Thiết kế một mô hình mạng máy tính

Ngày nay, thời đại của nền kinh tế thị trường, thời đại của Công nghệ thông tin đang bùng nổ trên toàn Thế giới, các công ty, các tổ chức mọc lên ngày càng nhiều, hoạt động của các công ty ngày càng quy mô, đòi hỏi ngày càng nhiều về trình độ cũng như cơ sở hạ tầng, trang thiết bị hiện đại. Từ hệ thống quản lý, vận hành sản xuất, hoạch toán kinh tế,… tất cả đều phải nhờ vào công cụ là máy tính và hệ thống mạng máy tính, mới giúp con người có thể làm việc được nhanh chóng đồng thời giúp lưu trữ dữ liệu được lâu dài. Nói một cách đúng hơn là việc sử dụng máy tính và hệ thống mạng máy tính là không thể thiếu cho một công ty, cũng như một tổ chức phi kinh tế nào khác. Không những thế đối với đời sống của chúng ta bây giờ thì việc sử dụng máy tính và mạng máy tính cũng là một điều hết sức quan trọng. Chính vì vậy mà hệ thống mạng máy tính được nghiên cứu và ra đời. Hệ thống mạng máy tính giúp cho chúng ta có thể thực hiện công việc hiệu quả rất nhiều lần, nó giúp cho con người có thể chia sẻ tài nguyên, dữ liệu với nhau một cách dễ dàng, nó cũng giúp chúng ta lưu trữ một lượng lớn thông tin mà rất hiếm khi mất mát hoặc hư hỏng như khi lưu bằng giấy, giúp tìm kiếm thông tin nhanh chóng… và rất rất nhiều ứng dụng khác chưa kế đến việc nó giúp cho con người trong hoạt động giải trí, thư giãn…. Vậy thì làm thế nào để thiết kế một mô hình mạng máy tính đảm báo có khoa học, dễ vận hành cũng như dễ thay sửa một khi có sự cố xảy ra? Đó là một yêu cầu lớn đối với những người thiết kế mô hình mạng. Trong bài này, chúng ta sẽ đi tìm hiểu và phân tích, thiết kế một mô hình mạng của một số phòng máy, qua đó để trau dồi kiến thức cũng như kinh nghiệm cho sau này.Do kiến thức còn hạn chế, còn nhiều sai sót, mong thầy chỉ rõ lỗi sai để chúng em rút kinh nghiệm và sửa lỗi.

Mục lục

Lời nói đầu 2

Chương 1: Khảo sát hệ thống mạng thực tế bên ngoài 3

Giới thiệu phòng máy 3

Mục đích sử dụng 3

Sơ đồ lắp đặt hệ thống của Arena Gaming Center 3

Chương 2: Xây dựng hệ thống mạng cho phòng máy 1, 5 nhà A1 – Đại học Công nghiệp Hà Nội 5

Chương 3: Tìm hiểu các thiết bị ghép nối mạng 18

1 Repeater 18

2 Hub 18

3 Bridge 18

4 Switch 19

5 Router 19

6 Gateway 20

Lời nói đầu

Ngày nay, thời đại của nền kinh tế thị trường, thời đại của Công nghệ thông tin đang bùng nổ trên toàn Thế giới, các công ty, các tổ chức mọc lên ngày càng

nhiều, hoạt động của các công ty ngày càng quy mô, đòi hỏi ngày càng nhiều về

trình độ cũng như cơ sở hạ tầng, trang thiết bị hiện đại Từ hệ thống quản lý, vận

hành sản xuất, hoạch toán kinh tế,… tất cả đều phải nhờ vào công cụ là máy tính

và hệ thống mạng máy tính, mới giúp con người có thể làm việc được nhanh

chóng đồng thời giúp lưu trữ dữ liệu được lâu dài

Nói một cách đúng hơn là việc sử dụng máy tính và hệ thống mạng máy

tính là không thể thiếu cho một công ty, cũng như một tổ chức phi kinh tế nào

khác Không những thế đối với đời sống của chúng ta bây giờ thì việc sử dụng

máy tính và mạng máy tính cũng là một điều hết sức quan trọng Chính vì vậy

mà hệ thống mạng máy tính được nghiên cứu và ra đời Hệ thống mạng máy tính

giúp cho chúng ta có thể thực hiện công việc hiệu quả rất nhiều lần, nó giúp cho

con người có thể chia sẻ tài nguyên, dữ liệu với nhau một cách dễ dàng, nó cũng

giúp chúng ta lưu trữ một lượng lớn thông tin mà rất hiếm khi mất mát hoặc hư

hỏng như khi lưu bằng giấy, giúp tìm kiếm thông tin nhanh chóng… và rất rất

nhiều ứng dụng khác chưa kế đến việc nó giúp cho con người trong hoạt động

giải trí, thư giãn…

Vậy thì làm thế nào để thiết kế một mô hình mạng máy tính đảm báo có

khoa học, dễ vận hành cũng như dễ thay sửa một khi có sự cố xảy ra? Đó là một

yêu cầu lớn đối với những người thiết kế mô hình mạng Trong bài này, chúng ta

sẽ đi tìm hiểu và phân tích, thiết kế một mô hình mạng của một số phòng máy, qua đó

để trau dồi kiến thức cũng như kinh nghiệm cho sau này.Do kiến thức còn hạn chế, còn nhiều sai sót, mong thầy chỉ rõ lỗi sai để chúng em rút kinh nghiệm và sửa lỗi

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Chương 1: Khảo sát hệ thống mạng thực tế bên ngoài.

* Giới thiệu phòng máy

Arena Gaming Center

Địa chỉ: 140 Trần Đại Nghĩa – Q Hai Bà Trưng – Tp.Hà Nội

Phòng máy gồm có 2 tầng, mỗi tầng lắp đặt 40 máy vi tính và 1 máy chủ, tầng 1 có 1 sân khấu để tổ chức sự kiện cho các game thủ, hệ thống lắp đặt toàn bộ máy tính Maingear Alpha 34 chuyên dùng cho mục đích chơi game Trang thiết bị như tai nghe, ghế ngồi đều là sản phẩm chuyên dụng dành cho game thủ Ngoài ra còn có quầy bar phục vụ ăn uống cho khách hàng

* Mục đích sử dụng

Arena Gaming Center là điểm truy cập internet công cộng, phòng máy được lắp đặt với mục đích chơi game, mở sự kiện cho game thủ, người dùng làm bất cứ việc gì cần

sử dụng tới máy vi tính…

* Sơ đồ lắp đặt hệ thống của Arena Gaming Center

#Sơ đồ khi chưa lắp đặt máy:

#Tầng 1:

#Tầng 2:

*Nhận xét ưu/ nhược điểm của hệ thống, đưa ra ý kiến khắc phục nhược điểm

- Ưu điểm:

Hệ thống máy tính của Arena Gaming Center là một trong những mô hình lắp đặt kiểu mẫu, chọn công nghệ Bootrom để áp dụng kinh doanh, việc áp dụng công nghệ Bootrom đã giúp các phòng máy nâng cao hiệu suất và thích ứng tốt với sự phát

và hệ điều hành đều được các máy trạm sử dụng từ máy chủ thông qua kết nối mạng LAN Khi khởi động lên, các máy trạm sẽ thông qua card LAN để nối tín hiệu đến máy chủ và khởi động từ hệ điều hành đã có sẵn trên máy chủ

Mô hinh công nghệ Bootrom

- Nhược điểm:

Khi Server không hoạt động được, đồng nghĩa toàn bộ các máy trong mạng cũng sẽ không hoạt động được Vì thế cần có một giải pháp hợp lý để tránh tình trạng này

- Ý kiến khắc phục:

Để khắc phục những nhược điểm của hệ thống khi sử dụng công nghệ bootrom của Gcafe, người quản lý cần chú ý một số điều sau

1 Thiết bị mạng tốt (Card mạng 1GB Boot-Rom PXE2.0, Swich 1GB, cáp tốt)

2 Server loại tốt (Nếu số lượng máy trạm lớn, nên chọn mua loại HDD 15000rpm)

3 Chế độ dự phòng hợp lý (Sao lưu dữ liệu server, sẵn sàng thay thế HDD chính của Server bất kỳ lúc nào)

Chương 2: Xây dựng hệ thống mạng cho phòng máy 1, 5 nhà A1 – Đại học Công nghiệp Hà Nội.

 Các máy tính trong các phòng đều được trang bị máy in, máy chiều và đều có khả năng truy cập Internet

Diện tích:12,5m x 6m

 Vật tư trang thiết bị

- Số lượng máy: 40 PC/ phòng

- Máy chiếu

- Màn chiếu

- Máy in

- Điều hòa

- Modem

- Switch

- Bóng điện

- Dây mạng

- Nẹp dây mạng, điện

Sever:

DELL ™ PowerEdge T420

Giá tiền: 32.729.000 VNĐ

Thông số kỹ thuật:

-DELL ™ TOWER CHASSIS T420 - 2x495W Power Supply 8x HDD hotswap

-DELL ™ MAINBOARD T420

-Các MegaRAID® LSISAS2008 6Gb / s SAS và SATA card điều khiển RAID (RAID 0,1,10,5,50 và JBOD)

-1 x Intel® Xeon® Processor E5-2407 v2 (10M Cache, 2.40 GHz)

-1 x 8GB PC3-12800 ECC 1600 MHz LP Registered DIMM

-1 x 1TB DELL Enterprise 7200 RPM SATA 3,5 inch

-DVD-RW Drive, nội bộ

-1 x Dell T420 tản nhiệt

-1 x Tray Dell SAS / SATA 3,5 "

Máy tính:

Máy Dell Inspiron 3847 (MTI33292)

Giá:8.749.000 vnđ

Model: Dell Inspiron 3847MT

Bo mạch chủ - Mainboard: DELL Mainboard Intel H81 Express Chipset

Bộ vi xử lý - CPU: Intel Core i3-4160 (3.6 Ghz/ 3Mb cache)

Card màn hình - VGA: Intel HD Graphics 4400

Bộ nhớ trong - Ram: 4Gb DDR3 - Hỗ trợ Ram Dual Chanel ( up to 16Gb)

Ổ đia cứng - HDD: 500Gb HDD chuẩn Sata 3.0Gb/s

Ổ đĩa quang - ODD: DVD/ DVD combo/ DVDrw chuẩn Sata

Card mạng - Lan card: Lan Giga (1000) Integrated Intel 82566DM Gigabit Network Connection Ethernet

Máy in:

Máy in Dell 1130N

Độ phân giải 1200x1200dpi

Tốc độ in (Tờ/phút) 24tờ

Khay đựng giấy(Tờ) 250tờ

Loại cổng kết nối

• USB

• USB2.0

• Ethernet

Bộ vi xử lý 360MHz

Hệ điều hành hỗ trợ • Linux

• Microsoft Windows 2000

• Microsoft Windows XP

• Microsoft Windows XP Pro x64

• Microsoft Windows Server 2003

• Microsoft Windows Vista Various

• Microsoft Windows 7 (32-bit/64-bit)

• Mac OS X v 10.4

• Mac OS X v 10.5 • Mac OS X v 10.6

Monden:

TP-Link TL-R480+ 2 WAN ports + 3 LAN ports Router for Small

Giá : 970.000 vnđ

Cổng kết nối: 2 x RJ45 10/100 Mbps Base-T

Tốc độ truyền : Download/Upload (Mbps) 10/100Mbps

Giao thức : PPTP

VAD/CNG IEEE 802.3 IEEE 802.3u Tiêu chuẩn và giao thức:

IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3x,

IEEE 802.1x, TCP/IP, DHCP, ICMP, NAT, PPPoE, SNTP

Môi trường:

- Nhiệt độ làm việc : 0℃~40℃ (32℉~104℉)

- Nhiệt độ khô: : -40~70℃ (-40℉~158℉)

- Độ ẩm: 10%~90% non-condensing

Nguồn AC, 110V-220V/60Hz

Kích thước (mm) 294 x 180 x 44

Switch:

Cisco WS-C2960-48TT-L 48 ports

Giá:28.000.000 vnđ

Hãng sản xuất: Cisco

Cổng Ethernet: 48 port 10/100

Cổng quang:1 SFP Gigabit

IEEE: IEEE802.3

IEEE802.3x

IEEE802.3u

IEEE802.3z

IEEE802.3ab

EEE802.1D

IEEE802.1p

IEEE802.1Q

IEEE802.1w

IEEE802.3ad

Nhiệt độ làm việc -5º to 45ºC

Bàn ghế:

Giá:935.000 vnđ

Ghế:

Giá:400.000 vnđ

Bóng đèn

Giá tiền: 300.000 vnđ

Điều hoà:

Điều hòa âm trần Daikin 2 chiều 21000BTU

Giá:29.300.000 vnđ

Máy chiếu:

MÁY CHIẾU SONY VPL - EX230

Giá:10.000.000 vnđ

Màn chiếu:

Giá:2.000.000

Bảng đen:

Giá: 1.000.000 vnđ

Dây mạng UTP Cable- Cat6- 4 Prs

Giá 2.000.000 vnđ Nẹp dây mạng, điện

Nẹp sàn 6P

Giá 85.000 vnđ/ 1,2m

# Sơ đồ phòng máy 1, 5 – A1

+ Sơ đồ vật lý

+ Sơ đồ chi tiết:

Chương 3: Tìm hiểu các thiết bị ghép nối mạng

Để hệ thống mạng làm việc trơn tru, hiệu quả và khả năng kết nối tới những hệ thống mạng khác đòi hỏi phải sử dụng những thiết bị mạng chuyên dụng Những thiết bị mạng này rất đa dạng và phong phú về chủng loại nhưng đều dựa trên những thiết bị

cơ bản là Repeater, Hub, Switch, Router và Gateway

1 Repeater

Trong một mạng LAN, giới hạn của cáp mạng là 100m (cho loại cáp mạng CAT 5 UTP – là cáp được dùng phổ biến nhất), bởi tín hiệu bị suy hao trên đường truyền nên không thể đi xa hơn Vì vậy, để có thể kết nối các thiết bị ở xa hơn, mạng cần các thiết

bị để khuếch đại và định thời lại tín hiệu, giúp tín hiệu có thể truyền dẫn đi xa hơn giới hạn này

Repeater là một thiết bị ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI Repeater 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 đến được những chặng đường tiếp theo trong mạng Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater

2 Hub

Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hay 100BASE-T Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác

Hub có 2 loại là Active Hub và Smart Hub Active Hub là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng để khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết Smart Hub

(Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêm chip

có khả năng tự động dò lỗi – rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng

3 Bridge

Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer) Bridge được

sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất Bridge được sử

dụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Ethernet Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích

Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự “can thiệp” của Bridge Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan… cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc Nhược điểm của Bridge là chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý

4 Switch

Switch đôi khi được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng Trong khi một Bridge chỉ

có 2 cổng để liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch Cũng giống như Bridge, Switch cũng “học” thông tin của mạng thông qua các gói tin

(packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng Switch sử dụng các thông tin này

để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ

Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch Switch hoạt động

ở tốc độ cao hơn nhiều so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN)

5 Router

Router là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer) Router kết nối hai hay nhiều mạng IP với nhau Các máy tính trên mạng phải “nhận thức” được sự tham gia của một router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP là mọi máy tính kết nối mạng đều có thể giao tiếp được với router

Ưu điểm của Router: Về mặt vật lý, Router có thể kết nối với các loại mạng khác lại với nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm

Nhược điểm của Router: Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏi nhiều tính toán hơn để tìm ra cách dẫn đường cho các gói tin, đặc biệt khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ Một mạng hoạt động nhanh có thể phát các gói tin nhanh hơn nhiều so với một mạng chậm và có thể gây ra sự nghẽn mạng Do đó, Router có thể yêu cầu máy tính gửi các gói tin đến chậm hơn Một vấn đề khác là các Router có đặc

điểm chuyên biệt theo giao thức – tức là, cách một máy tính kết nối mạng giao tiếp với một router IP thì sẽ khác biệt với cách nó giao tiếp với một router Novell hay DECnet Hiện nay vấn đề này được giải quyết bởi một mạng biết đường dẫn của mọi loại mạng được biết đến Tất cả các router thương mại đều có thể xử lý nhiều loại giao thức, thường với chi phí phụ thêm cho mỗi giao thức

6 Gateway

Gateway cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau Ví dụ: mạng của bạn sử dụng giao thức IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA… hoặc một giao thức nào đó thì Gateway sẽ chuyển đổi từ loại giao thức này sang loại khác

Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng “nói chuyện” được với nhau Gateway không chỉ phân biệt các giao thức mà còn còn có thể phân biệt ứng dụng như cách bạn chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa…