Mạng máy tính là gì?Mạng máy tính computer network là mạng viễn thông kỹ thuật số được sửdụng để kết nối các máy tính lại với nhau thông qua các thiết bị nối kết mạng và phương tiện truy
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: MẠNG MÁY TÍNH
Chủ đề 12: Xây dựng hệ thống mạng công ty Greenbox
Phan Tiến Lam
Lê Nho Dương
Bắc Ninh, năm 2023
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: MẠNG MÁY TÍNH
Chủ đề 12: Xây dựng hệ thống mạng công ty Greenbox
STT Sinh viên thực hiện Mã sinh
viên Điểm bằng số Điểm bằng chữ
1 Kiều Hoàng Việt
2 Phan Tiến Lâm
CÁN BỘ CHẤM 1
(Ký và ghi rõ họ tên)
CÁN BỘ CHẤM 2
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 3MỤC LỤC Lời mở đầu Trang XXX Phân chia công việc Trang XXX Chương 1 Tổng quan về mạng máy tính Trang XXX 1.1 Giới thiệu về hệ thống mạng máy tính Trang 1.2 Các giao thức cơ bản Trang
a IP Trang
b ICMP
c ARP
d RARP
Chương 2 Xây dựng hệ thống mạng Trang XXX 2.1 Sơ đồ hệ thống mạng công ty Greenbox Trang 2.2 Bảng địa chỉ IP Trang 2.3 Cấu hình bằng Cisco Packet Tracer Trang Chương 3 Kết Luận Trang
Trang 4Lời mở đầu
Hiện nay, công nghệ thông tin được xem là một ngành mũi nhọn của các quốc gia, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển, tiến hành công nghiệp hóa và hiện đại hoá như nước ta Sự bùng nổ thông tin và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ kỹ thuật số, yêu cầu muốn phát triển thì phải tin học hoá tất cả các ngành, các lĩnh vực Cùng với sự phát triển nhanh chóng về nhu cầu tính toán, các giải thuật định tuyến ngày càng chở nên đa dạng, phong phú, hoàn thiện hơn và hỗ trợ hiệu quả cho con người Các giải thuật định tuyến hiện nay ngày càng mô phỏng được rất nhiều nghiệp vụ khó khăn, hỗ trợ cho người dùng thuận tiện sử dụng, thời gian xử lý nhanh chóng, và một số nghiệp vụ được tự động hoá cao Ví dụ như việc ngày nay, sự phát triển công nghệ thông tin đang diễn ra mạnh
mẽ, các giải thuật định tuyến là một công cụ hỗ trợ thực hiện các công việc tính toán, cũng như để cải thiện chi phí cho doanh nghiệp, xí nghiệp , phục vụ đời sống của con người hiệu quả cao Mà hiện nay bộ giải thuật định tuyến “link state" và “distance vector" được xem là công cụ hỗ trợ tính toán đường đi ngắn nhất một cách nhanh chóng và hiệu quả
Mạng máy tính là một hệ thống cho phép các máy tính kết nối với nhau để chia sẻ
dữ liệu, tài nguyên và dịch vụ Mạng máy tính hiện nay đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như giáo dục, kinh doanh, giải trí, Bài tập lớn môn Mạng máy tính là một cơ hội để sinh viên được thực hành và vận dụng các kiến thức đã học để thiết kế, triển khai và quản lý một hệ thống mạng máy tính Đề tài bài tập lớn thường được giáo viên giao cho sinh viên
tự lựa chọn, phù hợp với sở thích và năng lực của từng cá nhân Nhưng do trình độ kiến thức và kinh nghiệm còn non kém, tài liệu tham khảo còn thiếu thốn cho nên trong bài còn có nhiều hạn chế, chúng em mong thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến
2
Trang 5Chương 1 Tổng quan về mạng máy tính
1.1 Giới thiệu về hệ thống mạng máy tính
a Mạng máy tính là gì?
Mạng máy tính (computer network) là mạng viễn thông kỹ thuật số được sử
dụng để kết nối các máy tính lại với nhau thông qua các thiết bị nối kết mạng và phương tiện truyền thông (giao thức mạng, môi trường truyền dẫn) theo một cấu trúc nào đó và các máy tính này trao đổi thông tin, dữ liệu qua lại với nhau
b Mạng máy tính mang lại lợi ích gì?
Mạng máy tính chia sẻ những gì? Dưới đây là một số lợi ích nổi bật mà mạng máy tính với cuộc sống 4.0 của con người hiện nay:
• Chia sẻ tập tin của bạn cho những người dùng khác
• Xem, chỉnh sửa và sao chép các tập tin trên một máy tính khác một cách dễ dàng như đang thao tác với một đối tượng trên máy tính của chính mình
• Các máy tính, thiết bị trong cùng một hệ thống mạng có thể dùng chung các tài nguyên như: Máy in, máy fax, máy tính thiết bị lưu trữ (HDD, FDD và ổ đĩa CD), webcam, máy quét, modem và nhiều thiết bị khác
• Ngoài ra, những người dùng tham gia mạng máy tính cũng có thể chia sẻ các tập tin, các chương trình trên cùng một mạng đó
c Mạng máy tính hoạt động như thế nào?
Các thiệt bị chuyên dụng như thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến và điểm truy cập tạo thành một hệ thống của mạng máy tính
Công tắc kết nối và giúp bảo mật nội bộ máy tính, máy in, máy chủ cùng với các thiết bị khác được kết nối mạng trong gia đình hoặc tổ chức Điểm truy cập
là công tắc kết nối thiết bị với mạng mà không cần sử dụng dây cáp
Bộ định tuyến kết nối mạng với các mạng khác và hoạt động giống như một nhà điều phối Lúc này phân tích dữ liệu được gửi qua một mạng, chọn các tuyến đường tốt nhất cho nó và gửi nó trên đường đi Bộ định tuyến kết nối mạng trong nhà và doanh nghiệp của bạn với thế giới và giúp bảo vệ thông tin khỏi các mối đe dọa bảo mật bên ngoài
Trang 6Mặc dù công tắc và bộ định tuyến khác nhau theo một số cách, nhưng một điểm khác biệt chính là cách chúng xác định thiết bị đầu cuối Công tắc Lớp 2 xác định duy nhất một thiết bị bằng địa chỉ MAC "đã ghi sẵn" của nó Bộ định tuyến lớp 3 xác định duy nhất kết nối mạng của thiết bị bằng địa chỉ IP được chỉ định mạng
Ngày nay, hầu hết các thiết bị chuyển mạch đều bao gồm một số cấp độ chức năng định tuyến
Địa chỉ MAC và IP xác định duy nhất các thiết bị và kết nối mạng, tương ứng, trong một mạng Địa chỉ MAC là một số được nhà sản xuất thiết bị gán cho thẻ giao diện mạng (NIC) Địa chỉ IP là một số được gán cho kết nối mạng
d Mạng máy tính phát triển ra sao?
Mạng máy tính cung cấp nhiều thứ hơn là chỉ kết nối Hiện nay có nhiều tổ chức, doanh nghiệp đang dần định hướng vào chuyển đổi số Mạng lưới là vô cùng quan trọng trong việc chuyển đổi số này và nhờ đó ngày càng thành công hơn
Những loại kiến trúc mạng máy tính đang phát triển để đáp ứng như cầu:
• Phần mềm tự xác định (SDN): Công nghệ ngày một phát triển trong thời đại
"kỹ thuật số", kiến trúc mạng đang dần trở nên tự lập trình, tự động và mở hơn Trong những mạng do phần mềm tự xác định, việc định tuyến lưu lượng được điều khiển tập trung thông qua các cơ chế dựa trên phần mềm Nhờ đó giúp mạng phản ứng nhanh hơn với các điều kiện thay đổi
• Dựa trên mục đích (IBN): Xây dựng dựa trên các nguyên tắc SDN, không chỉ đem lại tốc độ mà còn thiết lập một mạng riêng để đạt được các mục tiêu mong muốn nhờ vào tự động hóa các hoạt động một cách rộng rãi, phân tích hiệu suất, xác định các khu vực có vấn đề, cung cấp bảo mật toàn diện và tích hợp với các quy trình kinh doanh
• Ảo hóa: Cơ sở mạng vật lý có thể được phân vùng một cách hợp lý, tạo ra nhiều mạng "bao phủ" Mỗi mạng logic này có thể được điều chỉnh để giúp đáp ứng các yêu cầu cụ thể về bảo mật, chất lượng dịch vụ (QoS) và các yêu cầu khác
• Dựa trên bộ điều khiển: Bộ điều khiển mạng rất quan trọng đối với việc mở rộng và bảo mật mạng Bộ điều khiển tự động hóa các chức năng mạng bằng
4
Trang 7cách chuyển mục đích kinh doanh sang cấu hình thiết bị và chúng giám sát thiết
bị liên tục để giúp đảm bảo hiệu suất và bảo mật Bộ điều khiển đơn giản hóa hoạt động và giúp tổ chức đáp ứng các yêu cầu kinh doanh thay đổi
• Tích hợp đa miền: Các doanh nghiệp lớn hơn có thể xây dựng các mạng riêng biệt, còn được gọi là miền mạng, cho văn phòng, mạng WAN và trung tâm dữ liệu của họ Các mạng này giao tiếp với nhau thông qua bộ điều khiển của chúng Các tích hợp liên mạng hoặc đa miền như vậy thường liên quan đến việc trao đổi các thông số hoạt động có liên quan để giúp đảm bảo đạt được các kết quả kinh doanh mong muốn trên các miền mạng
1.2 Các giao thức cơ bản
Các máy tính trên mạng "nói chuyện" với nhau thông qua một ngôn ngữ đặc biệt gọi các giao thức mạng Có nhiều giao thức khác nhau và mỗi giao thức đều có một nhiệm vụ riêng như:
Giao thức truyền dữ liệu, dùng để vận chuyển dữ liệu giữa 2 máy tính Giao thức xử lý dữ liệu có nhiệm vụ xử lý dữ liệu nhận được từ giao thức truyền dữ liệu
Mô hình TCP/IP
TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol - Giao thức điều khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng), là một bộ giao thức trao đổi thông tin được sử dụng để truyền tải và kết nối các thiết bị trong mạng Internet TCP/IP được phát triển
để mạng được tin cậy hơn cùng với khả năng phục hồi tự động
Trang 8Sự phát triển: Ý tưởng hình thành mô hình TCP/IP được bắt nguồn từ Bộ giao thức
liên mạng trong công trình DARPA vào năm 1970 Trải qua vô số năm nghiên cứu và phát triển của 2 kỹ sư Robert E Kahn và Vinton Cerf cùng sự hỗ trợ của không ít các nhóm nghiên cứu Đầu năm 1978, giao thức TCP/ IP được ổn định hóa với giao thức tiêu chuẩn được dùng hiện nay của Internet đó là mô hình TCP/IP Version 4
Vào năm 1975, cuộc thử nghiệm thông nối giữa 2 mô hình TCP/IP được diễn ra thành công Cũng bắt đầu từ đây, cuộc thử nghiệm thông nối giữa các mô hình TCP/IP được diễn ra nhiều hơn và đều đạt được kết quả tốt Cũng chính vì điều này, một cuộc hội thảo được Internet Architecture Broad mở ra, với sự tham dự của hơn 250 đại biểu của các công ty thương mại, từ đây giao thức và mô hình TCP/IP được phổ biến rộng rãi trên khắp thế giới
Cách thức hoạt động: Phân tích từ tên gọi, TCP/IP là sự kết hợp giữa 2 giao thức.
Trong đó IP (Giao thức liên mạng) cho phép các gói tin được gửi đến đích đã định sẵn, bằng cách thêm các thông tin dẫn đường vào các gói tin để các gói tin được đến đúng đích đã định sẵn ban đầu Và giao thức TCP (Giao thức truyền vận) đóng vai trò kiểm tra và đảm bảo sự an toàn cho mỗi gói tin khi đi qua mỗi trạm Trong quá trình này, nếu giao thức TCP nhận thấy gói tin bị lỗi, một tín hiệu sẽ được truyền đi và yêu
6
Trang 9cầu hệ thống gửi lại một gói tin khác Quá trình hoạt động này sẽ được làm rõ hơn ở chức năng của mỗi tầng trong mô hình TCP/IP
Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IP: Một mô hình TCP/IP tiêu chuẩn
bao gồm 4 lớp được chồng lên nhau, bắt đầu từ tầng thấp nhất là Tầng vật lý (Physical) → Tầng mạng (Network) → Tầng giao vận (Transport) và cuối cùng là Tầng ứng dụng (Application)
Tầng 4- Tầng ứng dụng (Application): Đây là lớp giao tiếp trên cùng của mô hình.
Đúng với tên gọi, tầng Ứng dụng đảm nhận vai trò giao tiếp dữ liệu giữa 2 máy khác nhau thông qua các dịch vụ mạng khác nhau (duyệt web, chat, gửi email, một số giao thức trao đổi dữ liệu: SMTP, SSH, FTP, ) Dữ liệu khi đến đây sẽ được định dạng theo kiểu Byte nối Byte, cùng với đó là các thông tin định tuyến giúp xác định đường
đi đúng của một gói tin
Trang 10Tầng 3 – Transport: Chức năng chính của tầng 3 là xử lý vấn đề giao tiếp giữa các
máy chủ trong cùng một mạng hoặc khác mạng được kết nối với nhau thông qua bộ định tuyến Tại đây dữ liệu sẽ được phân đoạn, mỗi đoạn sẽ không bằng nhau nhưng kích thước phải nhỏ hơn 64KB Cấu trúc đầy đủ của một Segment lúc này là Header chứa thông tin điều khiển và sau đó là dữ liệu
Trong tầng này còn bao gồm 2 giao thức cốt lõi là TCP và UDP Trong đó, TCP đảm bảo chất lượng gói tin nhưng tiêu tốn thời gian khá lâu để kiểm tra đầy đủ thông tin từ thứ tự dữ liệu cho đến việc kiểm soát vấn đề tắc nghẽn lưu lượng dữ liệu Trái với điều đó, UDP cho thấy tốc độ truyền tải nhanh hơn nhưng lại không đảm bảo được chất lượng dữ liệu được gửi đi
8
Trang 11Tầng 2- Internet: Gần giống như tầng mạng của mô hình OSI Tại đây, nó cũng được
định nghĩa là một giao thức chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu một cách logic trong mạng Các phân đoạn dữ liệu sẽ được đóng gói (Packets) với kích thước mỗi gói phù hợp với mạng chuyển mạch mà nó dùng để truyền dữ liệu Lúc này, các gói tin được chèn thêm phần Header chứa thông tin của tầng mạng và tiếp tục được chuyển đến tầng tiếp theo Các giao thức chính trong tầng là IP, ICMP và ARP
Tầng 1- Physical: Là sự kết hợp giữa tầng Vật lý và tầng liên kết dữ liệu của mô hình
OSI Chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng Tại đây, các gói dữ liệu được đóng vào khung (gọi là Frame) và được định tuyến đi đến đích
đã được chỉ định ban đầu
Các giao thức tìm hiểu sau đây thuộc tầng 2 của mô hình TCP/IP
a IP
Đặc điểm của giao thức IP
Là 1 trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức TPC/IP
Là giao thức hướng không liên kết (connectionless): dữ liệu của IP được truyền
đi ngay lập tức nếu có thể (best effort), không có bất kì cơ chế thiết lập kết nối , không có cơ chế báo nhận hay điều khiển luồng nào được sử dụng với IP, các gói tin IP cũng không được đánh số thứ tự khi trao đổi trên mạng…
Trang 12Mỗi gói tin IP được xử lý một cách hoàn toàn độc lập với các gói tin IP khác Giao thức IP sử dụng cơ chế định địa chỉ theo kiểu phân cấp, trong đó phần NetworkId của địa chỉ giống như tên của một con đường và phần hostId của địa chỉ sẽ là số nhà của một căn nhà trên con đường ấy
Không có cơ chế khôi phục lại gói tin bị mất trên đường truyền Việc này được giao lại cho các giao thức tầng trên để đảm bảo độ tin cậy (TCP)
Cấu trúc gói tin
b ICMP
c ARP
d RARP
10