Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG I 1 Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam LỜI MỞ ĐẦU Trần Diệu Linh Lớp TC7 Điện tử Viễn thông 2 Đồ án tốt nghiệp – Phân tích[.]
Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam LỜI MỞ ĐẦU Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thông Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG MỞ OSI I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Mạng máy tính gì? Mạng máy tính (Network Computing) thực chất mạng thông tin bao gồm phần tử xử lý tin – máy tính (Computer) đường truyền tin – bus thơng tin hay cịn gọi nút mạng (network mạng) thay đổi thơng tin, liệu chia sẻ tài ngun (ví dụ đĩa cứng, máy in, file, chương trình ứng dụng…) Từ ta định nghĩa: mạng máy tính tập hợp máy tính nối với đường truyền vật lý theo kiến trúc Khi kết nối mạng máy tính tuân thủ nguyên tắc hoạt động hệ điều hành mạng (đó việc chia sẻ tài nguyên, nguyên tắc bảo mật phân chia quyền hạn…) Mạng máy tính tun bố vùng lãnh thổ định phân bố phạm vi quốc gia hay phạm vi toàn cầu Hiện giới sử dụng phổ biến mạng truyền số liệu đa dịch vụ (ISDN) nên dạng tín hiệu khác tín hiệu điện thoại, điện báo, truyền hình, truyền số liệu… truyền mạng thống Mỗi loại tín hiệu tương ứng với loại thiết bị đầu cuối thích hợp Với kỹ thuật truyền thơng ngày đại, máy tính có khả truy xuất thông tin từ xa từ hệ thống khác Từ thấy máy tính mạng trao đổi thơng tin, trao đổi liệu với cách dễ dàng, nhanh chóng có độ tin cậy tương đối cao 1.2 Phân loại mạng máy tính Trên phương diện tổng thể có hai loại mạng máy tính giới chun mơn chia theo quy mô mạng: Mạng tổng thể WAN – Wide Area Network, mạng lớn có phạm vi hoạt động rộng, hệ mạng truyền trao đổi liệu với phạm vi lớn có khoảng cách xa quốc gia hay toàn giới Phương tiện liên kết thơng qua vệ tinh dây cáp Mạng cục LAN – Local Area Network, mạng máy tính Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thơng Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam kết nối làm việc phạm vi hẹp nhà, quan, bộ, ngành… Trong hệ thống mạng máy tính người ta phân biệt hai loại máy tính Server Client Server máy tính cung cấp tài nguyên cho máy khác sử dụng Ngược lại, Client máy khai thác sử dụng tài nguyên Căn vào nguyên tắc phân chia tài nguyên mạng, người ta phân biệt hai loại mạng sau đây: Hệ thống mạng phân quyền Client/ Server: hệ thống mạng phân biệt rõ hai loại Server Client Server máy cung cấp tài nguyên cho file liệu, chương trình ứng dụng, máy in, đĩa cứng… Client Client/Server có nhiều ưu điểm, tính bảo mật an tồn thơng tin liệu nhờ tính như: tài nguyên quản lý tập trung, tạo cấp kiểm soát chặt chẽ truy cập file liệu, giảm nhẹ gánh nặng quản lý máy Client, bảo mật Backup liệu từ Server, phát triển mở rộng hệ thống cần Trong môi trường Client/Server, máy Client nhìn thấy (giao tiếp với nhau) Server khơng thể giao tiếp (giao tiếp trực tiếp) lẫn Kiến trúc tạo tính tin cậy cao cho hệ thống cho phép thay Client dễ dàng Client bị hỏngg Nếu ứng dụng mà máy Client (trước bị hỏng) sử dụng nằm đĩa cứng Server Client thay thế, người sử dụng cần truy cập lại ứng dụng Mơ hình có nhược điểm như: đắt tiền so với dạng Peer to peer giá Server cao, Server trở thành điểm tối yếu hệ thống, nghĩa Server hỏng toàn hệ thống chết, tính đề kháng lỗi u cầu quan trọng mơ hình Client/Server Hệ thống mạng ngang hàng Peer to peer: hệ thống mạng bình đẳng, máy mạng có quyền ngang Đây hệ thống mạng khơng có phân biệt máy Server hay Clientt, máy tính mạng vừa chia xẻ tài nguyên Server lại vừa có khả xử lý thơng tin Client bình thường Hệ mạng Peer to peer phổ biến Windows fỏ Workgroup Microsoft Hệ thống mạng ngang cấp có ưu điểm dễ cài đặt cấu hình, rẻ tiền Nhưng có nhiều nhược điểm: khơng quản lý tập trung tài ngun mạng, tính bảo mật khơng cao, thích hợp với mạng có quy mô nhỏ Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thơng Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam 1.3 Nguyên tắc hoạt động mạng Nguyên tắc hoạt động mạng việc sử dụng chia sẻ vài nguyên tắc chung Trên hệ thống mạng thành viên có khả sử dụng file liệu, chương trình ứng dụng tài nguyên mạng Chia sẻ file liệu: mạng cho phép máy tính mạng chia sẻ thông tin với Tùy theo phương pháp lắp đặt mạng để chia sẻ file liệu theo hai cách: cách thứ trao đổi trực tiếp, tức gửi thẳng file liệu từ máy tới máy khác; cách thứ hai gửi file liệu tới nơi lưu trữ chung sau máy khác lấy thơng tin từ Chia sẻ tài nguyên: tài nguyên mạng sử dụng chung ổ đĩa cứng, máy in, ổ CD – ROM… Việc chia sẻ tài nguyên tuỳ theo hệ thống mạng khác mà có cách chia sẻ khác Chia sẻ chương trình: việc chia sẻ chương trình cách tốt đặt chương trình mà người cần sử dụng vào ổ đĩa dùng chung thay cho việc giữ riêng chương trình máy Nguyên tắc hoạt động mạng có ý nghĩa vô to lớn Thứ nhất, việc lưu trữ tập trung liệu làm giảm chi phí cho nguồn lưu trữ liệu giúp cho việc triển khai công việc dễ dàng hơn, liệu quản lý tập trung nên an toàn Thứ hai, mặt kinh tế chi phí theo số máy giảm việc dùng chung thiết bị phần cứng ổ đĩa cứng, máy in, máy vẽ (plotter) Người sử dụng trao đổi thư tín với dễ dàng sử dụng hệ mạng công cụ để phổ biến tin tức, thông báo nội dung họp, thông báo tin kinh tế… 1.4 Các thành phần mạng máy tính 1.4.1 Đường truyền Về đường truyền, có loại phương tiện truyền dẫn sau đây: 1.4.1.1 Các loại cáp bao gồm - Cáp đồng trục: cáp đồng trục có loại: Cáp gầy (thin), cáp béo (thick) Gồm có: RG – RG A – 11, 50 odm dùng với Thicknet RG – 58, 50 odm dùng với Thinet RG – 59, 75 odm dùng cho truyền hình cáp RG – 62, 93 odm dùng cho mạng ARCnet Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thông Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng khơng Việt Nam - Cáp xoắn cặp Gồm có STP loại có vỏ bọc, UTP loại khơng có vỏ bọc - Cáp quang 1.4.1.2 Phương tiện vơ tuyến - Radio Radio chiếm dải tần số từ 10 KHz – GHz, có băng tần quen thuộc như: Sóng ngắn VHF (Very High Frequency): dùng cho truyền hình FM radio UHF ( Ultra High Frequency): dùng cho truyền hình - Viba: Có hai dạng truyền thông viba: mặt đất vệ tinh Các hệ thống viba mặt đất thường hoạt động băng tần – GHz 21 – 23 GHz, tốc độ truyền liệu từ – 10 Mbps Các hệ thống hồng ngoại Các mạng hồng ngoại có dải tần từ 100 – 1000 GHz, tốc độ truyền liệu thực tế đạt Mbps lý thuyết đạt cao Có hai phương pháp kết nối hồng ngoại điểm - điểm quảng bá 1.4.2 Các thiết bị kết nối mạng Card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) có nhiệm vụ kết nối máy chủ (file server) với trạm làm việc thông qua đường dây cáp Những mạch NIC cung cấp giao thức lệnh cần thiết để hỗ trợ loại NIC thiết kế Nhiều loại NIC cịn có gắn thêm nhớ đệm để lưu trữ gói thơng tin truy xuất dẫn tới kết hiệu toàn mạng tăng lên Trên số loại NIC có sẵn khe để gắn PROM dùng trạm làm việc khơng có ổ đĩa Bên cạnh chuẩn giao thức kết nối mạng hệ thống đầu cuối cần có thiết bị kết nối trung gian, chúng định nghĩa sau: 1.4.2.1 Repeater (thiết bị lặp lại) Đây thiết bị trung gian thực chức chuyển tiếp lớp vật lý Nó dùng để khuyếch đại tái tạo lại tín hiệu truyền đến ôi trường truyền dẫn mở rộng Repeater dùng để kết nối mạng có cơng nghệ giao thức khác kết nối mạng Ethernet Tokẻning với Nó để kết nối mạng Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thông Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng khơng Việt Nam LAN có cơng nghệ giống khác mơi trường truyền dẫn, ví dụ kết nối LAN – Ethernet với cáp sợi quang môi trường truyền dẫn LAN – Ethernet với cáp đồng trục Repeater cho phép ta mở rộng mạng nhiên việc mở rộng phải có giới hạn (nó phụ thuộc vào độ trễ truyền LAN, thời gian để tín hiệu đến điểm xa nhât mạng) Như Repeater làm việc lớp vật lý mơ hình OSI suốt giao thức Repeater Hình 1.1: Mở rộng Ethernet LAN Repeater 1.4.2.2 Bridge (cầu nối) Là thiết bị hoạt động lớp liên kết liệu với mục đích kết nối hai mạng LAN Đây thiết bị lưu giữ chuyển phát Một Repeater chuyển tiếp tất tín hiệu mà nhận được, cịn Bridge có chọn lọc chuyển tín hiệu có đích phần mạng bên Nó hủy bỏ gói tin có địa mạng gói tin đến đích mà khơng cần tới Bridge Về mặt vật lý Bridge máy tính mang hai NIC hơn, NIC cho phép Bridge truy nhập vào mạng Chẳng hạn Bridge nối mạng Bus với mạng vịng Như có địa mạng vòng địa mạng Bus Ta biết lớp liên kết liệu diễn chế điều khiển truy nhập đường truyền, Bridge có khả truy nhập vào hai mạng Giả sử nhận khung liệu từ mạng Bus, Bridge kiểm tra địa đích địa tương ứng với mức mạng vịng Bridge gỡ bỏ phần đầu khung liệu (do mạng Bus quy định) đóng lại thành khung mạch vịng nút đích nhận khung liệu Như Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thông Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam Repeater, Bridge dùng cho kết nối mạng LAN có công nghệ làm việc lớp liên kết liệu, khơng truyền liệu có lỗi từ mạng sang mạng khác thực chức lớp vật lý có nghĩa sử dụng để kết nối mở rộng với môi trường truyền dẫn khác LAN A Bridge LAN B Hình 1.2: Nối hai mạng cục Bridge 1.4.2.3 Router (thiết bị định tuyến) Bộ định tuyến dùng để kết nối mạng khác kiến trúc (hay giao thức truyền dẫn) Ví dụ mạng Ethernet với Token Ring, mạng TCP/IP với mạng Novell Netware (IPX), hay mạng LAN cục kết nối qua mạng truyền số liệu chuyển mạch gói X.25 Nó vận chuyển gói tin từ máy chủ mạng đến máy chủ mạng khác nhờ điều khiển qua bảng định tuyến cài đặt Vì định tuyến dùng để kết nối thông tin kiến trúc mạng nên cho phép kết nối mạng hay đoạn mạng có giao thức truyền dẫn khác nhau, giao thức định tuyến thực lớp Cũng cầu, gói tin mạng phải khơng có lỗi Q trình truy nhập máy tính trạm từ mạng tới máy tính chủ mạng khác kết nối qua định tuyến chậm so với kết nối cầu định tuyến phải thực nhiều chức Cầu nối bị giới hạn việc kiểm tra địa MAC gói liệu định tuyến kiểm tra địa mạng Địa mạng thường có thơng tin đường truyền mã hóa định tuyến nên sử dụng khả để thực định Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thơng Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam thông minh Bộ định tuyến nhận biết nhiều đường dẫn có khả đến nơi nhận biết đường tối ưu 1.4.2.4 Brouter (Thiết bị định tuyến cầu) Là thiết bị bị đóng vai trị Bridge lẫn Router Khi nhận gói tin thiết bị thực hai chức năng: định tuyến cho gói tin mà “hiểu” (chức Router) sau thực cầu cho gói tin mà “khơng hiểu” (bridge) 1.4.2.5 Gateway (Cửa kết nối) Gateway thiết bị dùng để kết nối hai mạng máy tính với hai giao thức khác kiến trúc mạng khác Toàn giao thức TCP/IP nằm lớp mơ hình OSI Gateway chuyển dổi Do Gateway khai thác lớp mơ hình OSI Ví dụ sử dụng Gateway (Hình 1.3): Cả hai mạng Token Ring mạng dùng giao thức TCP/IP (UNIX Server) mạng dùng Netware (IPX – Internetwork Packet Exchange Protocol) Kiến trúc giống giao thức nội khác Trong cấu trúc mạng dùng hai giao thức khác nhau, Gateway IPX – TCP/IP áp dụng cho trường hợp Có hai loại Gateway Gateway nội IG (Interio Gateway) Gateway EG (External Gateway).Gateway nội IG để kết nối mạng riêng nhỏ với mạng lớn thuộc sở hữu công ty, quan… Sự kết nối Gateway thực với giao thức Gateway nội IGP Mạng Internet kết nối nhiều mạng riêng lớn nhỏ thuộc sở hữu nhiều phép nhân khác kết nối với Internet Gateway ngàoi EG Các Gateway kết nối với thông qua giao thức EGP – External Gateway Protocol Giao thức dùng để trao đổi thông tin định tuyến mạng riêng độc lập (Hình 1.4) WS Trần Diệu Linh Gateway Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thơng Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng khơng Việt Nam UNIX Netware Hình 1.3: Cách dùng Gateway IG IG Mạng riêng Mạng riêng EG EG Hình 1.4: Cách dùng IG EG 1.4.2.6 Modem Các tuyến điện thoại chuẩn truyền tín hiệu Analog Tuy nhiên, máy tính lại lưu trũ truyền liệu số hóa Các Modem truyền tín hiệu số hóa máy tính tuyến điện thoại cách chuyển đổi chúng thành dạng Analog Việc chuyển đổi dạng tín hiệu thành dạng tín hiệu khác có tên điều biến (Modulation) Thuật ngữ Modem xuất xứ từ chữ Modulation/Demodulation Các Modem dùng để nối thiết bị máy tính nguyên mạng vị trí cách xa (trước tuyến điện thoại số hóa đời, modem cách để kết nối thiết bị từ xa) Có vài modem hoạt động liên tục tuyến điện thoại chuyên trách Các modem khác dùng tuyến quay số PSTN (Public Switched Telephone Network) chuẩn thiết lập tuyến giao kết có yêu cầu Các modem thường dùng mạng LAN theo nội dung sau: Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thông Đồ án tốt nghiệp – Phân tích thiết kế mạng tin học quản lý & điều phối hoạt động Cục hàng không Việt Nam Cho phép người dùng gọi truy cập LAN Trao đổi thư điện tử hệ phục vụ thư Truyền nhận fax với vác bên phục vụ fax Cho phép LAN trao đổi liệu theo yêu cầu Các modem cho phép mạng trao đổi thư điện tử thực đợt chuyển giao liệu có giới hạn, song khả tương kết mạng hạn chế Tự thân modem không cho phép mạng từ xa nối với trực tiếp trao đổi liệu Nói cách khác thân modem thiết bị liên mạng Tuy modem dùng kết hợp với thiết bị liên mạng định tuyến để kết nối mạng từ xa thông qua mạng điện thoại công cộng PSTN dịch vụ Analog tuyến 56Kb chẳng hạn Điểm quan trọng là: Modem không cho phép mạng từ xa tự hợp thành liên mạng mà khơng có hỗ trợ định tuyến cầu nối để quản lý tuyến giao kết mạng Chú ý: Các modem không thiết phải nối qua PSTN Các modem cự ly ngắn thường dùng để nối thiết bị tòa nhà Tuyến giao kết nối tiếp chuẩn hạn chế mức 50 feet, song dùng modem cự ly ngắn để mở rộng phạm vi tuyến nối nối quãng cách cần thiết Nhiều thiết bị thiết kế mặc nhận dùng với modem Khi muốn nói thiết bị mà khơng dùng modem ta dùng loại modem rỗng để nối trạm phát thiết bị với trạm thu thiết bị Modem phiên dịch thiết bị số hóa để truyền tuến điện thoại Analog Bộ Codec (coder/decoder = mã hóa/giải mã) cung cấp dịch vụ tương tự truyền tín hiệu Analog tuyến điện thoại số hóa, phiên dịch tín hiệu Analog thành dạng số hóa 1.4.2.7 Bộ tập trung Hub Hub thiết bị dùng để kết nối mạng Nó có loại sau: Hub bị động (Passive Hub): gọi Hub “bị động” khơng chứa linh kiện điện tử khơng xử lý tín hiệu liệu mà chức tổ hợp tín hiệu từ số đọan cáp mạng Khoảng cách tối đa máy tính Hub khơng thể lớn nửa khoảng cách cho phép hai máy tính Trần Diệu Linh Lớp: TC7 - Điện tử Viễn thông