Bài tập lớn môn mạng máy tính thiết kế lắp đặt mạng máy tính cho hệ thống chia địa chỉ mạng cho các máy tính cũng như các thiết bị cần dùng

Bài này gồm hai phần chính đó là phần Thiết kế lắp đặt mạng máy tính cho hệ thống và phần Chia địa chỉ mạng cho các máy tính cũng như các thiết bị cần dùng, cuối bài là bảng phụ lục chi

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 công ty, qua đó

để trau dồi kiến thức cũng như kinh nghiệm cho sau này!

Bài này gồm hai phần chính đó là phần Thiết kế lắp đặt mạng máy tính cho

hệ thống và phần Chia địa chỉ mạng cho các máy tính cũng như các thiết bị cần dùng, cuối bài là bảng phụ lục chi tiết chia địa chỉ cho các thiết bị sử dụng

MỤC LỤC

Trang

I: Giả thiết ……… 3

II: Các thiết bị cần dùng cho việc thiết kế hệ thống mạng ……… 3

III: Xây dựng, thiết kế mô hình mạng, vị trí lắp, tính toán số máy tính và thiết bị cần sử dụng ……… 4

A/ Số máy, dây mạng và nẹp mạng trong phòng ……… 4

B/ Thiết kế cho các tầng và cho cả hệ thống ……… 7

C/ Tính toán chi phí cho các thiết bị, dây mạng và nẹp mạng 12

IV: Chia địa chỉ mạng ……… 13

V: Phụ lục ……… 16

KẾT LUẬN ……… 17

100 mét

I: Giả thiết

Một công ty có 2 tòa nhà, tòa nhà A có 5 tầng, mỗi tầng có 5 phòng, tòa nhà B có 3 tầng, mỗi tầng có 4 phòng, kích thước của một phòng là: dài 6 mét, rộng 6 mét, cao 4 mét Khoảng cách giữa hai tòa nhà là 100 mét Hệ thống mạng liên kết với Internet thông qua ADSL

Hình 1: Sơ đồ minh họa hệ thống hai tòa nhà

Yêu cầu:

+ Thiết kế một hệ thống mạng cho hai tòa nhà

+ Tính toán chi phí cho các thiết bị và dây mạng

+ Cho dải địa chỉ: 172.1.0.0/16 Chia địa chỉ cho các máy và các thiết bị theo phương pháp VLSM

II: Các thiết bị cần dùng cho việc thiết kế hệ thống mạng.

III: Thiết kế lắp đặt mạng máy tính cho hệ thống

A/ Số máy, dây mạng và nẹp mạng trong phòng

Trước khi thực hiện thiết kế mạng, chia địa chỉ mạng, ta phải biết được số lượng máy tính và số thiết bị cần sử dụng cho cả hệ thống mạng, cũng như

lượng dây mạng cần dùng cho hai tòa nhà

Ta có 2 tòa nhà, tòa nhà A có 5 tầng, mỗi tầng có 5 phòng, tức là tòa nhà A có tất cả 25 phòng Tòa nhà B có 3 tầng, mỗi tầng có 4 phòng, suy ra tòa nhà B có

12 phòng Diện tích trong một phòng của hai tòa nhà là như nhau: dài 6m, rộng 6m, cao 4m Vì vậy ta chỉ cần tính số máy cho một phòng sau đó sẽ tính tổng số máy và số thiết bị cần dùng cho cả hệ thống mạng của hai tòa nhà

Hình 2 là sơ đồ minh họa cách lắp đặt máy cho một phòng, với diện tích của

phòng là 36 m2 (dài 6 mét, rộng 6 mét) thì có thể lắp đặt được số máy tính là 20 máy tính Như vậy, ở tòa nhà A sẽ có tổng số máy là: 20 x 5 x 5 = 500 máy, tòa nhà B có số máy là: 20 x 4 x 3 = 240 máy

Dự tính mỗi máy tính sẽ chiếm khoảng 1 m chiều dài và 90cm chiều rộng, lắp đặt máy theo cách từng cặp một đối diện nhau chia thành hai hàng, mỗi hàng

có 5 cặp máy tính, tức là có 10 máy, cách lắp đặt này vừa đảm bảo tính thẩm mỹ vừa tiết kiệm không gian của phòng, vẫn đảm bảo được lối đi lại và một khoảng trống phía cửa rộng khoảng 1,5 m đủ để chứa một số thiết bị khác khi cần thiết

Do cơ sở hạ tầng quá phức tạp (hai tòa nhà cách nhau 100 mét) nên hệ thống cáp cũng được tổ chức cao Do nhu cầu truyền dẫn tín hiệu cáp dùng cho hệ thống

là loại cáp UTP CAT6, là loại cáp có độ truyền dẫn cao tới 1Gbps.Ngoài ra, nhằm đảm bảo cho tính thẩm mỹ, gọn gàng của căn phòng, chúng ta sẽ sử dụng các nẹp mạng để bó các dây mạng lại với nhau khi đi dây và đồng thời chống nhiễu từ giữa các dây với nhau

Cặp máy tính gần với Switch nhất (ở hàng đầu tiên, gần với Switch) mỗi máy cần 3m dây mạng, cả hai máy cần 6 m dây, khoảng cách giữa các cặp máy

1.5 m

4.5 m

6 m

6 m

2 m

trong một hàng là 90 cm, nhưng để thuận tiện cho việc di chuyển, xê dịch máy, thì bắt đầu từ cặp máy thứ hai ta cộng thêm 1,5 m dây mạng cho một máy, tức là 3m dây cho một cặp Ở hàng thứ hai cũng tương tự, cặp máy đầu tiên cần 6 m dây cho một máy, hai máy sẽ là 12 m, và từ cặp thứ hai đến cặp thứ 5 mỗi cặp lại cộng thêm 3 m dây mạng

Hình 2: Sơ đồ minh họa lắp đặt máy cho một phòng

Suy ra lượng dây mạng cần dùng cho một phòng là:

 Hàng thứ nhất: 6 + 9 + 12 + 15 + 18 = 60 (mét)

 Hàng thứ hai : 12 + 15 +18 +21 +24 = 90 (mét)

Cửa vào

Chú thích: : Dây mạng đơn

: Bó dây và nẹp dây mạng

: Switch

→ Cả phòng là : 60 + 90 = 150 (mét)

+ Như vậy, lượng dây mạng cần dùng trong phòng cho tòa nhà A là:

150 x 25 = 3750 (mét) + Lượng dây mạng cần dùng trong phòng cho tòa nhà B là :

150 x 12 = 1800 (mét)

 Số mét dây mạng cần dùng trong phòng của cả hai tòa nhà là :

3750+ 1800 = 5550 (mét)

Số mét dây mạng ở trên mới chỉ là lượng dây mạng ở trong phòng của cả hai tòa nhà, còn lượng dây mạng liên kết giữa các Switch chúng ta sẽ tính tiếp ở các phần sau

Bây giờ chúng ta sẽ tính đến số nẹp mạng sử dụng trong phòng Như trong hình, khoảng cách giữa Switch với tâm của hàng đầu tiên (so với Switch) là 1.5 mét(khoảng màu xanh in đậm), ở khoảng này phải chứa đến 20 dây mạng, vì vậy ta sẽ sử dụng nẹp mạng loại to để có thể bó được 20 dây mạng trong một nẹp Các khoảng còn lại thì chỉ chứa 10 dây mạng trong một nẹp, nên ta dùng loại nẹp nhỏ hơn Khoảng cách giữa hai hàng máy tính là 3m, chiều dài nẹp trong một hàng là 4.5 m, ta có hai hàng

Số nẹp cần dùng cho một phòng là:

 Nẹp to : 1.5 mét

 Nẹp nhỏ : 3 + 4.5 x 2 = 12 (mét)  Số nẹp mạng cần dùng trong phòng của tòa nhà A ( có 25 phòng) là:

o Nẹp to : 1.5 x 25 = 37.5 (mét)

o Nẹp nhỏ : 12 x 25 = 300 (mét)  Số nẹp mạng cần dùng trong phòng cho tòa nhà B (có 12 phòng):

 Nẹp to : 1.5 x 12 = 18 (mét)

 Nẹp nhỏ : 12 x 12 = 144 (mét)

→ Suy ra tổng số nẹp sử dụng trong phòng cho cả hệ thống là :

 Nẹp to : 37.5 + 18 = 55.5 (mét)

 Nẹp nhỏ : 300 + 144 = 444 (mét)

B/ Thiết kế cho các tầng và cho cả hệ thống

Vì hai tòa nhà có kiến trúc giống nhau, chỉ khác là tòa nhà B ít hơn tòa nhà A

2 tầng, còn kiến trúc từng tầng thì giống nhau, do đó trong quá trình thiết kế ta

sẽ thiết kế cho tòa nhà A, còn tòa nhà B sẽ làm thiết kế tương tự; và một tầng cụ thể là tầng 1 của tòa nhà A, các tầng khác và các tầng của tòa nhà B cũng thiết

kế tương tự, chỉ thay đổi một vài thiết bị, ta sẽ nói đến phần sau

Hình 3: Sơ đồ minh họa đặt Switch cho 2 phòng kề nhau trong một tầng

Cửa

Cửa

Ghi chú: : Dây mạng

: Bó dây và nẹp mạng : Cửa

: Điểm đục lỗ trên tường : Switch

Để tiện cho việc lắp đặt và theo dõi sửa chữa, thay thế dây mạng, cũng như chi phí, ở một tầng ta sẽ sử dụng 3 Switch, bao gồm 2 Switch 48 cổng và một Switch 24 cổng Phòng 1, phòng 2 dùng chung một Switch 48 cổng; phòng 3 phòng 4 dùng chung một Switch 48 cổng, riêng phòng 5 dùng một Switch 24 cổng

Hình 3 minh hoạ cách lắp đặt Switch 48 cổng cho các phòng 1 và 2, 3 và 4

trong một tầng, riêng phòng thứ 5 thì lắp đặt tương tự, chỉ thay thế Switch 48 cổng bằng Switch 24 cổng Như vậy, ở mỗi tầng chúng ta sử dụng 2 loại Switch gồm 2 Switch 48 cổng và 1 Switch 24 cổng

Từ đó ta sẽ tính toán tổng số Switch cần sử dụng để nối các máy tính trong các tòa nhà

 Đối với tòa nhà A có:

 Số Switch 48 cổng: 2 x 5 = 10 (Switch)

 Số Switch 24 cổng: 1 x 5 = 5 (Switch)

 Đối với tòa nhà B có:

o Số Switch 48 cổng: 2 x 3 = 6 (Switch)

o Số Switch 24 cổng: 1 x 3 = 3 (Switch)  Tổng số Switch cần dùng để kêt nối các máy tính trong phòng của cả

hệ thống là:

 Số Switch 48 cổng: 10 + 6 = 16 (Switch)

 Số Switch 24 cổng: 5 + 3 = 8 (Switch)

Đối với dây mạng và nẹp dây mạng, ta sẽ cho đi men theo bên ngoài tường, cách đi như vậy để đảm bảo tính thẩm mỹ cho tòa nhà Với kiểu đi dây như vậy,

ta phải dùng khoan để đục các lỗ trên tường

Để có thể chia sẻ tài nguyên được thuận tiện và dễ dàng, đối với một tầng chúng ta sẽ dùng dây mạng để liên kết giữa các Switch với nhau, tạo thành một Mạng LAN cho mỗi tầng, đối với các tầng khác thì ta sẽ sử dụng Router.Cụ thể

là 3 dây mạng, 3 dây này chúng ta sẽ nẹp chúng đi chung với các dây bên ngoài

( xem sơ đồ Hình 4)

Tính toán số mét dây mạng và nẹp mạng cần dùng để nối các Switch trong một tầng

Như đã phân tích, đường đi của dây mạng và nẹp nối các Switch trong một

tầng là men theo bên ngoài tường, Nhìn vào sơ đồ Hình 4 ta thấy Switch đặt ở

phòng số 2 cần 27 mét dây cũng như nẹp mạng, Switch đặt ở phòng số 3 cần 14 mét dây, Switch ở phòng số 5 cần 20 mét dây cũng như nẹp mạng, Switch ở phòng 2 liên kết với Switch ở phòng 3 cần 14x2+13=41 mét dây mạng, Switch ở phòng 2 liên kết với Switch ở phòng 5 cần 14+13+20=47 mét dây, Switch ở phòng 3 liên kết với Switch ở phòng 5 cần khoảng 8 mét dây mạng Ta sẽ sử dụng nẹp mạng loại nhỏ để bó chúng lại

 Như vậy số dây mạng cần sử dụng để nối các Switch cho một tầng là:

27 + 14 + 20 + 47 + 41 + 8 = 157 (mét)

 Số nẹp mạng tương ứng :

14 + 13 + 20 = 47 (mét)

Từ đó ta sẽ tính được số mét dây mạng và nẹp mạng tương ứng của cả 2 tòa nhà

 Dây mạng: 157 x 5 + 157 x 3 = 1256 (mét)

 Nẹp mạng (loại nhỏ)

47 x 5 + 47 x 3 = 376 (mét)

Hình 4: Sơ đồ minh họa đi dây và lắp đặt Switch, Router Modem cho tầng 1 tòa nhà A

Hình 4 là sơ đồ lắp đặt thiết bị và dây mạng cho tầng 1 của tòa nhà A Các

tầng khác cũng như tòa nhà B thì cũng thiết kế tương tự Sử dụng một Modem

để kết nối hệ thống mạng với Internet, vì hệ thống mạng phức tạp, có nhiều máy, nhiều Switch, nên ta sử dụng thêm một Router để định tuyến đường mạng cho 2

Ghi chú: : Modem : Router

: Switch 16 cổng : Switch 48 cổng

: Switch 24 cổng : Dây mạng

: Nẹp mạng : Điểm đục lỗ trên

tường : Điểm đường đây lên tầng

: Minh họa các Switch kết nối với nhau

Cầu thang phụ

P1

P3

P2

P4 P5

Cầu thang chính

WC

13

m

20 m

14 m

Tòa nhà

B

Inter net

Tòa nhà B

18 m

tòa nhà cũng như giữa các tầng và các phòng Vì tòa nhà A có số máy và Switch nhiều hơn tòa nhà B nên ta đặt Modem và Router ở tòa nhà A

Loại Router mà ta sẽ sử dụng là loại Router 4 cổng Sẽ có hai đầu ra được nối với hai hệ thống mạng con của hai tòa nhà A, B Cụ thể là đầu ra thứ nhất sẽ nối với một Switch 16 cổng, Switch này ta sử dụng để kết nối tất cả các Switch đặt

ở các phòng của tòa nhà A Tòa nhà A có 15 Switch lắp đặt ở các tầng, do đó ta

sử dụng thêm một Switch 16 cổng để kết nối chúng trước khi nối với Router và Modem Tương tự tòa nhà B có 9 Switch lắp đặt ở các tầng, cho nên dùng một Switch 12 cổng để kết nối chúng với Router, Switch này sẽ cắm vào đầu ra thứ

hai của Router (Xem sơ đồ minh họa Hình 5)

Hình 5 : Sơ đồ minh họa đặt Switch ở các tầng

Tương tự đối với tòa nhà B, ta thiết kế mô hình 3 tầng mà các tầng được lắp

đặt như ở Hình 6, đặt Switch 12 cổng ở phòng thiết bị, đầu vào được nối với

Router ở tòa nhà A, và sử dụng 9 đầu ra cho 9 Switch ở các tầng

Hình 6: Sơ đồ minh họa lắp đặt Switch và đi dây cho tòa nhà B

Bây giờ ta sẽ tính toán số mét dây mạng và nẹp mạng kết nối giữa Modem, Router và đi lên các tâng Theo sơ đồ hình 5, ta sẽ dùng khoảng 10 mét dây để nối giữa Modem với Router, trước khi đi dây ra ngoài để đến các tầng cũng như

đi sang tòa nhà B Từ tầng 1 lên tầng 2 cần khoảng 4,5 mét dây, lên tầng 3 cần 9 mét dây, lên tầng 4 cần 13.5 mét dây, và lên tầng 5 cần 18 mét dây, mỗi tầng có

3 dây mạng được nối với Switch 16 cổng ở phòng thiết bị

Tòa nhà A

9 m

Ghi chú: : Router : Switch 12 cổng

: Switch 48 cổng

: Switch 24 cổng : Dây mạng, nẹp mạng : Dây mạng nối từ Router

Do đó số mét dây mạng từ phòng thiết bị đến các tầng là :

4.5 x 3 + 9 X 3 + 13.5 x 3 + 18 x 3 = 135 (mét)

Và số mét nẹp mạng cần dùng là 18 mét, ta sẽ sử dụng loại nẹp to để bó dây

Ở tòa nhà B thì cũng tương tự, từ tầng 1 lên tầng 2 cần 4.5 mét dây mạng,

từ tầng 1 lên tầng 3 cần 9 mét, mỗi tầng có 3 đường dây mạng Khoảng cách từ tỏa nhà A đến tòa nhà B là 100 mét, ta cần khoảng 120 mét dây để kết nối giữa Router và Switch 16 cổng của tòa nhà này

Như vậy tổng số mét dây mạng cho tòa nhà B trong trường hợp này là :

4.5 x 3 + 9 x 3 + 120 = 160.5 (mét)

Và số mét nẹp mạng là :

9 + 120 = 129 (mét)

Ta cũng sử dụng loại nẹp nhỏ để luồn dây Để đàm bảo cho dây được an toàn và sử dụng được lâu, vì ở đây dây đi ngoài trời

→ Đối với cả hai tòa nhà :

 Dây mạng : 135+160.5 = 295.5 (mét)

 Nẹp mạng (Loại to) : 18 (mét)

 Nep mạng (Loại nhỏ): 129 (mét)

C/ Tính toán chi phí cho các thiết bị, dây mạng và nẹp mạng

Bây giờ ta sẽ tính toán chi phí cho các thiết bị cũng như dây mạng và nẹp mạng cần sử dụng cho cả hệ thống

+ Số thiết bị cần dùng :

 Modem : 1 cái

 Router : 1 cái

 Switch 16 cổng : 1 cái

 Switch 12 cổng : 1 cái

 Switch 48 cổng : 16 cái

 Switch 24 cổng : 8 cái

+ Lượng dây mạng và nẹp mạng cần dùng :

 Dây mạng : 5550 + 1256 +295.5 = 7101.5(mét)

 Nẹp mạng (Loại to) : 55.5 + 18 = 73.5 (mét)

 Nẹp mạng (Loại nhỏ) : 444 + 376 + 129 = 949 (mét)

Ngoài ra, ta còn phải dùng đầu bấm mạng để có thể kết nối được giữa dây mạng với các thiết bị cũng như các máy tính, loại đầu bấm mạng mà ta có thể dùng là loại đầu mạng RJ 45, loại này bán theo hộp, số lượng 100 cái/1 hộp Giá của một hộp đầu mạng RJ 45 hiện nay là: 35000đ/ 1 hộp Ta có 740 máy tính, suy ra cần: 740 x 2 = 1480 đầu mạng, giữa cá thiết bị kết nối khác cần dùng khoảng 100 đầu mạng Như vậy tổng số đầu mạng ta cần sử dụng là:

1480 + 100 = 1580 (đầu mạng) Tương đương với 16 hộp đầu mạng cần phải mua

Đối với hệ thống mạng của tòa nhà này, ta nên sử dụng các thiết bị tiêu chuẩn mới có thể duy trì được hệ thống mạng, vì hệ thống này quá lớn, số lượng máy tương đối nhiều, cụ thể giá của các thiết bị sẽ được cập nhật ở bảng dưới đây:

STT Tên thiết

Số lượng

Đơn vị tính Đơn giá Thành tiền

3 Switch

48 Cổng 16 Cái 1,500,000 24,000,000

24 Cổng 8 Cái 1,200,000 9,600,000

16 Cổng 1 Cái 2,050,000 2,050,000

12 Cổng 1 Cái 2,850,000 2,850,000

4 Dây mạng utp CAT6 7102 Mét 4,000 28,408,000

Tổng tiền: 77,317,000 đ

Bảng thống kê chi phí cho các thiết bị kết nối cũng như dây mạng, nẹp mạng và đầu mạng

cần sử dụng cho hệ thống

Như vậy, tổng chi phí cho các thiết bị cần sử dụng cho cả hệ thống là

77,317,000 NVD

IV: Chia địa chỉ mạng

Ta có dải địa chỉ: 172.1.0.0/16

Dải địa chỉ này chia cho hai tòa nhà A, B, với số máy tương ứng của 2 tòa nhà lần lượt là 500 và 240 máy, và 28 thiết bị kết nối (bao gồm 1 Modem, 1 Router,

16 Switch của tòa nhà A và 10 Switch của tòa nhà B)

Bây giờ ta sẽ tiến hành chia địa chỉ cho 2 tòa nhà A, B và 28 thiết bị

Ta có dải địa chỉ trên ở dạng nhị phân :

IP Adress : 10101010.00000001.00000000.00000000 → 172.1.0.0/16 SubNet Mask : 11111111.11111111.00000000.00000000 → 255.255.0.0

Tòa nhà A có số lượng máy nhiều nhất là 500 máy, vì vậy ta sẽ dùng dải địa chỉ trên chia cho tòa nhà A trước

A có 500 máy, suy ra 2n – 2 = 500, do đó n = 9, và m = 16 – 9 = 7

Suy ra :