THIẾT kế MẠNG cục bộ

    1. Nguyễn Hữu Hoài 2. Nguyễn Mạnh Hùng 3. Đinh Long Hải Giảng viên hướng dẫn: ThS.Đoàn Văn Trung Hà Nội 2015 1  !"#$%  I/ CÁC THIẾT BỊ MẠNG 1. &Network Interface Card' 2 ()*+, (network card), hay /()*.0(12034+, (Network Interface Card), là một bản mạch cung cấp khả năng truyền thông mạng cho một máy tính. Nó còn được gọi là bộ thích nghi LAN (LAN adapter), được cắm trong một khe (slot) của bản mạch chính và cung cấp một giao tiếp kết nối đến môi trường mạng. Chủng loại cạc mạng phải phù hợp với môi trường truyền và giao thức được sử dụng trên mạng cục bộ. Cạc mạng là thiết bị chịu trách nhiệm: • Chuyển đổi các tín hiệu máy tính ra các tín hiệu trên phương tiện truyền dẫn và ngược lại. • Gửi/nhận và kiểm soát luồng dữ liệu được truyền. Các thành phần của card mạng: 3 • I/O Address: Địa chỉ bộ nhớ chính của máy tính, được dùng để trao đổi dữ liệu giữa máy tính với thiết bị (cạc mạng) • Memory Address: Địa chỉ bộ nhớ chính của máy tính, là nơi bắt đầu vùng đệm dành cho các xử lí của cạc mạng • DMA Channel: Cho phép thiết bị (cạc mạng) làm việc trực tiếp với bộ nhớ máy tính mà không cần thông qua CPU • Boot PROM: Cho phép khởi động hệ thống và kết nối vào mạng • MAC Address: Địa chỉ định danh duy nhất được IEEE cấp cho mỗi cạc mạng • Đầu nối BNC: Nối cạc mạng với cáp qua đầu nối chữ T (10BASE2) • Đầu nối RJ- 45: Nối cạc mạng với cáp qua đầu nối RJ-45 (10BASE- T/100BASE-T) • Đầu nối AUT: Nối cạc mạng với cáp (10BASE5) • Khe cắm mở rộng: nơi cho phép gắn cạc mạng vào máy tính, có nhiều chuẩn: ISA, EISA, PIC, MCA, • IRQ (Interrupt Request): Chỉ số ngắt. Mỗi thiết bị trên máy tính, kể cả cạc mạng, đều được ấn định một chỉ số ngắt duy nhất để yêu cầu CPU phục vụ Ví dụ: IRQ=0: system timer IRQ=4: COM1 và COM3 IRQ=10: chưa ấn định 4 Giao tiếp qua card mạng: Bộ thu phát (transceiver) chuyển đổi dữ liệu song song sang dữ liệu tuần tự và ngược lại. Dữ liệu tuần tự có thể ở dạng: tín hiệu tương tự (analog signal), tín hiệu số (digital signal) hoặc tín hiệu quang (light signal). Cạc mạng giao tiếp với mạng qua một cầu nối nối tiếp và với máy tính qua một cầu nối song song. Cạc mạng dùng một IRQ, một địa chỉ I/O và một không gian địa chỉ để làm việc với hệ điều hành. Trình điều khiển card mạng: • Trình điều khiển cạc mạng (driver) là bộ phận phần mềm trung gian có nhiệm vụ giao tiếp giữa cac mạng và máy tính. Khi một trình điều khiển cạc mạng được nạp, nó cần phải kết buộc với một chồng giao thức. • Phần mềm trình điều khiển cung cấp các chức năng ở tầng LLC. Cài đặt card mạng: Khi chọn một cạc mạng, cần phải xem xét các yếu tố sau: 5 • Các giao thức giao tiếp - Ethernet, Token Ring, hay FDDI • Đầu nối: Cáp xoắn, cáp đồng trục, không dây hay cáp quang Loại bus - PCI hay ISA Các bước cơ bản cài đặt cạc mạng • Gắn cạc mạng vào khe cắm mở rộng trên máy tính, thiết lập jumpers và các công tắc chuyển mạch DIP trên cạc mạng • Cài đặt driver cạc mạng • Định cấu hình cạc mạng để thiết bị này không tranh chấp với các thiết bị khác • Kết buộc cạc mạng với một giao thức truyền thông • Gắn dây cáp vào cạc mạng 5646(26)&7203489/' Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng. Repeater là thiết bị ở lớp 1 trong mô hình OSI, có vai trò khuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể được điểm xa hơn trên mạng. 6 Mô hình liên kết mạng của Repeater. Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng. Hoạt động của bộ tiếp sức trong mô hình OSI Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang. :5;032<=" 7 • Các bộ tập trung (Concentrator hay HUB): HUB là một loại thiết bị có nhiều đầu cắm các đầu cáp mạng giống như một repeater nhiều cổng. Với HUB, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác. • Người ta sử dụng HUB để nối mạng theo kiểu hình sao. Ưu điểm của kiểu nối này là tăng độ độc lập của các máy khi một máy bị sự cố dây dẫn. Có loại HUB thụ động (passive HUB) là HUB chỉ đảm bảo chức năng kết nối hoàn toàn không xử lý lại tín hiệu. HUB chủ động (active HUB) là HUB có chức năng khuyếch đại tín hiệu để chống suy hao. HUB thông minh (intelligent HUB) là HUB chủ động nhưng có khả năng tạo ra các gói tin mang tin tức về hoạt động của mình và gửi lên mạng để người quản trị mạng có thể thực hiện quản trị tự động. • Switching Hub (hay còn gọi tắt là switch): Là các bộ chuyển mạch thực sự. Khác với HUB thông thường, thay vì chuyển một tín hiệu đến từ một cổng cho tất cả các cổng, nó chỉ chuyển tín hiệu đến cổng có trạm đích. Do vậy Switch là một thiết bị quan trọng trong các mạng cục bộ lớn dùng để phân đoạn mạng. Nhờ có switch mà đụng độ trên mạng giảm hẳn. Ngày nay switch là các thiết bị mạng quan trọng cho phép tuỳ biến trên mạng chẳng hạn lập mạng ảo VLAN. • Hoạt động: Khi một máy tính gửi yêu cầu đến một máy khác, thì nó sẽ gửi đến Hub rồi gửi ra tất cả các máy tính có trong mạng. Mỗi card Ethernet đều được cung cấp một địa chỉ vật lý MAC (Media Access Control) duy nhất. Tất cả máy tính đều nhận dữ liệu, sau đó so sánh địa chỉ đích với địa chỉ vật lý MAC của nó. Nếu khớp, máy tính sẽ biết rằng nó chính là người nhận dữ liệu, nếu không nó sẽ lờ dữ liệu đi. Việc truyền dữ liệu trên Hub thường gây ra xung đột, khi một máy truyền dữ liệu trên dây cùng thời điểm máy khác cũng truyền thì nó sẽ gây ra xung đột, các gói tin sẽ bị phá hủy, sau một thời gian nó sẽ truyền lại, việc này sẽ làm chậm hệ thống rất nhiều và với hệ thống càng lớn thì việc xảy 8 ra xung đột càng lớn., do đó ngày nay vai trò của Hub dần được thay thế bởi các thiết bị cấp cao hơn như switch. Hub họat động ở mức 1 của mô hình OSI. >5)0*.6&?@-A0' Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không. Hoạt động của Bridge: Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo. Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ xung bảng địa chỉ. 9 Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì Bridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối). Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia. Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi. Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI Để đánh giá một Bridge người ta đưa ra hai khái niệm : Lọc và chuyển vận. Quá trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge. Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác. Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi. 10 [...]... nằm phía trên IP Các thiết bị định tuyến liên mạng chuyển tiếp các gói tin IP qua các mạng tầng liên kết dữ liệu được kết nối với nhau Việc không có đảm bảo về gửi dữ liệu có nghĩa rằng các chuyển mạch gói có thiết kế đơn giản hơn (Lưu ý rằng nếu mạng bỏ gói tin, làm đổi thứ tự hoặc làm hỏng nhiều gói tin, người dùng sẽ thấy hoạt động mạng trở nên kém đi Hầu hết các thành phần của mạng đều cố gắng tránh... bảo mật tốt hơn: IPv4 được thiết kế tại thời điểm chỉ có các mạng nhỏ, biết rõ nhau kết nối với nhau Do vậy bảo mật chưa phải là một vấn đề được quan tâm Song hiện nay, bảo mật mạng internet trở thành một vấn đề rất lớn, là mối quan tâm hàng đầu • Hỗ trợ tốt hơn cho di động: Thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm về thiết bị IP di động Trong thế hệ mạng mới, dạng thiết bị này ngày càng phát... thập lục phân trong IPv6 Các nhà thiết kế IPv6 cũng thiết lập một cơ chế để giải quyết vấn đề này Ví dụ: với một địa chỉ IPv4 10.0.0.1 Địa chỉ IPv4-embedded IPv6 có dạng 0:0:0:0:0:0:A00:1, ta vẫn có thể giữ nguyên chấm thập phân của phần cuối Trong trường hợp này, viết địa chỉ lại dưới dạng ::10.0.0.1 25 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG CỤC BỘ Khảo sát mạng : I 1 Khảo sát mạng của phòng tin học trường THPT... chiếu OSI, switch hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu, ngoài ra có một số loại switch cao cấp hoạt động ở tầng mạng 6.Router (Bộ tìm đường) Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin... hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua Ví dụ về Bridge biên dịch Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau : Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi sử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức Giảm bớt tắc nghẽn mạng. .. số lượng cổng( port ) Switch lưu trữ thông tin của mạng thông qua các gói tin( packet) nó 12 nhận được từ các máy trong mạng và sử dụng các thông tin này để xay dựng bảng switch Switch hay còn gọi là thiết bị chuyển mạch, là một thiết bị dùng để kết nối các đoạn mạng với nhau theo mô hình mạng hình sao (star) Theo mô hình này, switch đóng vai trò là thiết bị trung tâm, tất cá các máy tính đều được nối... ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác Để nối các mạng có giao thức khác nhau Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của nhửng địa chỉ xác định Ví dụ : cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2 11 Liên kết mạng với... phòng 2 được nối mạng lan Mỗi phòng có 2 switch nối với 1 router ở phòng 1 Topo phòng tin học Trường THPT Xuân Giang: Phòng 1 26 Phòng 2 II Công ty A thi công mạng cho các phòng máy 1 Thiết kế topo vật lý mạng lan cho 2 phòng máy: 27 2 Xây dựng địa chỉ IP: Ta có : IP Adress: 186.120.26.153 địa chỉ thuộc lớp B Subnet mark mặc định : 255.255.0.0 Chia thành 5 subnet để cấp phát cho địa chỉ mạng Cho nên ta... hao phí trong quá trình lắp) 4.2.2 Nẹp mạng: -Tâng trên: 7*4+5.5*4+5.5+5=60.5m -Tầng dưới: 28+5.5*6+5.5+10=76.5 Tổng cần: 60.5+76.5=137m 31 4.2.3 Đầu mạng: Chúng ta có114PC nên cần 228(114*2) đầu mạng them cả các đầu mạng giữa các switch và router nên mua khoảng 250 cái tương 2 hộp rưỡi (100*2+50) 4.3 Tính toán giá thành cho toàn bộ hệ thống Số Đơn giá STT Tên thiết bị Loại lượng (VNĐ) Case Dell OPTIPLEX... phục lại nguyên lý kết nối đầu cuối-đầu cuối của Internet và loại bỏ hoàn toàn công nghệ NAT • Quản trị TCP/IP dễ dàng hơn: DHCP được sử dụng trong IPv4 nhằm giảm cấu hình thủ công TCP/IP cho host IPv6 được thiết kế với khả năng tự động cấu hình mà không cần sử dụng máy chủ DHCP, hỗ trợ hơn nữa trong việc giảm cấu hình thủ công • Cấu trúc định tuyến tốt hơn: Định tuyến IPv6 được thiết kế hoàn toàn phân . là một thiết bị quan trọng trong các mạng cục bộ lớn dùng để phân đoạn mạng. Nhờ có switch mà đụng độ trên mạng giảm hẳn. Ngày nay switch là các thiết bị mạng quan trọng cho phép tuỳ biến trên mạng. cài đặt cạc mạng • Gắn cạc mạng vào khe cắm mở rộng trên máy tính, thiết lập jumpers và các công tắc chuyển mạch DIP trên cạc mạng • Cài đặt driver cạc mạng • Định cấu hình cạc mạng để thiết bị. lí của cạc mạng • DMA Channel: Cho phép thiết bị (cạc mạng) làm việc trực tiếp với bộ nhớ máy tính mà không cần thông qua CPU • Boot PROM: Cho phép khởi động hệ thống và kết nối vào mạng • MAC