đồ án xây dựng, thiết kế mạng LAN cho trường THPT phan bội châu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề Tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG MẠNG LAN CHO TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU Tháng 10/2014 Trang 1 MỞ ĐẦU Từ khi chiếc máy tính đầu tiên ra đời cho đến nay máy tính vẫn khẳng định vai trò lớn của nó trong sự phát triển kinh tế - xã hội. Ngày nay công nghệ thông tin đã phát triển vượt bậc, tin học được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý, trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống. Nó không những giải quyết công việc một cách nhanh chóng mà còn đem lại hiệu quả kinh tế cao. Sau quá trình học tập và nghiên cứu về chuyên đề thiết kế mạng doanh nghiệp cho các cơ quan, xí nghiệp, trường học và được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy cố vấn học tập em cũng đã hoàn thành đồ án ” xây dựng hệ thống mạng LAN cho trường THPT Phan Bội Châu ”. Đồ án này gồm có 5 chương: - Chương I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI - Chương II: TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH - Chương III: MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN - Chương IV: KHẢO SÁT và THIẾT KẾ HỆ THỐNG - Chương V: CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH HỆ THỐNG - Chương VI: KẾT LUẬN ĐỀ TÀI Quá trình thực hiện đồ án gặp nhiều khó khăn vì kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, vì vậy em mong sẽ nhận được sự góp ý, nhận xét của quý thầy cô, các anh chị và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Trang 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. Giới thiệu đề tài 1.1.1. Lý do chọn để tài Do nhu cầu trao đổi thông tin, chia sẻ tài nguyên mạng ngày càng thúc đẩy nhanh quá trình phát triển của mạng máy tính. Ngày nay trong các phòng ban của các cơ quan nào hầu như mạng máy tính cũng đã thâm nhập vào. Nhằm góp phần thêm vào quá trình phát triển của nghành công nghệ thông tin nói chung cũng như giải quyết được nhu cầu trao đổi thông tin, chia sẻ tài nguyên trong trường THPT Phan Bội Châu nói riêng, đề tài “xây dựng hệ thống mạng LAN cho trường THPT Phan Bội Châu” được thực hiện mang tính chất thực tế nhằm đem lại cho trường có được sự tiết kiệm về kinh phí cho các thiết bị như : Máy tính, máy in, máy fax… chia sẻ tài nguyên thông tin giữa các nhân viên- giáo viên giữa, các phòng ban. Điều này đem lại sự thuận tiện cho các nhân viên - giáo viên, đẩy nhanh tốc độ làm việc tăng hiệu quả công việc của trường. 1.1.2. Mục tiêu đề tài Mục đích mà em chọn đề tài này là nhằm giải quyết vấn đề an ninh, an toàn dữ liệu nội bộ, góp phần làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học, đồng thời cũng từng bước làm thay đổi phương thức quản lý như: Quản lý tài chính - tài sản, quản lý nhân viên - giáo viên, quản lý học sinh, quản lý thông tin giáo dục đồng thời giúp cho các nhân viên- giáo viên trong trường THPT Phan Bội Châu có thể trao đổi thông tin, chia sẻ thêm dữ liệu giúp cho công việc của các nhân viên – giáo viên thêm thuận tiện và sẽ đạt hiệu quả rất cao, mà làm được điều này thì trường sẽ rất có lợi cho việc cơ cấu tổ chức các phòng ban, và hơn nữa là sẽ giảm cho trường một khoản chi phí rất lớn. Việc xây dựng đề tài “xây dựng hệ thống mạng LAN cho trường THPT Phan Bội Châu” cũng giúp cho em rất nhiều cho công việc sau này: Củng cố thêm kiến thức , kinh nghiệm thiết kế các mô hình cách quản lý, hơn thế nữa là thông qua đề tài này nó sẽ cung cấp cho em có thêm cái nhìn sâu hơn nữa về ngành công nghệ thông tin và có thể ứng dụng sâu rộng vào trong thực tế cuộc sống của chúng ta. Ngoài ra thiết kế hạ tầng mạng máy tính còn có thể liên kết cho các nhân viên (giáo viên, học sinh, người sử dụng máy tính), có thể truy cập, sử dụng thuận tiện, nhanh chóng rút ngắn thời gian và đem lại hiệu quả cao trong công việc… Trang 3 1.1.3. Các giai đoạn thực hiện đề tài Giai đoạn 1- Thu thập dữ liệu: Khảo sát tình hình thực tiễn, thu thập dữ liệu (thu thập các yêu cầu từ phía người dùng (nhà trường), phân tích yêu cầu, tìm các bài viết, tài liệu liên quan tham khảo…). Nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu phương pháp,tiếp cận đã biết, tham khảo các hệ thống mạng ở các cơ quan, xí nghiệp, trường học… hiện tại đang sử dụng. Phác họa bức tranh tổng thể, thiết kế giải pháp. Giai đoạn 2- Thiết kế giải pháp: Bắt đầu từ yêu cầu của khách hàng: - Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý: Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý liên quan đến việc chọn lựa mô hình mạng, giao thức mạng và thiết đặt các cấu hình cho các thành phần nhận dạng mạng. Những vấn đề chung nhất khi thiết đặt cấu hình cho mô hình mạng là: - Định vị các thành phần nhận dạng mạng, bao gồm việc đặt tên cho Domain, Workgruop, máy tính, định địa chỉ IP cho các máy,định cổng cho từng dịch vụ. - Phân chia mạng con, thực hiện vạch đường đi cho thông tin trên mạng. - Xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng. - Thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý. - Chọn hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng. - Cài đặt mạng các dịch vụ trên Server. Giai đoạn 3- Tổng kết: Khái quát hóa và rút ra kết luận chung cho đề tài: - Viết báo cáo, công bố kết quả nghiên cứu đề. Trang 4 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 2.1. Lịch sử ra đời của mạng máy tính Vào giữa những năm 50, những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng bóng đèn điện tử nên kích thước rất cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc nhập dữ liệu vào máy tính được thực hiện thông qua các bia đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất nhiều thời gian và bất tiện cho người dùng. Đến giữa những năm 60, cùng với sự phát triển của các ứng dụng trên máy tính và nhu cầu trao đổi thông tin với nhau , một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứu chế tạo thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chính là những dạng sơ khai của hệ thống máy tính. Đến đầu những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho phép khả năng tính toán của các trung tâm máy tính đến các vùng ở xa. Đến giữa những năm 70, IBM đã giới thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại. Thông qua dây cáp mạng các thiết bị đầu cuối có thể truy cập cùng một lúc đến một máy tính dùng chung. Đến năm 1977, công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trường hệ điều hành mạng của mình là”Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối lại bằng dây cáp,và đó chính là hệ điều hành mạng đầu tiên. 2.2. Khái niệm mạng máy tính Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. Trang 5 Hình 2.2: Mô hình mạng cơ bản Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu . Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn sao chép qua đĩa mềm, CD ROM gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng: - Nhiều người có thể sử dụng chung một phần mềm tiện ích. - Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung. - Tăng độ tin cậy của hệ thống. - Trao đổi tập tin, thông điệp, hình ảnh… - Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem ). - Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại. 2.3. Phân loại mạng máy tính 2.3.1. Phân loại theo phạm vi địa lý Mạng máy tính có thể phân bố trên vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bố trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế. Dựa vào phạm vi phân bố của mạng người ta chia ra các loại mạng như sau: - Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) : là mạng được lắp đặt trong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km. LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp…Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN. - Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) : gần giống như mạng LAN nhưng giới hạn của nó là một thành phố hoặc một trung tâm kinh tế- xã hội có bán kính khoảng 100 Km trở lại. Mạng MAN nối kết các mạng LAN lại với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn khác nhau (cáp quang, cáp đồng, sóng ) và các phương thức truyền thông khác nhau. - Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) : là mạng có phạm vi rất lớn, có thể vượt biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục. Mạng WAN thường là mạng của Trang 6 các công ty đa quốc gia hay toàn cầu, điển hình là mạng Internet. Do phạm vi rộng lớn của mạng nên thông thường mạng WAN là tập hợp các mạng LAN, MAN nối lại với nhau băng các phương tiện như: vệ tinh, (satellites), sóng viba (microwave), cáp quang, cáp điện… - Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network) : là mạng được thiết lập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất. Thông thường kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. 2.3.2. Phân loại theo cấu trúc mạng (Network Topology) Cấu trúc topo (network topology) của mạng là kiến trúc hình học thể hiện cách bố trí các đường dây cáp, sắp xếp các máy tính để kết nối thành mạng hoàn chỉnh. Thông thường mạng có ba dạng cấu trúc cơ bản: Mạng dạng hình sao (Star topology), mạng dạng vòng (Ring topology), mạng dạng tuyến ( Bus topology). Ngoài ba dạng kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ ba dạng này như là: mạng dạng cây, mạng dạng hình sao – vòng, mạng hình hỗn hợp… Mạng máy tính có thể phân bố trên vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bố trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế. Dựa vào phạm vi phân bố của mạng người ta chia ra các loại mạng như sau: 2.3.2.1. Mạng hình sao (Star Topology) Mạng hình sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là các trạm đầu và cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng. Mạng hình sao cho phép kết nối các máy tính và một bộ trung tâm (Hub) bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với Hub không cần thông qua trúc Bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trên mạng. Trang 7 Hình 2.3.2.1: Cấu trúc mạng hình sao Mô hình kết nối mạng hình sao ngày nay đã trở nên hết sức phổ biến. Với việc sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc mạng hình sao có thể được mở rộng mạng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do vậy dễ dàng trong việc quản lý và vận hành. Ưu điểm của mạng hình sao: - Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường. - Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định. - Mạng phù hợp với nhiều loại cáp khác nhau. - Mạng có thể dễ dàng mở rộng hoặc thu hẹp. - Dễ dàng kiểm soát nỗi, khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng kêt nối điểm - điểm nên tận dụng được tối đa tốc độ của đường truyền vật lý. Nhược điểm của mạng hình sao - Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của thiết bị. - Trung tâm (HUB) có sự cố thì toàn mạng ngưng hoạt động. Trang 8 - Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm , khoảng cách từ máy trung tâm rất hạn chế (100 m). 2.3.2.2. Mạng hình tuyến (Bus Topology) Thực hiện theo cách bố trí hành lang, các máy tính và các thiết bị khác – các nút mạng đều được nối 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. Ở hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và dữ liệu khi truyền đi dây cáp đều mang theo địa chỉ của nơi đến. Hình 2.3.2.2: Mô hình mạng hình tuyến Ưu điểm của mạng hình tuyến - Loại hình mạng này dùng dây ít nhất, chi phí thấp. - Dễ lắp đặt và mở rộng. - Một máy hỏng không ảnh hưởng đến các máy khác. Nhược điểm của mạng hình tuyến - Tốc độ sẽ bị ảnh hưởng khi di chuyển dữ liệu với dung lượng lớn. - Khó quản trị và tìm nguyên nhân lỗi khi có sự cố. - Một đoạn cáp backbone bị đứt sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng. Trang 9 - Hiệu năng giảm khi có máy tính khác được thêm vào. 2.3.2.3. Mạng hình vòng (Ring Topology) Mạng dạng này được bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiểt kế làm thành một vòng khéo kín, tín hiệu được chạy theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ có một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải kèm theo một địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận. Hình 2.3.2.3: Mô hình mạng dạng vòng Ưu điểm của mạng dạng vòng - Mạng dạng vòng có thuận lợi là nó có thể mở rộng mạng ra xa hơn, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. - Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập. - Tất cả các máy tính có quyền truy cập như nhau. Nhược điểm của mạng dạng vòng - Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một thời điểm nào dó thì toàn hệ thống cũng bị ngưng. - Phức tạp, chi phí thực hiện cao. [...]... được dữ liệu 4.1.2.2 Yêu cầu thiết kế Thiết kế mạng LAN cho trường THPT Phan Bội Châu – Sơn Hòa: - Thực hiện xây dựng một hệ thống nội bộ trong phạm vi: một tòa nhà 3 tầng có 12 nối mạng, một dãy tổ Bộ môn gồm nút mạng, 2 phòng thực hành gồm 50 nút mạng được bố trí các thiết bị (các tủ phân phối, các thiết bị mạng, các máy tính và máy chủ, máy in,…) như trong bản thiết kế (xem mục lục) - Do địa hình... sử dụng bởi các adapter mạng và bởi cáp mạng (thừa nhận rằng kết nối là kết nối dây) Để đơn giản hóa, lớp vật lý định nghĩa những gì đểnó có thể truyền phát và nhận dữ liệu CHƯƠNG III: 3.1 MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN Giới thiệu mạng LAN Trang 17 3.1.1 Khái niệm mạng LAN Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN) là hệ thống tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu... sử dụng trong thiết kế mạng LAN Hình 3.4.2 : Mô hình tường lửa 3 phần - LAN cô lập làm vùng đệm giữa mạng công tác với bên ngoài (LAN cô lập được gọi là khu phi quân sự hay vùng DMZ) - Thiết bị định tuyến trong có cài đặt bộ lọc gói được đặt giữa DMZ và mạng công tác - Thiết bị định tuyến ngoài có cài đặt bộ lọc gói được đặt giữa DMZ và mạng ngoài Trang 31 CHƯƠNG IV: KHẢO SÁT và THIẾT KẾ HỆ THỐNG 4.1... đơn giản - Công nghệ truyền dẫn sử dụng trong mạng LAN thường là quảng bá ( Broadcast), bao gồm một cáp đơn nối tất cả các máy Tốc độ truyền dữ liệu cao có thể đến hàng trăm Gbps - Cấu trúc của mạng đa dạng : mạng hình Bus, hình vòng (Ring) Hình sao (Star) và các loại mạng kết hợp, lai ghép… Hình 3.1.1 : Mô hình mạng LAN Các mạng Lan trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những... cần thiết khác Trước khi phát triển công nghệ LAN các Trang 18 máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội 3.1.2 3.1.2.1 Các thiết bị nối mạng LAN Hub – Bộ tập trung Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, nó được coi là Repeater có nhiều cổng, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng. .. nhau nên bố trí hệ thống mạng thiết kế mạng - Nhà trường thuê một đường truyền Internet từ nhà cung cấp VNPT, FPT,… - Một Server làm những nhiệm vụ như DHCP, File server hay mail server,… - Một Wireless Router để cung cấp mạng Wifi cho latop trong trường học Trang 33 - Trong trường có nhiều phòng ban, nên bố trí đặt các Switch ở trung tâm mỗi khu vực để các PC có thể kết nối mạng và tiết kiệm được tối... lai Phần cứng chia làm 3 phần: hạ tầng kết nói (hệ thống cáp), các thiết bị nối (hub, switch, brigde, router), các thiết bị xử lý (các lọa server, các loại máy in, các thiết bị lưu trữ…) 4.1.3 4.1.3.1 Thiết kế sơ đồ mạng Thiết kế sơ đồ logic Hình 4.1.3.1 : Mô hình mạng tổng quát Mô hình mạng chi tiết tầng 1: Trang 35 ... khu vực địa lý nhỏ như một tầng của tòa nhà, hoặc trong một tòa nhà Một số mạng Lan có thể kết nối lại với nhau trong một khu vực làm việc Có hai loại mạng LAN khác nhau : LAN nối dây ( sử dụng các loại cáp) và LAN không nối dây ( sử dụng sóng cao tầng hay tia hồng ngoại) Đặc trưng cơ bản của mạng cục bộ LAN: - Quy mô của mạng nhỏ, phạm vi hoạt động khoảng vài Km Các máy trong một cơ quan, công ty,... gói, hay lọc các tiến trình đang chuyển trong mạng Lớp phân tán (Distribution Layer) là ranh giới giữa lớp truy nhập và lớp lõi của mạng Lớp phân tán thực hiện các chức năng như đảm bảo gửỉ dữ liệu đến từng phân đoạn mạng, đảm bảo an ninh – an toàn phân đoạn mạng theo nhóm công tác Chia miền Broadcast/ Multicast, định tuyến giữa các LAN ảo (VLAN), chuyển môi trường truyền dẫn, định tuyến giữa các miền,...2.3.2.4 Mạng hình kết hợp Kết hợp hình sao và tuyến (Star/ Bus topology) Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (Spiter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring topology hoặc Linear Bus topology Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNE là mạng dạng kết hợp Star/ Bus Topology Cấu hình . tài nguyên trong trường THPT Phan Bội Châu nói riêng, đề tài xây dựng hệ thống mạng LAN cho trường THPT Phan Bội Châu được thực hiện mang tính chất thực tế nhằm đem lại cho trường có được sự. mạng LAN cho trường THPT Phan Bội Châu ”. Đồ án này gồm có 5 chương: - Chương I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI - Chương II: TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH - Chương III: MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN - Chương. CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề Tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG MẠNG LAN CHO TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU Tháng 10/2014