Thiet ke mang LAN cho truong hoc

Phạm Văn Ngọc

LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, nền kinh tế của đất nước đang ngày một phát triển và đang hoà nhập với nền kinh tế của khu vực còng nh của thế giới. Cùng với sự phát triển đó mạng máy tính đã và đang trở nên rất quan trọng đối với chúng ta trong mọi lĩnh vực như: Khoa học, quốc phòng, thương mại, giáo dục…hiện nay ở nhiều nơi, mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Mạng LAN (local Area Networks) là một mô hình hiện nay được sử dụng phổ biến trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ, trường học, công sở… Tuy là mét mô hình mạng nhỏ nhưng để đáp ứng hầu hết mọi yêu cầu của người sử dụng trong các ứng dụng mạng như chia sẻ thông tin, tài nguyên trên mạng, làm việc trong môi trường tương tác…Với việc sử dụng mạng LAN sẽ giảm đáng kể chi phí và thiết bị nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác và yêu cầu của công việc. Vì vậy em đã lùa chọn đề tài thực tập “Thiết kế mạng LAN cho trường học” để nhà trường có thể quản lí công việc một cách dễ dàng và có hiệu quả cao. Qua quá trình học tập, nghiên cứu và tham khảo tài liệu, em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên do thời gian thực tập có hạn mà vốn kiến thức của em còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu xót. Em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên trong trường để bản báo cáo thực tập môn học của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy, cô giáo bộ môn Điện tử viễn thông, đặc biệt là thầy Phạm Văn Ngọc đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài này. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1.Giới thiệu chung về mạng máy tính 1.1.1. Khái niệm mạng máy tính Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in Ên hay sao chép qua đĩa mềm. CD ROM,…điều này hây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho pháp các khả năng: • Sử dụng chung các công cụ tiện Ých. • Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung. • Tăng độ tin cậy của hệ thống. • Trao đổi thông điệp, hình ảnh… • Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, modem…). • Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại. Hình 1.1 Mét hệ thống mạng máy tính đơn giản. 1.1.2. Phân loại mạng máy tính M¸y in  Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng, có hai phương thức chủ yếu là điểm - điểm và điểm – nhiều điểm. - Phương thức “điểm - điểm”: các đường truyền riêng biệt được thiết lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền hoặc nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian nh lưu trữ những dữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đó đạt tới đích. - Phương thức “điểm – nhiều điểm”: tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra dịa chỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cưa vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình không nếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua.  Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý: - GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. - WAN (Wide Area Network) – Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. - MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ( 50 – 100 Mbit/s). - LAN (Local Erea Network) – Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong mét khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trăm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao. Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.  Phân loại mạng máy tính theo tôpô: - Mạng dạng hình sao (Star Topology): ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức “điểm - điểm”. - Mạng hình tuyến ( Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt goi là Terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (Transceiver). H×nh 1.2 Topology h×nh sao      Terminator H×nh 1.3 Topology h×nh tuyÕn       T- Connecter - Mạng dạng vòng ( Ring Topology): Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức “điểm - điểm”, qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một. - Mạng kết hợp: Trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng. Spliter Station HUB H×nh 1.5 S¬ ®å m¹ng kÕt hîp h×nh sao vµ vßng     Repeater H×nh 1.4 Topology d¹ng vßng  Phân loại mạng máy tính theo chức năng: - Mạng Client – Server : mét hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Print server, …các máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ được gọi là server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client. - Mạng ngang hàng (Peer - to – Peer): Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa nh mét Client, vừa nh mét Server. - Mạng kết hợp : Các máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client - Server và peer – to – peer. 1.1.3. Mô hình OSI Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm những hoạt động, thiết bị và giao thức mạng khác nhau. M¸y in H×nh 1.7 S¬ ®å tiªu biÓu vÒ m¹ng ngang hµng hahjhhkjjhhhfgfhµng M¸y in M¸y phôc vô H×nh 1.6 S¬ ®å tiªu biÓu m¹ng dùa trªn m¸y phôc vô. - Mức 1: Mức vật lý (Physical Layer) Thực chất của mức này là thực hiện nối kết các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin. - Mức 2: Mức liên kết dữ liệu (Data Link Layer) Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bít ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là Frame. Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các Freme tới mức vật lý, đồng thời xử lí các thông báo từ trạm thu gửi trả lại. Nhiệm vụ chính của mức này là khởi tạo và tổ chức các Frame còng nh xử lí các thông tin liên quan tới nó. - Mức 3: Mức mạng ( Network Layer) Mức mạng nhằm bảo đảm tảo đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn đựơc gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Trong mức mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đường khác nhau để tới đích. Do vậy ở mức này phải chỉ ra được con 7 Application 6 Presentation 5 Session 4 Transport 3 Network 2 Data links 1 Physical Application protocol 7 Application 6 Presentation 5 Session 4 Transport 3 Network 2 Data links 1 Physical Presentation Protocol Sesion protocol Transport protocol Network protocol Data protocol Physical protocol Computer Network H×nh 1.8 M« h×nh OSI đường nào dữ liệu có thể đi và con đường nào bị cấm tại thời điểm đó. Thường mức mạng được sử dụng trong trường hợp mạng có nhiều con hoặc các mạng lớn và phân bố trên một không gian rộng với nhều nót thông tin khác nhau. - Mức 4: Mức truyền (Transport Layer) Nhiệm vụ của mức này là xử lí các thông tin để chuyển tiếp các chức năng từ mức trên nó (mức tiếp xúc) đến mức dưới nó (mức mạng) và ngược lại. Thực chất mức truyền là để đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau Mức này nhân các thông tin từ các mức tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng. - Mức 5: Mức tiếp xúc (Session Layer) Mức này cho phép người sử dụng tiếp xúc với nhau qua mạng. Nhờ mức tiếp xúc những người sử dụng lập được các đường nối với nhau, khi cuộc hội thoại được thành lập thì mức này có thể quản lí cuộc hội thoại đó theo yêu cầu của người sử dụng. Một đường nối giữa những người sử dụng được gọi là một cuộc tiếp xúc. Cuộc tiếp xúc cho phép người sử dụng được đăng ký vào một hệ thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển một file giữa 2 máy. - Mức 6: Mức tiếp nhận (Presentation Layer) Mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy vào mạng, nhiệm vụ của mức này là lùa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loịa máy khác nhau đều có thể thâm nhập vào hệ thống mạng. - Mức 7: Mức ứng dông (Application Layer) Mức này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho người sử dụng, cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho người sử dụng, yêu cầu phục vô chung như chuyển các File, sử dụng các Terminal của hệ thống,…mức sử dụng bảo đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho người sử dụng khai thác mạng tốt nhất. 1.2. Mạng LAN 1.2.1. Khái niệm Mạng LAN là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2 node bất kỳ trong mạng không vượt quá vài km, và thông thường mạng LAN cục bộ được xây dựng và cài đặt trong các cơ quan, xí nghiệp… trên phạm vi tương đối hẹp. 1.2.2. Mô hình mạng LAN Hình 1.9 Mô hình mạng LAN 1.3. Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN 1.3.1. Card mạng Card mạng còn được gọi là card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) được lắp đặt trong mỗi máy tính trong mạng cục bộ. Card này có nhiệm vụ chuyển dữ liệu từ máy tính vào cáp mạng và ngược lại. Điều này chính là sự chuyển đổi từ tín hiệu số của máy tính thành các tín hiệu điện hay quang được truyền dẫn trên cáp mạng. Đồng thời nó cũng [...]... Điều này làm cho Bridge trở nên có Ých khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo 1.1.6.Router (Bé định tuyến) Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đI từ trạm gửi thuộc mạng đầu tiên đến trạm nhận thuộc mạng cuối Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các... địa chỉ : 0 Líp A 1110 Líp D Líp D Líp A 1110 10 Líp B11110 Líp E Líp E Líp B 11110 110 Líp C Líp C Líp A Cho phép định danh 126 mạng với tối đa 16 triệu host trên mỗi mạng Líp này dùng cho mạng có số trạm cực lớn Líp B Cho phép định danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 host trên mỗi mạng Líp C Cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 host trên mỗi mạng Líp D Dùng để gửi các IP datagram tới... phải được thiết kế sao cho dễ dàng trong việc theo dõi và quản trị để đảm bảo sự vận hành suôn sẻ của các tính năng 2.1.2 Khảo sát thực trạng cho trường PTDT Nội trú huyện Na Hang Nhà trường phải quản lí một lượng học sinh ở nội trú khá đông về công việc học hành, ăn, ngủ,… của các em Hầu nh việc quản lí học sinh trong giê học và ngoài giê học đều mang tính thủ công nên rất khó khăn cho ban quản lí kí... chia sẻ dữ liệu, tài nguyên cho nhau thì rất khó, đặc biệt khi truy cập Internet… Thứ hai: Nhà trường phải thường xuyên cập nhật các thông tin để đổi mới phương pháp giảng dạy phục vụ cho công tác dạy và học của học sinh và giáo viên trong nhà trường Cập nhật các chủ trương chính sách mới của nhà nước một cách chủ động, nhanh chóng và có hiệu quả 2.2 Phương án thiết kế mạng LAN cho trường PTDT Nội trú... tương lai Líp A Líp B Líp C Líp D Ví dô 10000000 00000011 00000010 128.3.2.3 Líp B (Netid = 128.3; hostid = 2.3 ) 00000011 Chương 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG LAN CHO TRƯỜNG HỌC 2.1 Phân tích 2.1.1 Những yêu cầu chung của việc thiết kế mạng Để thiết kế cho một mạng máy tính có rất nhiều giải pháp thiết kế nhưng việc thiết kế đó phải đạt được những yêu cầu chung sau: - Khả năng vận hành: Tiêu chí đầu tiên... phòng thí nghiệm 1 phòng dành cho cán bộ, giáo viên, học sinh học tập, thực hành tin học, rộng 40m2, có 20 máy tính 1 phòng sát phòng tin học rộng 40m 2, để chứa các thiết bị mạng: Server, tủ thiết bị mạng đặt gần tường của phòng tin học, kích thước tủ mạng: cao 180cm, rộng 60cm, dài 80cm, Router, modem, thiết bị Backup dữ liệu, đặt 2 máy cho giáo viên tin học  Tổng số máy cho dãy nhà 2 tầng là 22 máy... control protocol/ internet protocol) Cài đặt TCP/IP cho từng máy bạn tiến hành: Vào My Computer→ Control Panel→ Network→ Nếu tại đây bạn đã thấy có giao thức TCP/IP rồi thì bạn khỏi cần add thêm nếu chưa có thì bạn hãy kích chọn vào nót ADD → vào cửa sổ Add Compenent→ sau đó bạn chọn giống nh hình → chọn OK Gán IP cho mạng: Khi định cấu hình và gán IP cho mạng có hai kiểu chính: Gán IP theo dạng động...thực hiện chức năng tổ hợp dữ liệu thành các gói và xác định nguồn và đích của gói 1.3.2 Hub (Bé tập trung) Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối day trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua Hub Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao Mét hub thông... nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc Đây là loại cáp rẻ, dễ cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường Cáp đồng trục Hiện nay có cáp đồng trục sau: 1 RG – 58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet 2 RG - 59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp Các mạng cục bộ thường sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 – 10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao Ýt hơn so với các loại cáp đồng trục khác vì nó có líp... thành tín hiệu điện) Cáp quang có đường kính từ 8,3 – 100 micron Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối Nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa do đọ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp Ngoài ra, vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện tử để truyền