Mạng lan ứng dụng

Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I LỊCH SỬ RA ĐỜI MẠNG MÁY TÍNH II KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH 2.1 Các yếu tố mạng máy tính 2.1.1 Mạng máy tính gì? 2.1.2 Kiến trúc mạng máy tính 2.1.3 Phân loại mạng máy tính 2.1.4 Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI 2.1.4.1 Kiến trúc phân tầng 2.1.4.2 Mơ hình OSI (Open systems Interconnection) 10 2.1.4.3 Chức tầng mơ hình lớp OSI .11 2.2 Họ giao thức TCP/IP 16 2.2.1 Giao thức IP .18 2.2.2 Giao thức kiểu truyền TCP .21 2.2.3 Giao thức UDP 22 CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ MẠNG MÁY TÍNH 23 I CÁC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG DỤNG: .23 1.1 Đường truyền vật lý: 23 1.1.1.Đường truyền hữu tuyến: 23 1.1.2.Đường truyền vô tuyến : 26 1.2 Các thiết bị ghép nối: 27 1.2.1 Card giao tiếp mạng (Network Interface Card - NIC): .27 1.2.2 Bộ tập trung (Concentrators - HUB): 28 1.2.3 Bộ lặp tín hiệu (Repeater): 30 1.2.4 Cầu (Brige): 30 1.2.5 Bộ dồn kênh (Multiplexor): 32 1.2.6 Bộ chuyển mạch SWITCH: 32 1.2.7 Bộ định tuyến (Router): 33 1.2.8 Bộ chọn đường (Brouter): .34 1.2.9 Bộ điều chế giải điều chế (modem): 35 1.2.10 CSU/DSU (Channel Service Unit/Digital Service Unit): 36 1.2.11 GATERWAY (cổng thông tin) .36 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 1Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT I KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA MẠNG CỤC BỘ LAN .37 II KỸ THUẬT MẠNG CỤC BỘ 37 2.1 Mạng hình (Star) 37 2.2 Mạng vòng (Ring) .38 2.3 Mạng bus tuyến tính 39 III CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUY CẬP MẠNG 39 3.1 Phương pháp truy nhập sử dụng sóng mang có phát xung đột CSMA/CD (Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection) .40 3.2 Token Bus (Chuyển thẻ bài) 40 3.3 Token Ring (Vòng với thẻ bài) 40 IV CÁC LAN CHUẨN VÀ QUY TẮC NỐI MẠNG 41 4.1 Mạng Ethernet 42 4.1.1 Cơ chế hoạt động CSMA/CD 42 4.1.2 Các đặc tính Ethernet .42 4.1.3 Nối cáp mạng Ethernet 43 4.1.4 Dạng thức khung Ethernet 43 4.2 Mạng Token Ring .44 4.2.1 Các đặc tính mạng Token Ring .44 4.2.2 Cơ chế hoạt động mạng Token Ring .44 4.2.3 Dạng thức khung liệu Token ring .46 4.2.4 Các quy tắc thành phần nối mạng Token Ring 46 4.3 Mạng ARCnet .47 4.3.1 Phương thức hoạt động ARCnet .48 4.3.2 Kết nối mạng ARCnet 50 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG CHO MỘT CÔNG TY 52 I KHẢO SÁT: .52 NỘI DUNG: 52 MỤC ĐÍCH: 52 II CÁC QUY TRÌNH THIẾT KẾ: 53 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG: 53 THU THẬP YÊU CẦU KHÁCH HÀNG: 53 PHÂN TÍCH YÊU CẦU: 57 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ: .59 CÀI ĐẶT MẠNG: 66 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 2Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT LỜI NĨI ĐẦU Sự phát triển cơng nghệ thông tin (CNTT) dẫn đến cách mạng thứ ba lịch sử văn minh nhân loại – cách mạng thông tin CNTT trở thành nguồn lực quan trọng quốc gia, với tài lực vật lực, CNTT trở thành bốn nhân tố định cho phát triển Nền tảng CNTT máy tính kết nối chúng tạo thành mạng Mạng máy tính phạm vi nhỏ mạng cục bộ, lớn mạng diện rộng thuộc ngành, quốc gia lớn mạng INTERNET kết nối toàn cầu.Các mạng máy tính làm thay đổi cách tồn diện phương thức sống, làm việc, sinh hoạt người, phương thức tổ chức phát triển xã hội Nhịp độ sử dụng ngày tăng mạng máy tính để trao đổi thơng tin , xử lý thông tin sống, tổ chức phát triển xã hội Nhịp độ sử dụng ngày tăng mạng máy tính để trao đổi thơng tin, xử lí thơng tin sống, tổ chức qn sự, văn phịng Chính phủ,…Tóm lại, mạng máy tính có mặt khắp nơi mạng máy tính giải pháp, phương tiện mục tiêu hướng tới đại hóa đất nước Mạng máy tính phát triển cách bùng nổ Một hai thập niên trước người truy cập vào mạng, Còn ngày nay, giao tiếp máy tính trở thành phần cấu trúc hạ tầng chúng ta.Mạng dùng khía cạnh lĩnh vực kinh doanh bao gồm: quảng cáo, sản xuất, vận chuyển, lập kế hoạch hóa đơn hệ thống kế tốn Và với lớn mạnh mạng có tác động lớn lĩnh vực kinh tế, công nghiệp lĩnh vực khác Các mạng liệu truyền sẵn cho cá nhân thay đổi việc giao tiếp doanh nghiệp Tính phổ biến tầm quan trọng mạng máy tính hình thành nên yêu cầu lớn lao tất công việc nghiệp vụ chuyên môn mạng Rồi công ty cần nhân viên phải hoạch định , vấn tin, cài đặt, thao tác quản lý hệ thống phần cứng phần mềm bao gồm mạng máy tính cơng ty với INTERNET Ngồi việc lập trình máy tính khơng cịn bị giới hạn vài máy tính riêng biệt, nhà lập trình u cầu phải thiết kế thực thi phần mềm ứng dụng để giao tiếp với phần mền máy tính khác Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 3Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT Có thể nói ngày khoa học máy tính khơng lĩnh vực quan trọng lĩnh vực nối mạng Mạng máy tính hai hay nhiều máy tính kết nối với theo cách cho chúng trao đổi thơng tin qua lại với nhau, dùng chung chia sẻ liệu thông qua việc in ấn hay chép qua đĩa mềm, CDroom… Vì hạ tầng mạng máy tính phần thiếu tổ chức hay công ty Trong điều kiện kinh tế hầu hết đa số tổ chức hay công ty có phạm vi sử dụng bị giới hạn diện tích mặt triển khai xây dựng mạng LAN để phục vụ cho việc quản lý liệu nội quan thuận lợi, đảm bảo tính an tồn liệu tính bảo mật liệu mặt khác mạng Lan giúp nhân viên tổ chức hay công ty truy nhập liệu cách thuận tiện với tốc độ cao Một điểm thuận lợi mạng LAN giúp cho người quản trị mạng phân quyền sử dụng tài nguyên cho đối tượng người dùng cách rõ ràng thuận tiện giúp cho người có trách nhiệm lãnh dậo công ty dễ dang quản lý nhân viên điều hành công ty Được hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy PGS.TS Nguyễn Văn Khang, em tìm hiểu tổng quan mạng ứng dụng mạng LAN Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Văn Khang tận tình hướng dẫn bảo em từ kiến thức ban đầu đến hoàn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo khoa Điện tử thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội tận tình dạy, giúp đỡ, truyền kiến thức bổ ích suốt q trình học tập Do trình độ cịn hạn chế thời gian có hạn nên chắn tài liệu nhiều thiếu sót Em kính mong thầy giáo khoa bảo thêm Sinh viên thực hiện : Trịnh Văn Đoan Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 4Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I LỊCH SỬ RA ĐỜI MẠNG MÁY TÍNH Vào năm 50, hệ thống máy tính đời sử dụng bóng đèn điện tử nên kích thước cồng kềnh tiêu tốn nhiều lượng Việc nhập liệu vào máy tính thực thơng qua bia đục lỗ kết đưa máy in,điều làm nhiều thời gian bất tiện cho người sử dụng Đến năm 60, với phát triển ứng dụng máy tính nhu cầu trao đổi thông tin với nhau, số nhà sản xuất máy tính nghiên cứu chế tạo thành công thiết bị truy cập từ xa tới máy tính họ, dạng sơ khai hệ thống máy tính Đến đầu năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 IBM đời cho phép khả tính tốn trung tâm máy tính đến vùng xa Đến năm 70, IBM giới thiệu loạt thiết bị đầu cuối thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại Thông qua dây cáp mạng thiết bị đầu cuối truy cập lúc đến máy tính dùng chung Đến năm 1977, cơng ty Datapoint Corporation tung thị trường hệ điều hành mạng là”Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết máy tính thiết bị đầu cuối lại dây cáp, hệ điều hành mạng II KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH 2.1 Các yếu tố mạng máy tính 2.1.1 Mạng máy tính gì? Mạng máy tính tập hợp máy tính kết nối với đường truyền vật lý theo kiểu kiến trúc nhằm mục đích trao đổi thơng tin máy tính Đường truyền vật lý dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Tất tín hiệu truyền máy tính dạng sóng điện từ trải từ tần số radio tới sóng viba tia hồng ngoại Các tần số radio truyền cáp điện ( dây đôi xoắn đồng trục) phương tiện quảng bá( Radio broadcasting) Sóng viba thường sử dụng trạm mặt đất vệ tinh Dùng để truyền tín hiệu quảng bá từ trạm mặt Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 5Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT đất tới nhiều trạm thu Tia hồng ngoại lý tưởng nhiều loại truyền thơng mạng Nó truyền hai điểm đến nhiều máy thu Tia hồng ngoại tần số cao ánh sáng truyền qua cáp sợi quang Khi lưa chọn đường truyền vật lý, cần ý tới đặc trưng chúng giải thông( Bandwith), độ suy hao độ nhiễu điện từ Giải thơng đường truyền độ đo phạm vi tần số mà đáp ứng Tốc độ truyền liệu đường truyền gọi thông lượng( thobhtput) đường truyền (bps) Giải thông cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp Đường truyền vật lý chia làm hai loại: Hữu tuyến vô tuyến -Hữu tuyến: + Cáp đồng trục (Coaxial cable) +Cáp xoắn đôi (twisted pair cable) +Cáp sợi quang (Fiber optic cable) -Vô tuyến + Radio + Sóng cực ngắn (Viba) + tia hồng ngoại( Infrared) Tuỳ theo tần số mà người ta sử dụng đường truyền vật lý khác 2.1.2 Kiến trúc mạng máy tính Về phương diện mạng máy tính (Network architecture) thể cách kết nối máy tính với tập hợp quy tắc, quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Cách nối máy tính gọi hình trạng mạng (Topology) Cịn tập quy tắc, quy ước truyền thơng gọi giao thức ( Protocol) mạng * Topology mạng Có hai kiểu nối chủ yếu điểm-điểm (point to point) quảng bá (Broadcast) -Theo kiểu điểm-điển, đường truyền nối cặp nút với nút đến có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau chuyển tiếp liệu tới đích -Theo kiểu quảng bá (Protocol): Tất nút phân chia chung theo đường truyền vật lý Dữ liệu từ nút tiếp nhận tất nút lại, cần Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 6Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT địa đích liệu để nút vào kiểm tra xem liệu có phải dành cho hay khơng * Giao thức mạng Việc trao đổi thông tin, cho dù đơn giản phải tuân theo quy tắc định Việc truyền tin mạng cần phải có quy tắc, quy ước nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp chữ nghĩa) liệu thủ tục gửi nhận liệu, kiểm soát hiệu quả, chất lượng chuyền tin, sử lý lỗi cố Tập hợp tất quy ước, quy tắc gọi giao thức ( Protocol) mạng 2.1.3 Phân loại mạng máy tính Có nhiều phương pháp phân loại mạng máy tính khác tuỳ thuộc vào yếu tố chọn làm tiêu phân loại mà người ta phân phân loại mạng theo khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạnh hay kiến chúc mạng * Nếu lấy khhoảng cách địa lý làm yếu tố để phân loại mạng ta có: - Mạng cục LAN (Local Area Network) Được cài đặt phạm vi tương đối nhỏ, với khoảng cách máy tính nút mạng vịng vài chục Km trở lại - Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) Là mạng cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế-xã hội có bán kính khoảng 100Km trở lại - Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) Là mạng có phạm vi vượt qua biên giới quốc gia vượt qua lục địa - Mạng tồn cầu GAN (Global area Network) Là mạng có phạm vi trải khắp tất lục địa trái đất * Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố để phân loại ta có: - Mạng chuyến mạch kênh ( Circuit Switched Network) Trong chuyển mạnh kênh có hai đầu nút mạng cần trao đổi với chúng thiết lập kênh cố định trì hai bên ngắt liên lạc Các liệu truyền theu đường cố định Phương pháp chuyển mạch kênh có hai nhược điểm chính: Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 7Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT + Phải thời gian để thiết lập kênh cố định hai đầu nút mạng + Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao có lúc kênh bị bỏ rỗi hai bên hết thông tin cần truyền đầu nút khác khơng phép sử dụng đường truyền - Mạng chuyển mạch thông báo (Message switched Network) Mạng chuyển mạch thông báo đơn vị thơng tin người sử dụng có khn dạng quy định trước Mỗi thơng báo có chứa vùng thơng tin điều khiển định rõ đích thơng báo Căn vào thơng tin mà nút chung gian chuyển thơng tin tới nút theo đường dẫn tới đích Như nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển thông báo để sau gửi tiếp thơng báo Tuỳ thuộc vào điều kiện mạng, thông báo khác truyền đường khác Phương pháp chuyển mạch thơng báo có nhiều ưu điểm phương pháp chuyển mạch kênh: + Hiệu suất sử dụng đường truyền cao khơng bị chiếm dụng độc quyền mà phân chia nhiều đầu nút mạng Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch thông báo) lưu trữ thơng báo kênh truyền rỗi gửi thơng báo đi, giảm tình trạng tắc nghẽn (congestion) mạng + Có thể điều khiển tin cách xếp độ ưu tiên cho thơng báo + Có thể tăng hiệu suất sử dụng dải thông mạng cách gán địa quảng bá (Broacadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích Nhược điểm chủ yếu phương pháp chuyển mạch thơng báo khơng hạn chế kích thước thơng báo, dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao, ảnh hưởng đến thời gian đáp (respone time) chất lượng chuyền - Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched Network) Trong mạng chuyển mạch gói thơng báo chia thành nhiều phần nhỏ gọi gói tin (packet) có khn dạng quy định trước Mỗi gói tin chứa thơng tin điều khiển, có địa nguồn (người gửi) đích (người nhận) gói tin Các gói tin thuộc thơng báo gửi qua mạng để tới đích nhiều đường khác Ta thấy chuyển mạch gói chuyển mạch thông báo gần giống Điểm khác biệt gói tin giới hạn kích thước tối đa cho nút mạng (nút chuyển mạch )có thể xử lý tồn gói tin nhớ mà không cần phải lưu trữ tạm thời đĩa Vì mạng chuyển mạch gói truyền gói tin mạng nhanh hiệu so với mạng chuyển mạch thông báo Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 8Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT Do ưu điểm mềm dẻo hiệu suất cao nên mạng chuyển mạch gói dùng phổ biến mạng chuyển mạch thơng báo Việc tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch (kênh gói) mạng thống (được gọi mạng tích hợp số ISDN) xu hướng phát triển mạng ngày Nhược điểm lớn mạng chuyển mạch gói việc tập hợp lại gói tin để tạo lại thông báo ban đầu người sử dụng, đăc biệt trọn trường hợp gói tin truyền theo nhiều đường khác Cần phải cài đặt chế đánh dấu gói tin phục hồi gói tin bị thất lạc truyền bị lỗi cho nút mạng * Nếu phân loại dựa vào kiến trúc mạng (Topo giao thức sử dụng) ta có: - Kiểu điểm- điểm Các đường truyền nối cặp nút với nút có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau chuyển tiếp liệu đích Do cách thức làm viêc nên mạng kiểu gọi mạng “lưu chuyển tiếp” - Theo kiểu quảng bá Trong trường hợp tất nút phân chia chung đường truyền vật lý Dữ liệu gửi từ nút đó, tiếp nhận tất nút lại Bởi cần địa đích liệu để nút vào kiểm tra xem liệu có phải dành cho khơng 2.1.4 Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI 2.1.4.1 Kiến trúc phân tầng Để giảm độ phức tạp việc thiết kế cài đặt, hầu hết mạng máy tính có phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng (layering) Mỗi hệ thống thành phần mạng xem cấu trúc đa tầng, tầng xây tầng trước Số lượng tầng tên chức tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Tuy nhiên hầu hết mạng, mục đích tầng để cung cấp số dịch vụ (Services) định cho tầng cao Hình dây mô tả kiến trúc phân tầng tổng quát Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 9Đoan Mạng LAN & Ứng dụng Khoa ĐT-TT Tầng i Tầng N Tầng i Giao thức tầng N Giao thức tầng i Tầng N Tầng i Giao thức tầng Tầng Tầng Đường truyền vật lý Hình 1.1: Minh hoạ kiến trúc phân tầng tổng quát Nguyên tắc kiến trúc mạng phân tầng là: hệ thống mạng có cấu trúc tầng (Số lượng tầng,chức tầng nhau) Trong thực tế, liệu không truyền trực tiếp từ tầng thứ i hệ thống sang tầng thứ i hệ thống khác (trừ tầng thấp trực tiếp sử dụng đường truyền vật lý để truyền sâu bit 0,1 từ hệ thống sang hệ thống khác) 2.1.4.2 Mơ hình OSI (Open systems Interconnection) Khi thiết kế nhà thiết kế tự chọn kiểu kiến trúc riêng cho Từ dẫn đến tình trạng khơng tương thích mạng từ làm cản trở cho người sử dụng mạng khác Nhu cầu trao đổi thơng tin lớn trở ngại khơng thể chấp nhận người sử dụng Sự thúc bách khách hàng khiến cho nhà sản xuất nhà nghiên cứu, thơng qua quan chuẩn hố quốc gia quỗc tế tiếp tục tìm kiếm hội tụ cho sản phẩm mạng thị trường Để có điều đó, trước hết phải có khung chuẩn kiến mạng làm thiết kế chế tạo sản phẩm mạng Vì tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (Internationnal Organization For Sandardization – ISO) thành lập vào năm 1977 tiểu ban nhằm phát triển khung chuẩn Kết vào Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trịnh Văn 10 Đoan