Khảo sát thiết kế và xây dựng mạng lan trong cơ quan xí nghiệp

Tổng quan về mạng

Chương 1 Tổng quan về mạng máy tính

Trong chương này trình bày các kiến thức cơ bản về mạng, phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý (LAN, WAN, GAN, MAN), theo TOPO và theo từng chức năng.

Chương 2 Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ quản thúc mô hình TCP/IP,

Trong chương này trình bày các kiến thức cơ bản về mạng chạy trên bộ giao thức TCP/IP, mô hình OSI.

Chương 3 Mạng Lan và thiết kế mạng Lan

Trong chương này trình bày các kiến thức cơ bản về LAN, các phương pháp điều khiển truy cập trong LAN, các công nghệ và các chuẩn cáp, các phương pháp đi cáp

PHẦN 2: Thiết kế mạng LAN.

2 Phân tích thiết kế hệ thống.

5 Cách bố trí thiết bị trong bản vẽ tổng quát

6 Cách bố trí thiết bị trong bản vẽ chi tiết

7 Cài đặt cấu hình hệ thống

8 Dự toán chi phí mua vật tư, thiết bị.

Mục đích nghiên cứu Đồ án “: Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng

Lan trong cơ quan xí nghiệp ” em có thể thiết kế và xây dựng các mạng

Cài đặt và cấu hình được các dịch vụ cơ bản : DNS , File Sharing , Web Mail ,Domain controler , Firewall , NAT , DHCP.

Và các mạng khác phục vụ theo yêu cầu của thực tế Do thời gian và kiến thức có hạn nên bài viết còn nhiều hạn chế, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn

CÁC TỪ TIẾNG ANH VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN

Từ viết tắt Dạng đầy đủ

ICMP Internet Control Message Protocol

IGMP Internet Group Messages Protocol

NLSP Netware Link Servise Protocol

OS – IS Open System Interconnection Intermediate System To Intermediate System

OSPF Open Shortest Path First

SMTP Simple Mail Transfer Protocol

TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH.

Vào những năm 50 , những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng đèn điện tử nên kích thức rất cồng kềnh tiêu tốn nhiều năng lượng Việc nhập dữ liệu máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho người sử dụng.

Khái niệm về mạng máy tính

Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó Khác với các trạm truyền hình 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 A.

Nói một cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và có thể trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.

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 vời nhau phải thông qua việc in Ên hay sao chép trên đĩa mền, CD Rom điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng

Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điễm sau:

- Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện Ých.

- Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file ) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.

Hình 1-1: Mô hình mạng căn bản.

- Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn , trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.

- Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ).

- Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (Email ) và có thể sử dụng mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó ), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của các người khác

- Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà các chức năng lại mạnh ).

- Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các chương trình tiện Ých của các trung tâm máy tính khác , sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.

- Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp (files ) khi có những người không đủ quyền truy xuất các tệp tin và thư mục đó.

Phân loại mạng máy tính

1.2.1 Phân loại theo phạm vi địa lý:

Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.

Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng nh sau:

 Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) : là mạng được lắp đặt trong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn

10 Km Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục hay cáp quang LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.

 Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network) : Là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 Km trở lại.Các kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50- 100 Mbp/s ).

 Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục.Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.

 Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network ) : Là mạng được thiết lập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất.Thông thường kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm được sử dụng nhiều nhất.

1.2.2 Phân biệt theo phương pháp chuyển mạch ( truyền dữ liệu ) 1.2.2.1 Mạng chuyển mạch kênh ( circuit - switched network )

Trong trong trường hợp này khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh (circuit) cố định và duy trì cho đến khi mét trong hai bên ngắt liên lạc Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định ( Hình 1-2).

Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhưng hiệu xuất xử dụng đường truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do cả hai bên đều hết thông tin cần truyền trong khi các trạm khác không được phép sử dụng kênh truyền này và phải tiêu tốn thời gian thiết lập con đường (kênh) cố định giữa 2 trạm.

Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.

1.2.2.2 Mạng chuyển mạch bản tin ( Message switched network)

Thông tin cần truyền được cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi là bản tin Trên bản tin có ghi địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa chỉ nơi nhận để chuyển bản tin tới đích Tuỳ thuộc vào điều khiện về mạng, các thông tin khác nhau có thể được gửi đi theo các con đường khác nhau Ưu điểm :

 Hiệu xuất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa các trạm.

Hình 1-2 Mạng chuyển mạch kênh

 Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch bản tin) có thể lưu dữ thông báo cho đến khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi, do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn mạng.

 Có điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo.

 Có thể tăng hiệu xuất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích.

Phương pháp chuyển mạch bản tin là không hạn chế kích thước của các thông báo, làm cho phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng và chất lượng truyền đi Mạng chuyển mạch bản tin thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử hơn là với các áp dụng có tính thời gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút.

Phương pháp này mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng quy định trước Mối gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và đích ( người nhận) của gói tin Các gói tin về một thông báo nào đó có thể được gửi đi qua mạng để đến đích bằng nhiều con đường khác nhau Căn cứ vào số thứ tự các gói tin được tái tạo thành thông tin ban đầu.

Phương pháp chuyển mach bản tin và phương pháp chuyển mạch gói là gần giống nhau Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ thông tin trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trữ tạm thời trên đĩa Nên mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch bản tin.

1.2.3 Phân loại máy tính theo TOPO:

Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường mạng có ba dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star topology ), mạng dạng vòng (Ring Topology ) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology ) Ngoài ba dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ ba dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hình hỗn hợp,

1.2.3.1 Mạng hình sao (Star topology)

Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút Các nút này là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( Hình 1-3)

Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng.

Mô hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến Với việc sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lý và vận hành. Ưu điểm :

 Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.

 Cấu trúc mạng đơn giản và các giải thuật toán ổn định.

 Mạng có thể dễ dạng mở rộng hoặc thu hẹp.

Hình 1-3 Cấu trúc mạng sao

Mô hình OSI (Open Systems Interconnect)

Ở thời kỳ đầu của công nghệ nối mạng, việc gửi và nhận dữ liệu ngang qua mạng thường gây nhầm lẫn do các công ty lớn nh IBM, Honey Well và Digital Equipment Corporation tự đề ra tiêu chuẩn riêng cho hoạt động kết nối máy tính

Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế – ISO(International Standard Oranization) chính thức đưa ra mô hình OSI(Open Systems Interconnect) là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại

Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạt động thiết bị và giao thức mạng khác nhau.

2.1.1.Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:

Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical

Hình 2-1:Mô hình OSI bảy tầng

Mô hình OSI (Open System Interconnection ): là mô hình tương kết những hệ thống mở, là mô hình được tổ chức ISO được đề xuất năm 1977 và công bố năm 1984 Để các máy tính và các thiết bịi mạng có thể truyền thông với nhau phải có những quy tắc giao tiếp được các bên chấp nhận.

Mô hình OSI là mộ khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp.

Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập Sự tách rời của mô hình nay mang lại lợi Ých sau:

- Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn.

- Chuẩn hoá các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm.

- Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng đến các lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng hơn,

- Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các quy tắc cho các nội dung sau:

 Cách thức các thiết bị giao tiếp và chuyền thông được với nhau.

 Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì đựơc truyền dữ liệu, khi nào thì không được.

 Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng bên nhận.

 Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau.

 Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp

 Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn.

- Mô hình tham chiếu OSI được chia thành 7 lớp với các chức năng sau:

 Application Layer ( lớp ứng dụng ): giao diện giữa ứng dụng và mạng.

 Presentation Layer (lớp trình bày ): thoả thuận khuôn dạng trao đổi dữ liệu.

 Session Layer (lớp phiên ): cho phép người dùng thiết lập các kết nối.

 Transport Layer (lớp vận chuyển ): đảm bảo truyền thông giữa hai hệ thống.

 Network Layer (lớp mạng ): định hướng dữ liệu truyền trong môi trường liên mạng

 Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu ): xác định truy xuất đến các thiết bị.

 Physical Layer (lớp vật lý ): chuyển đổi dữ liệu thành các bit và truyền đi.

2.1.2.Các giao thức trong mô hình OSI:

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng : Giao thức liên kết ( Connection- Oriented )và giao thức không liên kết (Connection Less).

- Giao thức liên kết: Trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kêt logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kêt này, việc có liên kêt logic sẽ nâng cao sù an toàn trong truyền dữ liệu.

- Giao thức không liên kêt : Trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kêt logic mà mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nã.

Nh vậy với giao thức có liên kêt , quá trình truyền thông phải gồm ba giai đoạn phân biệt:

- Thiết lập liên kêt (logic): Hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau(truyền dữ liệu).

- Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý kèm theo ( nh kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/ hợp dữ liệu ) Để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu

- Huỷ bỏ liên kêt (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kêt để dùng cho liên kêt khác. Đối với giao thức không liên kêt thì chỉ duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu mà thôi

Gãi tin của giao thức: Gói tin (Packet ) được hiểu như là một đơn vị thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính Những thông điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo thành các gói tin ở các gói nguồn Và những gói tin này khi đích sẽ được kết hợp lại thành các thông điệp ban đầu Mỗi gói tin có thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ, các thông tin điều khiển và dữ liệu.

Dat a hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r hd r trl

Hdr: phÇn ®Çu gãi tin.

Trl: phần kiểm lỗi (tầng liên kết dữ liệu )

Trên quan điểm mô hình mạng phân tầng , mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược lại Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ phần đầu (header) đối với các gói tin trước khi chuyển nó đi Nói cách khác, từng gói tin bao gồm phần đầu (header) và phần dữ liệu Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu đề khác và được xem nh là gói tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn cho tới khi gãi tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.

Tại bên nhận các gói tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tương ứng và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mô hình phân tầng nào.

2.1.3 Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI:

 Tầng ứng dụng (Application Layer):

Là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác định giao diện giữa các chương trình ứng dụng của người dùng và mạng Giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng Tầng ứng dụng xử lý truy cập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi Tầng này không cung cấp dịch vụ cho tầng nào mà nó cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng nh: truyền file, gửi nhận mail, Telnet, HTTP, FTP,SMTP.

 Tầng trình bầy (Presentation Layer):

Lớp này chịu trách nhiệm thương lượng và xác lập dạng thức dữ liệu được trao đổi nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của hệ thống đầu cuối gửi đi, lớp ứng dụng của một hệ thống khác có thể đọc được Lớp trình bày thông dịch giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thông qua một dạng chung,đồng thời nó cũng nén và giải nén dữ liệu Thứ tự byte, bit bên gửi và bên nhận quy ước quy tắc gửi nhận một chuỗi byte và bit từ trái qua phải hay từ phải qua trái nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có sự chuyển đổi thứ tự các byte, bit vào trước hoặc sau khi truyền Lớp trình bày cũng quản lý các cấp độ nén dữ liệu làm giảm số bít cần truyền.

Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác nhau.

Bộ giao thức TCP/IP

TCP/IP – Transmission Control Protocol/ Internet Protocol.

2.2.1 Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP:

TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau Ngày nay,TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng nh trên mạng Internet toàn cầu.

TCP/IP được xem là giản lược của mô hình tham chiếu OSI với bốn tầng như sau:

- Tầng liên kết mạng (Network Access Layer).

- Tầng giao vận (Host- to Host Transport Layer).

- Tầng ứng dụng (Application Layer).

Tầng liên kết ( còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao tiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP , bao gồm các thiết bị mạng và chương trình cung cấp các thông tin cần thiết có thể hoạt động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó.

Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình gói tin trên mạng Các giao thức của tầng này bao gồm : IP(Internet Protocol),

H×nh 2-3: KiÕn tróc TCP/IP

ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Messages Protocol).

Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứng dụng của tầng mạng Tầng này có hai giao thức chính: TCP (Transmission Protocol) và UDP (User Datagram Protocol).

TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơ chế như chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thước thích hợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian time- out để đảm bảo bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi Do tầng này đảm bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa. UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng Nó chỉ gửi các gói dữ liệu từ trạm này đến trạm kia mà không đảm bảo các gói tin đến được tới đích Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi tầng trên.

Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến trình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dụng để truy cập mạng Có rất nhiều ứng dụng được cung cấp trong tầng này mà phổ biến là: Telnet: sử dụng trong việc truy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): dịch vụ truyền tệp, Email: dịch vụ thư tín điện tử, www (World Wide Web).

Cũng tương tự nh mô hình OSI khi truyền dữ liệu quá trình tiến hành từ tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào một thông tin điều khiển được gọi là phần header Khi nhận dữ liệu thì quá trình này xảy ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua mỗi tầng thì phần header tương ứng được lấy đi và khi đến tấng trên cùng thì dữ liệu không còn phần header nữa Hình vẽ 0-10 cho ta thấy lược đồ dữ liệu qua các tầng Trong hình vẽ này ta thấy tại các tầng khác nhau dữ liệu được mang những thuật ngữ khác nhau:

- Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream.

- Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dưới gọi là TCP segment.

- Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là

Hình 2-4:Quá trình đóng / mở gói dữ liệu trong TCP/IP

- Trong tầng liên kết , dữ liệu được truyền đi gọi là frame.

2.2.2 So sánh TCP/IP với OSI:

TCP/IP với OSI: mỗi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng của OSI.Bảng sau chỉ rõ mối tương quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP với OSI:

Physical Layer va Data link Layer Data link Layer

Sự khác nhau giữa TCP/IP với OSI chỉ là:

- Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3 tầng trên của mô hình OSI.

- Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độ tin cậy của việc truyền tin như ở trong tầng giao vận của mô hình OSI mà cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP.

2.2.3 Một số giao thức trong bé giao thức TCP/IP :

Segment packet datagram datagram frame frame

Hình2-5: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP

2.2.3.1 Giao thức hiệu năng IP (Internet Protocol):

Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức TCP/IP Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năng kết nối của mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu IP là giao thức cung cấp dịch vụ phân phát datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu , không đảm bảo rằng datagram sẽ tới đích và không duy trì thông tin nào về những datagram đã gửi đi

Khuân dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP được thể hiện nh hình vẽ:

Time to live Protocol Header Checksum Identification Flags Fragment Offset

Hình 2-6: Khuân dạng dữ liệu trong OSI Ý nghĩa các tham sè trong IP header:

- Version (4 bit) : chỉ phiên bản hiện hành của IP được cài đặt.

- IHL (4 bit): chỉ độ dài phần header tính theo đơn vị từ (word-

- Type of Service (8 bit): đặc tả tham số về yêu cầu dịch vụ

- Total length (16 bit): chỉ độ dài toàn bộ IP datagram tính theo byte.

- Indentification (16 bit) : là trường định danh.

- Flags (3 bit) : các cờ sử dụng trong khi phân đoạn các datagram.

- Flagment Offset (13 bit): chỉ vị trí của đoạn phân mảnh trong datagram tính theo đơn vị 64 bit.

- TTL(Time to Live ) : thiết lập thời gian tồn tại của datagram.

- Protocol (8 bit): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp.

- Header checksum (16 bit): kiểm soát lỗi cho vùng IP header.

- Source address (32 bit) : địa chỉ IP trạm đích.

- Option: Khai báo các tuỳ chọn do ngừơi gửi yêu cầu.

 Kiến trúc địa chỉ IP (IPv4):

Có độ dài 32 bits và được tách thành 4 vùng , mỗi vùng 1 byte thường được biểu diễn dưới dạng thập phân và cách nhau bởi dấu chấm (.) VD: 203.162.7.92. Địa chỉ IPv4 được chia thành 5 líp A, B, C, D, E, trong đó 3 lớp địa chỉ

Líp A (0) cho phép định danh tới 126 mạng với tối đa 16 triệu trạm trên mỗi mạng.

Líp B (10): cho phép đinh danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 trạm trên mỗi mạng.

Líp C (110) : cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 trạm trên mỗi mạng.

Líp D (1110) dung để gửi gói tin IP đến một nhóm các trạm trên mạng (còn gọi là lớp địa chỉ multicast).

Líp E (11110) dùng để dự phòng.

Hình 2-8: Bảng các lớp địa chỉ Internet

Hình 2-7: Phân lớp địa chỉ IPv4 Đối với các địa chỉ lớp A, B số trạm trong một mạng là quá lớn và trong thực tế thường không có một số lượng trạm lớn nh vậy kết nối vào một mạng đơn lẻ địa chỉ mạng con cho phép chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn Ta có thể dùng một số bit đầu tiên của trường hostid trong địa chỉ IP để đặt địa chỉ mạng con.

Chẳng hạn đối với một địa chỉ thuộc lớp A, việc chia địa chỉ mạng con có thể được thực hiện nh sau:

 Mặt nạ địa chỉ mạng con:

Bên cạnh địa chỉ IP, một trạm cũng cần được biết việc định dạng địa chỉ mạng con: bao nhiêu bit trong trường hostid được dùng cho phần địa chỉ mạng con(subnetid) Thông tin này được chỉ ra trong mặt nạ địa chỉ mạng con (subnet mask).Subnet mask cũng là một số 32 bit với các bit tương ứng với phần netid và subnetid được đặt bằng 1 còn các bit còn lại được đặt bằng 0.

2.2.3.2 Giao thức hiệu năng UDP (User Datagram Protocol):

UDP là giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận không tin cậy được, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận Khác với TCP, UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có cơ chế báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không hề có thông báo cho người gửi Khuân dạng của UDP datagram được mô tả nh sau:

0 Net ID Subnet number Host ID

- Số hiệu cổng nguồn (Source Port -16 bit): số hiệu cổng nơi đã gửi datagram.

- Số hiệu cổng đích (Destination Port – 16 bit): số hiệu cổng nơi datagram đã chuyển tới.

- Độ dài UDP (Length – 16 bit): độ dài tổng cộng kể cả phần header của UDP datagram.

- UDP Checksum(16 bit): dùng để kiểm soát lỗi, nếu phát hiện lỗi thì UDP datagram sẽ bị loại bỏ mà không có một thông báo nào trả lại cho trạm gửi.

UDP có chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) để định danh duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP Nó thường dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận.

2.2.3.3 Giao thức TCP (Tranmission Control Protocol):

Các thiết bị LAN cơ bản

Mạng cục bộ LAN là hệ truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt động với nhau trong mét khu vực địa lý nhá nh ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong mét khu làm việc.

Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những tàI nguyên quan trọng như máy in màu, ổ đĩa CD- ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện Ých, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.

3.1.1.Các thiết bị nối chính của LAN:

3.1.1.1.Card mạng NIC(Network Interface Card)

Card mạng _ NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng kết nối vào mạng.Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC- Media Access Control Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng Card thực hiện các chức năng quan trọng:

- Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy tính.

- Danh định: cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC.

- Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit để truyền tải.

- Điều khiển truy xuất môi trường: cung cấp truy xuất có tổ chức để chia sẻ môi trường.

- Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trường bằng cách dùng các bộ thu phát tích hợp sẵn.

Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN nh:

- Phương pháp truy nhập mạng.

- Tốc độ truyền thông tin.

Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hình OSI, chúng hoạt động tại tất cả 7 lớp của mô hình OSI: kết nối vật lý với môi trường mạng bằng một card mạng với các lớp OSI khác được thực hiện bằng phần mềm bên trong host

Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại và định thời lại tín hiệu Thiết bị này hoạt động ở mức 1 (Physical). repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đường truyền mà không sửa đổi gì.

Là mét trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua hub Mét hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng Khi có tín hiệu Ethvernet được truyền tự một trạm tới hub, nó được lặp đi lặp lại trên khắp các cổng của hub Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.

- Hub đơn (stand alone hub ).

- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ).

- Hub modun (modular hub ) Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET.

Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này.

Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:

- Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng.

- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xư lý tín hiệu điện tư truyền giữa các thiết bị của mạng Quá trình xử lý dữ liệu được gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, Ýt nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động.

Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động nh mét repeater có nhiều cổng.

Chó ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE 0 ) đền nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.

- Dây cáp đồng trục sợi tơ (thick coax ) thì gọi là 10 BASET5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 500m ).

- Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax ) gọi là 10 BASET2 (Tốc độ

10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 200m ).

- Dây cáp xoắn không vỏ bọc (twisted pair ) gọi là 10 BASET (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn ).

- Dây cáp quang (Fiber Optic Inter- Repeater Link ) gọi là FOIRL.

Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Iternetworking Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router và switch.

Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau nó có thể được dùng với các mạng có giao thức khác nhau Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có truyền đi hay không.

Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gói mà nó thấy cần thiết 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. Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơI gửi và nhận và dựa trên địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không gửi và bổ sung bảng địa chỉ.

Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không gửi gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới huyển gói tin đó đi sang phía bên kia.

Hình 3-3: Hoạt động của cầu nối. Á đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi. Để đánh giá một Bridge người ta thường đưa ra khái niệm: lọc và vận chuyển.

- Qua trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge.

- Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/ giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển cỏc gúi tin từ mạng này sang mạng khá.

Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi.

Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gãi tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua.

Ví dô: Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring Khi đó cầu nối thực hiện nút token ring và một nút Enthernet trên

Applicatio Presentation Sessionn Transport Network Datalink Physic

Cài đặt, cấu hình hệ thống

8 Dự toán chi phí mua vật tư, thiết bị.

Mục đích nghiên cứu Đồ án “: Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng

Lan trong cơ quan xí nghiệp ” em có thể thiết kế và xây dựng các mạng

Cài đặt và cấu hình được các dịch vụ cơ bản : DNS , File Sharing , Web Mail ,Domain controler , Firewall , NAT , DHCP.

Và các mạng khác phục vụ theo yêu cầu của thực tế Do thời gian và kiến thức có hạn nên bài viết còn nhiều hạn chế, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn

CÁC TỪ TIẾNG ANH VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN

Từ viết tắt Dạng đầy đủ

ICMP Internet Control Message Protocol

IGMP Internet Group Messages Protocol

NLSP Netware Link Servise Protocol

OS – IS Open System Interconnection Intermediate System To Intermediate System

OSPF Open Shortest Path First

SMTP Simple Mail Transfer Protocol

TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH.

Vào những năm 50 , những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng đèn điện tử nên kích thức rất cồng kềnh tiêu tốn nhiều năng lượng Việc nhập dữ liệu máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho người sử dụng. Đến những năm 60 cùng với sự phát triển của máy tính và nhu cầu trao đổi dữ liệu với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứu chế tạo thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chình là những dạng sơ khai của hệ thống máy tính

Và cho đến những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho phép mở rộng khả năng tính toán của Trung tâm máy tính đến các vùng xa Vào năm 1977 công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trường mạng của mình cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành đầu tiên.

1.1 Khái niệm về mạng máy tính :

Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó Khác với các trạm truyền hình 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 A.

Nói một cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và có thể trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.

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 vời nhau phải thông qua việc in Ên hay sao chép trên đĩa mền, CD Rom điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng

Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điễm sau:

- Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện Ých.

- Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file ) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.

Hình 1-1: Mô hình mạng căn bản.

- Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn , trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.

- Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ).

- Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (Email ) và có thể sử dụng mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó ), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của các người khác

- Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà các chức năng lại mạnh ).

- Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các chương trình tiện Ých của các trung tâm máy tính khác , sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.

- Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp (files ) khi có những người không đủ quyền truy xuất các tệp tin và thư mục đó.

1.2 Phân loại mạng máy tính :