Giáo trình Thiết kế mạng LAN (Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Thiết kế mạng LAN với mục tiêu giúp các bạn có thể lựa chọn được cấu hình máy tính và thiết bị truyền dẫn thích hợp cho hệ thống mạng; Lựa chọn được hệ điều hành mạng; Lập được hồ sơ thiết kế mạng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐẶNG MINH NGỌC (Chủ biên) LÊ TRỌNG HƢNG – NGUYỄN TUẤN HẢI GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ MẠNG LAN Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI GIỚI THIỆU Từ máy tính đời máy tính khẳng định vai trị lớn phát triển kinh tế - xã hội Công nghệ thông tin ngày phát triển vƣợt bậc, tin học đƣợc ứng dụng rộng rãi tất ngành, lĩnh vực đời sống, đặc biệt lĩnh vực quản lý Mạng LAN đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến, sở, ban ngành, quan, xí nghiệp lắp đặt hệ thống quản trị mạng Tạo điều kiện cho cơng việc quản lý thuận tiện nhanh chóng , xác hơn, hiệu cơng việc cao Mô đun thiết kế mạng LAN mô đun chuyên môn học viên nghề kỹ thuật sửa chữa lắp ráp máy tính Mơ đun nhằm trang bị cho học viên trƣờng công nhân kỹ thuật trung tâm dạy nghề kiến thức mạng máy tính, cách xây dựng mạng quy mơ nhỏ lớn doanh nghiệp, kiến thức học viên áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực kinh doanh nhƣ đời sống Mơ đun làm tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật, học viên nghề khác quan tâm đến lĩnh vực Mặc dù có cố gắng để hồn thành giáo trình theo kế hoạch, nhƣng hạn chế thời gian kinh nghiệm soạn thảo giáo trình, nên tài liệu cịn khiếm khuyết Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy cô nhƣ em học sinh, sinh viên sử dụng tài liệu Địa đóng góp khoa CNTT, Trƣờng Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc, Đƣờng Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021 Chủ biên: Đặng Minh Ngọc MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Bài Tổng quan thiết kế mạng 1.1 Giới thiệu 1.2 Tiến trình xây dựng mạng 22 Bài Mạng Lan thiết bị mạng Lan 49 2.1 Các chuẩn mạng cục 49 2.2 Cơ sở chuyển mạch 51 2.3 Cơ sở định tuyến 54 Bài Thiết kế mạng Lan 69 3.1 Các yêu cầu thiết kế 69 3.2 Qui trình thiết kế mạng 71 3.3 Hồ sơ thiết kế mạng 74 Bài Thi cơng cơng trình mạng 79 4.1 Đọc vẽ 79 4.2 Các kỹ thuật thi cơng cơng trình mạng 80 4.3 Giám sát thi công mạng 86 Bài Cài đặt hệ thống mạng 92 5.1 Cài đặt hệ điều hành mạng 92 5.2 Cài đặt giao thức mạng 94 5.3 Cài đặt dịch vụ mạng 103 5.4 Cấu hình bảo mật 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO 157 CHƢƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Thiết kế mạng LAN Mã số mô đun: MĐ 23 Thời gian mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 30 giờ; Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: + Mơ đun đƣợc bố trí sau sinh viên học xong môn học chung + Mô đun đƣợc bố trí sau sinh viên học xong mơn học/mơ đun: Lắp ráp cài đặt máy tính, Mạng máy tính, Quản trị mạng 1, - Tính chất: + Là mô đun chuyên môn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc II Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Xác định đƣợc mơ hình mạng thích hợp theo u cầu ngƣời sử dụng - Về kỹ năng: + Lựa chọn đƣợc cấu hình máy tính thiết bị truyền dẫn thích hợp cho hệ thống mạng + Lựa chọn đƣợc hệ điều hành mạng + Lập đƣợc hồ sơ thiết kế mạng - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Ý thức tự giác học tập + Tính cẩn thận, xác lập kế hoạch thiết kế hệ thống mạng LAN III Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian TT Tên mô đun Tổng số Lý Thực hành, thuyết tập Kiểm tra* Tổng quan thiết kế mạng 3 Mạng cục (LAN) thiết bị mạng LAN Thiết kế mạng LAN 16 10 Thi cơng cơng trình mạng 18 10 Cài đặt hệ thống mạng 18 10 60 28 30 Cộng * Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính thực hành Bài Tổng quan thiết kế mạng Giới thiệu Bài nhằm giới thiệu cho ngƣời học vấn đề sau : - Nhắc lại mơ hình OSI - Các thiết bị mạng tƣơng ứng với tầng OSI - Các bƣớc cần phải thực để xây dựng mạng máy tính vấn đề liên quan Mục tiêu: - Trình bày đƣợc quy trình thiết kế hệ thống mạng - Trình bày đƣợc chức hoạt động lớp mơ hình OSI - Xây dựng đƣợc bƣớc hệ thống mạng - Tuân thủ, đảm bảo an toàn cho ngƣời thiết bị - Có tinh thần trách nhiệm cao học tập làm việc - Tiết kiệm vật tƣ Nội dung A LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu Mục tiêu: - Trình bày đƣợc lịch sử phát triển mạng máy tính - Biết đƣợc lợi ích việc kết nối mạng máy tính - Phân loại đƣợc loại mạng máy tính - Nêu đƣợc số mơ hình chuẩn hóa 1.1.1 Giới thiệu mạng máy tính Vào năm 50, hệ thống máy tính đời sử dụng bóng đèn điện tử nên kích thƣớc cồng kềnh tiêu tốn nhiều lƣợng Việc nhập liệu vào máy tính đƣợc thực thơng qua bìa đục lỗ kết đƣợc đƣa máy in, điều làm nhiều thời gian bất tiện cho ngƣời sử dụng Đến năm 60, với phát triển ứng dụng máy tính nhu cầu trao đổi thông tin với nhau, số nhà sản xuất máy tính nghiên cứa chế tạo thành công thiết bị truy cập từ xa tới máy tính họ, dạng sơ khai hệ thống mạng máy tính Đến đầu năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 IBM đời cho phép mở rộng khả tính tốn trung tâm máy tính đến vùng xa Đến hững năm 70, IBM giới thiệu loạt thiết bị đầu cuối đƣợc thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thƣơng mại Thông qua dây cáp mạng thiết bị đầu cuối truy cập lúc đến máy tính dùng chung Đến năm 1977, cơng ty Datapoint Corporation tung thị trƣờng hệ điều hành mạng “Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết máy tính thiết bị đầu cuối lại dây cáp mạng, đánh dấu đời mạng máy tính Nói cách bản, mạng máy tính hai hay nhiều máy tính đƣợc kết nối với theo cách cho chúng trao đổi thơng tin qua lại với Hình 1.1: Mơ hình mạng Mạng máy tính đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ dùng chung liệu Khơng có hệ thống mạng liệu máy tính độc lập muốn chia sẻ với phải thông qua việc in ấn hay chép qua đĩa mềm, CD ROM, … điều gây nhiều bất tiện cho ngƣời dùng Các máy tính đƣợc kết nối thành mạng cho phép khả năng: • Sử dụng chung cơng cụ tiện ích • Chia sẻ kho liệu dùng chung • Tăng độ tin cậy hệ thống • Trao đổi thơng điệp, hình ảnh, • Dùng chung thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …) • Giảm thiểu chi phí thời gian lại 1.1.2 Mục đích nối mạng Ngày với lƣợng lớn thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày cao Mạng máy tính trở nên quen thuộc chúng ta, lĩnh vực nhƣ khoa học, quân sự, quốc phòng, thƣơng mại, dịch vụ, giáo dục Hiện nhiều nơi mạng trở thành nhu cầu thiếu đƣợc Ngƣời ta thấy đƣợc việc kết nối máy tính thành mạng cho khả to lớn nhƣ: Hình 1.2: Chia sẻ máy in qua mạng + Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên mạng (nhƣ thiết bị, chƣơng trình, liệu) đƣợc trở thành tài nguyên chung thành viên mạng tiếp cận đƣợc mà khơng quan tâm tới tài nguyên đâu Ngƣời ta dễ dàng bảo trì máy móc lƣu trữ (backup) liệu chung có trục trặc hệ thống chúng đƣợc khơi phục nhanh chóng Trong trƣờng hợp có trục trặc trạm làm việc ngƣời ta sử dụng trạm khác thay + Nâng cao chất lƣợng hiệu khai thác thông tin: Khi thơng tin đƣợc sữ dụng chung mang lại cho ngƣời sử dụng khả tổ chức lại công việc với thay đổi chất nhƣ: - Đáp ứng nhu cầu hệ thống ứng dụng kinh doanh đại - Cung cấp thống liệu - Tăng cƣờng khả xử lý thông tin nhờ kết hợp phận phân tán - Tăng cƣờng truy nhập tới dịch vụ mạng khác đƣợc cung cấp giới Với nhu cầu đòi hỏi ngày cao xã hội nên vấn đề kỹ thuật mạng mối quan tâm hàng đầu nhà tin học Ví dụ nhƣ làm để truy xuất thơng tin cách nhanh chóng tối ƣu nhất, việc xử lý thông tin mạng nhiều đơi làm tắc nghẽn mạng gây thông tin cách đáng tiếc Hiện việc có đƣợc hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế cao đƣợc quan tâm Một vấn đề đặt có nhiều giải pháp cơng nghệ, giải pháp có nhiều yếu tố cấu thành, yếu tố có nhiều cách lựa chọn Nhƣ để đƣa giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp phải trải qua trình chọn lọc dựa ƣu điểm yếu tố, chi tiết nhỏ Để giải vấn đề phải dựa yêu cầu đặt dựa công nghệ để giải Nhƣng công nghệ cao chƣa công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt công nghệ phù hợp 1.1.3 Phân loại mạng 1.1.3.1 Mạng cục LAN Mạng máy tính cục gọi tắt LAN Các LAN bao gồm thành phần sau : + Máy tính + Các card giao tiếp mạng + Đƣờng truyền thiết lập mạng + Các thiết bị mạng Mạng cục LAN tạo điều kiện cho công việc kinh doanh, dùng kỹ thuật máy tính để chia sẻ tập tin máy in cục cách hiệu mở khả truyền thông nội Ví dụ điển hình e- mail Chúng kết dính số liệu, truyền thơng cục phƣơng tiện tính tốn lại với Vài cơng nghệ LAN phổ dụng : + Ethernet + Token Ring + FDDI Hình 1.2 : Mơ hình mạng cục LAN 1.1.3.2 Mạng diện rộng WAN Mạng máy tính diện rộng gọi tắt WAN Các WAN liên nối LAN, từ LAN cung cấp truy xuất đến máy tính hay file server vị trí khác Bởi WAN kết nối mạng user qua phạm vi địa lý rộng lớn, nên chúng mở khả cung ứng hoạt động thông tin cự ly xa cho doanh nghiệp sử dụng WAN cho phép máy tính, máy in thiết bị khác LAN chia sẻ đƣợc chia sẻ với vị trí xa WAN cung cấp truyền thơng tức thời qua miền địa lý rộng lớn Khả truyền instant message đến nơi đâu giới tạo khả truyền thông tƣơng tự nhƣ dạng truyền thông hai ngƣời vị trí địa lý Phần mềm chức cung cấp truy xuất thông tin tài nguyên thời gian thực cho phép hội họp đƣợc tổ chức từ xa Thiết lập mạng diện rộng tạo lớp nhân công đƣợc gọi telecommuter, ngƣời làm việc mà dời khỏi nhà Các WAN đƣợc thiết kế để làm công việc sau: + Hoạt động qua vùng tách biệt mặt địa lý rộng lớn + Cho phép user có khả thơng tin thời gian thực với user khác + Cung cấp kết nối liên tục tài nguyên xa vào dịch vụ cục + Cung cấp e- mail, www, FTP dịch vụ thƣơng mại điện tử Hình 1.3: Mơ hình mạng diện rộng WAN - Vài cơng nghệ WAN phổ biến là: + Modem + Hoán chuyển tƣơng thích (Adaptive - Switching) Giải thuật hốn chuyển tƣơng thích nhằm tận dụng tối đa ƣu điểm hai giải thuật hoán chuyển Lƣu chuyển tiếp giải thuật Xuyên cắt Trong giải thuật này, ngƣời ta định nghĩa ngƣỡng lỗi cho phép Đầu tiên, switch hoạt động theo giải thuật Xuyên cắt Nếu tỉ lệ khung lỗi lớn ngƣỡng cho phép, switch chuyển sang chế độ hoạt động theo giải thuật Lƣu chuyển tiếp Ngƣợc lại tỷ lệ khung lỗi hạ xuống nhỏ ngƣỡng, switch lại chuyển hoạt động theo giải thuật Xuyên cắt + Thông lƣợng tổng (Agregate throughput) Thông lƣợng tổng (Agregate throughput) đại lƣợng dùng để đo hiệu suất switch Nó đƣợc định nghĩa lƣợng liệu chuyển qua switch giây Nó đƣợc tính tích số nối kết tối đa đồng thời giây nhân với băng thông nối kết Nhƣ vậy, thông lƣợng tổng switch có N cổng sử dụng, cổng có băng thơng B đƣợc tính theo công thức sau: Agregate throughput = (N div 2) * (B*2) = N*B Ví dụ: Cho mạng gồm 10 máy tính đƣợc nối lại với switch có cổng 10 Base- T Khi đó, số nối kết tối đa đồng thời 10/2 Mỗi cặp nối kết giây gởi nhận liệu với lƣu lƣợng 10Mbps*2 (do Full duplex) Nhƣ thông lƣợng tổng là: 10/2*10*2 = 100 Mbps 2.3 Cơ sở định tuyến Mục tiêu: - Nêu chức nguyên tắc hoạt động bô định tuyến - Phân loại giải thuật chọn đường 2.3.1 Tổng quan Router Các khái niện chung Bridge switch thiết bị nối mạng tầng hai Switch cho phép liên kết nhiều mạng cục lại với thành liên mạng với băng thông hiệu suất mạng đƣợc cải thiện tốt Nhiệm vụ switch chuyển tiếp khung từ nhánh mạng sang nhánh mạng khác cách có chọn lọc dựa vào địa MAC máy tính Để làm đƣợc điều này, switch cần phải trì nhớ bảng địa cục chứa vị trí tất máy tính mạng Mỗi máy tính chiếm mục từ bảng địa Mỗi switch đƣợc thiết kế với dung lƣợng nhớ giới hạn Và nhƣ thế, 54 xác định khả phục vụ tối đa switch Chúng ta dùng switch đế nối nhiều mạng lại với Hơn nữa, liên mạng hình thành cách sử dụng switch mạng cục bộ, có phạm vi nhỏ Muốn hình thành mạng diện rộng ta cần sử dụng thiết bị liên mạng tầng Đó chọn đƣờng (Router) Hình 2.7: Xây dựng liên mạng router Trong mơ hình trên, mạng LAN 1, LAN 2, LAN mạng Internet đƣợc nối lại với router R1, R2 R3 Router thiết bị liên mạng tầng 3, cho phép nối hai hay nhiều nhánh mạng lại với để tạo thành liên mạng Nhiệm vụ router chuyển tiếp gói tin từ mạng đến mạng để đến đƣợc máy nhận Mỗi router thƣờng tham gia vào mạng Nó thiết bị chuyên dùng với hình dáng giống nhƣ Hub hay switch máy tính với nhiều card mạng phần mềm cài đặt giải thuật chọn đƣờng Các đầu nối kết (cổng) router đƣợc gọi Giao diện (Interface) Các máy tính mạng diện rộng đƣợc gọi Hệ thống cuối (End System), với ý nghĩa nơi xuất phát thông tin lƣu thông mạng, nhƣ điểm dừng thông tin Về mặt kiến trúc, router cài đặt thành phần thực chức từ tầng đến tầng mơ hình OSI Trong End System cài đặt chức bảy tầng Chức định tuyến Trong mạng diện rộng, thƣờng có nhiều đƣờng khác cho đích đến Ta xét trƣờng hợp A gởi cho C gói tin Gói tin đƣợc chuyển đến router R1, đƣợc lƣu vào hàng đợi gói tin chờ đƣợc chuyển R1 Khi gói tin hàng đợi đến lƣợt đƣợc xử lý, router xác định đích 55 đến gói tin, từ tìm router cần chuyển gói tin đến để đến đích Đối với Router 1, có hai đƣờng đi, nối đến router R2 nối đến R3 Khi chọn đƣợc đƣờng cho gói tin, router R1 chuyển gói tin từ hàng đợi đƣờng chọn Một trình tƣơng tự xảy Router Cứ nhƣ thế, gói tin đƣợc chuyển từ router đến router khác đến đƣợc mạng có chứa máy tính nhận đƣợc nhận máy tính nhận Nhƣ vậy, hai chức mà chọn đƣờng phải thực là: - Chọn đƣờng đến đích với „chi phí‟ (metric) thấp cho gói tin - Lƣu chuyển tiếp gói tin từ nhánh mạng sang nhánh mạng khác Nguyên tắc hoạt động chọn đƣờng + Bảng chọn đƣờng (Routing table) Để xác định đƣợc đƣờng đến đích cho gói tin, router trì Bảng chọn đƣờng (Routing table) chứa đƣờng đến điểm khác toàn mạng Hai trƣờng quan trọng bảng chọn đƣờng router Đích đến (Destination) Bƣớc (Next Hop) cần phải chuyển gói tin để đến đƣợc Đích đến Hình 2.8: Nhiều đường cho đích đến Thơng thƣờng, đích đến bảng chọn đƣờng địa mạng Trong Next Hop router láng giềng router xét Hai router đƣợc gọi láng giềng tồn đƣờng nối kết vật lý chúng Thơng tin chuyển tải tầng hai hai router láng giềng Trong mơ hình mạng trên, router R1 có hai láng giềng R2 R3 56 + Nguyên tắc hoạt động Cho hệ thống mạng nhƣ hình dƣới : Hình 2.9: Đường gói tin qua liên mạng Giả sử máy tính X gởi cho máy tính Y gói tin Con đƣờng gói tin đƣợc mơ tả nhƣ sau: + Vì Y nằm mạng khác với X gói tin đƣợc chuyển đến router A + Tại router A: Tầng mạng đọc địa máy nhận để xác định địa mạng đích có chứa máy nhận tìm bảng chọn đƣờng để biết đƣợc next hop cần phải gởi đâu Trong trƣờng hợp Router B Gói tin sau đƣợc đƣa xuống tầng để đóng vào khung đƣa hàng đợi giao diện/cổng hƣớng đến next hop chờ đƣợc chuyển đƣờng truyền vật lý Tiến trình tƣơng tự diễn router B C Tại Router C, khung tầng chuyển gói tin đến máy tính Y Vấn đề cập nhật bảng chọn đƣờng Quyết định chọn đƣờng router đƣợc thực dựa thông tin đƣờng bảng chọn đƣờng Vấn đề đặt cách router có đƣợc thơng tin bảng chọn đƣờng Hoặc mạng bị thay đổi ngƣời cập nhật lại bảng chọn đƣờng cho router Hai vấn đề gọi chung vấn đề cập nhật bảng chọn đƣờng 57 Có ba hình thức cập nhật bảng chọn đƣờng: + Cập nhật thủ công: Thông tin bảng chọn đƣờng đƣợc cập nhật nhà quản trị mạng Hình thức phù hợp với mạng nhỏ, có hình trạng đơn giản, bị thay đổi Nhƣợc điểm loại không cập nhật kịp thời bảng chọn đƣờng hình trạng mạng bị thay đổi gặp cố đƣờng truyền + Cập nhật tự động: Tồn chƣơng trình chạy bên router tự động tìm kiếm đƣờng đến điểm khác mạng Loại thích hợp cho mạng lớn, hình trạng phức tạp, ứng phó kịp thời với thay đổi hình trạng mạng Vấn đề đặt cập nhật bảng chọn đƣờng động giải thuật đƣợc dùng để tìm đƣờng đến điểm khác mạng Ngƣời ta gọi giải thuật giải thuật chọn đƣờng (Routing Algorithme) + Cập nhật hỗn hợp: Vừa kết hợp hai phƣơng pháp cập nhật bảng chọn đƣờng thủ công cập nhật bảng chọn đƣờng tự động Đầu tiên, nhà quản trị cung cấp cho router số đƣờng bản, sau giải thuật chọn đƣờng giúp router tìm đƣờng đến điểm lại mạng 2.3.2 Giải thuât chọn đƣờng Chức giải thuật vạch đƣờng Chức giải thuật chọn đƣờng tìm đƣờng đến điểm khác mạng Giải thuật chọn đƣờng cập nhật vào bảng chọn đƣờng đƣờng đến đích đến đƣờng tốt đƣờng có bảng chọn đƣờng Đại lƣợng đo lƣờng (Metric) Một đƣờng tốt đƣờng «ngắn » Khái niệm « dài », « ngắn » không túy khoảng cách địa lý mà chúng đƣợc đo dựa vào thƣớc đo (metric) Có thể dùng thƣớc đo sau để đo độ dài đƣờng cho giải thuật chọn đƣờng + Chiều dài đƣờng (length path): Là số lƣợng router phải qua đƣờng + Độ tin cậy (reliable) đƣờng truyền + Độ trì hỗn (delay) đƣờng truyền + Băng thông (bandwidth) kênh truyền + Tải (load) router + Cƣớc phí (cost) kênh truyền 58 Cùng đích đến nhƣng đo với hai tiêu chuẩn khác chọn đƣợc hai đƣờng khác Mỗi giải thuật chọn đƣờng phải xác định rõ tiêu chuẩn chọn lựa đƣờng mà sử dụng Có thể thƣớc đo phối hợp nhiều tiêu chuẩn lại với Mục đích thiết kế Chức giải thuật chọn đƣờng tìm đƣợc đƣờng đến điểm khác mạng Tuy nhiên, tùy vào mục tiêu thiết kế giải thuật chọn đƣờng dẫn đến chất lƣợng đƣờng khác Các giải thuật chọn đƣờng đƣợc thiết kế cho mục tiêu sau: + Tối ƣu (optimality): Đƣờng giải thuật tìm đƣợc phải đƣờng tối ƣu số đƣờng đến đích đến + Đơn giản,ít tốn (Simplicity and overhead):Giải thuật đƣợc thiết kế hiệu mặt xử lý,ít địi hỏi mặt tài ngun nhƣ nhớ,tốc độ xử lý router + Tính ổn định (stability): Giải thuật có khả ứng phó đƣợc với cố đƣờng truyền + Hội tụ nhanh (rapid convergence): Quá trình thống router đƣờng tốt phải nhanh chóng + Tính linh hoạt (Flexibility): Đáp ứng đƣợc thay đổi môi trƣờng vận hành giải thuật nhƣ băng thông, kích nhớ, độ trì hỗn đƣờng truyền Phân loại giải thuật chọn đƣờng Thông thƣờng giải thuật chọn đƣờng đƣợc phân loại tiêu chuẩn có tính chất đối ngẫu nhau, ví dụ nhƣ: + Giải thuật chọn đƣờng tĩnh - Giải thuật chọn đƣờng động + Giải thuật chọn đƣờng bên - Giải thuật chọn đƣờng bên khu vực + Giải thuật chọn đƣờng trạng thái nối kết - Giải thuật véctơ khoảng cách Giải thuật chọn đƣờng tĩnh - Giải thuật chọn đƣờng động + Giải thuật chọn đƣờng tĩnh (static routing): Bảng chọn đƣờng đƣợc cập nhật nhà quản trị mạng Hình thức phù hợp cho mạng nhỏ, có hình trạng đơn giản, bị thay đổi Nhƣợc điểm loại không cập nhật kịp thời bảng chọn đƣờng hình trạng mạng bị thay đổi gặp cố đƣờng truyền 59 + Giải thuật chọn đƣờng động (dynamic routing): Router tự động tìm kiếm đƣờng đến điểm khác mạng Loại thích hợp cho mạng lớn, hình trạng phức tạp Nó ứng phó kịp thời với thay đổi hình trạng mạng Giải thuật chọn đƣờng bên (khu vực - liên khu vực ) Một số giải thuật chọn đƣờng xem router cấp Các router có vai trị ngang Ngƣời ta gọi giải thuật chọn đƣờng phẳng (Flat routing) Hình 2.10: Mạng cấu trúc phẳng mạng phân cấp Tuy nhiên, mạng lớn ngƣời ta thƣờng xây dựng mạng theo kiểu phân cấp Ở máy tính lại nhóm lại với thành vùng tự trị (Autonomous System) có phân cấp router Các router bình thƣờng (Normal Router) đảm nhiệm việc vạch đƣờng bên Autonomous System Công việc vạch đƣờng autonomous system đƣợc giao cho router nằm đƣờng trục (Backbone router) Một autonomous system tập hợp mạng router chịu quản lý nhà quản trị mạng Ví dụ mạng công ty, trƣờng đại học hay mạng đƣờng trục quốc gia Việc phân cấp router thành hai loại dẫn đến có hai loại giải thuật chọn đƣờng: Giải thuật chọn đƣờng bên vùng (Intradomain hay Interior Protocol) liên vùng (Interdomain hay Exterior protocol) Giải thuật chọn đƣờng theo kiểu trạng thái nối kết (Link State Routing) Giải thuật chọn đƣờng theo kiểu vector khoảng cách (Distance vector) + Trong giải thuật vạch đƣờng theo kiểu trạng thái nối kết - Mỗi router gởi thơng tin trạng thái nối kết (các mạng nối kết trực tiếp router láng giềng) cho tất router toàn mạng Các router thu thập thông tin trạng thái nối kết router khác, từ xây dựng lại hình trạng mạng, chạy giải thuật tìm đƣờng ngắn hình trạng mạng có đƣợc Từ xây dựng bảng chọn đƣờng cho 60 + Khi router phát trạng thái nối kết bị thay đổi, gởi thơng điệp u cầu cập nhật trạng thái nối kết cho tất các router tồn mạng Nhận đƣợc thơng điệp này, router xây dựng lại hình trạng mạng, tính toán lại đƣờng tối ƣu cập nhật lại bảng chọn đƣờng - Giải thuật chọn đƣờng trạng thái nối kết tạo thơng tin mạng Tuy nhiên địi hỏi router phải có nhớ lớn, tốc độ tính tốn CPU phải cao + Trong giải thuật chọn đƣờng theo kiểu vectơ khoảng cách: Đầu tiên router cập nhật đƣờng đến mạng nối kết trực tiếp với vào bảng chọn đƣờng - Theo định kỳ, router phải gởi bảng chọn đƣờng cho router láng giềng - Khi nhận đƣợc bảng chọn đƣờng láng giềng gởi sang, router tìm xem láng giềng có đƣờng đến mạng mà chƣa có hay đƣờng tốt đƣờng có hay khơng Nếu có đƣa đƣờng vào bảng chọn đƣờng với Next hop để đến đích láng giềng B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu 1: Trình bày số đặc điểm tổ chức chuẩn quốc tế OSI? Câu 2: Trình bày kiến trúc chuyển mạch Trong kiến trúc thành phần quan trọng nhất? Vì sao? Vẽ mơ hình minh họa Hƣớng dẫn trả lời: + Trình bày kiến trúc chuyển mạch Switch đƣợc cấu tạo gồm hai thành phần là: Bộ nhớ làm Vùng đệm tính toán Bảng địa (BAT- Buffer anh Address Table) Giàn hoán chuyển (Switching Fabric) để tạo nối kết chéo đồng thời cổng + Thành phần quan trọng Đối với chuyển mạch phận quan trọng giàn hốn chuyển + Bởi Việc chuyển tiếp khung từ nhánh mạng sang nhánh mạng switch đƣợc nhờ vào giải thuật giàn hốn chuyển 61 + Mơ hình Cổng Giàn hốn chuyển Câu 3: Vẽ trình bày bảng chọn đƣờng cho ba liên mạng (sử dụng chọn đƣờng Router để kết nối mạng) Hƣớng dẫn trả lời: Trong mơ hình này, mạng LAN 1, LAN 2, LAN mạng Internet đƣợc nối lại với router R1, R2 R3 R1 - Routing Table Destination Next Hop LAN Local LAN Local LAN R2 R2 - Routing Table Destination Next Hop LAN R1 LAN Local LAN R3 62 R3 - Routing Table Destination Next Hop LAN R2 LAN R2 LAN Local Câu 4: Trình bày chức nguyên tắc hoạt động chọn đƣờng? + Chức chọn đƣờng Hai chức mà chọn đƣờng phải thực là: - Chọn đƣờng đến đích với „chi phí‟ (metric) thấp cho gói tin; - Lƣu chuyển tiếp gói tin từ nhánh mạng sang nhánh mạng khác + Nguyên tắc hoạt động chọn đƣờng + Bảng chọn đƣờng (Routing table) Để xác định đƣợc đƣờng đến đích cho gói tin, router trì Bảng chọn đƣờng (Routing table) chứa đƣờng đến điểm khác toàn mạng Hai trƣờng quan trọng bảng chọn đƣờng router Đích đến (Destination) Bƣớc (Next Hop) cần phải chuyển gói tin để đến đƣợc Đích đến + Ngun tắc hoạt động Cho ví dụ cụ thể chọn đƣờng nói cụ thể cách di chuyển gói tin qua Router + Vấn đề cập nhật bảng chọn đƣờng Quyết định chọn đƣờng router đƣợc thực dựa thông tin đƣờng đi bảng chọn đƣờng Vấn đề đặt cách router có đƣợc thơng tin bảng chọn đƣờng Hoặc mạng bị thay đổi ngƣời cập nhật lại bảng chọn đƣờng cho router Hai vấn đề gọi chung vấn đề cập nhật bảng chọn đƣờng * Có ba hình thức cập nhật bảng chọn đƣờng: - Cập nhật thủ công - Cập nhật tự động - Cập nhật hỗn hợp Câu 5: Trình bày vai trị switch Vlan Nêu lợi ích sử dụng Vlan? 63 Hƣớng dẫn trả lời: + Vai trò Switch VLAN - Switch thành phần cốt lỗi thực việc truyền thông VLAN Chúng điểm nối kết trạm đầu cuối vào giàn hoán chuyển switch cho giao tiếp diễn tồn mạng Switch cung cấp chế thơng minh để nhóm ngƣời dùng, cổng địa luận lý vào cộng đồng thích hợp Switch cung cấp chế thông minh để thực định lọc chuyển tiếp khung dựa thƣớc đo VLAN đƣợc định nghĩa nhà quản trị - Tiếp cận thông thƣờng để phân nhóm ngƣời sử dụng mạng cách luận lý vào VLAN riêng biệt lọc khung (filtering frame) nhận dạng khung (frame Identification) + Sử dụng VLAN có lợi ích sau - Phân tách vùng quảng bá để tạo nhiều băng thông cho ngƣời sử dụng; - Tăng cƣờng tính bảo mật cách cô lập ngƣời sử dụng dựa vào kỹ thuật cầu nối; Triển khai mạng cách mềm dẻo dựa chức công việc ngƣời dùng dựa vào vị trí vật lý họ VLAN giải vấn đề liên quan đến việc di chuyển, thêm thay đổi vị trí máy tính mạng Câu 6: Giải thuật chọn đƣờng theo kiểu trạng thái nối kết (Link State Routing) Giải thuật chọn đƣờng theo kiểu vector khoảng cách (Distance vector)? + Trong giải thuật vạch đƣờng theo kiểu trạng thái nối kết - Mỗi router gởi thông tin trạng thái nối kết cho tất router toàn mạng Các router thu thập thông tin trạng thái nối kết router khác, từ xây dựng lại hình trạng mạng, chạy giải thuật tìm đƣờng ngắn hình trạng mạng có đƣợc Từ xây dựng bảng chọn đƣờng cho mình; - Khi router phát trạng thái nối kết bị thay đổi, gởi thông điệp yêu cầu cập nhật trạng thái nối kết cho tất các router toàn mạng Nhận đƣợc thông điệp này, router xây dựng lại hình trạng mạng, tính tốn lại đƣờng tối ƣu cập nhật lại bảng chọn đƣờng mình; 64 Giải thuật chọn đƣờng trạng thái nối kết tạo thơng tin mạng Tuy nhiên địi hỏi router phải có nhớ lớn, tốc độ tính toán CPU phải cao + Trong giải thuật chọn đƣờng theo kiểu vectơ khoảng cách - Đầu tiên router cập nhật đƣờng đến mạng nối kết trực tiếp với vào bảng chọn đƣờng; - Theo định kỳ, router phải gởi bảng chọn đƣờng cho router láng giềng; - Khi nhận đƣợc bảng chọn đƣờng láng giềng gởi sang, router tìm xem láng giềng có đƣờng đến mạng mà chƣa có hay đƣờng tốt đƣờng có hay khơng Nếu có đƣa đƣờng vào bảng chọn đƣờng với Next hop để đến đích láng giềng Câu 7: Hãy cho biết nguyên tắc hoạt động phƣơng pháp chuyển gói liệu mơ hình OSI gởi thơng điệp từ máy tính A sang máy tính B hệ thống liên mạng (sử dụng chọn đƣờng Router)? Hƣớng dẫn trả lời: - Vẽ mô hình OSI - Trình bày nguyên tắc hoạt động gói liệu truyền từ máy tính A sang máy tính B hệ thống mạng - Trình bày phƣơng pháp chuyển gói liệu (Switching) đƣờng truyền (Message, Packet, Curcuit, Virtual) Câu 8: Cho sơ đồ mạng nhƣ hình vẽ Lập bảng định tuyến cho router 15.0.0.1 20.0.0.1 20.0.0.2 R2 10.0.0.2 R1 25.0.0.1 25.0.0.2 10.0.0.1 R3 30.0.0.1 65 15.0.0.2 R4 30.0.0.2 Hƣớng dẫn làm tập: + R1:  15.0.0.0/8 (RIP)  20.0.0.0/8 25.0.0.0/8 + R2:  10.0.0.0/8  20.0.0.0/8 + R3:  10.0.0.0/8  25.0.0.0/8 30.0.0.0/8 + R4:  15.0.0.0/8  30.0.0.0/8 Câu 9: Cho sơ đồ sau : Trong : A, B, C, D, E, G Router Metric Yêu cầu: Thuật tốn định tuyến gì? Phân tích ƣu nhƣợc điểm giao thức định tuyến theo trạng thái đƣờng liên kết (Link- state routing protocol ) Kể tên giao thức sử dụng thuật toán định tuyến theo trạng thái đƣờng liên kết Sử dụng thuật tốn tìm đƣờng theo trạng thái liên kết, tìm đƣờng cho gói tin từ Router A đến Router G sơ đồ 66 Hƣớng dẫn làm tập: Thuật toán định tuyến : Thuật tốn định tuyến cách mà Router dựa vào để tìm đƣợc đƣờng tới đích tốt cho gói tin mạng Phân tích ƣu nhƣợc điểm giao thức định tuyến theo trạng thái đƣờng liên kết (Link- state routing protocol ) + Ƣu điểm: - Sử dụng thông số chi phí để định đƣờng đi, thơng số phản án đƣợc dung lƣợng đƣờng truyền; - Mỗi hệ thống mạng có thay đổi thif đƣợc cập nhật kịp thời Điều giúp thời gian hội tụ đƣợc nhanh hơn; - Mỗi Router có đầy đủ thơng tin tồn cấu trúc hệ thống mạng, đƣợc cập nhật thông tinmới khơng bị lặp vịng nhanh chóng có định chọn đƣờng; - Mỗi Router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng riêng nên xảy cố xử lý dễ dàng + Hạn chế - Đòi hỏi dung lƣợng nhớ lực xử lý cao gây cản trở mặt tài chính; - Địi hỏi hệ thống mạng phải thiết kế theo mơ hình phân cấp; - Đòi hỏi nhà quản trị mạng phải nắm rõ giao thức; - Khi hệ thống mạng có thay đổi đƣợc cập nhật ngay, điều làm giảm dung lƣợng đƣờng truyền Sử dụng thuật tốn tìm đƣờng theo trạng thái liên kết, tìm đƣờng cho gói tin từ Router A đến Rouer G sơ đồ : - Thuật tốn tìm đƣờng theo trạng thái liên kết sử dụng Thuật tốn Dijkstra để tìm đƣờng Thuật tốn sử dụng chi phí (trọng số) tuyến đƣờng làm sở việc chọn đƣờng Tuyến đƣờng có chi phí nhỏ tuyến đƣờng đƣợc chọn đƣờng tốt - Từ A ta thấy có nhiều đƣờng để tới G, ta xét lần lƣợt nhƣ sau: + A có hai hàng xóm là: B C Ta thấy tuyến từ A đến C có trọng số nhỏ (5E- >G 68 ... loại mạng 1. 1.3 .1 Mạng cục LAN Mạng máy tính cục gọi tắt LAN Các LAN bao gồm thành phần sau : + Máy tính + Các card giao tiếp mạng + Đƣờng truyền thiết lập mạng + Các thiết bị mạng Mạng cục LAN. .. Tổng số Lý Thực hành, thuyết tập Kiểm tra* Tổng quan thiết kế mạng 3 Mạng cục (LAN) thiết bị mạng LAN Thiết kế mạng LAN 16 10 Thi cơng cơng trình mạng 18 10 Cài đặt hệ thống mạng 18 10 60 28 30 Cộng... nguyên mạng; - Thiết kế sơ đồ mạng vật lý; - Chọn hệ điều hành mạng phần mềm ứng dụng; - Giá thành phần mềm giải pháp; - Sự quen thuộc khách hàng phần mềm; - Sự quen thuộc ngƣời xây dựng mạng phần