Giáo trình Mạng máy tính (Nghề Công nghệ thông tin Cao đẳng)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MẠNG MÁY TÍNH NGÀNH, NGHỀ: CƠNG NGHỆ THƠNG TIN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày…… tháng…… năm……… Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong thời đại công nghệ số ngày hầu hết thiết bị công nghệ gắn kết với thơng qua hệ thống mạng Do việc thiết kế xây dựng hệ thống mạng ngày quan tâm nhiều Mạng máy tính có vai trị vơ quan trọng, nhân tố giúp kết nối, trao đổi cá nhân thành phần xã hội Và ngày khẳng định vị thiếu đời sống kinh tế xã hội quốc gia Giáo trình “Mạng máy tính” biên soạn dùng cho sinh viên Ngành, Nghề Công Nghệ Thông Tin đồng thời tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên khối ngành kỹ thuật trường Giáo trình “Mạng máy tính” bám sát nội dung chương trình chi tiết nhà trường ban hành gồm chương: Chương Tổng quan mạng máy tính Chương Các mơ hình mạng Chương Địa IP Chương Cơng nghệ mạng LAN Chương Môi trường truyền dẫn thiết bị mạng Chương Giới thiệu số dịch vụ mạng máy tính Chương Giới thiệu chương trình Packet Tracer Nhằm cung cấp cho sinh viên hệ thống kiến thức đầy đủ mạng máy tính Từ sinh viên có đầy đủ tảng để thiết kế xây dựng hệ thống mạng thực tế Đồng Tháp, ngày… tháng… năm …… Tham gia biên soạn Chủ biên: Lương Phụng Tiên i MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU i CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1 Khái niệm mạng máy tính Ưu nhược điểm mạng máy tính 2.1 Ưu điểm: 2.2 Nhược điểm: Phân loại mạng 3.1 Phân loại theo phạm vi địa lý 3.2 Phân loại theo chức Kiến trúc mạng 4.1 Khái niệm Topology 4.2 Lược đồ Bus (dạng tuyến tính) 4.3 Lược đồ Star (kiến trúc hình sao) 4.4 Lược đồ Ring (kiến trúc vòng) 4.5 Các kiến trúc mạng kết hợp 4.6 Network Protocol (Giao thức mạng): Qui định, qui tắc để trao đổi liệu đối tượng mạng CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 10 CHƯƠNG 2: CÁC MƠ HÌNH MẠNG 11 Mơ hình OSI 11 1.1 Lớp Vật Lý (Physical Layer) 12 1.2 Lớp Liên Kết Dữ Liệu (Data Link Layer) 13 1.3 Lớp Mạng (Network Layer) 14 1.4 Lớp Vận Chuyển (Transport Layer) 14 1.5 Lớp Phiên (Session Layer) 15 1.6 Lớp Trình bày (Presentation Layer) 15 1.7 Lớp Ứng Dụng (Application Layer) 16 Mơ hình TCP/IP 18 2.1 Lớp Ứng Dụng (Application Layer) 19 2.2 Lớp Vận Chuyển (Transport Layer) 19 2.3 Lớp Internet (Internet Layer) 20 2.4 Lớp truy cập mạng (Network access layer) 20 So sánh mơ hình OSI TCP/IP 20 ii CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 21 CHƯƠNG 3: ĐỊA CHỈ IP 22 Tổng quan IP 22 Trình bày địa IP 23 2.1 Địa lớp A 23 2.2 Địa lớp B 24 2.3 Địa lớp C 25 2.4 Địa lớp D, E 25 Các lớp địa IP 25 Một số quy tắc đánh địa IP 26 Subnet Mask 26 Chia mạng (SUBNETTING) 26 Địa chung địa riêng 28 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 30 CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ MẠNG LAN 31 Khái niệm 31 Các chuẩn Ethernet 31 2.1 Chuẩn 10Base2 33 2.2 Chuẩn 10Base5 34 2.3 Chuẩn 10BaseT 34 2.4 Chuẩn 10BaseFL 35 2.5 Chuẩn 100VG – AnyLAN 36 2.7 Chuẩn Fast Ethernet 36 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 38 CHƯƠNG 5: MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG 39 Môi trường truyền dẫn 39 Các thiết bị mạng 39 2.1 Các loại cáp mạng 39 2.1.1 Cáp đồng trục (coaxial) 39 2.1.2 Cáp xoắn đôi 40 2.1.3 Cáp quang (Fiber-optic cable) 42 2.2 Đầu nối mạng 44 2.3 Kềm bấm mạng 44 2.4 Máy test cáp 45 iii 2.5 Card mạng 45 2.6 Modem 46 2.7 Hub 47 2.8 Switch 48 2.9 Bridge 49 2.10 Router 49 2.11 Wireless Access Point 50 Các kỹ thuật bấm cáp 51 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 53 CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ DỊCH VỤ CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH 54 Giới thiệu dịch vụ tên miền (DNS) 54 1.1 Định nghĩa 54 1.2 Chức DNS 55 1.3 Hoạt động DNS 56 Giới thiệu DHCP 58 2.1 Định nghĩa 58 2.3 Những ưu nhược điểm sử dụng DHCP 59 Giới thiệu Electronic Mail 60 Giới thiệu World Wide Web 61 Giới thiệu truyền tập tin 61 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 63 CHƯƠNG 7: GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH PACKET TRACER 64 Giới thiệu chương trình Packet tracer 64 Menu Bar 64 Menu Tool Bar 65 Common Tool Bar 65 Physical/ Logical 66 Workspace 66 Real time/ simulation Bar 67 Network component box 67 User created packet window 67 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 68 BẢNG THUẬT NGỮ ANH - VIỆT 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 iv GIÁO TRÌNH MƠN HỌC MẠNG MÁY TÍNH Tên mơn học: MẠNG MÁY TÍNH Mã mơn học: CCN233 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí: Mơn học bố trí sau sinh viên học xong mơn học chung/ đại cương - Tính chất: Là mơn học bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơn học/mô đun: Môn học cung cấp cho sinh viên kỹ thiết kế xây dựng mạng máy tính Mục tiêu mơ đun: - Về kiến thức: + + + + Trình bày số khái niệm mạng máy tính Trình bày thành phần mạng Trình bày mơ hình mạng Hiểu q trình truyền liệu mơ hình OSI - Về kỹ năng: + Thiết kế mạng nội + Triển khai lắp đặt máy tính thiết bị mạng - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Có tính kỹ luật, nghiêm túc tham gia học tập nghiên cứu Nội dung môn học: Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Lý th thí nghiệm, (thường Tổng số uyết thảo luận, xuyên, định tập kỳ) STT Tên môn học Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3 0 Chương 2: CÁC MƠ HÌNH MẠNG 4 0 Chương 3: ĐỊA CHỈ IP 12 Chương 4: CÔNG NGHỆ MẠNG LAN 3 0 v Chương 5: MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG 21 18 Chương 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ DỊCH VỤ CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH 3 0 Chương 7: GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH PACKET TRACER 19 15 Cộng 65 25 38 vi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Mã chương: CCN233 - 01 Giới thiệu: Mạng máy tính phần quan trọng sống đại ngày nay, đặc biệt với phát triển internet dịch vụ không gian mạng làm nên “cách mạng” mặt từ kinh tế, văn hóa đến khoa học kỹ thuật, giáo dục trị Song khơng nhiều người am hiểu cách thức hoạt động chúng Trong chương trình bày khái niệm, ưu nhược điểm cách thức hoạt động mơ hình mạng Mục tiêu: Kết thúc chương cung cấp học viên kiến thức tổng quát mạng máy tính, loại mạng, mơ hình mạng Nội dung chính: Khái niệm mạng máy tính Mạng máy tính (computer network) kết hợp máy tính lại với thông qua thiết bị nối kết mạng phương tiện truyền thông (giao thức mạng, môi trường truyền dẫn) theo cấu trúc máy tính trao đổi thơng tin qua lại với Hình 1.1 Hệ thống mạng máy tính Ưu nhược điểm mạng máy tính 2.1 Ưu điểm: - Chia sẻ tập tin bạn cho người dùng khác - Xem, chỉnh sửa chép tập tin máy tính khác cách dễ dàng thao tác với đối tượng máy tính - Các máy tính, thiết bị hệ thống mạng dùng chung tài nguyên như: máy in, máy fax, máy tính thiết bị lưu trữ (HDD, FDD ổ đĩa CD), webcam, máy quét, modem nhiều thiết bị khác - Ngoài ra, người dùng tham gia mạng máy tính chia sẻ tập tin, chương trình mạng 2.2 Nhược điểm: - Dễ bị tê liệt toàn hệ thống mạng: Nếu hệ thống mạng bị cơng dễ làm tê liệt toàn hệ thống mạng, hacker công vào máy chủ để làm tê liệt - Trình độ người quản lý: Khi kết nối hệ thống mạng cao đến đâu địi hỏi trình độ người quản lý phải tương ứng đến đó, để phục vụ cho việc thiết kế, cài đặt quản trị - Dễ bị lây lan virus: Khi kết nối hệ thống mạng tạo đất sống rộng lớn cho virus Phân loại mạng 3.1 Phân loại theo phạm vi địa lý 1.3.1.1 Mạng LAN (Local Area Network) Mạng LAN – Local Area Network mạng nội có tốc độ cao Đường truyền mạng Lan ngắn hoạt động diện tích định Ví dụ như: cơng ty, văn phịng, tịa nhà, trường đại học,… Các máy tính kết nối với mạng phân loại rộng rãi dạng máy chủ máy trạm Mạng LAN hoạt động với giao thức TCP/IP Các máy tính kết nối với mạng phân loại rộng rãi dạng máy chủ máy trạm Các máy chủ thường không người sử dụng trực tiếp, mà chạy liên tục để cung cấp dịch vụ cho máy tính khác mạng Các dịch vụ cung cấp bao gồm in fax, lưu trữ phần mềm, lưu trữ chia sẻ tệp, nhắn tin, lưu trữ truy xuất liệu, kiểm soát truy cập hoàn toàn (bảo mật) cho tài nguyên mạng nhiều tài nguyên khác 2 Giới thiệu DHCP 2.1 Định nghĩa DHCP viết tắt từ cụm từ Dynamic Host Configuration Protocol (có nghĩa Giao thức cấu hình máy chủ) DHCP có nhiệm vụ giúp quản lý nhanh, tự động tập trung việc phân phối địa IP bên mạng Ngoài DHCP cịn giúp đưa thơng tin đến thiết bị hợp lý việc cấu hình subnet mask hay cổng mặc định 2.2 Cách thức hoạt động Được giải thích cách ngắn gọn cách thức hoạt động DHCP thiết bị yêu cầu địa IP từ router sau router gán địa IP khả dụng cho phép thiết bị giao tiếp mạng Như hộ gia đình hay doanh nghiệp nhỏ router hoạt động máy chủ DHCP mạng lớn DHCP máy vai trị máy tính Cách thức hoạt động DHCP cịn giải thích cách khác thiết bị muốn kết nối với mạng gửi u cầu tới máy chủ, yêu cầu gọi DHCP DISCOVER Sau yêu cầu đến máy chủ DHCP máy chủ tìm địa IP sử dụng thiết bị tồi cung cấp cho thiết bị địa với gói DHCPOFFER Khi nhận IP thiết bị tiếp tục phản hồi lại máy chủ DHCP gói mang tên DHCPREQUEST Lúc lúc chấp nhận yêu cầu máy chủ gửi tin báo nhận (ACK) để xác định thiết bị có IP, đồng thời xác định rõ thời gian sử dụng IP vừa cấp đến có địa IP Hình 6.4 Mơ hình DHCP 58 2.3 Những ưu nhược điểm sử dụng DHCP Ưu điểm DHCP Máy tính hay thiết bị phải cấu hình cách kết nối với mạng DHCP cho phép cấu hình tự động nên dễ dàng cho thiết bị máy tính, điện thoại, thiết bị thơng minh khác kết nối mạng nhanh Vì DHCP thực theo kiểu gán địa IP nên không xảy trường hợp trùng địa IP, việc gán theo cách thủ công IP tĩnh dễ dàng giúp hệ thống mạng hoạt động ổn định DHCP giúp quản lý mạng mạnh cài đặt mặc định thiết lập tự động lấy địa cho thiết bị kết nối mạng nhận địa IP DHCP quản lý địa IP tham số TCP/IP dễ dàng theo dõi thông số quản lý chúng qua trạm Khi đánh tự động nhờ máy chủ DHCP giúp cho người quản lý quản lý có khoa học khơng bị nhầm lẫn Ngồi người quản lý thay đổi cấu hình thông số địa IP giúp việc nâng cấp sở hạ tầng dễ dàng Một ưu điểm thiết bị di chuyển tự từ mạng sang mạng khác nhận địa IP tự động thiết bị tự nhận IP Nhược điểm DHCP DHCP mang lại nhiều ưu điểm, song bên cạnh cịn mặt hạn chế Chẳng hạn việc ta không nên sử dụng địa IP động, địa IP thay đổi thiết bị cố định cần truy cập liên tục Ví dụ không nên sử dụng IP động cho thiết bị máy in văn phịng Mặc dù có nhiều lợi ích sử dụng DHCP, có số hạn chế mà cần lưu ý Không nên sử dụng địa IP động, địa IP thay đổi thiết bị cố định cần truy cập liên tục máy in file server Bởi DHCP sử dụng chủ yếu với hộ gia đình hay văn phịng Đối với thiết bị dùng văn phịng, máy in việc việc gán chúng với địa IP thay đổi 59 khơng mang tính thực tiễn Lúc kết nối với máy tính khác máy in phải thường xuyên cập nhật cài đặt để máy tính kết nối với máy in Cũng giống việc điều khiển máy tính từ xa cần có quyền truy cập phải có địa IP Nếu địa IP động máy tính ghi lại khơng xác lâu Vậy nên trường hợp nên sử dụng IP tĩnh phù hợp Giới thiệu Electronic Mail E-mail (electronic mail) thư điện tử, hình thức trao đổi thư từ thông qua mạng Internet Dịch vụ sử dụng phổ biến khơng địi hỏi hai máy tính gởi nhận thư phải kết nối online mạng Tại Mail Server thông thường gồm hai dịch vụ: POP3 (Post Office Protocol 3) làm nhiệm vụ giao tiếp mail Mail Client Mail Server, SMTP (Simple Email Transfer Protocol) làm nhiệm vụ giao tiếp mail máy Mail Server Hình 6.5 Mơ hình hoạt động Mail Server Để sử dụng E-mail, người dùng cần có account mail nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) cấp bao gồm thông tin sau: địa mail (ví dụ: nvan@hcm.vnn.vn), username, password địa Mail Server mà đăng ký Sau chọn chương trình Mail Client (Outlook Express, Eudora, Netscape ) cấu hình thơng số vào chương trình Từ bạn sử dụng chương trình để soạn thảo gởi nhận mail cách dễ dàng 60 Giới thiệu World Wide Web World Wide Web (gọi tắt Web WWW, mạng lưới toàn cầu) khơng gian thơng tin tồn cầu, nơi người truy cập để đọc, viết thơng tin qua thiết bị kết nối mạng Internet WWW xác định URL, liên kết với siêu liên kết truy cập thông qua Internet Hiểu đơn giản, World Wide Web thuật ngữ đề cập tới tất trang HTML kết nối với nhau, truy cập thơng qua Internet Một số trình duyệt web gồm Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Opera, Avant Browser, Google Chrome, Flock, … Năm 1989, viện sĩ Viện Hàn lâm Anh Tim Berners-Lee, chuyên gia Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN), Geneva, Thụy Sĩ tâm tìm cách để nhà khoa học dễ dàng chia sẻ liệu, kết từ thí nghiệm, nghiên cứu Vào thời điểm đó, khơng nghĩ đến việc dùng Internet để liên kết trực tiếp hai tài liệu dù lúc xuất siêu văn Internet Tim để xuất công nghệ để tất các máy tính hiểu (HTML, URL HTTP) Ngày 12/3/1989, World Wide Web đời Năm 1990, Tim Berners-Lee thành lập trang Web lịch sử nhân loại Ngày 30/4/1993, World Wide Web thức cho phép người dùng sử dụng miễn phí Giới thiệu truyền tập tin FTP (File Transfer Protocol) dịch vụ cho phép ta truyền tải file hai máy tính xa dùng giao thức TCP/IP FTP ứng dụng theo mơ hình clientserver, nghĩa máy làm FTP Server quản lý kết nối cung cấp dịch vụ tập tin cho máy trạm Nói tóm lại FTP Server thường máy tính phục vụ cho việc quảng bá tập tin cho người dùng nơi cho phép người dùng chia sẻ tập tin với người dùng khác Internet Máy trạm muốn kết nối vào FTP Server phải Server cấp cho account có đầy đủ thơng tin như: địa máy Server (tên địa IP), username password Phần lớn FTP Server cho 61 phép máy trạm kết nối vào thơng qua account anonymous (account anonymous thường truy cập với password rỗng) Các máy trạm sử dụng lệnh ftp tích hợp sẵn hệ điều hành phần mềm chuyên dụng khác để tương tác với máy FTP Server 62 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG Mô tả hoạt động DNS Mô tả cách thức hoạt động DHCP 63 CHƯƠNG 7: GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH PACKET TRACER Mã chương: CCN233 - 07 Giới thiệu: Trong chương trình bày cách sử dụng chương trình Packet Tracer Mục tiêu: Thiết kế số hệ thống mạng chương trình Packet Tracer Nội dung chính: Giới thiệu chương trình Packet tracer Packet Tracer phần mềm giả lập thiết bị Cisco thực tế Vì phần mềm giả lập nên mang nghĩa “bắt chước” thiết bị thực tế, thiết số lệnh hay số tính Tuy nhiên, với đơn giản gọn nhẹ lựa chọn cho người làm quen với giới mạng Hình 7.1 Giao diện Packet Tracer Menu Bar Thanh cung cấp bảng chọn như: File, Edit, Option, View, Tools, Extention, Help 64 Hình 7.2 Giao diện Menu Bar Menu Tool Bar Thanh cung cấp biểu tượng để truy cập nhanh Hình 7.3 Giao diện Menu Tool Bar Common Tool Bar Thanh cung cấp truy cập thường sử dụng cho vùng làm việc 65 Hình 7.4 Giao diện Common Tool Bar Physical/ Logical Lựa chọn trình diễn chế độ Physical (vật lý) Logical (luận lý) Hình 7.5 Giao diện Physical/ Logical Workspace Đây vùng làm việc (nền trắng) sử dụng nhiều Hình 7.6 Giao diện Workspace 66 Real time/ simulation Bar Tại mục chọn chế độ Realtime hay Simulation Nếu chọn Simulation quan sát gói tin trao đổi mạng Hình 7.7 Giao diện Real time/ simulation Bar Network component box Trong mục lựa chọn thiết bị kết nối để đặt lên vùng làm việc Vùng gồm phần: Device-Type Selection Device Specific Selection Hình 7.8 Giao diện Network component box User created packet window Quản lý gói tin đặt hệ thống mạng Hiển thị kết di chuyển gói tin hệ thống mạng Hình 7.9 Giao diện User created packet window 67 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG Dùng packet Tracer thiết kế mơ hình mạng sau: Bài 1: a b Bài tập 2: a b 68 Bài 3: a b 69 Bài 4: Bài 5: 70 BẢNG THUẬT NGỮ ANH - VIỆT THUẬT NGỮ TIẾNG ANH Computer network Local Area Network Metropolitan Area Network Wide Area Network Peer to Peer Client-Server Network Architecture Network Topolopy Network Protocol Bus Star Ring protocol Open System Interconnection Layer Application Presentation Session Transport Data Link Network Physical quality of service state and connection orientated end – to – end Transmission Control Protocol User Datagram Protocol network address network mask broadcast subnet network transmission media Twisted- Pair Unshielded Shielded Thin Thick Straight-through cable Crossover Domain Name System THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT Mạng máy tính Mạng cục Mạng thị Mạng diện rộng Mạng ngang hàng Mạng khách chủ Kiến trúc mạng Đồ hình mạng Giao thức mạng Tuyến tính Sao Vịng Giao thức Tương kết hệ thống mở Lớp Ứng dụng Trình bày Phiên Vận chuyển Liên kết liệu Mạng Vật lý Chất lượng dịch vụ Định hướng trạng thái kết nối Giữa hai đầu nút Giao thức kiểm soát truyền dẫn Giao thức liệu người dùng Địa mạng Mặt nạ mạng Truyền quảng bá Mạng Mơi trường truyền dẫn Cáp xoắn đơi Khơng có vỏ bọc Có vỏ bọc Mỏng Dày Cáp thẳng Chéo Hệ thống phân giải tên miền 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ths Ngơ Bá Hùng (2005) , Giáo trình Thiết kế cài đặt mạng, Đại học Cần Thơ Trần Văn Thành (2008), Giáo trình Mạng máy tính, nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp.HCM 72 ... gia Giáo trình ? ?Mạng máy tính? ?? biên soạn dùng cho sinh viên Ngành, Nghề Công Nghệ Thông Tin đồng thời tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên khối ngành kỹ thuật trường Giáo trình ? ?Mạng máy tính? ??... hình mạng Mục tiêu: Kết thúc chương cung cấp học viên kiến thức tổng qt mạng máy tính, loại mạng, mơ hình mạng Nội dung chính: Khái niệm mạng máy tính Mạng máy tính (computer network) kết hợp máy. .. Các máy trạm gọi chúng thường có người dùng tương tác với mạng máy tính thông qua chúng Các máy trạm coi máy tính để bàn truyền thống, bao gồm máy tính, bàn phím, hình chuột máy tính? ?? Với đời máy