GIÁO TRÌNH MẠNG MÁY TÍNH

TRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA TIN HỌC Gíáo trình: TP HCM, NĂM 2009 Khoa Tin Hoc Bài 1: Mạng Máy Tính TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: Vào năm 1950, hệ thống máy tính ñầu tiên ñời sử dụng bóng ñèn ñiện tử nên kích thước cồng kềnh tiêu tốn nhiều lượng Việc nhập liệu vào máy tính ñược thực thông qua bìa ñục lỗ kết ñược ñưa máy in, ñiều làm nhiều thời gian bất tiện cho người sử dụng Đến năm 1960, với phát triển ứng dụng máy tính nhu cầu trao ñổi thông tin với nhau, số nhà sản xuất máy tính ñă nghiên cứa chế tạo thành công thiết bị truy cập từ xa tới máy tính họ, ñây dạng sơ khai hệ thống mạng máy tính Đầu năm 1970, hệ thống thiết bị ñầu cuối 3270 IBM ñời cho phép mở rộng khả tính toán trung tâm máy tính ñến vùng xa Đến năm 70, IBM ñă giới thiệu loạt thiết bị ñầu cuối ñược thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại Thông qua dây cáp mạng thiết bị ñầu cuối truy cập lúc ñến máy tính dùng chung Đến năm 1977, công ty Datapoint Corporation ñă tung thị trường hệ ñiều hành mạng “Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết máy tính thiết bị ñầu cuối lại dây cáp mạng, ñó hệ ñiều hành mạng ñầu tiên II MẠNG MÁY TÍNH LÀ GÌ? Mạng máy tính hai nhiều máy tính hoạt ñộng ñộc lập ñược kết nối với ñể trao ñổi thông tin dùng chung liệu hay tài nguyên Mạng máy tính hình thành từ nhu cầu chia sẻ dùng chung thông tin máy tính với - Ưu ñiểm mạng máy tính: + Giảm chi phí dùng chung tài nguyên mạng bao gồm thiết bị ngoại vi liệu + Chuẩn hoá ứng dụng + Thu thập liệu kịp thời + Tăng thời gian làm việc - Nhược ñiểm: Dễ bị mát hay thất lạc thông tin truyền thiết lập chế ñộ bảo mật không tốt Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Hình II Mô hình mạng máy tính III NHỮNG LỢI ÍCH CỦA MẠNG MÁY TÍNH: Mạng máy tính thực tập máy tính, việc nối chúng thành mạng mang lại lợi ích Trong hoàn cảnh mạng máy tính mang lại lợi ích sau: Trao ñổi thông tin: Mạng máy tính cho phép trao ñổi thông tin cách dễ dàng thuận tiện Khi ñã có mạng máy tính trao ñổi thông tin với phòng ban tổ chức (hoặc công ty) mà không cần phải dùng ñến phương pháp thủ công Hơn ngày Internet ñã trở nên phổ biến mạng riêng tổ chức (hoặc công ty) ñược kết nối vào Internet việc trao ñổi thông tin không bị bó hẹp phạm vi tổ chức (công ty) hay quốc gia mà việc trao ñổi thông tin có tính toàn cầu Chia sẻ thông tin: Nhiều thông tin mạng ñược xử lý tập trung chia sẻ cho toàn máy mạng ñiều cho phép ñạt ñược quán cao thông tin Chia sẻ tài nguyên: Các tài nguyên có giá trị cao (kể phần cứng phần mềm) ñược dùng chung, ñiều giúp cho việc giảm chi phí trang bị, tăng hiệu việc sử dụng tài nguyên Lưu giữ thông tin: Thực lưu liệu cách tập trung, tránh tổn thất cố gây Bảo vệ thông tin: Dựa vào việc thiết lập chế bảo mật thông tin xác ñịnh quyền truy nhập thông tin mạng thông tin ñược bảo vệ an toàn tránh ñược việc truy nhập bất hợp pháp rò rỉ thông tin Tiết kiệm chi phí: Việc dùng chung thiết bị ngoại vi phần mềm cho phép giảm chi phí trang bị tính số người dùng IV CÁC DỊCH VỤ MẠNG MÁY TÍNH File Print - File server máy phục vụ tập tin Nó cung cấp khả truy nhập ñến tài nguyên mạng ñảm bảo người sử dụng ñã ñược kiểm soát ñược truy cập vào tài nguyên Các File server làm giảm ñi chỗ thắt cổ chai lưu thông liệu cách cho phép tác vụ xử lý ñược thực Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính nút mạng mô hình Client-Server loại trừ ñi dư thừa cách cho phép máy tính riêng lẻ thực chức giống mà không cần ñặt tài nguyên riêng lẻ nút - Print Server máy phục vụ in ấn cho phép nhiều người sử dụng mạng chia sẻ dùng chungcác máy in máy vẽ rải rác khắp nơi mạng thể người dùng ñược nối kết trực tiếp với thiết bị in ấn ñó Các dịch vụ truyền thông Các dịch vụ truyền thông bao gồm Communication Server Fax Server ñược sử dụng phổ biến Communication Server máy phục vụ truyền thông thực nhóm kiểu Server khac xử lý hoạt ñộng truyền thông dồng không ñồng bao gồm Access Server (máy phục vụ truy cập gồm dial-in dial-out server), Bulletin Board Server (máy phục vụ bảng tin ñiện tử) Electronic Mail Server (máy phục vụ thư ñiện tử) Máy phục vụ truyền thông cung cấp ñiểm truy cập trung ương cho mối nối kết từ xa với mạng, quản lý mối nối kết nút mạng ñịa ñiểm xa muốn truy cập vào mạng Các Fax Server hay máy phục vụ Fax quản lý fax ñi xa ñến người dùng mạng cách lưu trữ gửi chuyển tiếp fax thông qua hệ thống ñiện thoại thông qua thân mạng Các dịch vụ Internet WWW: dịch vụ phổ biến Internet, dịch vụ ñưa cách truy xuất tài liệu máy phục vụ dễ dàng qua giao tiếp ñồ hoạ Các tài liệu liên kết với tạo nên kho tài liệu khổng lồ Để sử dụng dịch vụ cần có chương trình hỗ trợ gọi WEB Browser Thông qua Internet Browser truy nhập thông tin Web Server Email: dịch vụ ñược sử dụng nhiều Internet, dịch vụ cho phép cá nhân trao ñổi thư với qua Internet Để sử dụng dịch vụ người sử dụng cần mở hộp thư máy Internet Service Provider (ISP-Cung cấp dịch vụ Internet) Sau mở hộp thư người sử dụng ñược cấp ñịa E-mail mật ñể truy xuất hộp thư Ngoài ra, máy Client cần có chương trình Mail Client thích hợp ñể truyền nhận thư từ hộp thư máy Server Chương trình quản lý hộp thư gọi máy Server Mail Server FTP: ñây dịch vụ truyền nhận tập tin Internet, thông qua dịch vụ Client download tập tin từ Server máy cục hay upload tập tin vào Server Dịch vụ thường ñược sử dụng ñể chép phần mềm freeware, update cho driver, E-Commerce: thương mại ñiện tử Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Internet Telephone: Thông qua internet nói chuyện trực tuyến thực tế với người sử dụng khác nơi ñâu Các dịch vụ quản lý: Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP): Trong mạng máy tính, việc cấp ñịa IP tĩnh cố ñịnh cho host dẫn ñến tình trạng lãng phí ñịa IP, lúc host hoạt ñộng ñồng thời với nhau, có số ñịa IP bị thừa Để khắc phục tình trạng ñó, dịch vụ DHCP ñưa ñể cấp phát ñịa IP ñộng mạng Dịch vụ Domain Name Service (DNS): Hiện mạng Internet số lượng máy chủ (host) lên tới hàng triệu nên nhớ hết ñịa IP ñược Mỗi host ñịa IP có tên phân biệt, DNS sở liệu phân tán cung cấp ánh xạ từ tên host ñến ñịa IP Khi ñưa tên host, DNS server trả ñịa IP hay số thông tin host ñó Điều cho phép người quản lý mạng dễ dàng việc chọn tên cho host Remote Access Service (RAS): dịch vụ cho phép máy từ xa thâm nhập vào mạng LAN sử dụng tài nguyên V PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH: Phân loại theo phương thức kết nối mạng: − Phương thức "ñiểm - ñiểm" (Point-to-Point): ñường truyền riêng biệt ñược thiết lâp ñể nối cặp máy tính lại với Mỗi máy tính truyền nhận trực tiếp liệu làm trung gian lưu trữ liệu mà nhận ñược sau ñó chuyển tiếp liệu ñi cho máy khác ñể liệu ñó ñạt tới ñích − Phương thức "ñiểm - nhiều ñiểm" (Broadcast/ Point-to-Multipoint ): tất trạm phân chia chung ñường truyền vật lý Dữ liệu ñược gửi ñi từ máy tính ñược tiếp nhận tất máy tính lại, cần ñiạ ñích liệu ñể máy tính vào ñó kiểm tra xem liệu có phải dành cho không ñúng nhận không bỏ qua Phân loại mạng máy tính theo vùng ñịa lý: − GAN (Global Area Network): Thường ñược gọi mạng toàn cầu, kết nối máy tính từ châu lục khác Thông thường kết nối ñược thực thông qua mạng viễn thông vệ tinh − WAN (Wide Area Network): Mạng diện rộng, kết nối máy tính nội quốc gia hay quốc gia châu lục Thông thường kết nối ñược thực thông qua mạng viễn thông Các WAN ñược kết nối với thành GAN hay tự ñã GAN Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính − MAN (Metropolitan Area Network): Mạng ñô thị, kết nối máy tính phạm vi thành phố Kết nối ñược thực thông qua môi trường truyền thông tốc ñộ cao (50-100 Mbit/s) − LAN (Local Area Network): Mạng cục bộ, kết nối máy tính khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét Kết nối ñược thực thông qua môi trường truyền thông tốc ñộ cao ví dụ cáp ñồng trục thay cáp quang LAN thường ñược sử dụng nội quan/tổ chức Các LAN ñược kết nối với thành WAN Phân biệt mạng LAN-WAN − Địa phương hoạt ñộng o Mạng LAN sử dụng khu vực ñịa lý nhỏ o Mạng WAN cho phép kết nối máy tính khu vực ñịa lý khác nhau, phạm vi rộng − Tốc ñộ kết nối tỉ lệ lỗi bit o Mạng LAN có tốc ñộ kết nối ñộ tin cậy cao o Mạng WAN có tốc ñộ kết nối cao ñể ñảm bảo tỉ lệ lỗi bit chấp nhận ñược − Phương thức truyền thông: o Mạng LAN chủ yếu sử dụng công nghệ Ethernet, Token Ring, ATM o Mạng WAN sử dụng nhiều công nghệ Chuyển mạch vòng (Circuit Switching Network), chuyển mạch gói (Packet Switching Network), ATM (Cell relay), chuyển mạch khung (Frame Relay), … Phân loại mạng máy tính theo cấu trúc mạng (topology): − Mạng dạng hình (Star topology): Ở dạng hình sao, tất trạm ñược nối vào thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ trạm chuyển tín hiệu ñến trạm ñích với phương thức kết nối phương thức "ñiểm - ñiểm" (point to - point) Thiết bị trung tâm hoạt ñộng giống tổng ñài cho phép thực việc nhận truyền liệu từ trạm tới trạm khác Tùy theo yêu cầu truyền thông mạng, thiết bị trung tâm chuyển mạch (switch), chọn ñường (router) ñơn giản phân kênh (Hub) Có nhiều cổng cổng nối với máy Ưu ñiểm: - Không ñụng ñộ hay ách tắc ñường truyền - Tận dụng ñược tốc ñộ tối ña ñường truyền vật lý - Lắp ñặt ñơn giản, dễ dàng cấu hình mạng (thêm, bớt trạm) - Nếu có trục trặc trạm không gây ảnh hưởng ñến toàn mạng qua ñó dễ dàng kiểm soát khắc phục cố Khuyết ñiểm: Độ dài ñường truyền nối trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100 m với công nghệ nay) Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Hình V.3.1 Mạng dạng hình − Mạng hình tuyến (Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, máy tính ñều ñược nối vào ñường dây truyền (bus) Đường truyền ñược giới hạn hai ñầu loại ñầu nối ñặc biệt gọi terminator (dùng ñể nhận biết ñầu cuối ñể kết thúc ñường truyền ñây) Mỗi trạm ñược nối vào bus qua ñầu nối chữ T (T_connector) thu phát (transceiver) Mô hình mạng Bus hoạt ñộng theo liên kết Point to Multipoint hay Broadcast Cấu trúc ñược sử dụng Ưu ñiểm: Ít tốn cáp, dễ thiết kế lắp ñặt, chi phí thấp Khuyết ñiểm: Tính ổn ñịnh kém, nút mạng hỏng toàn mạng bị ngừng hoạt ñộng Hình V.3.2 Mạng dạng hình tuyến − Mạng dạng vòng (Ring Topology): Các máy tính ñược liên kết với thành vòng tròn theo phương thức "ñiểm - ñiểm", qua ñó trạm nhận truyền liệu theo vòng chiều liệu ñược truyền theo gói (packet) Trên mạng hình vòng tín hiệu ñược truyền ñi vòng theo chiều, Mỗi trạm mạng ñược nối với vòng qua chuyển tiếp (repeater) ñó cần có giao thức ñiều khiển việc cấp phát quyền ñược truyền liệu vòng mạng cho trạm có nhu cầu Ưu ñiểm: Với dạng kết nối có ưu ñiểm không tốn nhiều dây cáp, tốc ñộ truyền liệu cao, không gây ách tắc Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Khuyết ñiểm: Các giao thức ñể truyền liệu phức tạp có trục trặc trạm ảnh hưởng ñến toàn mạng Hình V.3.3 Mạng dạng hình vòng − Mạng dạng kết hợp (Hybrib): thực tế tuỳ theo yêu cầu mục ñích cụ thể ta thiết kế mạng kết hợp dạng sao, vòng, tuyến ñể tận dụng ñiểm mạnh dạng Hình V.3.4 Mạng dạng kết hợp BẢNG SO SÁNH CÁC LOẠI TOPOLOGY Topology Chỉ tiêu so sánh Tính chất Bus Star Ring Đơn giản Đơn giản Đơn giản Dễ thêm máy vào mạng, số lượng bị hạn chế hub trung tâm Phức tạp, thêm máy vào mạng ảnh hưởng ñến toàn mạng Như bus, Một máy bị cố toàn mạng bị ảnh không ảnh hưởng hưởng hub ñến máy khác trung tâm bị cố Một máy bị cố ảnh hưởng ñến hoạt ñộng toàn mạng Khả thích Cao, dễ dàng thêm nghi với thay máy vào mạng mà ñổi cấu trúc không ảnh hưởng tới máy khác Khả thích nghi với cố Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Bus Star Ring Thấp Cao Cao Khả dò tìm cố Khó Dễ Khó Yêu cầu cáp Ít Nhiều Ít Topology Chỉ tiêu so sánh Tốc ñộ truyền tin mạng Phân loại mạng theo chức (mô hình): − Mạng khách – chủ (Client-Server): Trong mô hình mạng khách chủ có hệ thống máy tính cung cấp tài nguyên dịch vụ cho hệ thống mạng sử dụng gọi máy chủ (Server) Một hệ thống máy tính sử dụng tài nguyên dịch vụ ñược gọi máy khách (Client).Các Server thường có cấu hình mạnh (tốc ñộ xử lý nhanh, kích thước lưu trữ lớn) máy chuyên dụng Các dịch vụ ñược cung cấp Server file server, mail server, Web server, Printer server, … Ưu ñiểm: Do liệu ñược lưu trữ tập trung nên dễ bảo mật , backup ñồng với Tài nguyên dịch vụ ñược tập trung nên dễ chia sẻ quản lý phục vụ cho nhiểu người dùng Khuyết ñiểm: Server chuyên dụng ñắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống Hình V.4 Mô hình mạng Client-Server Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính − Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer): Mạng ngang hàng cung cấp việc kết nối máy tính máy tính ñóng vai trò phục vụ Một máy tính mạng có thẻ vừa Client vừa Server Trong môi trường người dùng máy tính chịu trách nhiệm ñiều hành chia sẻ tài nguyên máy tính Mô hình phù hợp với tổ chức nhỏ , số người giới hạn (thông thường nhỏ 10 người ) không quan tâm ñến vấn ñề bảo mật Ưu ñiểm : Do mô hình mạng ngang hàng ñơn giản nên dễ cài ñặt , tổ chức quản trị, chi phí thiết bị cho mô hình thấp Khuyết ñiểm: không cho phép quản lý tập trung nên liệu phân tán, khả bảo mật thấp dễ bị xâm nhập Các tài nguyên không ñược xếp nên khó ñịnh vị tìm kiếm Hình V.4 Mô hình mạng Peer-to-peer − Mạng kết hợp: Các mạng máy tính thường ñược thiết lập theo hai chức Client-Server Peer-to-Peer Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính vùng toàn hệ thống mạng, với hệ thống khác Điều không phụ thụ vào yếu tố cấu trúc vật lý mạng VI Router - Là ñịnh tuyến dùng ñể kết nối nhiều phân ñoạn mạng, hay nhiều kiểu mạng (thường không ñồng kiến trúc công nghệ) vào mạng tương tác - Thông thường có xử lí, nhớ, hai hay nhiều cổng giao tiếp ra/vào - Là thiết bị ñịnh tuyến ñường ñi cho việc truyền thông mạng, khả vận chuyển liệu với mức ñộ thông minh cao cách xác ñịnh ñường ñi ngắn cho việc gửi liệu Nó ñịnh tuyến cho gói liệu ñi qua nhiều kiểu mạng khác dùng bảng ñịnh tuyến lưu ñịa ñường mạng ñể xác ñịnh ñường ñi tốt ñể ñến ñích - Router làm việc tầng 3-tầng Mạng-Network mô hình OSI - Lợi việc dùng Router Bridge (vì Routers kết hợp Bridge Switch) ñó Router xác ñịnh ñường ñi tốt cho liệu ñi từ ñiểm bắt ñầu ñến ñích Cũng giống Bridge, Router có khả lọc nhiễu nhiên làm việc chậm Bridge thông minh phải phân tích gói liệu qua Do tính thông minh nên giá thành Router cao thiết bị khác nhiều Các loại Router - Ứng dụng kết nối: LAN-LAN, LAN-WAN, WAN-WAN Ví dụ: kết nối mạng LAN với ISP (nhà cung cấp dịch vụ Internet), kết nối mạng LAN vật lý thành LAN logic, kết nối ISP với Mô hình kết nối Internet 36 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính VII Modem: - Là thiết bị dùng ñể chuyển ñổi liệu ñịnh dạng số thành liệu ñịnh dạng tương tự cho trình truyền từ môi trường tín hiệu số qua môi trường tín hiệu tương tự sau ñó trở môi trường tín hiệu số phía nhận cuối Tên gọi Modem thật từ viết tắt ñược ghép chữ ñầu tiên MOdulator/DEModulator –Bộ ñiều biến/Bộ giải ñiều biến - Việc giao tiếp Modem với máy tính ñược chia làm hai loại: Internal-gắn External-gắn - Loại Internal: giao tiếp với máy tính khe cắm mở rộng Bo mạch máy tính khe ISA, PCI Trong ñó loại External giao tiếp với máy tính cổng COM, USB Cả loại ñều hỗ trợ tốc ñộ truy cập lên ñến 56Kb/s - Phương tiện truyền dẫn Modem cáp ñiện thoại, sử dụng ñầu RJ-11 ñể giao tiếp - Dùng ñể kết nối Internet kết nối Dial-up-dịch vụ quay số thông qua mạng ñiện thoại công cộng - Kết nối mạng LAN khu vực ñịa lý khác tạo thành mạng WAN - Hỗ trợ công tác quản trị từ xa dịch vụ RAS-Remote Access Service (Dịch vụ truy cập từ xa) , giúp cho nhà quản trị mạng quản lý dễ dàng hệ thống mạng từ xa - Chi phí cho việc sử dụng Modem thấp, xong mạng lại hiệu lớn Sơ ñồ kết nối Modem Internal External VIII Các phương tiện truyền dẫn Phương tiện truyền dẫn phương tiện vật lý cung cấp môi trường truyền dẫn cho thiết bị mạng truyền thông với Được chia làm loại Hữu tuyến Vô tuyến Tín hiệu truyền thông tín hiệu Số tín hiệu Tương tự 37 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Các thuộc tính phương tiện truyền dẫn: • Chi phí; • Phương thức thiết kế, lắp ñặt; • Băng tầng sở-Baseband; • Băng thông-Bandwidth; • Độ suy giảm tín hiệu- Signal Attenuation; • Nhiễu ñiện từ- Electronmagnetic Interference(EMI); • Nhiễu xuyên kênh Môi trường hữu tuyến (Cable): 1.1 Cáp ñồng trục (coaxial): Là loại cáp ñầu tiên ñược dùng LAN Cấu tạo Cáp ñồng trục gồm: • Dây dẫn trung tâm: lõi ñồng dây ñồng bện; • Một lớp cách ñiện dây dẫn phía dây dẫn trung tâm; • Dây dẫn ngoài: bao quanh lớp cách ñiện dây dẫn trung tâm dạng dây ñồng bện Dây có tác dụng bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu ñiện từ ñược kết nối ñể thoát nhiễu; • Ngoài lớp vỏ nhựa-plastic bảo vệ cáp Cấu tạo cáp ñồng trục Có loại cáp ñồng trục: Cáp ñồng trục mỏng Cáp ñồng trục dày + Cáp ñồng trục mỏng (Thin cable/Thinnet): • Được dùng mạng Ethernet 10Base2; • Có ñường kính khoảng mm, thuộc họ RG-58; • Chiều dài tối ña cho phép truyền tín hiệu 185m; • Dùng ñầu nối: BNC, T connector; • Số node tối ña ñoạn cáp 30; • Tốc ñộ : 10Mbps; • Chống nhiễu tốt; 38 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính • • • • • • Độ tin cậy: trung bình Độ phức tạp cho việc lắp ñặt: trung bình; Khắc phục lỗi kém; Quản lý khó; Chi phí cho node kết nối vào: thấp; Ứng dụng tốt nhất: Dùng mạng ñường trục-Backbone Sơ ñồ kết nối máy tính BNC connector Để kết nối máy tính vào phân ñoạn mạng dùng cáp ñồng trục mỏng, ta phải thực theo sơ ñồ kết nối + Cáp ñồng trục dày (Thick cable/Thicknet): • Được dùng mạng Ethernet 10Base5; • Có ñường kính khoảng 13 mm, thuộc họ RG-8; • Khoảng cách tối ña cho phép truyền tín hiệu: 500m; • Dùng ñầu nối: N-series; • Số node tối ña ñoạn cáp: 100; • Tốc ñộ: 10Mbps; • Chống nhiễu tốt; • Độ tin cậy: Tốt; • Độ phức tạp cho việc lắp ñặt: cao; • Khắc phục lỗi kém; • Quản lý: khó; • Chi phí cho node kết nối vào: trung bình; • Ứng dụng tốt nhất: Dùng mạng ñường trục-Backbone 39 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính N-series connector 1.2 Cáp xoắn ñôi: Cáp xoắn ñôi gồm nhiều cặp dây ñồng xoắn lại với nhằm chống phát xạ nhiễu ñiện từ Có hai loại cáp xoắn ñôi ñược sử dụng rộng rãi LAN : Cáp xoắn ñôi có vỏ bọc kim loại chống nhiễu- STP Cable(Shielded twisted-Pair) Cáp xoắn ñôi vỏ bọc kim loại chống nhiễu-UTP Cable (Unshielded Twisted- Pair) - Cáp xoắn ñôi có vỏ bọc chống nhiễu STP ( Shielded twisted-Pair): Gồm nhiều cặp xoắn ñôi ñược phủ bên lớp vỏ làm dây ñồng bện Lớp vỏ có tác dụng chống nhiễu ñiện từ từ bên vào chống phát xạ nhiễu bên Lớp vỏ bọc chống nhiễu ñược nối ñất ñể thoát nhiễu Cáp STP bị tác ñộng nhiễu ñiện có tốc ñộ truyền qua khoảng cách xa cao cáp UTP Cấu tạo cáp STP • Khoảng cách tối ña cho phép truyền tín hiệu : 100m; • Tốc ñộ: 100Mbps; • Đầu nối: STP sử dụng ñầu nối DIN (DB-9) - Cáp xoắn ñôi vỏ bọc chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted- Pair): • Gồm nhiều cặp xoắn cáp STP lớp vỏ ñồng chống nhiễu Cáp UTP ñược sử dụng mạng Ethernet 40 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính 10BaseT 100BaseT Do giá thành rẻ nên ñã nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục ñược ưu chuộng • Không có vỏ bọc chống nhiễu nên dễ bị nhiễu ñặt gần thiết bị cáp khác ñó thông thường dùng ñể ñi dây nhà Đầu nối dùng RJ-45 Cáp UTP ñược phân thành loại sau : Loại (CAT 1): có cặp dây xoắn, dùng truyền tín hiệu âm thanh, tốc ñộ < 4Mbps, ứng dụng mạng PSTN; Loại (CAT 2): có cặp dây xoắn, tốc ñộ lên ñến Mbps, ứng dụng mạng Token Ring over UTP Loại (CAT 3): có cặp dây xoắn, mắt xoắn foot, tốc ñộ lên ñến 10 Mbps, dùng truyền tín hiệu thoại tốt Loại (CAT 4): có cặp dây xoắn, dùng truyền liệu, tốc ñộ ñạt ñược 16Mbps lên ñến 20Mbps, ứng dụng cho mạng Token Ring tốc ñộ cao Loại (CAT 5): có cặp dây xoắn, dùng truyền liệu, tốc ñộ 100 Mbps ñạt 1Gbps, ứng dụng mạng Fast Ethernet Loại 5e (CAT 5e): có cặp dây xoắn, dùng truyền liệu, tốc ñộ 1Gbps, giá thành cao loại 5, ứng dụng mạng Giga Ethernet Loại (CAT 6): có cặp dây xoắn, dùng truyền liệu, tốc ñộ từ 1Gbps ñến 10Gbps, ñược ñịng thay cho loại 5e, ứng dụng mạng Super Ethernet Đặc ñiểm cáp UTP: • Khoảng cách tối ña cho phép truyền tín hiệu : 100m; • Lắp ñặt : dễ dàng; • Khắc phục lỗi: tốt; • Quản lý: dễ dàng; • Chi phí : thấp; • Ứng dụng : mạng LAN 41 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Cáp UTP STP sử dụng ñầu nối RJ-11, RJ-45: Các kỹ thuật bấm cáp mạng: • Chuẩn kết nối cáp ñầu nối RJ-45 ñược chia thành chuẩn: T-568A T-568B, ñược phân chia theo mã màu cáp UTP cáp STP sau: o Chuẩn T568A: Thứ tự dây Màu sắc (T568A) Trắng Xanh Xanh Trắng Cam Xanh dương Trắng Xanh dương Cam Trắng Nâu Nâu Tín hiệu Truyền + Truyền Nhận + Không dùng Không dùng Nhận Không dùng Không dùng o Chuẩn T568B: Thứ tự dây Màu sắc (T568B) Trắng Cam Cam Trắng Xanh Xanh dương Trắng Xanh dương Xanh Trắng Nâu Nâu 42 Tín hiệu Truyền + Truyền Nhận + Không dùng Không dùng Nhận Không dùng Không dùng Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính • Cáp thẳng (Straight- Through cable): cáp dùng ñể nối PC thiêt bị mạng Hub, Switch… Cáp thẳng theo chuẩn 10/100 Base-T dùng cặp cáp xoắn dùng chân 1,2,3,6 ñầu RJ-45 Cặp dây xoắn thứ nối vào chân 1,2, cặp dây xoắn thứ hai nối vào chân 3,6 Đầu cáp lại dựa vào màu nối vào chân ñầu RJ-45 ban ñầu nối tương tự: Cáp thẳng (Straight- Through cable) 43 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính • Cáp chéo (Crossover cable): cáp dùng nối trực tiếp hai thiết bi giống PC-PC, Hub - Hub, Switch - Switch Cáp chéo trật tự dây giống cáp thẳng ñầu dây lại phải chéo cặp dây xoắn sử dụng 1.3 Cáp quang (Fiber-Optic cable): 1.3 Cáp quang (Fiber-Optic cable): Cáp quang có cấu tạo gồm day dẫn trung tâm sợi thuỷ tinh plastic ñã ñược tinh chế nhằm cho phép truyền ñi tối ña tín hiệu ánh sáng Sợi quang ñược tráng lớp nhằm phản chiếu tín hiệu Cáp quang truyền sóng ánh sáng ( không truyền tín hiệu ñiện ) với băng thông cực cao nên không gặp cố nhiễu hay bị nghe trộm Cáp dùng nguồn ánh sáng lasers, diode phát xạ ánh sáng Cáp bền ñộ suy tần tín hiệu thấp nên ñoạn cáp dài ñến vài km Băng thông cho phép ñến 2Gbps Nhưng cáp quang có khuyết ñiểm giá thành cao khó lắp ñặt Các loại cáp quang : - Loại lõi 8.3 micron, lớp lót 125 micron, chế ñộ ñơn - Loại lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, ña chế ñộ - Loại lõi 62.5 micron, lớp lót 125 micron, ña chế ñộ - Loại lõi 100 micron, lớp lót 140 micron, ña chế ñộ Hộp ñấu nối cáp quang: cáp quang bẻ cong nên nối cáp quang vào thiết bị khác phải thông qua hộp ñấu nối Đầu nối cáp quang : ñầu nối cáp quang ña dạng thông thường thị trường có ñầu nối sau : FT , ST , FC … 44 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Đầu nối cáp quang Môi trường vô tuyến (Wireless): - Sóng Radio: 10KHz ñến 1GHz; - Sóng Viba : 21GHz ñến 23GHz; - Sóng Hồng ngoại 100GHz ñến 1000GHz; 45 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Bài 4: Mạng Máy Tính THIẾT KẾ MẠNG I CÁC YÊU CẦU THIÊT KẾ Các yêu cầu thiết kế LAN mặt cấu trúc tương tự thiết kế WAN, bao gồm yêu cầu: − Yêu cầu kỹ thuật − Yêu cầu hiệu − Yêu cầu ứng dụng − Yêu cầu quản lý mạng − Yêu cầu an ninh-an toàn mạng − Yêu cầu ràng buộc tài chính, thời gian thực hiện, yêu cầu trị dự án, xác ñịnh nguồn nhân lực, xác ñịnh tài nguyên ñã có tái sử dụng II CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ XÂY DƯNG MẠNG tiến trình xây dựng mạng trải qua giai ñoạn việc xây dựng phát triển phần mềm Cũng gồm giai ñoạn như: Thu thập yêu cầu khách hàng (công ty, xí nghiệp có yêu cầu xây dựng mạng), Phân tích yêu cầu, Thiết kế giải pháp mạng, Cài ñặt mạng, Kiểm thử cuối Bảo trì mạng II.1 Thu thập yêu cầu khách hàng Mục ñích giai ñoạn nhằm xác ñịnh mong muốn khách hàng mạng xây dựng Những câu hỏi cần ñược trả lời giai ñoạn là: - Thiết lập mạng ñể làm gì? sử dụng cho mục ñích gì? - Các máy tính ñược nối mạng? - Những người ñược sử dụng mạng, mức ñộ khai thác sử dụng mạng người / nhóm người sao? - Trong vòng 3-5 năm tới có nối thêm máy tính vào mạng không, có ñâu, số lượng ? Phương pháp thực hiện: Phỏng vấn: vấn khách hàng, nhân viên phòng mạng có máy tính nối mạng Thông thường ñối tượng vấn chuyên môn sâu chuyên môn mạng Cho nên tránh sử dụng thuật ngữ chuyên môn ñể trao ñổi với họ Chẳng hạn nên hỏi khách hàng “ Bạn có muốn người quan bạn gởi mail ñược cho không?”, hỏi “ Bạn có muốn cài ñặt Mail server cho mạng không? ” Những câu trả lời khách hàng thường cấu trúc, lộn xộn, xuất phát từ góc nhìn người sử dụng, góc nhìn kỹ sư 46 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính mạng Người thực vấn phải có kỹ kinh nghiệm lĩnh vực Phải biết cách ñặt câu hỏi tổng hợp thông tin Quan sát: Một công việc quan trọng giai ñoạn “Quan sát thực ñịa” ñể xác ñịnh nơi mạng ñi qua, khoảng cách xa hai máy tính mạng, dự kiến ñường ñi dây mạng, quan sát trạng công trình kiến trúc nơi mạng ñi qua Thực ñịa ñóng vai trò quan trọng việc chọn công nghệ ảnh hưởng lớn ñến chi phí mạng Chú ý ñến ràng buộc mặt thẩm mỹ cho công trình kiến trúc triển khai ñường dây mạng bên Giải pháp ñể nối kết mạng cho tòa nhà tách rời khoảng ñặc biệt lưu ý Sau khảo sát thực ñịa, cần vẽ lại thực ñịa yêu cầu khách hàng cung cấp cho sơ ñồ thiết kế công trình kiến trúc mà mạng ñi qua Trong trình vấn khảo sát thực ñịa, ñồng thời ta cần tìm hiểu yêu cầu trao ñổi thông tin phòng ban, phận quan khách hàng, mức ñộ thường xuyên lượng thông tin trao ñổi Điều giúp ích ta việc chọn băng thông cần thiết cho nhánh mạng sau II.2 Phân tích yêu cầu Khi ñã có ñược yêu cầu khách hàng, bước ta ñi phân tích yêu cầu ñể xây dựng bảng “Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng”, ñó xác ñịnh rõ vấn ñề sau: - Những dịch vụ mạng cần phải có mạng ? (Dịch vụ chia sẻ tập tin, chia sẻ máy in, Dịch vụ web, Dịch vụ thư ñiện tử, Truy cập Internet hay không?, ) - Mô hình mạng gì? (Workgoup hay Client / Server? ) - Mức ñộ yêu cầu an toàn mạng - Ràng buộc băng thông tối thiểu mạng II.3 Thiết kế giải pháp Bước tiến trình xây dựng mạng thiết kế giải pháp ñể thỏa mãn yêu cầu ñặt bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng Việc chọn lựa giải pháp cho hệ thống mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, liệt kê sau: - Kinh phí dành cho hệ thống mạng - Công nghệ phổ biến thị trường - Thói quen công nghệ khách hàng - Yêu cầu tính ổn ñịnh băng thông hệ thống mạng - Ràng buộc pháp lý 47 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Tùy thuộc vào khách hàng cụ thể mà thứ tự ưu tiên, chi phối yếu tố khác dẫn ñến giải pháp thiết kế khác Tuy nhiên công việc mà giai ñoạn thiết kế phải làm giống Chúng ñược mô tả sau: II.3.1 Thiết kế sơ ñồ mạng mức luận lý Thiết kế sơ ñồ mạng mức luận lý liên quan ñến việc chọn lựa mô hình mạng, giao thức mạng thiết ñặt cấu hình cho thành phần nhận dạng mạng Mô hình mạng ñược chọn phải hỗ trợ ñược tất dịch vụ ñã ñược mô tả bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng Mô hình mạng chọn Workgroup hay Domain (Client / Server) ñi kèm với giao thức TCP/IP, NETBEUI hay IPX/SPX Ví dụ: - Một hệ thống mạng cần có dịch vụ chia sẻ máy in thư mục người dùng mạng cục không ñặt nặng vấn ñề an toàn mạng ta chọn Mô hình Workgroup - Một hệ thống mạng cần có dịch vụ chia sẻ máy in thư mục người dùng mạng cục có yêu cầu quản lý người dùng mạng phải chọn Mô hình Domain - Nếu hai mạng cần có dịch vụ mail kích thước mạng ñược mở rộng, số lượng máy tính mạng lớn cần lưu ý thêm giao thức sử dụng cho mạng phải TCP/IP Mỗi mô hình mạng có yêu cầu thiết ñặt cấu hình riêng Những vấn ñề chung thiết ñặt cấu hình cho mô hình mạng là: - Định vị thành phần nhận dạng mạng, bao gồm việc ñặt tên cho Domain, Workgroup, máy tính, ñịnh ñịa IP cho máy, ñịnh cổng cho dịch vụ - Phân chia mạng con, thực vạch ñường ñi cho thông tin mạng II.3.2 Xây dựng chiến lược khai thác quản lý tài nguyên mạng Chiến lược nhằm xác ñịnh ñược quyền làm hệ thống mạng Thông thường, người dùng mạng ñược nhóm lại thành nhóm việc phân quyền ñược thực nhóm người dùng II.3.3 Thiết kế sơ ñồ mạng vật lý Căn vào sơ ñồ thiết kế mạng mức luận lý, kết hợp với kết khảo sát thực ñịa bước ta tiến hành thiết kế mạng mức vật lý Sơ ñồ mạng mức vật lý mô tả chi tiết vị trí ñi dây mạng thực ñịa, vị trí thiết bị nối kết mạng Hub, Switch, Router, vị trí máy chủ máy trạm Từ 48 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính ñó ñưa ñược bảng dự trù thiết bị mạng cần mua Trong ñó thiết bị cần nêu rõ: Tên thiết bị, thông số kỹ thuật, ñơn vị tính, ñơn giá,… II.3.4 Chọn hệ ñiều hành mạng phần mềm ứng dụng Một mô hình mạng ñược cài ñặt nhiều hệ ñiều hành khác Chẳng hạn với mô hình Domain, ta có nhiều lựa chọn như: Windows NT, Windows 2000, Netware, Unix, Linux, Tương tự, giao thức thông dụng TCP/IP, NETBEUI, IPX/SPX ñược hỗ trợ hầu hết hệ ñiều hành Chính ta có phạm vi chọn lựa lớn Quyết ñịnh chọn lựa hệ ñiều hành mạng thông thường dựa vào yếu tố như: - Giá thành phần mềm giải pháp - Sự quen thuộc khách hàng ñối với phần mềm - Sự quen thuộc người xây dựng mạng ñối với phần mềm Hệ ñiều hành tảng ñể cho phần mềm sau ñó vận hành Giá thành phần mềm giải pháp có giá thành hệ ñiều hành ñược chọn mà bao gồm giá thành phầm mềm ứng dụng chạy Hiện có xu hướng chọn lựa hệ ñiều hành mạng: hệ ñiều hành mạng Microsoft Windows phiên Linux Sau ñã chọn hệ ñiều hành mạng, bước tiến hành chọn phần mềm ứng dụng cho dịch vụ Các phần mềm phải tương thích với hệ ñiều hành ñã chọn II.4 Cài ñặt mạng Khi thiết kế ñã ñược thẩm ñịnh, bước tiến hành lắp ñặt phần cứng cài ñặt phần mềm mạng theo thiết kế II.4.1 Lắp ñặt phần cứng Cài ñặt phần cứng liên quan ñến việc ñi dây mạng lắp ñặt thiết bị nối kết mạng (Hub, Switch, Router) vào ñúng vị trí thiết kế mạng mức vật lý ñã mô tả II.4.2 Cài ñặt cấu hình phần mềm Tiến trình cài ñặt phần mềm bao gồm: - Cài ñặt hệ ñiều hành mạng cho server, máy trạm - Cài ñặt cấu hình dịch vụ mạng - Tạo người dùng, phân quyền sử dụng mạng cho người dùng Tiến trình cài ñặt cấu hình phần mềm phải tuân thủ theo sơ ñồ thiết kế mạng mức luận lý ñã mô tả Việc phân quyền cho người dùng pheo theo ñúng chiến lược khai thác quản lý tài nguyên mạng 49 Phạm Vân Khanh Khoa Tin Hoc Mạng Máy Tính Nếu mạng có sử dụng router hay phân nhánh mạng cần thiết phải thực bước xây dựng bảng chọn ñường router máy tính II.5 Kiểm tra thử mạng Sau ñã cài ñặt xong phần cứng máy tính ñã ñược nối vào mạng Bước kiểm tra vận hành mạng Trước tiên, kiểm tra nối kết máy tính với Sau ñó, kiểm tra hoạt ñộng dịch vụ, khả truy cập người dùng vào dịch vụ mức ñộ an toàn hệ thống Nội dung kiểm thử dựa vào bảng ñặc tả yêu cầu mạng ñã ñược xác ñịnh lúc ñầu II.6 Bảo trì hệ thống Mạng sau ñã cài ñặt xong cần ñược bảo trì khoảng thời gian ñịnh ñể khắc phục vấn ñề phát sinh xảy tiến trình thiết kế cài ñặt mạng 50 Phạm Vân Khanh