báo cáo bài tập lớn phân tích các chuẩn mạng lan hiện nay

Mạng LAN cho phép các thiết bị như máy tính, máy in, máy chủ và thiết bị lưu trữ khác kết nối với nhau và tương tác trong mạng để chia sẻ thông tin và tài nguyên.1.2.. Hơn nữa, việc tuân

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THĂNG LONG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN PHÂN TÍCH CÁC CHUẨN MẠNG LAN HIỆN NAY

DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Kiểm tra sự hiện diện tín hiệu trước khi truyền và phát hiện va

dây

Chương I : Tổng quan mạng LAN

- Mạng LAN (Local Area Network) là một hệ thống mạng kết nối các thiết bị trong một khu vực hạn chế như một văn phòng, một tòa nhà, một trường học hoặc một gia đình Nó cung cấp khả năng chia sẻ tài nguyên và truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong cùng một khu vực địa lý nhỏ Mạng LAN cho phép các thiết bị như máy tính, máy in, máy chủ và thiết bị lưu trữ khác kết nối với nhau và tương tác trong mạng để chia sẻ thông tin và tài nguyên.

1.2 ĐẶC ĐIỂM :

- Mạng LAN có phạm vi hạn chế, tốc độ truyền dữ liệu cao, độ trễ thấp, cho phép chia sẻ tài nguyên, dễ quản lý và có bảo mật mạng.

1.3.1 Mạng dạng hình sao (Star topology)

- Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức năng cơ bản là:

● Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.

● Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin ● Thông báo các trạng thái của mạng

Hình 1.1 : Mạng hình sao

1.3.2 Mạng hình tuyến (Bus Topology)

cũng như tất cả các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến.

Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.

Hình 1.2: Mạng hình tuyến

1.3.3 Mạng dạng vòng (Ring Topology)

kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một

nút mà thôi Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.

Ưu điểm của mạng dạng vòng là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên Nhược điểm là đường dây phi khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.

Hình 1.3 : Mạng dạng vòng

1.3.4 Mạng dạng luới - Mesh topology

mà không thể ngừng hoạt động, chẳng hạn trong các nhà máy điện nguyên tử hoặc các mạng của an ninh, quốc phòng Trong mạng dạng này, mỗi máy tính đuợc nối với toàn bộ các máy còn lại Đây cũng là cấu trúc của mạng Internet.

Hình 1.4: Mạng dạng lưới

1.3.5 Mạng hình sao mở rộng

cách kết nối các HUB hay Switch Lợi điểm của cấu hình mạng dạng này là có thể mở rộng được khoảng cách cũng như độ lớn của mạng hình sao.

Hình 1.5: Mạng hình sao mở rộng

1.3.6 Mạng có cấu trúc cây - Hierachical topology

liên kết các switch/hub lại với nhau thì hệ thống kết nối với một máy tính làm nhiệm vụ kiểm tra lưu thông trên mạng.

1.4.1 Ưu điểm:

- 1 Chia sẻ tài nguyên: Mạng LAN cho phép chia sẻ tài nguyên như máy in, dữ liệu và ứng dụng giữa các thiết bị trong mạng Điều này giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu suất làm việc của người dùng.

- 2 Truyền thông dễ dàng: Mạng LAN cung cấp khả năng truyền thông nhanh chóng và hiệu quả giữa các thiết bị trong

mạng Người dùng có thể truy cập và chia sẻ dữ liệu một cách dễ dàng và nhanh chóng.

- 3 Quản lý và kiểm soát: Mạng LAN cho phép quản lý và kiểm soát mạng dễ dàng hơn Quản trị viên mạng có thể giám sát và điều khiển hoạt động mạng, cấu hình thiết bị và áp dụng các biện pháp bảo mật.

- 4 Bảo mật mạng: Mạng LAN cung cấp khả năng triển khai các biện pháp bảo mật để bảo vệ dữ liệu và tài nguyên trong mạng Các chính sách bảo mật, mã hóa dữ liệu và hệ thống xác thực giúp ngăn chặn truy cập trái phép và bảo vệ thông tin quan trọng.

- 5 Tính linh hoạt và mở rộng: Mạng LAN có tính linh hoạt cao, cho phép mở rộng và thay đổi cấu trúc mạng dễ dàng Các thiết bị mới có thể được thêm vào mạng và mạng có thể mở rộng để đáp ứng nhu cầu mở rộng của doanh nghiệp.

1 Giới hạn địa lý: Mạng LAN có phạm vi hoạt động hạn chế và chỉ phục vụ được trong một khu vực địa lý nhỏ, như một văn phòng hoặc một tòa nhà Điều này có nghĩa là không thể kết nối các vị trí địa lý xa nhau một cách trực tiếp, và cần sử dụng các mạng WAN hoặc kết nối mạng từ xa để kết nối các mạng LAN khác nhau.

2 Bảo mật: Mạng LAN có thể gặp các vấn đề về bảo mật Nếu không được cấu hình và quản lý đúng cách, mạng LAN có thể trở thành đối tượng tấn công từ các hacker hoặc nguy cơ bị xâm nhập thông tin nhạy cảm Do đó, việc triển khai các biện pháp bảo mật cần được thực hiện một cách cẩn thận.

3 Quản lý phức tạp: Mạng LAN có thể trở nên phức tạp và đòi hỏi kiến thức và kỹ năng quản lý mạng để cấu hình và duy trì hoạt động ổn định Việc quản lý thiết bị, địa chỉ IP, cấu hình mạng và các vấn đề kỹ thuật khác có thể đòi hỏi sự tập trung và chuyên môn.

4 Chi phí triển khai và duy trì: Triển khai mạng LAN đòi hỏi đầu tư về phần cứng, cáp mạng, thiết bị mạng và cài đặt Ngoài ra, việc duy trì và nâng cấp mạng LAN cũng đòi hỏi chi phí liên tục, bao gồm việc mua sắm thiết bị mới, bảo trì hệ thống và hỗ trợ kỹ thuật.5 Sự cố kết nối: Mạng LAN có thể gặp phải các sự cố kết nối như hỏng cáp, sự cố switch hoặc router, hoặc lỗi phần mềm Khi xảy ra sự cố, việc tìm và khắc phục lỗi có thể đòi hỏi thời gian và nỗ lực để khôi phục mạng LAN hoạt động trở lại.

điểm Xây dựng và duy trì mạng LAN có thể đòi hỏi chi phí cao về mặt tài chính Hơn nữa, việc tuân thủ chính sách mạng cũng là một thách thức, vì việc sử dụng không đúng cách có thể gây ra rủi ro bảo mật và an ninh thông tin.

- Tuy nhiên, với tính linh hoạt và khả năng mở rộng, mạng LAN là một công cụ mạnh mẽ cho các tổ chức và cá nhân trong việc tạo ra môi trường làm việc hiệu quả, chia sẻ thông tin và tài nguyên, và tăng cường cường độ kết nối và tương tác giữa các thành viên trong mạng Mạng LAN là một phần không thể thiếu trong xây dựng môi trường kỹ thuật số ngày nay và đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến tới một thế giới kết nối mạnh mẽ hơn.

Chương II : Phân tích một số chuẩn LAN phổ biến

2.1 Chuẩn IEEE 802.3

- Kiến trúc mạng: Chuẩn IEEE 802.3 sử dụng kiến trúc mạng dựa trên mô hình mạng tuyến tính (bus) hoặc mạng chuyển mạch (switched) Trong kiến trúc mạng bus, các thiết bị mạng được kết nối trực tiếp vào một đường truyền chung Trong kiến trúc mạng chuyển mạch, các thiết bị mạng được kết nối thông qua các chuyển mạch (switch) để tạo ra các đường truyền riêng biệt.

- Phương pháp truyền: Chuẩn IEEE 802.3 sử dụng phương pháp truyền dữ liệu trên môi trường vật lý bằng cách sử dụng tín hiệu điện hoặc quang Nó sử dụng phương pháp truyền dữ liệu sử dụng CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), trong đó các thiết bị trên mạng kiểm tra sự hiện diện của tín hiệu trước khi truyền dữ liệu và phát hiện va chạm (collision) nếu có - Định địa chỉ: Mỗi thiết bị trong chuẩn IEEE 802.3 có một địa chỉ riêng

được gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) Địa chỉ MAC được sử dụng để xác định và định danh các thiết bị trong mạng.

- Quyền truy cập: Chuẩn IEEE 802.3 sử dụng phương pháp truy cập chung (shared access), trong đó tất cả các thiết bị trên mạng có quyền truy cập vào môi trường truyền chung Tuy nhiên, với sự phát triển của mạng chuyển mạch Ethernet, mỗi thiết bị có thể có đường truyền riêng biệt, điều này tạo ra hiệu suất và độ tin cậy cao hơn - Tốc độ truyền: Chuẩn IEEE 802.3 hỗ trợ nhiều tốc độ truyền dữ liệu

khác nhau, bao gồm 10 Mbps (Ethernet), 100 Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps (Gigabit Ethernet), 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet), 40 Gbps và 100 Gbps Các tốc độ truyền dữ liệu này cho phép mạng mở rộng và cung cấp băng thông cao cho các ứng dụng yêu cầu lớn - Điều khiển lỗi: Chuẩn IEEE 802.3 có hệ thống điều khiển lỗi để phát

hiện và xử lý các lỗi truyền thông Các kỹ thuật bao gồm kiểm soát lỗi dựa trên Bit (Bit Error Rate), kiểm soát lỗi dựa trên Frame (Frame Error Rate) và sử dụng các giao thức phục hồi lỗi như ARQ

(Automatic Repeat Request)

2.2 Chuẩn IEEE 802.5

Các thiết bị mạng được kết nối thành một vòng vật lý và dữ liệu được truyền theo hướng quay vòng qua các nút mạng.

qua mã thông báo (Token) Mã thông báo này được truyền từ nút này sang nút khác trên vòng mạng và chỉ nút nắm giữ mã thông báo mới có quyền truyền dữ liệu.

giữ mã thông báo Khi một nút muốn truyền dữ liệu, nó sẽ gắp mã thông báo và gắn kết dữ liệu của nó vào mã thông báo Sau đó, nó sẽ gửi gói tin đi theo vòng mạng Khi gói tin quay trở lại nút gốc, nút gốc sẽ xóa dữ liệu của nó và gửi mã thông báo tiếp theo trên vòng mạng.

được gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) Địa chỉ này được sử dụng để xác định các nút trong mạng.

lý các lỗi truyền thông Nếu một lỗi xảy ra trên vòng mạng, nút gốc sẽ

tạo ra một khung điều khiển lỗi và gửi nó trên vòng để thông báo lỗi cho các nút khác.

liệu tương đối thấp, thường là 4 hoặc 16 Mbps.

duy nhất có quyền truyền dữ liệu vào mỗi thời điểm.

2.3 Chuẩn IEEE 802.11

dữ liệu trên môi trường không dây, sử dụng sóng vô tuyến Nó sử dụng phương pháp truyền dữ liệu sử dụng CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), trong đó các thiết bị trên mạng kiểm tra sự hiện diện của tín hiệu trước khi truyền dữ liệu và sử dụng các cơ chế tránh va chạm để tránh xảy ra va chạm dữ liệu.

(Media Access Control) được gọi là địa chỉ MAC vô tuyến Địa chỉ MAC vô tuyến được sử dụng để xác định và định danh các thiết bị trong mạng không dây.

kênh khác nhau, bao gồm 2,4 GHz và 5 GHz Mỗi tần số được chia thành các kênh không trùng lặp để cho phép đồng thời truyền dữ liệu từ nhiều thiết bị trong cùng một khu vực.

bao gồm:

kết nối với một điểm truy cập (access point - AP) AP chịu trách nhiệm điều phối việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng.

truyền dữ liệu trực tiếp với nhau mà không cần điểm truy cập Đây là chế độ dành cho các mạng không dây truyền tải dữ liệu trực tiếp từ thiết bị này sang thiết bị khác.

điểm truy cập không dây kết nối với nhau tạo thành một mạng

lưới Điều này cung cấp phạm vi mạng rộng hơn và tăng khả năng chịu lỗi trong mạng không dây.

mạng không dây khỏi truy cập trái phép và tấn công mạng Các cơ chế bảo mật bao gồm mã hóa WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA (Wi-Fi Protected Access) và WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2).

khác nhau, bao gồm 1 Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps, 11 Mbps, 54 Mbps, 150 Mbps, 300 Mbps, 600 Mbps và các tốc độ cao hơn như 1 Gbps (802.11ac và 802.11ax)

2.4 Chuẩn IEEE 802.12

chia sẻ trên một hệ thống cáp đồng trục Các thiết bị mạng sẽ được kết nối vào cáp đồng trục chung để truyền dữ liệu.

100 Mbps, đạt tới tốc độ cao so với các chuẩn mạng của thời điểm đó.

Control) để xác định và định danh các thiết bị trong mạng.

2.5 Kết luận chương

quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong mạng máy tính hiện đại Nó cung cấp khả năng mở rộng, tốc độ cao và độ tin cậy cho việc truyền dữ liệu trong môi trường mạng

kết dữ liệu trong mô hình mạng máy tính Chuẩn này sử dụng phương pháp truyền dữ liệu sử dụng token ( mã thông báo ) để kiểm soát quyền truy cập vào mạng

dụng rộng rãi trong môi trường mạng máy tính Nó cung cấp khả năng

linh hoạt, tiện lợi và khả nắng kết nối không day cho nhiều thiết bị và ứng dụng trong mạng

cáp động thực nhưng không được phát triển hoàn chỉnh hay sử dụng rộng rãi trong thực tế

Kết luận chung :

Mạng LAN (Mạng cục bộ) là một hệ thống mạng kết nối các thiết bị trong một khu vực hạn chế như văn phòng, tòa nhà, trường học hoặc gia đình Với tốc độ truyền dữ liệu cao, tốc độ thấp và khả năng chia sẻ tài nguyên, mạng LAN đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp hiệu quả cho môi trường truyền thông nội bộ.

Mạng LAN cho phép các thiết bị như máy tính, máy in, máy chủ và thiết bị lưu trữ kết nối với nhau và chia sẻ thông tin, tài nguyên Điều này tạo điều kiện cho cộng tác và trao đổi dữ liệu trong tổ chức Bên cạnh đó, mạng LAN cũng dễ quản lý và có tính bảo mật cao, cho phép triển khai các biện pháp bảo mật để bảo vệ dữ liệu và tài nguyên trong mạng.

Mặc dù mạng LAN có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm Xây dựng và duy trì mạng LAN có thể yêu cầu chi phí cao về mặt tài chính Hơn nữa, việc làm thủ thủ chính sách mạng cũng là một cách thức, vì việc sử dụng không đúng cách có thể gây ra rủi ro về bảo mật và an ninh thông tin.

Tuy nhiên, với tính linh hoạt và khả năng mở rộng, mạng LAN là một công cụ mạnh mẽ cho các tổ chức và cá nhân trong việc tạo ra môi trường làm việc hiệu quả, chia sẻ thông tin và tài nguyên, và tăng cường sự kết nối và tương tác giữa các thành viên trong mạng Mạng LAN là một phần không thể thiếu trong xây dựng môi trường kỹ thuật số ngày nay và đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến tới một thế giới kết nối mạnh mẽ hơn

Tài liệu tham khảo :