Những kiến thức cơ bản về các loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, và các thiết bị kết nối mạng, mô hình osi,tcp ip

Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn Lời Mở Đầu Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, máy tính trở nên phổ biến với ngời, mang lại cho ngời khả to lớn làm đợc công việc phi thờng : tính toán nhanh, xác phép toán phức tạp, điều khiển tự động làm việc theo lập trình ngời Máy tính đời không công cụ giải phóng sức lao động, hỗ trợ tối đa sản xuất mà phơng tiện học tập, giải trí bổ ích đời sống ngời Sự phát triển máy tính nh công nghệ thông tin mang lại thành tựu to lớn cho phát triển kinh tế đất nớc Là phơng tiện tiếp cận nhanh đến thành tựu khoa học kỹ thuật Sức mạnh máy tính đợc tăng lên nhiều lần máy tính đợc kết nối thành mạng máy tính Là sở hạ tầng cho phép truyền liệu, trao đổi thông tin điều khiển từ xa, tạo nên môi trờng giao tiếp, liên kết ngời vợt qua hạn chế khoảng cách Với mạng máy tính toàn cầu dễ dàng tiếp cận với giới bên ngoài, tiếp cận với thành tựu khoa häc tiªn tiÕn nhÊt trªn thÕ giíi HiƯn nay, ứng dụng công nghệ thông tin sản xuất phát triển kinh tế mục tiêu hàng đầu đất nớc Mạng máy tính trở thành lĩnh vực nghiên cứu, phát triển ứng dụng cốt lõi công nghệ thông tin, bao gồm mhiều vấn đề từ kiến trúc, đến nguyên lý thiết kế, cài đặt mô hình ứng dụng Mạng viễn thông nói chung máy tính mạng máy tính nói riêng công cụ thiếu hoạt động máy nhà nớc, doanh nghiệp, trờng học, nhiều lĩnh vực sản xuất khác Nó đóng vai trò nh cầu nối để trao đổi thông tin phủ, tổ chức xà hội gi÷a mäi ngêi víi Qua thêi gian thùc tËp công ty FPT với hớng dẫn thầy cô giao khoa điện tử viễn thông trờng đại học Bách Khoa Hà Nội tài liệu thu thập đợc em đà hoàn thành đồ án tốt nghiệp lý thuyết mạng máy tính, giao thức truyền thông ứng dụng bao gồm kiến thức loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, thiết bị kết nối mạng, mô hình OSI,TCP/IP Với mong muốn tìm hiểu kỹ công nghệ thông tin, mạng máy tính để xây dựng, ứng dụng tối đa tiện ích mà mạng máy tính mang lại lĩnh vực truyền thông phát triển phần mềm Chơng 1 Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn Giới thiệu mạng máy tính 1.1 Thế mạng máy tính Một mạng máy tính hệ thống gồm số máy tính độc lập đ ợc nối với để chia sẻ liệu thiết bị ngoại vi nh đĩa cứng máy in Một mạng máy tính đơn giản gồm hai máy tính đợc nối với cáp cho phép chúng chia sẻ liệu Tất mạng máy tính bắt nguồn từ hệ thống đơn giản Mạng máy tính đời có cần thiết phải chia sẻ liệu Máy tính cá nhân công cụ mạnh, xử lý, thao tác khối lợng lớn liệu cách nhanh chãng nhng nã kh«ng cho phÐp ngêi dïng cã thĨ chia sẻ liệu Khi cha có mạng ngời dùng in tài liệu copy file đĩa khác để mang đến máy tính khác copy vào máy tính Đó đợc xem nh môi trờng làm việc độc lập Hình 1.1 Môi trờng độc lập Với số lợng liệu cần chia sẻ lớn khoảng cách xa việc copy đĩa mềm đáp ứng đợc công việc Và để chia sẻ liệu với máy tính phải kÕt nèi víi nhau, sù kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh với thiết bị ngoại vi tạo thành mạng máy tính 1.1.1 Tại phải sử dụng máy tính Với khả to lớn máy tính cá nhân ngày mạng máy tính cần thiết? Mạng máy tính cần thiết mạng máy tính tăng hiệu giảm giá thành Mạng máy tính có đợc ba nguyên nhân sau: - Chia sẻ thông tin (hay liệu) - Chia sẻ phần cứng phần mềm - Quản lý hỗ trợ tập trung Ngoài máy tính nối vào mạng chia sẻ: - Tài liệu(biên , bảng tính , hoá đơn ) - Thông tin Email - Phần mềm xử lý văn Đồ án tốt nghiệp - Phạm Bá Tuấn Phần mềm quản lý cấu hình phần mềm File hình ¶nh , audio, video M¸y in M¸y fax Modem CD-ROM loại đĩa cứng khác Và nhiều thứ chia sẻ mạng Khả mạng máy tính thay đổi trớc tìm cách trao đổi liệu khác không dùng mạng máy tính Chia sẻ thông tin (dữ liệu ) Khả chia sẻ thông tin nhanh chóng không đắt đợc chứng minh tính thông dụng mạng máy tính Nhiều báo cáo tổng kết Email dịch vụ sử dụng sè mét cđa ngêi sư dơng Internet RÊt nhiỊu c¸c doanh nghiệp đầu t vào mạng máy tính để tận dụng lợi ích mạng dựa Email chơng trình tiện ích khác nh chơng trình đặt lịch Sử dụng tài nguyên có sẵn mạng giảm giao tiếp giấy tờ, tăng hiệu liệu sử dụng đồng thêi bëi nhiỊu ngêi sư dơng Ngêi qu¶n lý cã thể sử dụng tiện ích để giao tiếp nhanh chóng hiệu với nhiều ngời để tổ chức công việc lên kế hoạch công việc Chia sẻ phần cứng phần mềm Trớc có mạng máy tính ngời sử dụng máy tính phải có riêng máy in, máy vẽ thiết bị ngoại vi khác Chỉ có cách để chia sẻ máy in ngồi máy tính nối với máy in Hình 1.2 Máy in với máy tính đơn lẻ Với mạng máy tính cho phép nhiều ngời chia sẻ liệu thiết bị ngoại vi khác Nếu nhiều ngời cần sử dụng máy in họ sử dụng chung máy in mạng Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn Hình 1.3 Chia sẻ máy in với môi trờng mạng Mạng máy tính cho phép chia sẻ chuẩn hoá ứng dụng nh : chơng trình xử lý văn bản, bảng tính, database để chắn tất ngời sử dụng phần mềm phiên Quản lý hỗ trợ tập trung Mạng máy tính cho phép dễ dàng quản lý hỗ trợ dịch vụ cách tập trung, máy tính đợc hỗ trợ quản lý máy chủ 1.1.2 Hai loại mạng LAN WAN Có nhiều cách phân chia mạng máy tính Mạng máy tính phân chia vào hai nhóm tuỳ thuộc vào kích cỡ chức Local Area Network ( LAN ) Mét m¹ng LAN (Local area Network) mạng gồm máy tính nối với theo cách Mạng LAN đơn giản ( hai máy tính nối với dây cáp) đến phức tạp (hàng trăm máy tính thiết bị ngoại vi đợc nối với mét tỉ chøc) - Trun d÷ liƯu víi tèc độ cao Tồn khoảng vật lý hạn chế Công nghệ mạng thờng không đắt Wide Area Network ( WAN ) M¹ng WAN cung cÊp kÕt nèi cho khoảng cách xa phạm vi đất nớc hay toàn cầu, đợc kết nối với theo đờng điện thoại hay vệ tinh Một công ty đa quốc gia có mạng WAN để kết nối văn phòng quốc gia khác giới Các thuộc tính mạng là: - Không giới hạn mặt địa lý Dễ bị lỗi truyền liệu Gồm nhiều mạng LAN kết nối với Đồ án tốt nghiệp - Phạm Bá Tuấn Phức tạp mạng LAN Công nghệ dắt 1.2 Cấu hình mạng Cấu hình mạng phơng thức cài đặt để xác định cách máy tính chia sẻ thông tin, mô hình mạng 1.2.1 Khái quát cấu hình mạng Thông thờng tất mạng có thành phần, chức năng, đặc tính chung bao gồm : - Server: máy tính cung cấp tài nguyên chia sẻ cho ngời sử dụng mạng - Client: máy tính truy cập tài nguyên mạng máy tính server cung cấp - Media: Dây nối máy tính víi - Shared data: C¸c file cung cÊp cho client server mạng - Shared printer thiết bị ngoại vi khác:các tài nguyên khác đợc cung cấp server - Resources : dịch vụ hay tài nguyên khác có sẵn mạng Hình 1.4 Các thành phần chung mạng Cùng với thành phần nhng mạng chia làm hai loại: - Mạng ngang hàng (Peer to Peer ) - Mạng dựa máy chủ (Server based) Việc phân biệt hai loại mạng Peer to peer server based quan trọng loại có khả khác Chọn mạng phụ thuộc vào nhân tố sau: - Quy mô tổ chức - Mức độ bảo mật cần thiết - Loại kinh doanh - Mức độ hỗ trợ quản trị - Số lợng vận chuyển mạng - Sự đòi hỏi ngời sử dụng mạng - Ngân sách chi phí cho mạng Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn 1.2.1 Mạng peer to peer Trong mạng peer to peer máy chủ phân cấp cho máy tính mạng.Tất máy tính nh Mỗi máy tính cã thĨ xem lµ client cịng cã thĨ xem nh server cung cấp tài nguyên cho máy tính khác Không có ngời quản trị cho toàn mạng Các đặc tÝnh cđa m¹ng Peer to peer: Cì M¹ng peer to peer đợc gọi Workgroup Một workgroup biểu thị cho nhóm ngời Thờng có khoảng 10 máy tính mạng peer to peer Giá thành Mạng peer to peer thờng đơn giản máy tính có chức nh client server Không cần có server mạnh hay thành phần khác cho mạng tốc độ cao nên mạng peer to peer thờng rẻ mạng server based Hệ điều hành Mạng peer to peer xây dựng nhiều hệ điều hành không cần thêm phần mềm khác để xây dựng mạng peer to peer Các hệ điều hành nh : - Microsoft Windows 9X,NT Workstation - Novell Personal NetWare - AppleTalk (the networking system for Apple Macintosh computers) - Artisoft LANtastic N¬i thÝch hợp dùng mạng peer to peer Mạng peer to peer môi trờng lựa chọn tốt khi: - Có 10 ngời sử dụng Ngời sử dụng chia sẻ tài nguyên , máy in nhng không cần có server Không cần bảo mật Tổ chức mạng đợc phát triển tơng lai 1.2.2 Server based network Trong môi trờng có 10 ngời sử dụng mạng peer to peer không đáp ứng đầy đủ Do hầu hết mạng phải có máy chủ chuyên dụng Server based Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn network đà trở thành mô hình chuẩn cho mạng máy tính Trong môi trờng mạng server based tài nguyên đợc đặt hay nhóm máy chủ, máy tính client truy nhập tài nguyên dịch vụ server Các hệ điều hành thiết kế cho mô hình mạng gồm : - Novell NetWare Banyan VINES OpenVMS IBM OS/2 LAN Server - Microsoft Windows NT Server Khi mạng tăng kích cỡ (số máy tính kết nối, khoảng cách kết nối tăng) cần có thêm vài server Có nhiều loại server nhiều mạng lớn: File print server Quản lý ngời truy cập sử dụng file máy in Application server Application server lu giữ chơng trình server ứng dụng client/server nh liệu có sẵn cho client Một chơng trình client truy cËp d÷ liƯu tõ mét application server VÝ dơ bạn cần tìm danh sách nhân viên từ database server, server trả tập liệu nhân viên Mail server Mail server hoạt động nh application server, liệu đợc tải client từ server Fax server Fax server qu¶n lý vËn chun fax đến mạng chia sẻ hay nhiỊu fax modem Communication server Communication server qu¶n lý lng liệu thông tin e mail mạng với mạng khác Ngời sử dụng từ xa truy cập vào máy server thông qua modem đờng điện thoại Directory service server Directory service server quản lý ngời dùng bảo mật thông tin mạng Ví dụ vài phần mềm server ghép máy tính vào mét nhãm logic (gäi lµ Domain) cho phÐp ngêi sư dụng truy cập tài nguyên mạng Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn Hình 1.5 Các server chuyên dụng Lợi ích mạng server based Mặc dù khó để cài đặt, cấu hình, quản lý nhng mạng server based có nhiều u điểm mạng peer to peer: - Chia sẻ tài ngyên Bảo mật Dữ liệu dự phòng Số lợng ngời dùng 1.3 Topology (Cấu trúc liên kết, Sơ đồ hình học) Topology đợc xem nh xếp hay cấu trúc vật lý máy tính, cáp thành phần khác mạng Topology mạng ảnh hởng đến khả Khi lựa chọn loại topology tác động tới: - Loại thiết bị mạng cần Khả thiết bị Sự phát triển mạng Cách quản lý mạng 1.3.1 Thiết kế topology Xem xét loại topology khác thấy đợc khả khác loại mạng Topology không xác định loại cáp xử dụng mà xác định xem cáp đợc nh : dới sàn,trên trần hay tờng Topology xác định cách máy tính trao đổi mạng Các loại topology khác cần phơng thức truy cập khác phơng thức ảnh hởng lớn đến mạng Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn 1.3.2 Các Topology chuẩn Tất mạng thiết kế tõ topology sau: - Bus Ring Start Mesh Bèn loại topoplogies kết hợp tạo nhiều topologies khác nhau: Bus Hình 1.6 Bus topology Bus topology thờng đợc xem nh linear bus máy tính nối với thành đờng thẳng Đó cách thông dụng đơn giản mạng máy tính Hình 1.6 mạng bus topology thông thờng, bao gồm đờng cáp đợc gọi TRUNC nối kết tất máy tính mạng Truyền thông bus Máy tính mạng bus topology truyền thông đánh địa liệu tới máy tính đặc biệt gửi liệu cáp nh tín hiệu điện Để hiểu máy tính truyền thông nh bus cần làm quen với khái niệm: - Sending the signal Đồ ¸n tèt nghiƯp Ph¹m B¸ Tn - Signal bounce - Terminator Sending the signal : Dữ liệu mạng dạng tín hiệu điện đợc gửi đến tất máy tính mạng Chỉ máy tính có địa trùng với địa mà hoá tín hiệu đợc truy nhập thông tin Bởi thời ®iĨm chØ cã mét m¸y tÝnh cã thĨ gưi tÝn hiệu nên số máy tính mạng ảnh hởng tới tốc độ mạng Không có phơng pháp chuẩn để đo ảnh hởng số máy tính mạng tới tốc độ mạng Không Phải có số lợng máy tính ảnh hởng tới tốc độ mạng Sau số nhân tố khác ảnh hởng tới tốc độ mạng: Khả phần cứng máy tính mạng Tổng số lệnh chờ để thực Loại ứng dụng đợc chạy mạng Loại cáp đợc sử dụng mạng Khoảng cách máy tính mạng Signal Bounce : Vì liệu hay tín hiệu điện đợc gửi toàn mạng nên truyền từ đầu tới đầu cáp Nếu tín hiệu không bị ngắt ảnh hởng tới máy tính khác, ngăn cản máy tính khác gửi tín hiệu Do tín hiệu phải bị dừng sau đà tìm thấy đích phù hợp Terminator: Để dừng tín hiệu trên, thành phần đợc gọi Terminator đợc đặt cuối cáp để hấp thụ tín hiệu tự Tất đầu cáp không nối vào máy tính hay connector phải nối với Termonator Hình 1.7 Terminator để hấp thụ tín hiệu tự Phá vỡ truyền thông mạng