-Một cơ sở hạ tầng riêng cung cấp bảo mật tốt nhất và bảo mật, trong khi cơ sở hạ tầng công cộng Internet cung cấp sự linh hoạt nhất và chi phí liên tục thấp nhất. Sự lựa chọn của bạn phụ thuộc vào mục đích của WAN, các loại lưu lượng truy cập nó mang, và ngân sách hoạt động có sẵn. Ví dụ, nếu mục đích là để cung cấp một chi nhánh gần đó với tốc độ cao đảm bảo các dịch vụ, một kết nối tin chuyên dụng hoặc chuyển sang thể là tốt nhất. Nếu mục đích là để kết nối nhiều văn phòng từ xa, một mạng WAN công cộng sử dụng Internet có thể là lựa chọn tốt nhất. Đối với hoạt động phân tán, một sự kết hợp của các tùy chọn có thể là giải pháp tốt nhất.
Trang 1Mục lục
Các biểu tượng sử dụng trong bài
Trang 2I. Tổng quan
Qua quá trình học tập và tìm hiểu về môn học “Lý thuyết mạng máy tính”,
và được sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Hiếu Minh – Bộ môn An ninh mạng,
nhóm chúng em đã nghiên cứu về chủ đề “ Tìm hiểu và thiết kế mạng WAN”
.Nội dung bài tập lớn gồm 2 phần chính như sau:
1. Tìm hiểu về mạng WAN
2. Mô phỏng mạng WAN sử dụng packet tracer
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hiếu Minh đã tận tình giảng dạy môn học Lý thuyết mạng máy tính và hướng dẫn để chúng em hoàn thành bài tập này Do thời gian và kiến thức còn hạn chế, bên cạnh đó, khả năng dịch tài liệu tiếng anh còn yếu, nên bài tập còn có một số phần nghiên cứu chưa kĩ, không tránh khỏi thiếu sót, chúng em kính mong thầy giáo chỉ dẫn cho chúng em trong thời gian tiếp theo
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Giới thiệu về WAN sẽ cung cấp một cách tổng quan về các thiết bị để thiết
kế mạng WAN, các công nghệ có sẵn để thực hiện chúng, và thuật ngữ được sử dụng để thảo luận về chúng Bên cạnh đó, ta sẽ tìm hiểu về việc chọn lựa WAN thích hợp, công nghệ , dịch vụ, và các thiết bị để đáp ứng các yêu cầu kinh doanh đang thay đổi của một doanh nghiệp phát triển
Mục tiêu: Chúng ta cần nắm được các vấn đề sau:
+ Khái niệm về WAN?
+ WAN được sử dụng để làm gì?
+ Làm thế nào để cung cấp dịch vụ tích hợp trên một doanh nghiệp mạng?
Trang 3II. Giới thiệu về mạng WAN
1. Thế nào là mạng WAN
- Khi doanh nghiệp phát triển, bao gồm văn phòng chi nhánh , dịch vụ
thương mại điện tử , hoặc tổ chức toàn cầu thì một mạng lưới địa phương khu vực duy nhất (LAN) không còn đủ để đáp ứng những yêu cầu của kinh doanh của tổ chức nữa
- Mạng truy cập diện rộng (WAN) đã trở thành cần thiết cho các doanh
nghiệp lớn hơn ngày hôm nay Một loạt các công nghệ WAN đáp ứng các nhu cầu khác nhau của các doanh nghiệp , và có rất nhiều cách để
mở rộng mạng
- Như chúng ta đã biết, LAN thường là các máy trạm kết nối, máy in và
các thiết bị khác trong một khu vực địa lý hạn chế như một tòa nhà Tất cả các thiết bị trong mạng LAN là dưới sự quản lý chung của các chủ sở hữu của mạng LAN, chẳng hạn như một công ty hoặc một tổ chức giáo dục Hầu hết các mạng LAN hiện nay là Ethernet
LAN(Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển
thông tin giữa các máy tính với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps) )
- WAN là mạng lưới trải rộng trên một khu vực địa lý lớn hơn LAN Ví
dụ về các công nghệ và các giao thức mạng WAN bao gồm Frame Relay, ATM, và DSL
- Hình 1: Mô hình 1 mạng WAN
Trang 4- Sự khác biệt giữa WAN và LAN
+ 1 mạng LAN kết nối máy tính, thiết bị ngoại vi, và các thiết bị khác trong
một tòa nhà hoặc khu vực địa lý nhỏ khác 1 mạng WAN cho phép truyền tải dữ liệu qua khoảng cách địa lý lớn hơn
+ LAN thường được sở hữu bởi các công ty hoặc tổ chức có sử dụng chúng.Còn với WAN, doanh nghiệp phải đăng ký với một nhà cung cấp dịch vụ
mạng WAN để sử dụng các dịch vụ mạng WAN WAN sử dụng phương tiện được cung cấp bởi một nhà cung cấp dịch vụ, hoặc cung cấp dịch vụ, chẳng hạn như điện thoại hay cáp công ty, để kết nối các địa điểm của một tổ chức với nhau, đến các địa điểm khác của các tổ chức, các dịch vụ bên ngoài, và để người dùng từ xa WAN cung cấp khả năng của mạng để hỗ trợ một loạt các giao nhiệm vụ quan trọng như thoại, video và dữ liệu
- WAN có 3 điểm chính:
+ WAN thường kết nối các thiết bị được ngăn cách bởi một khu vực địa lý
rộng hơn có thể được phục vụ bởi một mạng LAN
+ WAN sử dụng các dịch vụ của hãng, chẳng hạn như các công ty điện thoại,
công ty cáp, hệ thống vệ tinh, và các nhà cung cấp mạng
Trang 5+ WAN sử dụng các loại kết nối nối tiếp khác nhau để cung cấp truy cập
băng thông tốt hơn trong khu vực địa lý lớn
2. Tại sao mạng WAN cần thiết?
- Công nghệ mạng LAN cung cấp cả hai yêu cầu về tốc độ và hiệu quả
chi phí cho việc truyền tải dữ liệu trong tổ chức trên khu vực địa lý tương đối nhỏ Tuy nhiên, các nhu cầu kinh doanh khác yêu cầu giao tiếp giữa các trang web từ xa
- VD: Công ty Việt Nam cần trao đổi thông tin về 1 sản phẩm công
nghệ phần mềm với tổ chức nước ngoài; Các hộ gia đình sử dụng mạng để giao dịch với ngân hàng nhà nước(dù khoảng cách xa),…
- Do đó, việc sử dụng mạng WAN mới khả dụng
III. Phát triển tổ chức
- Khi các công ty, các tổ chức trong mô hình mạng WAN được mở rộng
thì các dịch vụ được yêu cầu giữa các tổ chức trong mô hình mạng WAN cũng thay đổi
1. Văn phòng nhỏ (LAN đơn )
- Hình 2: Mô hình sigle LAN
Trang 6- Đối với 1 small office , chỉ sử dụng một mạng LAN duy nhất để chia
sẻ thông tin giữa các máy tính và thiết bị ngoại vi
- Công ty vừa mới nâng cấp mạng LAN của nó để cung cấp thoại rẻ tiền
để tiết kiệm chi phí của đường dây điện thoại riêng biệt cho nhân viên của mình Bằng cách công ty kết nối với Internet thông qua một dịch
vụ băng thông rộng phổ biến được gọi là kỹ thuật số DSL, được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ điện thoại địa phương Với rất ít nhân viên, băng thông không phải là một vấn đề quan trọng
- Công ty phải sử dụng các dịch vụ hỗ trợ mua từ các nhà cung cấp dịch
vụ Công ty không được mua và hoạt động FTP và e-mail máy chủ riêng của mình Phụ thuộc
2. Trường (Nhiều mạng LAN)
- Khi việc kinh doanh đã mở rộng , mạng cũng đã phát triển Thay vì
một đơn nhỏ mạng LAN, mạng lưới này hiện bao gồm một số mạng con , mỗi dành cho một bộ phận khác nhau Nhiều mạng LAN được tham gia để tạo ra một mạng lưới toàn công ty, hoặc khuôn viên trường, mà kéo dài nhiều tầng của tòa nhà
- Hình 3, cho thấy mở rộng mạng LAN:
+ Các doanh nghiệp hiện nay có đội ngũ nhân viên CNTT trong tổ chức để
hỗ trợ và duy trì mạng
Trang 7+ Mạng bao gồm các máy chủ e- mail, truyền dữ liệu và lưu trữ tập tin , công
cụ sản xuất dựa trên web, và các ứng dụng Mạng lưới bao gồm một mạng nội bộ công ty cung cấp tài liệu trong nhà và thông tin cho nhân viên Ngoài ra, công ty đã có trao quyền cho người ngoài như khách hàng, nhà cung cấp, truy cập các thành phần của intranet cung cấp thông tin dự án và chỉ cho khách hàng được chỉ định
3. Chi nhánh (WAN)
- Khi công nghệ phát triển, các dự án mới đang được xây dựng trong
thành phố khác nhau Để quản lý các dự án, công ty đã mở văn phòng chi nhánh nhỏ gần khu vực dự án
- Tình trạng này những thách thức mới cho đội ngũ IT Để quản lý việc
cung cấp các thông tin và dịch vụ trong toàn công ty , cần một trung tâm dữ liệu , lấy cơ sở dữ liệu từ các doanh nghiệp khác nhau và các máy chủ của công ty Để đảm bảo rằng tất cả các phần của doanh nghiệp có thể truy cập các dịch vụ và ứng dụng không phân biệt nơi cơ quan đóng trụ sở công ty hiện nay cần thực hiện một mạng WAN
- Hình 4: Mô hình WAN
+ Đối với chi nhánh và văn phòng khu vực mà ở các thành phố lân cận , công
ty sử dụng đường dành riêng thông qua nhà cung cấp dịch vụ địa phương của nó
Trang 84. Phân phối ( toàn cầu)
- Theo thời gian, chi phí của các mạng và các dịch vụ liên quan của nó
là một chi phí đáng kể Công ty đang tìm kiếm để cung cấp các dịch
vụ net làm việc tốt nhất với chi phí thấp nhất cho nhân viên của mình với Các dịch vụ mạng được tối ưu hóa sẽ cho phép mỗi nhân viên làm việc với hiệu suất cao
- Để đáp ứng các yêu cầu này , mạng phải cung cấp việc hội tụ cần thiết
các dịch vụ Internet an toàn,khi đó WAN kết nối với cơ quan , cá nhân
từ xa
- Hình 5 mạng phân phối hoặc toàn cầu mới:
Ta có thể kiệm chi phí bằng nhiều cách, nhưng nó đặt nhu cầu gia tăng trên
mạng, cần để có thể thích nghi và phát triển như những thay đổi công
ty Thiết kế mạng và quản trị viên đáp ứng những thách thức này bằng cách cẩn thận lựa chọn công nghệ mạng, các giao thức, và các nhà cung cấp dịch vụ, và bằng cách tối ưu mạng lưới của họ sử dụng nhiều
kỹ thuật
Trang 9IV. Khái niệm công nghệ WAN
- Phần này thảo luận các khái niệm vật lý và lớp liên kết dữ liệu của
mạng diện rộng, trong đó có giới thiệu một số các tiêu chuẩn và các giao thức
1. Công nghệ WAN Tổng quan
- Một loạt các giao thức và công nghệ được sử dụng trong các mạng
diện rộng: như HDLC và Frame Relay
- Trong mô tả mô hình tham chiếu OSI, các hoạt động mạng WAN tập
trung chủ yếu trên Lớp 1 và lớp 2
- Hình 4: OSI và dịch vụ WAN
+ Tiêu chuẩn truy cập mạng WAN thường mô tả cả hai lớp vật lý và lớp liên
kết dữ liệu, bao gồm cả địa chỉ vật lý, kiểm soát đường đi, và đóng gói Tiêu chuẩn truy cập mạng WAN được quy định bởi các tổ chức quốc tế
Tiêu chuẩn hóa (ISO), Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA), và Liên
minh Công nghiệp điện tử (EIA)
+ Lớp giao thức vật lý: mô tả làm thế nào để cung cấp kết nối vật lí để các
dịch vụ của một nhà cung cấp dịch vụ được cung cấp thông tin liên lạc
+ Lớp liên kết dữ liệu xác định cách dữ liệu được đóng gói để truyền tải
Trang 102. Các khái niệm lớp vật lý về WAN
- CPE : Các thiết bị và hệ thống dây điện bên trong nằm ở cơ sở của
các thuê bao, kết nối với một kênh viễn thông Các thuê bao sở hữu hoặc thuê các CPE
- Thiết bị truyền thông dữ liệu (DCE) : Còn được gọi là dữ liệu mạch
kết thúc trang bị DCE chủ yếu cung cấp một giao diện để kết nối các thuê bao với một liên kết truyền thông về điện toán đám mây WAN
- Thiết bị đầu cuối dữ liệu ( DTE ) : Các thiết bị của khách hàng mà
vượt qua các dữ liệu từ máy chủ để truyền trên mạng WAN DTE kết nối với các vòng lặp địa phương thông qua các chương trình DCE
- Vòng lặp địa phương: Các đồng hoặc cáp quang kết nối CPE tại trang
web thuê bao các văn phòng trung tâm (CO) của nhà cung cấp dịch vụ Vòng lặp địa phương đôi khi được gọi là " dặm cuối cùng "
- Điểm phân định : Một điểm thành lập trong một tòa nhà hay phức tạp
cho khách hàng riêng biệt thiết bị từ nhà cung cấp dịch vụ thiết bị Nó thường được đặt để dễ dàng truy cập bởi một kỹ thuật viên Điểm phân giới cắm mốc là nơi chịu trách nhiệm về kết nối thay đổi từ người dùng để cung cấp dịch vụ Điều này là rất quan trọng , bởi vì khi
có vấn đề phát sinh, nó là cần thiết để xác định xem người sử dụng hoặc nhà cung cấp dịch vụ có trách nhiệm sửa chữa
- Văn phòng Trung ương (CO) : Là cơ sở cung cấp dịch vụ địa phương
hoặc tòa nhà nơi cáp địa phương liên kết đến đường dài, tất cả các kỹ thuật số, đường truyền cáp quang thông qua một hệ thống thiết bị chuyển mạch và các thiết bị khác
- Hình 5: Thuật ngữ lớp vật lý về WAN
Trang 113. Thiết bị mạng WAN
- Modem: điều biến một hãng truyền tín hiệu tương tự để mã hóa thông tin
kỹ thuật số, và cũng để giải mã các thông tin truyền đi VD: đầu vào tần số bằng giọng nói có thể được truyền qua đường dây tương tự của mạng điện thoại công cộng Mặt khác bên của kết nối, modem khác chuyển đổi âm thanh lại thành một tín hiệu kỹ thuật số cho đầu vào với một máy tính hoặc kết nối mạng Modem nhanh hơn , chẳng hạn như modem cáp và modem DSL, truyền sử dụng tần số băng thông rộng cao hơn
- CSU / DSU : dòng kỹ thuật số , chẳng hạn như T1 và đường dây vận
chuyển T3 , yêu cầu một dịch vụ kênh đơn vị (CSU) và một đơn vị dịch
vụ dữ liệu (DSU) Cả 2 thiết bị thường được kết hợp vào 1 phần chung , được gọi là CSU / DSU
+ CSU cung cấp kỹ thuật số cho tín hiệu kết thúc và đảm bảo tính toàn vẹn kết
nối thông qua giám sát dòng sửa lỗi
+ DSU chuyển đổi các dòng T- nhà cung cấp khung thành khung hình mạng
LAN có thể giải thích và ngược lại
- Access server - Máy chủ truy cập: thông tin liên lạc của người dùng Một
máy chủ truy cập có thể có một hỗn hợp các giao diện kỹ thuật số tương tự
và và hỗ trợ hàng trăm người dùng đồng thời
Trang 12- Chuyển đổi WAN - WAN switch: Một thiết bị nhiều cổng nối mạng được
sử dụng trong mạng lưới vận chuyển Các thiết bị này thường chuyển : Frame Relay, ATM, hoặc X.25 và hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu trong
mô hình tham chiếu OSI Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng (PSTN) cũng có thể được sử dụng trong điện toán đám mây cho các kết nối chuyển mạch kênh như ISDN hoặc quay số tương tự
- Router: Cung cấp nối mạng và cổng giao diện truy cập WAN, được sử
dụng để kết nối với mạng cung cấp dịch vụ Các giao diện này có thể kết nối nối tiếp hoặc giao diện WAN khác Với một số loại giao diện WAN, một thiết bị bên ngoài như một DSU / CSU hoặc modem (analog, cáp, hoặc DSL) là cần thiết để kết nối router với điểm địa phương cung cấp dịch vụ (POP)
- Lõi router: Một router mà nằm trong hoặc giữa xương sống của WAN
Thực hiện vai trò này, một bộ định tuyến phải có khả năng hỗ trợ nhiều giao diện viễn thông tốc độ cao nhất trong sử dụng trong lõi WAN, và nó phải có khả năng để chuyển tiếp các gói tin IP ở tốc độ cao trên tất cả các giao diện Router cũng phải hỗ trợ các giao thức định tuyến được sử dụng trong lõi
- Hình 6: Các thiết bị mạng WAN
4. Các khái niệm lớp liên kết dữ liệu về mạng WAN
Ngoài các thiết bị lớp vật lý, WAN yêu cầu giao thức lớp liên kết dữ liệu để thiết lập liên kết trên các dòng thông tin liên lạc từ gửi đến thiết
bị nhận Phần này mô tả các giao thức liên kết dữ liệu phổ biến được
Trang 13sử dụng trong các mạng doanh nghiệp ngày nay để thực hiện các kết nối WAN.
a. Các giao thức liên kết dữ liệu
- Giao thức lớp liên kết dữ liệu xác định cách dữ liệu được đóng gói để
truyền đến các trang web từ xa và các cơ chế để chuyển các khung kết quả Một loạt các công nghệ này được sử dụng là ISDN, Frame Relay, ATM
Các giao thức liên kết dữ liệu WAN phổ biến nhất như sau:
- HDLC
- Point-to-Point Protocol (PPP)
- Frame Relay
- ATM
ISDN và X.25 là giao thức liên kết dữ liệu cũ, trước đây ít được sử dụng
X.25 vẫn được sử dụng ở các nước phát triển, nơi các mạng dữ liệu gói (PDN)
được sử dụng để truyền tải các giao dịch thẻ thẻ tín dụng và thẻ ghi nợ từ các nhà bán lẻ
Trang 14b. Đóng gói dữ liệu trên WAN
Dữ liệu từ các lớp mạng thông qua các lớp liên kết dữ liệu được thực hiện
bởi một liên kết vật lý, mà thường là điểm-điểm trên một kết nối WAN Các lớp liên kết dữ liệu xây dựng một khung xung quanh dữ liệu lớp mạng để kiểm tra và kiểm soát cần thiết có thể được áp dụng Mỗi loại kết nối WAN sử dụng một giao thức lớp 2 để đóng gói một gói tin trong khi nó là qua liên kết WAN Để đảm bảo rằng các giao thức đóng gói chính xác được sử dụng, lớp 2 kiểu đóng gói được sử dụng cho mỗi giao diện nối tiếp bộ định tuyến phải được cấu hình Lựa chọn giao thức đóng gói phụ thuộc vào công nghệ mạng WAN và các thiết bị
c. Khái niệm chuyển đổi WAN
- Dựa theo việc chuyển mạch trên đường truyền, WAN được chia làm 2
loại là mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói
- Mạng chuyển mạch kênh – Circuit Switching, là mạng có sự thiết lập
1 kênh chuyên dụng giữa các nút và các thiết bị đầu cuối trước khi người dùng có thể giao tiếp
- Ví dụ, Hình 1-18 cho thấy rằng khi một thuê bao thực hiện cuộc gọi
điện thoại, các cuộc gọi đi số được sử dụng để thiết lập thiết bị chuyển mạch trong trao đổi dọc theo tuyến đường của cuộc gọi để một mạch liên tục tồn tại từ người gọi đến người được gọi Vì các hoạt động chuyển đổi sử dụng để thiết lập các mạch điện, hệ thống điện thoại được gọi là một mạng chuyển mạch kênh Nếu từ xa điện thoại này được thay thế bằng modem, các mạch kênh có thể mang dữ liệu máy tính
Trang 15PSTN và ISDN là hai loại công nghệ chuyển mạch kênh có thể được sử dụng
để thực hiện một mạng WAN trong một môi trường doanh nghiệp
- Mạng chuyển mạch gói: Packet Switching, chia lưu lượng dữ liệu truy
cập thành các gói nhỏ để truyền đi trên đường truyền Mạng chuyển mạch gói không yêu cầu một mạch được thiết lập, và cho phép nhiều