Ghép nối các mạng LAN bằng giao thức TCP IP.
MụC LụC Mở đầu.3 1. CH ơNG I . 4 1.1. Giới thiệu về mạng máy tính. 4 1.2. Mạng cục bộ (LAN) 5 1.2.1. Chức năng của mạng LAN . 5 1.2.2. Các kiểu mạng (Topology) . 5 a. Mạng hình sao (Star Topology) 5 a. Mạng mạch vòng (Ring Topology) 7 b. Mạng tuyến tính (Bus Topology) 8 1.2.2. Đ ờng truyền vật lý 9 a. Cáp đồng trục (Coaxial cable) . 9 Cable đồng trục 10 b. Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted Pair) 10 c. Cáp có vỏ bọc chống nhiễu STP (Shielded Twisted Pair) . 11 d. Cáp quang (Fiber optic cable) . 11 1.2.3. Các ph ơng pháp truy nhập đ ờng truyền vật lý 11 a. CSMA/CD . 12 b. Token 13 1.3. Các thiết bi mạng . 16 1.3.1. Bộ giao tiếp mạng (NIC) 16 1.3.2. Bộ tiếp sức (Repeater) 16 1.3.3. Bộ tập chung tín hiệu (Hub) . 17 1.3.4. Bộ chuyển mạch (Switch) . 17 1.3.5. Bộ điều chế và giải điều chế (Modem) . 18 1.3.6. Cầu nối (Bridge) . 18 1.3.7. Bộ định tuyến (Router) . 20 1.3.8. Cổng giao tiếp (Gateway) . 20 1.4. Quản lý mạng bằng một số HĐH phổ biến. 20 a. Hệ điều hành UNIX 20 b. Hệ điều hành mạng Windows NT 20 c. Hệ điền hành mạng Windows For Workgroup 21 d. Hệ điều hành mạng Netware của Novell 21 1.5. Nhu cầu ghép nối Các mạng LAN 21 1.5.1. Mở đáu : 21 1.5.2. Giao diện nối kết 22 2. Ch ơng 2 . 26 2.1. Mô hình tham chiếu OSI . 26 2.1.1. Tầng vật lý (Physical) . 27 2.1.2. Tầng liên kết dữ liệu (Data Link) . 28 1 2.1.3. Tầng mạng (Network) . 28 2.1.4. Tầng giao vận (Transport) . 29 2.1.5. Tầng phiên (Session) . 29 2.1.6. Tầng trình diễn (Presentation) . 29 2.1.7. Tầng ứng dụng (Application) 30 2.2. Giao thức TCP/IP 31 2.2.1. So sánh mô hình OSI với TCP/IP 31 a. Lớp truy cập mạng ( Network access) . 32 b. Lớp Internet ( NETWORK) 33 c. Lớp vận chuyển ( Transport ) 34 d. Lớp ứng dụng ( Application ) 34 2.2.2. Giao thức liên mạng IP 34 2.2.3. Giao thức điều khiển truyền TCP . 38 2.2.4. Giao thức UDP. . 40 2.2.5. Tóm tắt nguyên tắc hoạt động của TCP/IP nh sau: 43 2 Mở ĐầuTin học và điện tử viễn thông là hai thành phần cốt lõi của công nghệ thông tin nói chung và mạng số liệu nói riêng. Trong những năm gần đây, nhiều dự án xây dựng và phát triển phát triển mạng số liệu ở nớc ta đã triển khai theo giải pháp tổng thể trong đó tích tích hạ tầng truyền thông máy tính. Mạng máy tính nói chung và mạng cục bộ (LAN) nói riêng không còn là một thuật ngữ thuần tuý khoa học mà đang trở thành một đối tợng nghiên cứu và ứng dụng của nhiều ngời có nghề nghiệp và phạm vi hoạt động khác nhau.Là một sinh viên trớc ngỡng cửa tốt nghiệp, nhìn thấy tầm quan trọng của các mạng LAN và việc ghép nối chúng thành một mạng đa dịch vụ. Trong đợt làm đồ án này, dới sự hớng dẫn, động viên của thầy giáo Nguyễn Khắc Hng, em đã chọn đề tài "Ghép nối mạng LAN bằng giao thức TCP/IP" .Đây là lần đầu thực hiện một đề tài lớn, chắc chắn không tránh khỏi những bỡ ngỡ, thiếu sót. Em rất mong đợc sự đánh giá, quan tâm và giúp đỡ của các thầy, cô giúp em thực hiện tốt đợc đồ án.Em xin chân thành cảm ơn ! ghép nối các mạng lan bằng giao thức tcp/ip3 1. CHơNG ITìm hiểu Về MạNG CụC Bộ (LAN)Và NHU CầU GHéP NốI CHúNG1.1. Giới thiệu về mạng máy tính. Về cơ bản, một mạng máy tính là một số các máy tính đợc kết nối với nhau theo một cách nào đó. Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A.Nói một cách khác, một số máy tính đợc kết nối với nhau và có thể trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phận bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế. Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng ngời ta có thể phân ra các loại mạng nh sau.* Mạng cục bộ (LAN : LocaIArea Network) : kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp, thông thờng khoảng vài trăm mét. Kết nối đợc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao, ví dụ: cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hay cáp quang. LAN thờng đợc sử dụng trong nội bộ một cơ quan tổ chức. . .Các LAN có thể đợc kết nối với nhau thành WAN. * Mạng đô thị (MAN : MetropoIitan Area Network) : kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này đơc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao (50- 100Mbit/s).* Mạng diện rộng (WAN : Wide Area Network) : kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. 4 Thông thờng các kết nối này đợc thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể đợc kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.* Mạng toàn cầu (GAN : GlobaIArea Network) : kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thờng kết nối này đợc thực hiên thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay đợc sử dụng nhất. 1.2. Mạng cục bộ (LAN) 1.2.1. Chức năng của mạng LANMạng LAN là hệ thống tốc độ cao đợc thiết kế để kết nối các máy tính và các thiếy bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ nh ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc. Các mạng LAN trở nên hữu ích vì nó cho phép những ngời sử dụng dùng chung tài nguyên quan trọng nh máy in, ổ CDROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trớc khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lợng các chơng trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội. Để tận dụng hết những u điểm của mạng LAN ngời ta đã kết nối các LAN riêng biệt vào mạng chính yếu diện rộng WAN.1.2.2. Các kiểu mạng (Topology)Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng nh cách nối giữa chúng với nhaua. Mạng hình sao (Star Topology)ở dạng hình sao, tất cả các trạm đợc nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích của tín hiệu. Tuỳ 5 theo yêu cầu truyền thông trong mạng, thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch (switch), một bộ chọn đờng (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh (hub) (Hình 1- l).Vai trò thực chất của thiết bị trung tâm này chính là thực hiện việc "bắt tay" giữa các cặp trạm cần trao đổi thông tin với nhau, thiết lập các liên kết điểm - điểm (point to point) giữa chúng.* Ưu điểm của ,của Star Topology :6HUBHình 1.1. Star Topology với Hub ở trung tâm + Lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm, bớt trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng liên kết điểm - điểm nên tận dụng đợc tối đa tốc độ của đờng truyền vật lý.* Nhợc điểm của Star Topology :+ Độ dài đờng truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100m với công nghệ hiện tại).a. Mạng mạch vòng (Ring Topology)ở dạng vòng, tín hiệu đợc lu chuyển trên vòng theo một chiều duy7datarepeaterHình 1-2 : Ring Topology. nhất. Mỗi trạm của mạng đợc nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp trên vòng. Nh vậy tín hiệu đợc lu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết điểm- điểm giữa các repeater (Hình 1-2). Cần phải có một giao thức điều khiển việc cấp phát "quyền!' đợc truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu. Để tăng độ tin cậy của mạng, tùy trờng hợp ngời ta có thể lắp đặt d thừa các tuyến đờng truyền trên vòng, tạo thành một dạng vòng dự phòng.Khi đờng truyền trên vòng chính bị sự cố thì vòng phụ này sẽ đợc sử dụng, với chiều đi của tín hiệu ngợc với chiều đi trên mạng chính.* Ưu, nhựợc diểm của Ring Topo]ogy :Tơng tự dạng Star, điều khác biệt quan trọng là dạng Ring đòi hỏi giao thức truy nhập đờng truyền khá phức tạp.b. Mạng tuyến tính (Bus Topology)ở dạng bus, tất cả các trạm phân chia chung một đờng truyền chính8TermiatorT-connectorTermiatorBusHình 1.3.Bus Topology (bus). Đờng truyền chính này đợc giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là Temlinator. Mỗi trạm đợc nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T- connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver) (Hình 1-3).Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu đợc quảng bá (broadcast) trên hai chiều của bus, có nghĩa là mọi trạm còn lại đều có thể nhận tín hiệu trực tiếp.Đối với các bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó temlinator phải đợc thiết kế sao cho các tín hiệu phải đợc "dội lại!' trên bus để có thể đến đợc các trạm còn lại ở phía bên kia. Nh vậy, đối với topology bus, dữ liệu đợc truyền dựa trên các liên kết điểm - nhiều điểm (point to multipoint) hay quảng bá (broadcast). .Dễ thấy rằng trong trờng hợp này cũng cần phải có giao thức để quản lý truy nhập đờng truyền. Tuy nhiên mức độ quản lý có thể hoặc là gần nh thả nổi (truy nhập ngẫu nhiên) hoặc rất chặt chẽ (truy nhập có điều khiển), mỗi cách đều có những u, nhợc điểm riêng.Star, Bus, Ring là những topology cơ bản, phổ dụng nhất. Trong nhiều trờng hợp, do thực tế địa hình ngời ta thờng chọn một topology lai"- là tổ hợp của những cơ bản trên.1.2.2. Đờng truyền vật lýCác thiết bị gắn với mạng LAN đều dùng chung một phơng tiện truyền tin đó là dây cáp, cáp thờng đùng hiện nay là: Cáp đồng trục ( Coaxial cable), cáp dây xoắn (shielded twisted pair, UTP -STP), cáp quang ( Fiber optic) Mỗi loại dây cáp đều có tính năng khác nhau.a. Cáp đồng trục (Coaxial cable)Cáp đồng trục gồm có 2 phần : ống trục bên ngoài và một dây lõi bêntrong. Dây lõi và ống trục bên ngoài đợc đặt cách đều nhau và cách li bởi phần cách điện. Trục bên ngoài đợc bao bởi một lớp áo hoặc vỏ bọc. Cáp9 đồng trục thờng có độ lớn từ 0,4 linches. Hình 1-4 : Cáp đồng trục. Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác, vídụ nh cáp xoắn đôi. b. Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted Pair)Tính năng của UTP tơng tự nh STP (cáp có vỏ bọc chống nhiễu), chỉ kém về khả năng chống nhiễu và suy hao do không có vỏ bọc kim.Hình 1-5 : Cáp xoắn đôi UTP.10Vỏ Vỏ cách điệnLớp chống nhiễuCable đồng trụcCable xoắn đôi UTPCặp 3: Green While - GreenCặp 4: Brow While -BrowVỏ bọcCặp 1: Blue While - BlueCặp 2: Orege While -Orage [...]... các bộ lọc hay phần mềm tạo giao thức TCP/ IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phơng tiện truyền thông liên mạng Ta sẽ xét giao thức IP, giao thức TCP và một số ứng dụng ở tầng trên nh Telnet, FTP, DNS, SMTP 2.2.2 Giao thức liên mạng IP Mục đích của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu Vai trò của IP tơng tự vai trò của giao thức. .. tìm cách tận dụng chúng đến cùng Từ đó việc trên thị trờng xuất hiện hàng loạt các sản phẩm giao diện nối kết cho phép chuyển đổi giữa các mạng khác nhau là một minh chứng cho sức sống của quan điểm (2) 1.5.2 Giao diện nối kết Hình 1- 12 cho một ví dụ kết nối các mạng con SN l, SN2, SN3 và SN4 nhờ các giao diện nối kết G1 , G2, G3 và G4 Ta cũng có thể xem mạng nối kết này nh một mạng gồm các nút mạng. .. một mạng gồm các nút mạng là các giao diện nối kết G1, G2, G3, G4 đợc nối lại với nhau nhờ các "đờng truyền đặc biệt"là các mạng con SN1, SN2, SN3 , SN4 Chức năng cụ thể của một giao diện nối kết phụ thuộc vào sự khác biệt về kiến trúc của các mạng con Sự khác nhau càng lớn thì chức năng của giao diện nối kết càng phức tạp Lu ý rằng một giao diện nối kết có thể thực hiện nối "tay đôi" , "tay ba hoặc... gồm có 7 tầng với tên gọi và chức năng chỉ ra trong hình 2-1 dới đây: 7 6 5 4 3 2 1 Giao thức application Tầng 7 Presentation Sesssion Transport Network Data Link Physical Giao thức Tầng 6 7 ứng dụng 6 Trình diễn Giao thức Tầng 5 Giao thức Tầng 4 Giao thức Tầng 3 Giao thức Tầng 2 Giao thức Tầng 1 5 Phiên 4 Giao vận 3 Mạng 2 Liên kết dữ liệu 1 Vật lý Đờng truyền vật lý Hình 2.1 Mô hình OSI 7 tầng 2.1.1... cả các máy tính Công việc kết nối vật lý vào mạng đợc thực hiện bằng cách cắm một card giao tiếp mạng NIC ( Network interface Card) vào trong máy tính và nối nó với cáp mạng Sau khi kết nối vật lý đã hoàn tất, quản lý việc truyền tin giữa các trạm trên mạng tuỳ thuộc và phần mềm mạng Đầu nối của NIC với dây cáp có nhiều loại ( phụ thuộc vào cáp mạng) , hiện nay có một số NIC có hai hoặc ba loại đầu nối. .. hợp chức năng của các giao diện này là phức tạp, đòi hỏi sự chuyển đổi giữa các họ giao thức khác nhau đợc sử dụng trong các mạng con Trong khi đó Bridge (cầu _ nối) đợc dùng để chỉ giao diện nối kết trong trờng hợp đơn giản nhất, chẳng hạn để kết nối các mạng cục bộ (LAN) cùng loại Còn Router (bộ định tuyến) hoạt động ở mức cao hơn so với Bridge vì nó đảm nhiệm cả việc chọn đờng cho các đơn vị dữ liệu... khả năng điều hoà lu thông trong mạng hoặc bằng cách cho phép các trạm truyền số lợng đơn vị dữ liệu khác nhau khi nhận đợc thẻ bài hoặc bằng cách lập chế độ u tiên cấp phát thẻ bài cho các trạm cho trớc - Đặc biệt các phơng pháp dùng thẻ bài có hiệu quả cao hơn CSMA/CD trong các trờng hợp tải nặng 15 1.3 Các thiết bi mạng 1.3.1 Bộ giao tiếp mạng (NIC) Việc kết nối các máy tính với một dây cáp đợc... (2), hai nút thuộc hai mạng con khác nhau không thể "bắt tay trực tiếp với nhau đợc mà phải thông qua một phần tử trung gian gọi là giao diện kết nối (Interconnection Interface) đặt giữa hai mạng con đó Có nghĩa là cùng hình thành một mạng lớn gồm các giao diện nối kết và các máy chủ (host) đợc nối với nhau bởi các mạng con Tơng ứng với hai quan điểm đó, có hai chiến lợc nối kết các mạng Một chiến lợc... có chọn lọc thông tin đó "ngang qua cầu nối : - Tăng số lợng máy tính trên mạng, - Giảm hiện tợng tắc nghẽn do số lợng máy tính nối vào mạng quá nhiều - Nối kết các phơng tiện Vật lý khác nhau nh dây xoắn đôi và cáp đồng trục - Nối kết các đoạn mạng khác nhau nh Ethemet, Token Ring và truyền gói dữ liệu giữa chúng LANA Bridge LANB Hình 1- 8 : Nối hai mạng cục bộ bằng một Bridge 19 1.3.7 Bộ định tuyến... để xây dựng các chuẩn đó 30 2.2 Giao thức TCP/ IP TCP/ IP là một hệ thống ( hoặc bộ ) giao thức, và một giao thức là một hệ thống các quy định và thủ tục/ Đại đa số phần cứng và phần mềm giúp máy tính tham gia quá trình trao đổi thông tin đều thực hiện các quy chuẩn của TCP/ IP - ngời sử dụng không cần thiết phải biết các quy chuẩn này Tuy nhiên, một nền tảng kiến thức về TCP/ IP sẽ rất cần thiết nếu muốn . đỡ của các thầy, cô giúp em thực hiện tốt đợc đồ án.Em xin chân thành cảm ơn ! ghép nối các mạng lan bằng giao thức tcp/ ip3 1. CHơNG ITìm hiểu Về MạNG CụC. viên của thầy giáo Nguyễn Khắc Hng, em đã chọn đề tài " ;Ghép nối mạng LAN bằng giao thức TCP/ IP& quot; .Đây là lần đầu thực hiện một đề tài lớn, chắc chắn