trường hợp cả hai bên đều hết thông tin để truyền trong khi các thực thể khác không được sử dụng kênh này.

*Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network):

Thông báo (message) là một đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước Mỗi thông báo đều có vùng thông tin điều khiển trong đó chỉ định rõ đích của thông báo Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút có thể chuyển thông báo đến nút kế tiếp trong đường dẫn đến đích của nó Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể được gửi đi trên các con đường khác nhau Phương pháp này có hiệu suất sử dụng đường truyền cao, mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông báo cho đến khi kênh truyền rỗi rồi mới gửi thông báo đi do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn.

*Mạng chuyển mạch gói (packet switched network):

Mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng quy định trước Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển trong đó có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích Các gói tin thuộc một thông báo nào đó có thể đi theo các con đường khác nhau để đi đến đích

Điểm khác biệt là ở chỗ gói tin được giới hạn kích thước sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ gói tin mà không phải lưu trữ tạm thời Bởi vậy mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch thông báo Vấn đề cơ bản nhất của phương pháp này là tập hợp các gói tin và sắp xếp sao cho đúng thứ tự trong trường hợp các gói đi theo các đường khác nhau Như vậy cần phải có các cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc bị lỗi trong quá trình truyền.

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ THIẾT BỊ MẠNG THÔNG THƯỜNG

1 Cáp

Cáp dùng làm phương tiện truyền dẫn kết nối giữa các thành phần của mạng với nhau Có một số loại cáp thông thường là cáp đồng trục (coxial), cáp xoắn đôi (twisted pair) và cáp sợi quang (fiber optic).Trong mô hình OSI cáp được coi là thiết bị tầng 1.

Bảng 1.2.1: Một số loại cáp thông dụng

Cáp đồng trục mảnh 10Base2

Cáp đồng trục dầy 10Base5

Cáp xoắn đôi

10BaseT Cáp quangChi phí Cao hơn cáp

Sử dụng

Trong các địa điểm có yêu cầu bảo mật

Sử dụng rất phổ biến

Những môi trường đòi hỏi

tốc độ, bảo mật cao

2 Card mạng

Card mạng (Network Interface Card – NIC) dùng để kết nối giữa máy tính và phương tiện truyền dẫn Mỗi card mạng được đại diện bởi một địa chỉ MAC (Media Access Control) dài 48bit quy định bởi nhà sản xuất Trong mạng LAN thì địa chỉ MAC được dùng để quyết định điểm đến của gói tin.NIC được coi là thiết bị tầng 2 trong mô hình OSI.

3 Hub

Được dùng trong mạng LAN, hoạt động ở tầng 1 (physical).Trên Hub có nhiều cổng để kết nối với máy tính Các máy tính được nối vào Hub sẽ nằm trong 1 vùng xung đột (collision domain) Trong cùng 1 thời điểm chỉ có 1 máy được gửi dũ liệu đi Các máy bị chia sẻ bandwidth nhưng bù lại giá thành lại rẻ Ngày nay Hub ít được sử dùng và được thay thế bằng switch.

4 Bridge

Hoạt động ở tầng 2 (Data link) Bridge dùng để kết nối 2 hoặc nhiều mạng Lan với nhau Ở mỗi cổng của bridge là một vùng xung đột Bridge dùng địa chỉ MAC để quyết định xem có cho gói tin đi qua không Tốc độ hoạt động của bridge cao hơn của hub.

5 Switch

Hoạt động ở tầng 2 Cũng giống như bridge, switch dùng để kết nối các mạng Lan với nhau Thay vì dùng phần mềm như bridge, switch dùng phần cứng nên tốc độ hoạt động nhanh hơn rất nhiều

6 Router

Hoạt động ở tầng 3 (Network) Mỗi cổng của router là một vùng quảng bá (broadcast domain) Router hoạt động dựa trên địa chỉ tầng 3, có nhiệm vụ xác định đường đi tới đích tối ưu cho các gói dữ liệu, định tuyến điều khiển luồng để đảm bảo tốc độ và tính toàn vẹn của dữ liệu.

7 Card mạng không dây và điểm truy cập

Khi dùng mạng không dây mỗi máy tính cũng cần một thiết bị kết nối với đường truyền gọi là Wireless Nic Các máy tính sẽ được kết nối thông qua một điểm truy cập chung gọi là Access Point (AP) Chúng ta có thể coi như Access Point giống như là hub trong mạng LAN thông thường.

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH OSI VÀ TCP/IP

1 Mô hình OSI

Để giảm độ phức tạp khi thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các mạng máy tính đều được phân tích và thiết kế theo quan điểm phân tầng Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem là một cấu trúc đa tầng trong đó mỗi tầng được xây trên tầng trước đó Số lượng các tầng cũng như tên và chức năng của các tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế.

Khi thiết kế các nhà thiết kế tự lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình, từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng: phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau, sử dụng các bộ giao thức khác nhau… Sự không tương thích này gây ra những khó khăn trong việc tương tác giữa những người sử dụng Các nhà sản xuất và các nhà nghiên cứu, thông qua các tổ chức chuẩn hoá quốc gia và quốc tế, tích cực tìm ra sự hội tụ cho các sản phẩm mạng trên thị trường Đê có được điều đó, trước hết cần xây dựng được một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm về mạng.

Vì lý do đó, Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO (International

Organization for Standardization) đã xây dựng Mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Referrence Model for Open Systems

Interconnection) Mô hình này được dùng làm cơ sở cho việc nối kết các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán “Mở” ở đây nói lên khả năng 2 hệ thống có thể nối kết để trao đổi thông tin với nhau nếu chúng tuân thủ mô hình tham chiếu và các chuẩn liên quan.

1.1 Kiến trúc phân tầng

Mô hình OSI được chia làm 7 tầng Mỗi tầng OSI có những chức năng mạng được định rõ, các chức năng của mỗi tầng giao tiếp với chức năng của tầng ngay bên trên và ngay bên dưới nó Tầng thấp nhất định nghĩa phương

tiện vật lý của mạng và các tác vụ liên quan như đưa bit dữ liệu lên card mạng và cáp Tầng cao nhất định nghĩa cách thức chương trình ứng dụng truy cập các dịch vụ truyền thông Tầng càng cao nhiệm vụ của tầng càng trở nên phức tạp.

7 Ứng dụng (Application Layer)6 Trình diễn (Presentation Layer)5 Phiên (Session Layer)

4 Giao vận (Transport Layer)3 Mạng (Network Layer)

2 Liên kết dữ liệu (DataLink Layer)1 Vật lý (Physical Layer)

Hình 1.3.1: Mô hình OSI 7 tầng

Mỗi tầng cung cấp dịch vụ hoặc hoạt động chuẩn bị dũ liệu để chuyển giao qua mạng đến các máy tính khác Mỗi tầng được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn và hoạt động của tầng trước đó.

1.2 Chức năng của các tầng trong mô hình OSI*Tầng vật lý:

Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bit không có cấu trúc qua đường truyền vật lý, truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện cơ, điện, hàm, thủ tục Tầng vật lý định nghĩa cách kết nối giữa cáp và card mạng như thế nào Chẳng hạn, nó định rõ bộ nối có bao nhiêu chân và chức năng của từng chân như thế nào Tầng này cũng định rõ kĩ thuật truyền nào sẽ được dùng để gửi dữ liệu lên cáp mạng.

Tầng vật lý chịu trách nhiệm truyền bit (bit 0 và bit 1) từ máy tính này sang máy tính khác Bản thân bit không có ý nghĩa rõ rệt Tầng vật lý định rõ sự mã hoá bit và sự đồng bộ, bảo đảm rằng khi truyền đi bit 1 thì sẽ nhận được bit 1 chứ không phải là bit 0 Tầng vật lý cũng định rõ mỗi bit kéo dài bao lâu và được diễn dịch thành xung điện hay xung ánh sáng thích hợp với cáp mạng như thế nào.

*Tầng liên kết dữ liệu:

Cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy, gửi các khung dữ liệu (frame) với các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết

*Tầng mạng:

Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện việc kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần Tầng mạng cung cấp phương tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng, bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau.

*Tầng giao vận:

Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu mút (end to end), thực hiện việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng giữa hai đầu mút Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh (multiplexing), cắt/hợp dữ liệu nếu cần Tầng giao vận là ranh giới giữa các tầng thấp và các tầng cao trong mô hinh OSI, nó vừa phải biết về yêu cầu chất lượng dịch vụ (Quality of Service – QOS) của người sử dụng đồng thời cũng phải biết được khả năng cung cấp dịch vụ của mạng bên dưới.

*Tầng ứng dụng:

Cung cấp các phương tiện để người sử dụng có thể truy nhập được vào môi trường OSI, đồng thời cung cấp các dịnh vụ thông tin phân tán.

1.3 Quan hệ giữa các tầng trong mô hình OSI

Nhiệm vụ của mỗi tầng là cung cấp dịch vụ cho tầng ngay bên trên nó và đưa yêu cầu đối với tầng ngay bên dưới nó Các tầng được thiết lập theo cách thức qua đó mỗi tầng hoạt động như thể nó đang giao tiếp với tầng đối tác của nó trong máy tính khác Đây là dạng giao tiếp ảo hay giao tiếp logic giữa những tầng đồng mức Thật sự là giao tiếp xảy ra giữa các tầng kề nhau trên cùng 1 máy tính.

Hình 1.3.2: Quan hệ giữa các tầng trong mô hình OSI

Thông tin truyền trên mạng giữa nguồn và đích được gọi là các gói dữ liệu (data packets) Một máy tính (host A) muốn gửi dữ liệu đến một máy tính khác (host B) thì dữ liệu phải tuân theo một quá trình gọi là quá trình đóng gói (Encapsulation).

Khi dữ liệu chạy từ tầng trên xuống tầng dưới, mỗi tầng sẽ thêm một phần đầu (header) và có thể là phần cuối (trailer) vào dữ liệu trước khi chuyển xuống tầng dưới Các phần header và trailer này chứa thông tin điều khiển cho các thiết bị mạng và đầu nhận để đảm bảo dữ liệu được chuyển đến đúng

nơi nhận Thông tin từ tầng ứng dụng qua tầng trình diễn sẽ được chuyển đổi sao cho nó có thể truyền qua mạng Ở tầng giao vận, dữ liệu sẽ được đóng gói để thực hiện truyền giữa hai đầu mút (end to end) Qua tầng mạng, địa chỉ mạng sẽ được thêm vào phần header Phần header thêm vào này chứa địa chỉ logic của nguồn và đích Đến tầng liên kết dữ liệu các gói dữ liệu sẽ được chuyển thành các khung (frame) Phần header của khung sẽ chứa thông tin về địa chỉ vật lý của nguồn và đích Ngoài ra có thể có thêm phần trailer chứa thông tin sửa lỗi Đến tầng vật lý dữ liệu sẽ được chuyển thành dạng bit để truyền trên đường truyền đến nơi nhận.

Hình 1.3.3: Quá trình Encapsulation

Tại nơi nhận, quá trình xảy ra ngược lại (De-Encapsulation) Ở mỗi tầng sẽ nhận dữ liệu, loại bỏ thông tin của tầng mình rồi chuyển lên tầng tiếp theo Khi thông tin chuyển đến tầng ứng dụng, mọi thông tin về địa chỉ đã được loại bỏ, dữ liệu trở về dạng ban đầu mà máy nhận có thể đọc được.

Ngoại trừ tầng thấp nhất trong mô hình mạng, không tầng nào có thể truyền trực tiếp thông tin sang tầng tương ứng trên máy tính khác Thông tin cần phải truyền xuống các tầng dưới và ở máy nhận lại truyền ngược lên tầng tương ứng Ví dụ tầng mạng của máy gửi (host A) gửi thông tin thì nó sẽ qua tầng liên kết dữ liệu và tầng vật lý rồi qua cáp mạng đến tầng vật lý của máy nhận (host B), sau đó qua tầng liên kết dữ liệu và đến nơi nhận là tầng mạng.

Mỗi tầng có một giao thức điều khiển riêng của nó Giao thức này sẽ quyết định tầng dưới sẽ phải cung cấp những dịch vụ nào cho tầng trên và quy định rõ những dịch vụ này được truy cập như thế nào.

2 Mô hình TCP/IP

2.1 Kiến trúc phân tầng

Cũng giống như mô hình OSI, mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) cũng sử dụng kiến trúc phân tầng TCP là một giao thức kiểu có kết nối (Connection Oriented), tức là cần phải có một giai đoạn thiết lập liên kết giữa 2 thực thể TCP trước khi chúng thực hiện trao đổi dữ liệu IP là một giao thức kiểu không có kết nối (Connectionless), nghĩa là không cần phải thiết lập kết nối trước khi thực hiện trao đổi thông tin Trong mô hình TCP/IP không chỉ sử dụng hai giao thức TCP và IP mà ngoài ra còn sử dụng rất nhiều các giao thức khác như UDP,FTP… Tuy nhiên trên môi trường Internet hiện nay chủ yếu sử dụng 2 giao thức là TCP và IP.

Hình 1.3.4: So sánh giữa OSI và TCP/IP

Mô hình TCP/IP gồm 4 tầng: Tầng ứng dụng (Application), tầng giao vận (Transport), tầng Internet, tầng truy cập mạng (Network Access) Tương quan giữa mô hình TCP/IP và mô hình OSI như trên hình.

2.2 Các tầng trong mô hình TCP/IP*Tầng ứng dụng:

Tầng ứng dụng của TCP/IP tương đương với 3 tầng trên cùng của mô hình OSI do vậy nó mang chức năng tổng hợp của cả 3 tầng Một số giao thức thường dùng của tầng ứng dụng :

+HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Giao thức này sử dụng bởi World Wide Web (www) HTTP quy định việc định dạng và truyền các bản tin như thế nào.

+FTP (File Transfer Protocol): Đây là giao thức truyền tệp, được sử dụng để truyền từ máy này sang máy khác Giao thức này đảm bảo sự tin cậy và sử dụng kiểu có kết nối.

+TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Cũng là giao thức truyền tệp như FTP nhưng là dạng không kết nối Nó không đảm bảo sự tin cậy nhưng tốc độ lại nhanh hơn FTP rất nhiều Nó được sử dụng chủ yếu trong môi trường mạng LAN vì môi trường này rất ít xảy ra lỗi.

+SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao thức chuyển e-mail trong mạng máy tính.

+Telnet (Terminal emulation): Giao thức cho phép điều khiển 1 thiết bị từ một thiết bị ở xa.

+SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức cho phép quan sát và điều khiển các thiết bị mạng trong việc cấu hình, bảo mật…

+DNS (Domain Name System): Hệ thống chuyển từ tên miền sang địa chỉ IP của nó.

*Tầng giao vận:

Tầng giao vận cung cấp các dịch vụ chuyển dữ liệu từ máy gửi sang máy nhận Nó thiết lập 1 kết nối logic giữa máy gửi và máy nhận (end to end) Ngoài ra nó cũng tham gia vào việc điều khiển luồng và cung cấp thông tin đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu nhận được.

Lớp giao vận dùng hai giao thức là TCP và UDP (User Datagram Protocol) UDP là một giao thức không có kết nối.

Ngoài ra tầng này còn có một số giao thức khác:+ICMP (Internet Control Message Protocol).

+ARP (Address Resolution Protocol): giao thức chuyển từ địa chỉ IP sang địa chỉ MAC tương ứng.

+RARP (Reveser ARP): giao thức chuyển từ địa chỉ MAC sang địa chỉ IP.

*Tầng truy cập mạng:

Tầng này tương đương với 2 tầng dưới cùng của mô hình OSI Nó có nhiệm vụ thiết lập kết nối vật lý giữa máy tính và đường truyền của mạng Tầng này bao gồm kĩ thuật của mạng LAN và WAN Như vậy các công nghệ được sử dụng trong tầng này là Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, ATM, Frame Relay…

Các giao thức thường dùng trong tầng này là ARP và RARP.2.3 Giao thức IP

Mục đích của IP (Internet Protocol) là cung cấp sự liên kết các mạng con tạo thành liên mạng để truyền dữ liệu Vai trò của IP giống như vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI Mặc dù từ Internet xuất hiện trong tên của nó nhưng không nhất thiết phải sử dụng trên Internet IP có thể sử dụng trong các mạng mà không có liên hệ gì với internet.

*Địa chỉ IP:

Để có thể truyền thông tin giữa các máy tính trong mạng, mỗi máy tính cần có một địa chỉ xác định gọi là địa chỉ IP Hiện nay mỗi địa chỉ IP được tạo bởi một số 32 bit (Ipv4) và được chia thành 4 vùng Giữa các vùng cách nhau bởi dấu chấm Mỗi vùng gọi là một octet, gồm 1 byte có thể biểu diễn dưới dạng thập phân, nhị phân… nhưng phổ biến nhất là biểu diễn dưới dạng thập phân Như vậy mỗi địa chỉ IP được biểu diễn bởi 4 số có giá trị từ 0 đến 255 Ví dụ: 192.168.1.0 Mỗi địa chỉ IP được đặt cho 1 host duy nhất trên mạng.

+Broadcast: Thể hiện tất cả các nút trên mạng, thông thường đó là tất cả các host trên một mạng con địa phương.

Các địa chỉ IP được chia làm 2 phần, một phần để xác định mạng (Net ID), một phần để xác định địa chỉ host (Host ID) Hai mạng khác nhau thì cần có hai địa chỉ mạng khác nhau, hai máy tính khác nhau trong cùng một mạng cần có hai địa chỉ host khác nhau Hai máy tính trong cùng một mạng sẽ chung địa chỉ mạng.

*Các lớp địa chỉ IP:

Có 5 lớp địa chỉ IP là các lớp A,B,C,D,E trong đó các lớp A,B,C được dùng để đánh địa chỉ thông thường, còn các lớp D,E dùng để dự phòng và nghiên cứu.

Hình 1.3.5: Các lớp địa chỉ IP

+Địa chỉ lớp A: Cung cấp cho các mạng có số lượng máy tính lớn Byte đầu tiên xác định địa chỉ mạng, 3 byte tiếp theo xác định địa chỉ máy trạm Octet đầu tiên của địa chỉ lớp A có giá trị từ 0 đến 127 và có bít đầu tiên là bit 0

+Địa chỉ lớp B: Cung cấp cho các mạng có số lượng máy tính trung bình Hai byte đầu xác định địa chỉ mạng, 2 byte cuối xác định địa chỉ máy trạm Octet đầu tiên có giá trị từ 128 đến 191 và có hai bit đầu tiên là 10.

+Địa chỉ lớp C: Cung cấp cho các mạng nhỏ, có ít máy tính Ba byte đầu tiên xác định địa chỉ mạng, byte cuối cùng xác định địa chỉ máy trạm Octet đầu tiên có giá trị từ 192 đến 223 và có 3 bit đầu tiên là 110.

+Địa chỉ lớp D: Dùng để dự phòng Octet đầu tiên có giá trị từ 224 đến 239 và có 4 bit đầu tiên là 1110.

+Địa chỉ lớp E: Dùng để nghiên cứu Octet đầu tiên có giá trị từ 240 đến 254 và có 5 bit đầu tiên là 11110.

Bảng 1.3.1: Phân lớp địa chỉ IP

B 16382 (214 – 2) 65534 (216 – 2)C 2091150 (221 – 2) 254 (28 – 2)Có một số trường hợp đặc biệt:

+Tất cả các bit của phần host đều là 0: Địa chỉ mạng.+Tất cả các bit của phần host đều là 1: Địa chỉ broadcast.

+Tất cả các bit của phần network đều là 0 hoặc đều là 1: Không được sử dụng.

+Địa chỉ 127.x.x.x đùng trong các trường hợp đặc biệt Ví dụ địa chỉ loopback 127.0.0.1

*Subnet Mask:

Để tiện cho việc quản lý địa chỉ IP, mỗi mạng có thể chia thành các mạng con (subnets) Thực chất việc chia nhỏ này là dùng phương pháp mượn một số bit trong phần host bit để làm network bit Việc này được thực hiện bằng địa chỉ subnet mask Subnet mask cũng giống như địa chỉ IP, gồm 32 bit trong đó:

+Các bit 1 dùng để xác định địa chỉ mạng trên địa chỉ IP.+Các bit 0 đùng để xác định địa chỉ host trên địa chỉ IP.

Ví dụ địa chỉ lớp A là 10.0.0.5, nếu không mượn bit nào thì subnet mask có giá trị là 255.0.0.0, nếu mượn 8 bit phần host để làm địa chỉ mạng thì subnet mask sẽ có giá trị là 255.255.0.0

Từ địa chỉ IP ta thực hiện phép toán logic AND với địa chỉ subnet mask sẽ ra địa chỉ mạng nơi đến Kết quả này được dùng cho thuật toán tìm đường trên mạng Với địa chỉ subnet mask, số bit dùng để đánh địa chỉ cho host có thể nhỏ hơn bình thường Các mạng con thường được xác định bằng địa chỉ có thêm phần chú thích số bit được dùng để đánh địa chỉ mạng Ví dụ mạng

172.16.1.0/24 mô tả subnet 172.16.1.0 thuộc lớp B nhưng có 24 bit dùng cho địa chỉ mạng và 8 bit dùng cho địa chỉ host Như vậy mạng này chỉ có tối đa 254 máy chứ không phải là 65534 máy.

*Địa chỉ IP công cộng (Public IP) và địa chỉ IP cá nhân (Private IP):Địa chỉ IP trước đây được quản lý và phân phối bởi NIC (Network Information Center) và bây giờ là IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Địa chỉ IP công cộng là duy nhất, hai máy tính kết nối với mạng công cộng thì phải có địa chỉ IP khác nhau Địa chỉ IP công cộng chỉ được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP) hoặc bỏ tiền ra mua Hiện nay địa chỉ IP công cộng đang ngày một cạn kiệt Việc sử dụng địa chỉ IP cá nhân là một cách rất tốt góp phần tiết kiệm địa chỉ IP.

Private IP bao gồm 3 dải địa chỉ:+10.0.0.0 đến 10.255.255.255+172.16.0.0 đến 172.31.255.255+192.168.0.0 đến 192.168.255.255

Địa chỉ private được sử dụng trong các mạng nội bộ Các router trên Internet sẽ bỏ qua địa chỉ private Để kết nối giữa mạng sử dụng địa chỉ private và mạng internet cần có một bộ chuyển đổi từ địa chỉ private sang địa chỉ public Việc chuyển đổi này được thực hiện bởi NAT (Network Address Translation).

Ngoài ra để khắc phục tình trạng thiếu địa chỉ IP người ta còn sử dụng một số phương pháp khác như phương pháp cung cấp địa chỉ IP động BOOTP (Bootstrap Protocol) hay DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Khi thực hiện phương pháp này thì mỗi máy trên mạng không nhất thiết phải có một địa chỉ IP cố định mà nó sẽ được server cung cấp cho một địa chỉ IP khi kết nối.

Một cách khác nữa là việc nghiên cứu phát triển địa chỉ IP version 6 (Ipv6) Ipv6 dùng 128 bit, do đó số lượng địa chỉ là rất lớn, có thể đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển như hiện nay.

PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠNG LAN VÀ WANCHƯƠNG 1: THIẾT KẾ MẠNG LAN

1.Yêu cầu chung

Thiết kế một mạng máy tính có thể coi là một nhiệm vụ không dễ dàng, nó không đơn giản chỉ là việc kết nối các máy tính với nhau Một mạng máy tính yêu cầu rất nhiều đặc điểm để đảm bảo tính tin cậy, khả năng quản lý và có thể dễ dàng mở rộng Người thiết kế mạng phải biết được rằng mỗi phần của mạng có những yêu cầu thiết kế khác nhau.

Thông thường, việc thiết kế một mạng cần thoả mãn các yêu cầu sau:

+Đảm bảo chức năng (Functionality): Mạng được thiết kế cần phải làm việc Mạng cần đáp ứng những yêu cầu của người dùng, có thể kết nối mọi người với nhau hoặc là giữa người dùng với các ứng dụng và phải đảm bảo tốc độ cũng như độ tin cậy nào đó.

+Khả năng mở rộng (Scalability): Mạng có thể mở rộng được Mạng thiết kế ban đầu có thể mở rộng mà không phải thay đổi các thành phần chính của mạng Đây là một yêu cầu tương đối quan trọng bởi vì ngày nay sự phát triển về số lượng người dùng trong mạng là rất lớn.

+Khả năng thích ứng (Adaptability): Mạng được thiết kế sao cho có khả năng thích ứng được với các công nghệ của tương lai, nó không có các yếu tố có thể làm giảm những ứng dụng của các công nghệ mới khi các công nghệ này được sử dụng Ví dụ cáp UTP Cat5 mới chỉ sử dụng 2 đôi dây, nếu sử dụng thêm các đôi dây nữa có thể tăng tốc độ lên, trong khi đó cáp đồng trục sẽ không đáp ứng được điều này.

+Khả năng quản lý (Manageability): Mạng được thiết kế sao cho người quản trị dễ dàng trong việc quản lý và giám sát hoạt động của mạng.

Ngoài các yêu cầu trên, trong thiết kế mạng LAN cũng cần tính đến một số vấn đề khác như vai trò và vị trí của các server, kích thước của các vùng quảng bá và vùng xung đột…

Hình 2.1.1: Mô hình thiết kế mạng LAN

Các server cho phép người dùng giao tiếp với nhau, chia sẻ thông tin và các ứng dụng Có 2 loại server là enterprise và workgroup Enterprise server cung cấp ứng dụng cho tất cả các người dùng trong mạng, ví dụ như mail server hay là DNS server Workgroup server cung cấp các ứng dụng riêng cho từng phần của mạng.

Thông thường enterprise server được đặt trong MDF (Main Distribution Facility) còn workgroup server được đặt trong IDF (Intermediate Distribution Facility) MDF và IDF sẽ bao gồm cả các panel để kết nối giữa các thiết bị để tránh việc trực tiếp sử dụng các cổng của thiết bị có thể dẫn đến hỏng hóc Có 2 dạng panel là HCC (horizontal cross-connect) và VCC

(vertical cross-connect) HCC dùng để kết nối giữa cáp của thiết bị tầng 1 với các cổng của switch VCC để kết nối giữa IDF và MDF.

Việc phân tích và thiết kế một mạng LAN sẽ trở nên đơn giản và dễ dàng hơn nếu phân chia công việc tương ứng theo các tầng của mô hình OSI.

2 Lớp 1

Khi thiết kế một mạng máy tính, việc sử dụng cáp loại nào cũng là một phần rất quan trọng Ngày nay hầu hết các mạng LAN đều sử dụng công nghệ Fast Ethernet với tốc độ 100 Mbps Việc thiết kế bao gồm cả việc đưa ra loại cáp được dùng trong từng thành phần của mạng (có thể dùng cáp đồng, cáp quang hoặc cáp xoắn đôi).

Tuỳ thuộc vào khoảng cách giữa các thiết bị và yêu cầu về tốc độ mà quyết định việc dùng loại cáp nào cho hợp lý Thực tế việc sử dủng cáp UTP cat5 là phổ biến nhất hiện nay Đối với mạng đường trục (backbone) thường dùng cáp quang do yêu cầu về lưu lượng và độ an toàn lớn

Hình 2.1.2: Các lớp trong thiết kế mạng LAN

3 Lớp 2

Thiết bị chủ yếu sử dụng trong tầng 2 là LAN switch Kích thước của các vùng xung đột (collision domain) được quyết định bởi các thiết bị tầng 2 Mỗi cổng của một thiết bị tầng 2 sẽ là một vùng xung đột Như vậy các thiết bị tầng 2 sẽ chia nhỏ các vùng xung đột.

Trên 1 switch có thể có các cổng với các tốc độ khác nhau Các cổng nối với các máy trạm có tốc độ là 10mbps, trong khi đó cổng nối với router có lưu lượng lớn hơn nên có tốc độ là 100mbps (hoặc là 100Mbps và 1000Mbps).

Do mỗi cổng của thiết bị tầng 2 là một vùng xung đột nên các máy dùng chung 1 cổng sẽ bị chia sẻ băng thông Do đó tuỳ vào yêu cầu tốc độ mà quyết định có bao nhiêu máy dùng chung 1 cổng của switch.

4 Lớp 3

Các thiết bị tầng 3 (như là router) sẽ chia nhỏ các vùng quảng bá (broadcast domain) hay là chia nhỏ các mạng LAN Các mạng nhỏ sẽ giao tiếp với nhau thông qua địa chỉ tầng 3 (như là địa chỉ IP)

Việc định tuyến giữa các mạng trong tầng 3 được dựa vào địa chỉ tầng 3, phổ biến nhất là địa chỉ IP và subnet.

Ta đã biết router chuyển các gói tin dựa vào địa chỉ của đích, nó không cho các gói tin quảng bá của mạng LAN đi qua Như vậy mỗi cổng của router là một vùng quảng bá và nó cũng chính là nơi ngăn chặn các thông tin quảng bá của một mạng LAN đi ra ngoài.

Hình 2.1.3: Các gói tin chạy trong VLAN

Khi có 1 tin quảng bá trong mạng thì tất cả các máy trong mạng đó đểu phải xử lý thông tin Để tránh việc xử lý các gói tin không cần thiết chúng ta sử dụng VLAN để chia nhỏ các broadcast domain Đây chính là việc chia 1 vùng xung đột thành các vùng xung đột nhỏ hơn (logical) Các gói tin quảng bá sẽ chỉ chạy trong 1 VLAN nào đó và chỉ có các máy thuộc VLAN đó mới xử lý các gói tin này.

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH PHÂN LỚP MẠNG LAN

Việc thiết kế một mạng LAN sẽ dễ dàng đáp ứng được các yêu cầu nếu sử dụng mô hình phân lớp (Hierarchical Network Design) Mô hình phân lớp nhằm mục đích chia các thành phần của mạng ra làm nhiều phần nhỏ hơn Việc phân chia này được thực hiện dựa trên vai trò của các thành phần Sự phân lớp sẽ giúp cho việc quản lý và giải quyết các sự cố của mạng một cách đơn giản và hiệu quả hơn.

Phổ biến nhất là mô hình 3 lớp: access layer, distribution layer và core layer Access layer cung cấp sự kết nối giữa người dùng và mạng, distribution layer đảm bảo sự liên kết giữa các thành phần khác nhau trong mạng, core layer đảm bảo việc tối ưu hoá quá trình di chuyển các gói tin.

1 Lớp truy cập

Lớp truy cập (Access layer) là điểm kết nối giữa máy trạm (workstations) hoặc máy chủ (server) với mạng Thiết bị được sử dụng ở đây có thể là layer 2 switch (còn gọi là Lan switch) hoặc hub (hiện nay hub đã không còn được sử dụng rộng rãi).

Trong lớp truy cập cũng bao gồm cả việc định tuyến tầng 2 Dựa vào bảng MAC address, các thiết bị tầng 2 có thể trực tiếp chuyển dữ liệu (frame) đến các cổng được kết nối với đích đến.

Hình 2.2.1: Mô hình phân lớp trong thiết kế mạng LAN

Nhiệm vụ chính của access layer là cung cấp kết nối giữa người dùng cuối (end user) với mạng, do đó các thiết bị của lớp này cần đảm bảo yêu cầu giá thành rẻ và có nhiều cổng Tuỳ theo yêu cầu của mạng mà sử dụng các loại thiết bị phù hợp.

Bảng 2.2.1: Một số dòng switch của Cisco sử dụng trong lớp truy cập

Dòng switch Tầng hoạt động

Số cổng Ethernet

Số cổng Fast Ethernet

Số cổng Gigabit

2 Lớp phân bố

Đây là lớp nằm giữa lớp core và lớp access Nhiệm vụ chủ yếu của lớp này là việc bóc tách và xử lý các gói tin dựa trên địa chỉ tầng 3 Các thiết bị của lớp này có thể là router hoặc là switch tầng 3 Đối với mạng nhỏ thì có thể

multilayer switch).Các loại switch này bao gồm chức năng định tuyến của cả router và lại có nhiều cổng như switch Các thiết bị này sẽ chia mạng thành các cùng quảng bá (broadcast domain) Lớp này cũng thực hiện các nhiệm vụ như định tuyến cho VLAN, thực hiện các chính sách bảo mật (firewall, access control lists…) Một số dòng switch Cisco thường được dùng trong lớp này là dòng 5000 family và 6000 family.

3 Lớp lõi

Nhiệm vụ chủ yếu của lớp này là chuyển các gói tin đến mạng đích với tốc độ càng nhanh càng tốt Việc xử lý gói tin không diễn ra ở lớp này mà sẽ do lớp dưới đảm nhận Như vậy các thiết bị của lớp này cần yêu cầu tốc độ hoạt động cao.

Một số dòng switch Cisco được sử dụng trong lớp này là dòng 6500 và 8000.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG WAN

Khác với mạng LAN chỉ hoạt động trong một phạm vị địa lý tương đối nhỏ, mạng WAN (Wide Area Network) hoạt động trong phạm vi lớn hơn nhiều Chúng ta có thể coi WAN chính là mạng dùng để kết nối các mạng LAN với nhau WAN dùng để kết nối giữa các chi nhánh của một tổ chức, giữa các tổ chức với nhau hoặc là với các dịch vụ bên ngoài Trong mạng WAN có thể có rất nhiều dạng traffic khác nhau đi qua như voice, data, video…

1 Các bước thiết kế mạng WAN

Thiết kế mạng WAN cũng được xem là một nhiệm vụ tương đối khó khăn Để có được một mạng WAN hoạt động hiệu quả chúng ta có thể làm theo các bước sau:

+Xác định các mạng LAN cần được kết nối Vì mạng WAN có nhiệm vụ kết nối các mạng LAN với nhau nên việc xác định được các mạng cần kết nối là rất quan trọng Dựa trên bước này chúng ta mới có thể tiến hành các bước tiếp theo.

+Phân tích các traffic chạy trên mạng Việc phân tích này sẽ giúp chúng ta xác định được các yêu cầu của mạng WAN Ví dụ như mạng được thiết kế truyền nhiều voice và video thì yêu cầu bandwidth lớn.

+Xác định topo mạng Dựa trên việc xác định được các mạng LAN cần kết nối ta sẽ lựa chọn được topology phù hợp.

+Lên kế hoạch về bandwidth Thông qua phân tích traffic có thể xác định được bandwidth cần thiết của đường truyền và từ đây xác định công nghệ sẽ được sử dụng.