ĐỒ án KHẢO sát, THIẾT kế và xây DỰNG MẠNG LAN TRONG cơ QUAN xí NGHIỆP

Trang 1

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp ——- 2 Kee xế : ĐÈ TÀI

“Khảo sát, thiết kế và xây dựng

mạng Lan trong cơ quan xí nghiệp”

Giảng viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện

Trang 2

Lời 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

Công nghệ thông tin ngày nay 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 Đề án 112 Cải cách hành chính về thực hiện

chính phủ điện tử của Thủ tướng Chính phủ đã mang lại lợi ích to lớn thiết thực cho công việc quản lý của các ngành các cấp Mạng LAN được sử dụng rộng rãi và phố biến, các sở, ban ngành, cơ quan, xí nghiệp đều lắp đặt hệ thống quản trị mạng này Tạo điều kiện cho công việc quản lý thuận tiện nhanh chóng , chính xác hơn, hiệu quá công việc cao hơn

Trong khuôn khế đề án tốt nghiệp hệ Kỹ thuật viên chúng tơi trình bảy về: “Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng Lan trong cơ quan xí nghiệp”

Đề án được bố cục làm 2 phan:

Phần 1; Tổng quan về mạng

Chương 1 - Tổng quan về mạng máy tính, trong chương nảy trình bảy các kiến thức cơ bản về mạng, phân loại mạng máy tính theo phạm vi dia ly (LAN, WAN, GAN, MAN), theo TOPO và theo từng chức năng

Chương 2 - Mô hình tham chiếu hé thong mé OSI va bộ quản thúc

mé hinh TCP/IP, trong chương này trình bày các kiến thức cơ bán về mạng chạy trên bộ giao thức TCP/TP, mơ hình OSI

Chương 3 — Mạng Lan và thiết kế mang Lan , trong chương này trỉnh bày các kiến thức cơ bản về LAN, các phương pháp điều khiển truy cập trong LAN, các công nghệ và các chuẩn cáp, các phương pháp đi cáp

Phần 2: Thiết kế mạng LAN

1 Yêu cầu thiết kế,

2 Phân tích thiết kế hệ thống 3 Cài đặt cấu hình hệ thống

4 Dự tốn chỉ phí mua vật tư, thiết bị

Trang 3

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp

gian và kiến thức có hạn nên bài viết còn nhiều hạn chế, rất rong sự đóng gopy kiến của các thầy cô và các bạn

Chúng tôi chân thành cảm ơn! Các từ tiếng Anh viết tắt trong đồ án

Từ viết tắt Dạng đây đủ

CPU Center Processor Unit

DNS Domain Name System

FTP File Transfer Protocol

GAN Global Area Network

HTTP Hypertext Transfer Protocol ICMP Internet Control Message Protocol IGMP Internet Group Messages Protocol

IP Internet Protocol

Iso International Standard Oranization

LAN Local Area Network

MAC Media Access Control MAN Metropolitan Area Network NIC Network Information Center

NLSP Netware Link Servise Protocol

OS - IS Open System Interconnection Intermediate System To Intermediate System

OSI Open Systems Interconnect OSPF Open Shortest Path First RIP Routing Information Protocol

SMTP Simple Mail Transfer Protocol STP Shield Twisted Pair

TCP Transmission Control Protocol

TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol UDP User Datagram Protocol

UTP Unshield Twisted Pair

WAN Wide Area Network

Www World Wide Web

Trang 4

Mục lục

Lời nói đầu

Các từ viết tắt trong đồ án

Phần 1; Tông quan về mạng

Chương 1: Tống quan mạng máy tính

1.1.Khái niệm mạng máy tính

1.2.Phân loại mạng máy tính - su sxsrerrrserersrsrsrirrrerxee

1.2.1 Phân loại theo phạm vi địa lý

1.2.2 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch

1.2.2.1 Mang chuyén mach kénh

1.2.2.2 Mang chuyén mach ban tin

1.2.2.3 Mạng chuyến mạch gói

1,2.3 Phân loại theo TOPO 1.2.3.1.Mạng hình sao 1.2.3.2.Mang dang vong

1.2.3.3.Mạng đạng tuyến(Bus topolory)

1.2.3.4.Mạng kết hợp - ¬

1.2.4.Phân loại theo chức năng " 1.2.4.1.Mạng theo mơ hình Client S Server 1.2.4.2.Mang ngang hang se

Chương 2: Mơ hình tham chiếu hệ thống mở

OSI và bộ giao thức TCP/IP

2.1 Mơ hình OSI

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa cia OSI ỉằ:a++ 2.2.2 Các giao thức trong OSI

2.2.3 Chức năng chủ yếu của các tầng của mơ hình OSI ác viec

Trang 5

2.2.2 So sánh OSI và TCP/IP

2.2.3 Các giao thức cơ bản trong bộ giao thức

2.2.3.1 Giao thức hiện năng IP -5- «<< 2.2.3.2 Giao thức hiệu năng UDP

2.2.3.3 Giao thức hiệu năng TCP

Chương 3: Mạng LAN và thiết kế mạng LAN 3,1, Các thiết bị LAN cơ bản

3.1.1, Các thiết bị chính của LAN

3.1.1.1 Card mang- NIC 3.1.1.2 Repeater- Bộ lặp 3.1.1.3 Hub

3.1.1.4 Liên mạng

3.1.1.5 Cầu nối (bridge) i38

3.1.1.6 Bộ dẫn đường (router) 3.1.1.7 Bộ chuyển mach(switch - 3.1.2 Hệ thống cáp đùng cho LAN 42 3.1.2.1 Cáp xoắn 3.1.2.2 Cáp đồng trục 3.1.2.3 Cáp sợi quang 3.2 Thiết kế mạng LAN 3.2.1 Mơ hình phân cập 3.2.2 Mơ hình an ninh an toàn

3.2.3 Các bước thiết kế

3.2.3.1 Phân tích yêu câu sử đụng 2Ú

3.2.3.2 Lựa chọn các thiết bị phần cứng

3.2.3.3 Các phần mềm mạng 3.2.3.4 Công cụ quản lý quản trị

3.2.4 Xây dựng mạng LAN quy mơ một tồ nh:

3.2.4.1 Các thiết bị cần thiết

3.2.4.2 Phân tích yêu cầu

Trang 6

2 Phân tích thiết kế hệ thống

Bản vẽ chỉ tiết bế trí các thiết bị

Sơ đồ đấu nỗi mạng máy tính của Công ty 58

3 Cài đặt, cầu hình hệ thống

Cài đặt các dịch vụ cho server -

Thiết lập cấu hình TCP/P cho các MAY (AM 58 Thực hiện kiểm tra hoạt động của mạng

Quá trình kiểm tra đùng mơ hình OSL Kiểm tra mạng với lệnh Ping,

Kiểm tra các thơng số cầu hình TCP/IP

4 Dự tốn chỉ phí mua thiết bị, vật tư

Kết luận Hướng phát triễn

Danh mục tài liệu tham khhảo - - ccS-cecec~eerererrerrrrce Phụ lục

1 Phụ lục 1

Phương pháp bắm đấu R]- 45 ky ky Phương pháp lắp đặt Outlet cho các nốt mạng

2 Phụ lục 2: Hướng dẫn cấu hình dịch vụ cấp phát địa chỉ động DHCP Cài đặt DHCP Cấu hình DHCP

Trang 7

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp Phần I: Tổng quan về mạng AR FRR A AONE A 2S A RR AC ie CR a a SE Chương I Tổng quan về mạng máy tính

Vào những năm 50 , những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng

các bóng đèn điện tử nên kích thức rất công kểnh tiêu tốn nhiều năng lượng Việc nhập dữ liệu máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mắt rất nhiều thời gian và bất

tiện cho người sử dụng

Đến những năm 60 cùng với sự phát triển của máy tính và nhu cầu trao

đổi dữ liệu 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 chỉnh là những đạng sơ khai của hệ thống máy tính ,

Và cho đến những năm 70, hệ thắng thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra

đời cho phép mở rộng khả năng tính tốn của Trung tâm máy tính đến các vùng xa Vào năm I977 công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị

trường mạng của mình cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối bằng đây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành đầu tiên

1,1, Khái niệm về mạng máy tính ;

Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nỗi với nhau theo một cách nào đó Khác với các trạm truyền hình gửi thông tin đi, các mạng máy tính ln hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi

thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại A

Nói một cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và có thể trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính

Hiữnh_L_.L Àđu hữnh mŨng-cũn- ba

Trang 8

Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu Khơng có hệ thống mạng thì đữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ vời nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa mén, CD Rom diéu nay gây nhiều bắt tiện cho người dùng

Tử các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nỗi chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điểm sau:

1.2

Nhiều người có thé ding chung một phần mềm tiện ích

Một nhóm người cùng thực hiện một để án nếu nối mạng họ sẽ dùng

chung đữ liệu của đề án, đùng chung tệp tin chính (master file ) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng

Dữ liệu được quán lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn

Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiểm, đắt tiền (máy in, máy vẽ )

Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (Email ) và có thể sử đụng mạng như là một công cụ để phô biến tin tức, thơng báo về

một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cải gì đó ), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với

thời khoá biểu của các người khác

Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chỉ phí thấp mà các chức năng lại mạnh )

Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tinh này có thể sử dụng các chương trình tiện ích của các trung tâm máy tính khác cong rỗi, sẽ làm tăng hiện quả kinh tế của hệ thống

Rất an toàn cho đữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các

tệp (files ) khi có những người không đủ quyền truy xuất các tệp tin

và thư mục đó

Phân loại mạng máy tính :

Trang 9

Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có

thé phân bỗ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế

Dựa vào phạm vi phân bỗ của mạng người ta có thể phân 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 Kết nỗi được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp Các

LAN có thê được kết nối với nhau thành WAN

* Mang dé thi MAN ( Metropolitan Area Network) : La mang được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế

- xã hội có bán kính khoảng 100 Km trớ lại.Các kết nối này được

thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-

100 Mbits )

® Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục.Thơng thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng

viễn thơng Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN

hay tự nó đã là GAN

e Mạng toàn cau GAN (Global Area Network ) : Là mạng được thiết lập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái dt Thong thường kết nỗi thông qua mạng viễn thông và vệ tính Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm được sử dụng nhiều nhất

1.2.2 Phân biệt theo phương pháp chuyến mạch ( truyền đữ liệu )

1.2.2.1 Mạng chuyển mach kénh ( circuit - switched network ) Trong trong trường hợp này khi có hai trạm cần trao đối thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh (circuit) cỗ định và duy trì

cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc Các dữ liệu chỉ được truyền

theo con đường có định ( hình 1)

Trang 10

Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhưng hiệu

xuất xử dụng đường truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do cá hai bên

đều hết thông tin cần truyền trong khi các trạm khác không được phép sử

dụng kênh truyền này và phải tiêu tốn thời gian thiết lập con đường (kênh)

cố định giữa 2 trạm

Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh 1.2.2.2 Mạng chuyển mạch bắn tin ( Message switched network)

Thông tin cần truyền được cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi là

bản tin Trên bản tín có ghỉ địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa chỉ nơi nhận để chuyển bản tin tới đích Tuỳ thuộc vào điều khiện về mạng, các thông tin khác nhau có thể được gửi đi theo các con đường khác nhau

Ưn điểm :

— Hiệu xuất sử dụng đường truyền cao vì khơng bị chiếm dụng độc quyển mà được phân chia giữa các trạm

— Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch bản tin) có thể lưu dữ thông báo cho đến khi kênh truyền rỗi mới gửi thơng báo đi, đo đó giảm được tinh trạng tắc nghẽn mạng

— Có điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo

— Cé thé ting hiệu xuất sử đụng giải thông của mạng bằng cách gán địa

chỉ quảng bá để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích Nhược điểm :

Phương pháp chuyển mạch bản tin là không hạn chế kích thước của các thơng báo, làm cho phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng và chất lượng truyền đi Mạng chuyển mạch bản tin thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử hơn là với các áp dụng có tính thời

Trang 11

gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút

1.2.2.3 Mạng chuyến mạch gói

Phương pháp này mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin (pachet) có khn dạng quy định trước Mối gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và

đích ( người nhận) của gói tin Các gói tin về một thơng báo nào đó có thê

được gửi đi qua mạng đề đến đích bằng nhiều con đường khác nhau Căn cứ vào số thứ tự các gói tin được tái tạo thành thông tin ban đầu

Phương pháp chuyển mach bản tin và phương pháp chuyển mạch gói là

gần giống nhau Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối

đa sao cho các nút mạng có thể xử lý tồn bộ thông tin trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trữ tạm thời trên đĩa Nên mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch bản tin

1.2.3 Phân loại máy tính theo TOPO:

Topology của mạng là cấu trúc hình học khơng gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau Thông thường mạng có ba dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star topology ), mạng dạng vòng (Ring Topology ) và mạng dạng tuyến (Linear

Bus Topology ) Ngoài ba dạng cấu hình kể trên cịn có một số dạng khác

biến tướng từ ba dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao -

vịng, mạng hình hỗn hợp,

1.2.3.1 Mạng hình sao (Star topology)

Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút Các nút này là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( hình 2)

Trang 12

Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không

cần thông qua trục bus, nên tránh được các yếu té gay ngưng trệ mạng Mơ hình kết nỗi dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến Với việc sử

dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, đo đó dễ dàng trong việc quản lý và vận hành

Ưu điểm :

— Hoạt động theo nguyên lý nồi song song nên nếu 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 giải thuật toán én định

~— Mạng có thé dé dạng mở rộng hoặc thu hẹp

— Dé dang 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 :

- Khả năng mở rộng của toàn mạng phục thuộc vào khả năng của

trung tâm

~ Khi trung tâm có sự cố thì tồn mạng ngừng hoạt động

~ Mạng yêu cầu nỗi độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm

- Độ đài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế

(trong vòng 100m với công nghệ hiện tai)

1.2.3.2 Mạng dạng vòng (Ring topology)

Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vịng, đường đây cáp được thiết kế làm thành một vòng trịn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vòng nào đó Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút

mà thôi Dữ liệu truyền đi phái có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp

nhận

Ưu điểm:

— Mạng dạng vịng có thuận lợi có thể mở rộng ra xa, tổng đườn dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên

—_ Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập

Nhược điểm : Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nảo đó

thì tồn bộ hệ thống cũng bị ngừng

Trang 13

1.2.3.3 Mạng dạng tuyến (Bus topology)

Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bị

khác Các nút đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyến tải tín hiệu Tắt cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này

ở hai đầu đây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator Các tín hiệu và đữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến

tenninator

F — _ =

Hénh!-S Clu tryc mOng honh tuyOn

Ưu điểm :

— Loại cầu trúc mạng này dùng đây cáp ít nhất — Lap dat don giản và giá thành rẻ

Nhược điểm :

— Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn

Trang 14

— Khi có sự cổ hơng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, lỗi trên

đường dây cũng làm cho toàn bộ hệ thống nigừng hoạt động Cấu trúc nây ngày nay it được sử dụng

1.2.3.4 Mạng dạng kết hợp

Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến ( sfar/bus topology) : Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống đây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology Uu diém cua c4u hinh nay là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hop Star/Bus Topology Cấu hình dạng này đưa lại sự uyên chuyển trong việc bố trí

đường dây tương thích đễ đàng đối với bất kỳ toà nhà nào,

Kết hợp cấu hình sao và vịng (Star/Ring Topology) Cầu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một thẻ bài liên lạc được chuyển vòng quanh một cái bộ tập trung

1.2.4 Phân loại theo chức năng:

1.2.4.1 Mạng theo mơ hình Client- Server;

Một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, web server, printer server Cac may tinh được thiết lập dé cung cấp các dịch vụ được gọi là server, cịn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client

Ưu điểm: do các dữ liệu được lưu trữ tập trung nên dễ bảø mật, backup và đồng bộ với nhau Tài nguyên và dịch vụ được tập trung nên dễ chia sé và quản lý, có thể phục vụ cho nhiều người dùng

Nhược điểm: các server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống

1.2.4.2.Mang ngang hang (Peer- to- Peer):

Các máy tinh trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa như một Server

Trang 15

Chương 2

Mơ hình tham chiếu hệ thống mỡ OSI và bộ giao thức TCP/IP

2.1.Mơ hình OSI (Open Systems Interconnect):

ở thời kỳ đầu của công nghệ nỗi mạng, việc gửi và nhận đữ liệu ngang qua mạng thường gây nhằm lẫn do các công ty lớn như IBM, HoneyWell và Digital Equipment Corporation ty dé ra tiêu chuẩn riêng cho

hoạt động kết nối máy tính

Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế — ISO(International Standard Oranization) chính thức đưa ra mơ hình OSl(Open Systems Interconnect) là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tá kiến trúc mạng dành cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại

Mơ hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạt động thiết bị và giao thức mạng khác nhau

Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Data Link Data Link

Trang 16

2.1.1.Mục đích và ý nghĩa của mơ hình OSI:

M6 hinh OSI (Open System Interconnection ): 14 m6 hinh trong két nhitng hé théng mở, là mơ hình được tổ chức ISO được đề xuất năm 1977 và công bố năm 1984 Đề các máy tính và các thiết bịi mạng có thể truyền thông với nhau phải có những quy tắc giao tiếp được các bên chấp nhận Mơ hình OSI là mộ khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu được các chức năng

mạng diễn ra tại mỗi lớp

Trong mơ hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập Sự tách rời của mơ hình nay mang lại lợi ích sau:

Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn,

đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn

Chuẩn hố các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng

từ nhiều nhà cung cấp sán phẩm

Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh

hưởng đến các lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát

triển độc lập và nhanh chóng hơn,

Mơ hình tham chiếu OSI định nghĩa các quy tắc cho các nội dung sau:

©e Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì đựợc truyền đữ liệu, khi nào thì khơng được

nhan

Trang 17

độ truyền dữ liệu thích hợp

«_ Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn

-_ Mơ hình tham chiến OSI được chia thành 7 lớp với các chức năng sau:

® Application Layer ( lớp ứng dụng ): giao điện

gia ng dng v mng

đâ Presentation Layer (lớp trình bày ): thoả thuận khuôn dạng trao đỗi dực liệu

e© Session Layer (lớp phiên ): cho phép người dùng

thiết lập các kết nối

e Transport Layer (lớp vận chuyển ): đảm bao truyền thông giữa hai hệ thống

« Network Layer (lớp mạng ): định hướng đữ liệu truyền trong môi trường liên mạng

® Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu ): xác định truy xuất đến các thiết bị

thành các bịt và truyền đi

2.1.2.Các giao thức trong mô hình OSI:

Trong mơ hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng : Giao thức liên kết ( Connection- Oriented )và giao thức không liên kết (Connection Less)

- Giao thức liên kết Trước khi truyền đữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kêt logic và các gói tin được trao

đổi thông qua liên kêt này, việc có liên kêt logic sẽ nâng cao sự an toàn trong truyền dữ liệu

- Giao thức không liên kêt : Trước khi truyền đữ liệu không thiết lập liên kêt logic mà mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó

Như vậy với giao thức có liên kêt, q trình truyền thơng phải gồm ba

giai đoạn phân biệt:

Trang 18

- Thiét lập liên kết (logic): Hai thực thể đồng mức ở hai hệ

thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau(ruyền đữ liệu)

-_ Truyền đữ liệu: đữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát

và quản lý kèm theo ( như kiểm soat lỗi, kiểm soát luồng đữ

liệu, cắt hợp dữ liệu .) Để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền đữ liệu

- Huỷ bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kêt để đùng cho liên kêt khác

Đối với giao thức không liên kêt thì chỉ duy nhất một giai đoạn truyền

đữ liệu mà thơi

Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet ) được hiểu như là một đơn vị thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao đữ liệu trong mạng máy tính Những thông điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo thành các gói tin ở các gói nguồn Và những gói tin này khi đích sẽ

được kết hợp lại thành các thông điệp ban đầu Mỗi gói tin có thể chứa

đựng các yêu cầu phục vụ, các thông tin điều khiển và đữ liệu

Application Data Application Data

Presentation hd | Da Presentation hd | De Session hd | ba | Data Session had | hd | Data Transport hd | hd | hẻ | Data Transport nd | ba | bd | Data Network | hd | ha | bá | ba | Data Network | hd | ha | hả | ha | Dan

| hả [ hả | hả | hd | bd | Data | tì | [ hd | hả | hả | hả | hả | Data | tr |

Data Link Data Link

Physical Physical Har: phan dau gói tin

Tri: phan kiểm lỗi (tằng liên kết đữ liệu ) Data: phOn dO Iilu cla gúi tin

Hõnh 2-2-Philùng thĩlc xóc lip gửi tìn trong mụ hốnh OSI

Trang 19

Trên quan điểm mơ hình mạng phân tầng , mỗi tầng chỉ thực hiện

một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyến giao xuống cho

ting bên dưới và ngược lại Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ phdn dau (header) đối với các gói tin trước khi chuyển nó đi Nói cách

khác, từng gói tin bao gồm phần đầu(header) và phần đữ liệu Khi đi đến

một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu để khác và được

xem như là gói tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn cho tới khi gói tin được truyền lên đường đây mạng để đến bên nhận

Tại bên nhận các gói tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tương ứng và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mơ hình phân tầng nào

2.1.3 Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mơ hình OSI: ¢ TAng wng dung (Application Layer):

La tang cao nhất của mơ hình OSI, nó xác định giao diện giữa các chương trinh ứng dụng của người dùng và mạng Giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng Tầng ứng dụng xử lý truy cập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi Tầng này không cung cấp địch vụ cho tầng nào mà nó cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng nhự: truyền file, gửi nhận mail, Telnet, HTTP, FTP,SMTP

©_ Tầng trình bay (Presentation Layer):

Lớp này chịu trách nhiệm thương lượng và xác lập dạng thức dữ liệu

được trao đổi nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của hệ thống đầu cuối

gửi đi, lớp ứng dụng của một hệ thống khác có thể đọc được Lớp trình bay thơng dịch giữa nhiều đạng dữ liệu khác nhau thông qua một đạng chung, đồng thời nó cũng nén và giải nén đữ liệu Thứ tự byte, bit bên gửi và bên nhận quy ước quy tắc gửi nhận một chuỗi byte và bịt từ trái qua phải hay từ

phải qua trái nếu hai bên không thông nhất thì sẽ có sự chun đổi thứ tự

các byte, bit vào trước hoặc sau khi truyền Lớp trình bày cũng quản lý các cấp độ nén dữ liệu làm giảm số bít cần truyền

Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một đữ

liệu có thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau Thông thường đạng biểu

điễn đùng bởi ứng dụng nguồn và đạng biểu diễn đùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thống hồn tồn

khác nhau

Trang 20

Lớp này có tác dụng thiết lập quản lý và kết thúc các phiên thông tin giữa hai thiết bị truyền nhận Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần

muốn đối thoại với nhau và lập ánh xạ giữa các tên với địa chỉ của chúng Lớp phiên cung cấp các dịch vụ cho lớp trình bày, cung cấp sự đồng bộ hoá

giữa các tác vụ người đùng bằng cách đặt những điểm kiểm tra vào luồng

dữ liệu Bằng cách này nếu mạng khơng hoạt động thì chí có đữ liệu truyền

sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại Lớp này cũng thi hành

kiêm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bén nao truyền,

khi nào, trong bao lâu

Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thi nay sinh vấn dé hai

người sử dụng luân phiên phải lấy lượt để truyền đữ liệu ở một thời điểm

chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các dịch vụ nhất định của tầng phiên Việc phân bổ ting nay thông qua việc trao đổi thé bài

¢ Tang van chuyén(Transport Layer):

Tang van chuyén cung cap cac chức năng cần thiết giữa tằng mạng và các tầng trên, nó phân đoạn đữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết dữ liệu vào một luồng di liệu tại hệ thống máy nhận đảm báo rằng việc bàn

giao các thông điệp giữa các thiết bị đáng tín cậy Tầng này thiết lập duy trì

và kết thúc các mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau:

- Xép thứ tự các phân đoạn: Khi một thông điệp lớn được tách

thành nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao , tầng vận chuyển sẽ sắp xếp thứ tự trước khi giáp nối các phân đoạn thành thông

điệp ban đầu

-_ Kiếm sốt lỗi: Khi có phân đoạn bi that bai , sai hoạc trùng

lặp, tầng vận chuyến sẽ yêu cầu truyền lại

-_ Kiểm soát luồng : Tầng vận chuyển dùng các tín hiệu báo

nhận để xác nhận Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ

liệu kế tiếp nếu bên nhận chưa gửi tín hiệu xác nhận rằng đã nhận được phân đoạn đữ liệu trước đó đầy đủ

Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong dit liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của tầng mạng

Tang mang (Network Layer):

Trang 21

Chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thanh dia chi vat ly đồng thời nó cũng chịu trách nhiệm gửi packet từ mạng nguồn đến mạng đích Tầng này quyết định hướng đi từ máy nguồn đến máy đích Nó cũng quản lý lưu lượng trên mạng chẳng hạn như

chuyển đổi gói, định tuyến va kiểm soát tắc nghến dữ liệu Nếu bộ thích

ứng mạng trên bộ định tuyến (router) không thể truyền đủ đữ liệu mà máy

tính nguồn gửi đi, tầng mạng trên bộ định tuyến sẽ chia sẻ dữ liệu thành

những đơn vị nhỏ hơn,

Tầng mạng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyến các gói tin từ máy này sang máy khác và ngược lại

Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) gdm

các tập hợp các nút chuyển mạch gói nổi với nhau bởi các liên kết dữ liệu.Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở

khác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút Mỗi nút nhận gói

đữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyền tiếp nó tới một đường ra (outgoing link) hướng đến đích của đữ liệu Như vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiện các chức năng chọn đường và chuyến tiếp

Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường là phương thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ:

-_ Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi su ton tại của một (hoặc vài trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra các bảng đường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đỏ gửi các bảng chọn đường tới từng nút đọc theo con đường đã được chọn đó Thơng tin tong thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập và được cắt giữ tại trung tâm điều khiển mạng

- _ Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc trưng bởi việc chọn đường được thực hiện tại mỗi nút của mạng Trong từng thời điểm , mỗi nút phải duy trì các thơng tin của mạng và tự xây đựng bảng chọn đường cho mình Như vậy các thơng tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập và được cất giữ tại mỗi nút

Trang 22

« _ Tầng liên kết dữ liệu (Data Link):

Là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho các bịt được truyền trên mạng

Tang liên kết dữ liệu phải quy định được các dang thức, kích thước , địa chi

máy gửi và nhận của mỗi gói tin được gửi đi Nó phải xác định được cơ chế

truy cập thông tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa đến cho người nhận đã định

Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết đựa trên cách kết nối

các máy tính , đó là phương thức “điểm- điểm” và phương thức “điểm-

nhiều điểm” Với phương thức “điểm - điểm” các đường truyền riêng biệt được thiết lập để nối các cặp máy tính lại với nhau Phương thức “điểm-

nhiều điểm” tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý Tầng liên kết đữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm báo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi Nếu

một gói tín có lỗi khơng sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được

cách thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại

Các giao thức tầng liên kết đữ liệu chia làm hai loại chính là các giao thức hướng ký tự và các giao thức hướng bit Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã nào đỏ ( như ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân( xâu bít ) để xây đựng các phần tử của giao thức (đơn vị dữ

liệu , các thủ tục), và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit

một

« Tầng vật lý (Physical):

Là tầng cuối cùng của mô hinh OSI, nó mơ tả các đặc trưng vật lý của mạng: Các loại cáp để nỗi các thiết bị, các loại đầu nối được đùng, các dây

cáp có thé dai bao nhiêu Mặt khác các tầng vật lý cung cấp các đặc trưng

điện của các tín hiệu được đùng để khi chuyển đữ liệu trên cáp từ một máy

này đến một máy khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện tốc độ cáp truyền dẫn Tầng vật lý không quy định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài các giá trị nhi phan la 0 va 1 6 các tang cao hơn của mơ hình OSI y nghia của các bỉt ở tầng vật lý sẽ được xác định

Một số đặc điểm của tầng vật lý:

-_ Mức điện thế

-_ Khoảng thời gian thay đỗi điện thế

Trang 23

- _ Tốc độ dữ liệu vật lý

-_ Khoảng đường truyền tối đa

2.2 Bộ giao thức TCP/IP:

TCP/IP — Transmission Control Protocol/ Internet Protocol 2.2.1 Téng quan về bộ giao thire TCP/IP:

TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau Ngày nay,TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng như trên mạng Internet toàn cầu

TCP/IP được xem là giản lược của mơ hình tham chiếu OSI với bốn tầng như sau:

- _ Tầng liên kết mang (Network Access Layer) - Tang Internet (Internet Layer)

- Tang giao van (Host- to Host Transport Layer) - Tang img dung (Application Layer)

Applications Applications Transport | - TCP/UDP ICMP Internetwork | - IP ARP/RARP Network Interface

And | = Network Interface

Hardware And

Hénh 2-3; Kiln tryc TCPHP

Tầng liên kết ( còn được gọi là tằng liên kết đữ liệu hay là tầng giao tiếp mạng) là tằng thấp nhất trong mơ hình TCP/IP, bao gồm các thiết bị mạng và chương trình cung cấp các thơng tín cần thiết có thế hoạt động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó ° Tang Internet:

Tầng Intemet (còn gọi là tầng mạng) xử lý q trình gói tin trên

mạng Các giao thức của tang nay bao gém : IP(Intemet Protocol),

Trang 24

ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Messages Protocol)

Tang giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứng dụng của tầng mạng Tầng này có hai giao thức chính: TCP (Transmission Protocol) va UDP (User Datagram Protocol)

TCP cung c4p mét luéng dif liéu tin cay giữa hai trạm, nó sử đụng các cơ chế nhự chia nhỗ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích

thước thích hợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời

gian tìime- out để đâm bảo bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi Do tầng này đám bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa

UDP cung cấp một địch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng đụng Nó chỉ gửi các gói đữ liệu từ trạm này đến trạm kia mà không đảm bảo các gói tin

đến được tới đích Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi

tầng trên

Tầng ứng đụng là tầng trên cùng của mơ hình TCP/IP bao gồm các tiến trình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dựng để truy cập mạng Có rất nhiều ứng dụng được cung cấp trong tầng này mà phổ biến là: Telnet: sử dụng trong việc fruy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): dịch vụ truyền tệp, Email: dịch vụ thư tín điện tử, www (World Wide Web)

User Data Application ore User Data

TCP |_

we Application data

Trang 25

Khdo sdt, thiét kế và xây dựng mạng LAN trong co quan xỉ nghiệp

Cũng tương tự như mơ hình OSI khi truyền dữ liệu quá trình tiến

hành tử ting trên xuống tang dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào

một thông tin điều khiển được gọi là phần header Khi nhận dữ liệu thì quá

trình này xảy ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua mỗi ting thi phan header nrong ứng được lẫy đi và khi đến tắng trên cùng thì dữ

liệu khơng cịn phần header nữa Hình vẽ 0-10 cho ta thấy lược đồ dữ liệu

qua các ting Trong hình vẽ này ta thấy tại các tầng khác nhau dữ liệu được mang những thuật ngữ khác nhau:

- _ Trong ting img dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream

-_ Trong tầng giao van, don vi di liệu mà TCP gửi xuống tầng dưới gọi là TCP segment

-_ Trong tầng mạng, đữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là

IP datagram

- _ Trong ting lién két , dữ liệu được truyền đi gọi là frame

Trang 26

2.2.2 So sanh TCP/IP véi OSI:

TCP/IP véi OSI: méi ting trong TCP/IP cé thé là một hay nhiều

tầng của OSILBáng sau chỉ rõ mối tương quan giữa các tầng trong mơ hình TCP/IP với OSI:

OSI TCP/IP

Physical Layer va Data link Layer Data link Layer

Network Layer Internet Layer

Transport Layer Transport layer

Session Layer, Presentation Layer, Application Layer Application Layer

Sự khác nhau giữa TCP/IP với OSI chỉ là:

- Tang tng dung trong mơ hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3tằng trên của mơ hình OSI

- Tầng giao vận trong mơ hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độ tin cậy của việc truyền tin nhu ở trong tầng giao vận của mơ hình OSI mà cho phép thêm một lựa chọn khác là

UDP

Trang 27

2,2,3 Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP ; 2.2.3.1 Giao thite higu nang IP (Internet Protocol): © Giéi thiéu chung:

Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức TCP/IP Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năng kết nối của mạng con thành liên mạng để truyền đữ liệu IP là giao thức cung cấp dịch vụ phân phát đatagram theo kiểu không liên kết và

không tin cậy nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền đữ liệu , không đảm bảo rằng datagram sẽ tới đích và khơng duy trì

thơng tin nào về những datagram đã gửi đi

Khuân dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP được thể hiện như hình vẽ:

Bits + là là lạ l EOF 0 4 3 2 6 0 4 8 1 Type of —

1 Version|IHL| Service Total Length :

2 Identification Flags | Fragment Offset | 3 Time to live] Protocol Header Checksum

Words 1 Header

4 Source Address ị

5 Destination Address

6 Options Padding

Data begins here

ae H@nh 2-6; Khudn ding dl lillu trong OSI

ý nghĩa các tham số trong ÍP header:

- _ Version (4 bi) : chỉ phiên bản hiện hành của IP được cài đặt -_ IHL (4 bịÐ: chỉ độ dài phần header tinh theo đơn vị từ (word-

32 bit)

- Type of Service (8 bi): đặc tả tham số về yêu cầu dịch vụ

Trang 28

Total length (16 bit): chi d6 dai toan bé IP datagram tinh theo byte

Indentification (16 bit) : là trường định danh

Flags (3 bít : các cờ sử dụng trong khi phân đoạn các datagram

Flagment Offset (13 bịt): chỉ vị trí của đoạn phân mảnh trong datagram tinh theo don vj 64 bit

TTL(Time to Live ) : thiết lập thời gian tồn tai cia datagram Protocol (8 bit): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp

Header checksum (16 bit): kiểm soát lỗi cho ving IP header Source address (32 bit) : dia chi IP tram dich

Option: Khai bao các tuỳ chọn do ngừơi gửi yêu cầu

> Dia chi IP (IPv4):

Có độ dài 32 bits va được tách thành 4 vùng , mỗi vùng 1 byte thường được biểu diễn đưới đạng thập phân và cách nhau bởi đâu chấm (.) VD: 203.162.7.92

Địa chỉ IPv4 được chía thành 5 lớp A, B, C, D, E, trong đó 3 lớp địa chỉ

A, B, C được dùng cấp phát

Lớp A (0) cho phép định danh tới 126 mạng với tôi đa 16 triệu trạm trên mỗi mạng,

Lớp B (10): cho phép định danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 trạm trên mỗi mạng

Lớp C (110) : cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tỗi đa 254 trạm

trên mỗi mạng 7- bits 24- bits

Class A 0| netid hostid

14- bits 16- bits

Class B 110 netid hostid

21- bits 8- bits

Class C 1} 1/0 netid hostid

28- bits

Class D 1}1}1/90 Multicast group ID

29 2T- bits

Trang 29

Lớp D (1110) dung để gửi gói tin IP đến một nhóm các trạm trên mạng (con ggi la lép dia chi multicast)

Lớp E (11110) đùng để đự phòng Khoảng địa chỉ 0.0.0.0 đến 127255.255.255 128.0.0.0 đến 191.255.255.255 192.0.0.0 dén 223.255.255.255 224.0.0.0 dn 239.255.255.255 240.0.0.0 dén 247.255.255.255 moa Pper 3 Hình 2-8: Bảng các lớp địa chỉ Internet > Dia chi mang con:

Đối với các địa chỉ lớp A, B số trạm trong một mạng là quá lớn và

trong thực tế thường khơng có một số lượng trạm lớn nhự vậy kết nỗi

vào một mạng đơn lẻ địa chỉ mạng con cho phép chía một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn Ta có thể dùng một sé bit đầu tiên của trường hostid trong địa chỉ IP để đặt địa chỉ mạng con

Chẳng hạn đối với một địa chỉ thuộc lớp A, việc chia địa chỉ mạng con có thể được thực hiện như sau:

1 2 3

01 8 6 4 1

Class A

Sabret 0} NetID Subnet number Host ID

H@nh2-9 : Chia mlng con

> Mặt nạ dia chi mang con:

Bên cạnh địa chỉ IP, một trạm cũng cần được biết việc định đạng địa chỉ mạng con: bao nhiêu bit trong trường hostid được đùng cho phần địa chỉ mạng con(subnefid) Thông tin này được chỉ ra trong mặt nạ địa chỉ

Trang 30

mạng con (subnet mask).Subnet mask cũng là một số 32 bit với các bít

tương ứng với phần netid và subnetid được đặt bằng I còn các bit còn

lại được đặt bằng 0

2.2.3.2 Giao thức hiệu nang UDP (User Datagram Protocol):

UDP 1a giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận khơng

tín cậy được, sử dụng thay thế cho TCP trong tang giao vận Khác với TCP,

UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, khơng có cơ chế

báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các đơn vị đữ liệu (đatagram) đến

và co thé din đến tình trạng mắt hoặc trùng dữ liệu mà không hé c6 thông

báo cho người gửi Khuân dạng của UDP datagram được mô tả như sau:

Bits

0 31

16

Source Port Destination

Length Checksum

Data begins here

HOnh 2-10: Khuén dùng UDP datagram

- $6 hiệu cổng nguồn (Source Port -16 bit): s6 hiệu công nơi đã gui datagram

- $6 hiéu céng dich (Destination Port - 16 bít): số hiệu cổng nơi

datagram đã chuyển tới

- D6 dai UDP (Length — 16 bit): dé dài tống cộng kể cä phần header cua UDP datagram

- UDP Checksum(16 bit): ding dé kiém soat lỗi, nếu phát hiện lỗi thi UDP đatagram sẽ bị loại bỏ mà khơng có một thông báo nào trả lại cho trạm gửi

UDP có chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) để định danh duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với

Trang 31

TCP Nó thường dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận

2.2.3.3 Giao thức TCP(Tranmission Control Profocol):

TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao thức IP trong tầng mạng Nhưng không giống như UDP, TCP cung cấp

địch vụ liên kết tin cậy và có liên kết

Có liên kết ở đây có nghĩa là hai ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập liên kết với nhau trước khi trao đỗi dữ liệu Sự tin cậy trong dịch vụ

được cung cấp bởi TCP được thể hiện nhự sau:

- Dữ liệu từ tầng ứng đụng gửi đến được TCP chia thảnh các

segment có kích thước phủ hợp nhất đề truyền đi

-_ Khi TCP gửi 1 segment , nó duy trì một thời lượng để chờ phúc đáp từ trạm nhận Nếu trong khoảng thời gian đó phúc đáp khơng gửi tới được trạm gửi thì segment đó được truyền lại

-_ Khi TCP trên trạm nhận đữ liệu từ trạm gửi tới trạm gửi I phúc đáp tuy nhiêm phúc đáp không được gửi lại ngay lập tức

mà thường trễ một khoáng thời gian

- TCP đuy trì giá trị tổng kiểm tra (checksum) trong phần

Header của dữ liệu để nhận ra bất kỹ sự thay đối nào trong quá

trình truyền dẫn, Nếu 1 segment bị lỗi thì TCP ở phía trạm

nhận sẽ loại bỏ và không phúc đáp lại để trạm gửi truyền lại

segment bị lỗi đó

TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng Mỗi của liên kết TCP có vùng đệm (buffer) giới hạn do đó TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửi truyền một lượng đữ liệu nhất định (nhỏ hơn khơn gian buffer cịn lại)

Điều này tránh sảy ra trường hợp trạm có tốc độ cao chiếm toàn bộ vùng

đệm của trạm có tốc độ chậm hơn

Khuân đạng của TCP segment được mô tả như sau:

Bits | | 3 [2 iF [2 2 3 — 0 4 13 I2 6 '9 l4 lạ fy

1 Source Port | Destination Port

2 Sequence Number

Words 3 Acknowledgment Number Header!

4 Offset | Reserved | Flake Window

5 Checksum Urgent Pointer

T

Trang 32

Các tham số trong khan dang trên có ý nghĩa như sau: Source Port (16 bits) là số hiệu công của trạm nguồn Destination Port (16 bits) 14 s6 hiéu céng cia tram đích

Sequence Number (32 bits) la số hiệu byte đầu tiên của

segment trừ khi bit SVN được thiết lập Nếu bit SYN được thiết lập thì sequence number là số hiệu tuần tự khởi đầu ISN

(Initial Sequence Number ) và byte đữ liệu đầu tiên là ISN +1 Thông qua trường này TCP thực hiện việc quản lý từng byte truyền đi trên một kết nỗi TCP

Acknowledgment Number (32 bits): Số hiệu cha segment tiếp theo mà trạm nguồn đang chờ đề nhận và ngầm định bảo nhận tốt các segment ma trạm đích đã gửi cho trạm nguồn

Header Length (4 bits): Số lượng từ (32 bits) trong TCP

header, chỉ ra vị trị bắt đầu của vùng dữ liệu vì trường Option

có độ dài thay đổi Header length có giá trị từ 20 đến 60 byte Reserved(6 bits) : danh dé ding trong tương lai

Control bits: cdc bit diéu khién

URG : xác định vùng con trỏ khẩn có hiệu lực ACK : vùng bao nhận ACK Number có hiệu lực PSH : Chức năng PUSH

RST : khởi động lại liên kết

Trang 33

SYN ;đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự (sequence number)

FIN : khơng cịn đữ liệu từ trạm nguồn

-_ Window size(16 bits): cấp phát thẻ để kiểm soát luồng đữ liệu (cơ chế cửa số trượt)

- Checksum (16 bits) : ma kiém soat 16i cho toàn bộ segment cả phần header và đữ liệu

- Urgent Pointer(16 bits): con trỏ trỏ tới số hiệu tuần tự của

byte cuối cùng trong dòng dữ liệu khẩn cho phép bên nhận

biết được độ dài của đữ liệu khẩn Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập

- Option (d6 dai thay đối): Khai báo các tuỳ chọn cuat TCP - TCP data (độ đài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng ứng dụng có

độ dài ngầm định là 536 byte Giá trị này có thể điều chỉnh được bằng cách khai báo trong vùng Option

Chương 3

Mạng LAN và thiết kế mạng LAN

3.1 Các thiết bị LAN cơ bản:

Mạng cục bộ LAN lad hệ chuyền thông tốc độ cao được thiết kế đẻ

kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý đữ liệu khác nhau cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc

Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in màu, ổ đĩa CD- ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi nỗi mạng LAN rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội

3.1.1.Các thiết bị nỗi chính của LAN:

3.1.1.1.Card mang — NIC(Network Interface Card)

Card mạng _ NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tinh dé cung cấp cổng kết nối vào mạng.Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mơ hình OSI Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là

Trang 34

địa chi MAC- Media Access Control Card mang diéu khién việc kết nói

của máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng Card thực hiện các chức năng quan trọng:

-_ Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy tính

-_ Danh định: cung cấp một đanh định là địa chỉ của MAC

- Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit đề truyền tải

-_ Điều khiển truy xuất môi trường: cung cấp truy xuất có tô chức để chia sẻ môi trường

-_ Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trường bằng cách dùng các bộ thu phát tích hợp sẵn

Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN như:

- Kiéu cấp

- Topo

- Phương pháp truy nhập mạng

- _ Tốc độ truyền thông tin

Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hình OSI, chúng hoạt động tại tất cả 7 lớp của mơ hình OSI: kết nói vật lý với môi

trường mạng bằng một card mạng với các lớp OSI khác được thực hiện bằng phần mềm bên trong host

Lor

3.1.1.2 Repeater BO lap:

Trang 35

Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mơ hình OSI khuyếch

đại và định thời lại tín hiệu Thiết bị này hoạt động ở mức I (Physical repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín

hiệu trên đường truyền mà khơng sửa đổi gì

3.1.1.3 Hub:

Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mang, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nói thơng qua hub Một hub thơng thường có nhiều cổng nối với người

sử dụng dé gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi Mỗi công hỗ trợ một

bộ kết nối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng Khi có tín hiệu Ethernet được truyền tự một trạm tới hub, nó được lặp đi lặp lại trên

khắp các công của hub Các hub thông minh có thê định dạng, kiểm tra,

cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quan ly hub

Có ba loại hub:

- Hub don (stand alone hub )

- Hub phan tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ) - Hub modun (modular hub ) Modular hub rat pho biến cho các

hệ thống mạng vì nó có thé dé đàng mở rộng và ln có chức năng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET

Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này

Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:

Trang 36

-_ Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cap mang - Hub chi déng (Active hub ): Hub chủ động có những lính kiện

điện tử có thể khuyếch đại và xư lý tín hiệu điện tư truyền giữa

các thiết bị của mang Qua trinh xit ly dữ liệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, Ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thế tăng lên Tuy nhiên

những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bi dong

Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động như rnột repeafer có nhiều cổng

Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE 0 ) đền nghị dùng các tên sau

đây dé chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3

-_ Dây cáp đồng trục sợi tơ (thick coax ) thì gọi là 10 BASET5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 500m )

- Day cáp đồng trục sợi nhỏ (thín coax ) gọi là 10 BASET2 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp ti da 200m )

-_ Dây cáp xoắn không vỏ bọc (twisted pair ) goi la 10 BASET (Téc

độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử đụng cáp sợi xoắn )

- Day cap quang (Fiber Optic Inter- Repeater Link ) goi la FOIRL

3.1.1.4.Liên mạng (Iternetworking )

Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Tternetworking Iternetworking sử dụng 3 cơng cụ chính: bridge, router và switch

3.1.1.5.Cầu nối (bridge ):

Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau nó có thể được đùng với các mạng có giao thức khác nhau Cầu

nối hoạt động trên tầng liên kết đữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải

phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nếi đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mơ hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có truyền đi hay không

Trang 37

Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gói mà nó thấy cần thiết Điều này lam cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo

TTT1 TTT, Bridge A D B E Cc F

HO6nh 3-3: Holt Dng cla cDu ni

Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nỗi 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 địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay khơng gửi và bỗ sung bảng địa chỉ

Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiếm tra xem trong bảng địa chỉ của

phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay khơng, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên khơng

gửi gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới huyễn gói tin dó đi sang phía bên kia

6 đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần Trạng có trạm nhận mà thôi,

Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network 38 Network

Datalink Datalink Datalink Datalink

Trang 38

Để đánh giá một Bridge người ta thường đưa ra khái niệm: lọc và van chuyén

- Qua trinh xit ly mdi géi tin duge 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 khá

Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Briđge vận chuyến

và Bridge biên dịch Bridge vận chuyển đùng để nối hai mạng cục bộ cùng

sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết đữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau Briđge vận chuyển khơng có

khả năng thay đồi cẫu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyễn vận gói tin đó đi

Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác

nhau nó có khả năng chuyển một gói tín thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyén qua

Vi du: Bridge bién dich nỗi m6t mang Ethernet va mot mang Token ring Khi dé cầu nối thực hiện nút token ring và một nút Enthernet trên mang Ethemet Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn dang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring

Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phait hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng Ví đụ như kích thước tối đa của các gói tin trên mangh Ethemet là 1500 bytes và trén mang Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một tram trén mang Token ring gửi một gói tin cho tram mang Ethernet

Trang 39

với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng bytes dư sẽ

bị chặt bỏ Ethernet Bridge Token ring a NN Hỡnh 3-5: Bridge bién dch

Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau:

- Mở rộng mạng hiện nay khí đã đạt tới khoảng cách tối đa do

Bridge sau khi xử 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 khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ từng phần mạng sẽ không được cho phép qua phần mang khac

Đế nỗi các mang có giao thức khác nhau

Một vài Bridge cịn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của những địa chỉ xác định

Trang 40

Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần có dây và bật Các Bridge khác chế tạo như card dùng cắm vào máy tính, khi đó

trên máy sẽ sử dụng phần mềm Bridge Việc kết hợp phần mềm với phần

cứng cho phép uyễn chuyển hơn trong hoạt động của Bridge

Bridge là thiết bị liên kết mạng được dùng để giảm bớt các miền đụng độ lớn, tắng băng thông cho một host nhờ chia mạng thành những segment nhỏ hơn và giảm số lượng tải phải chuyên qua giữa các

segment

Bridge ting ling phí trên mạng 10-30% do mắt thời gian đưa ra các quyết định

Bridge có khuynh hướng làm việc tôt nhất với những nôi tải thấp Khi tải giữa các segment trở nên nặng nễ, các bridge có thể trở nên that cổ chai và truyền thông sẽ chậm lại Với gói tin quảng bá thì bridge ln ln phải chuyến chúng và nếu có quá nhiều cuộc quảng bá diễn ra trên mang sé gay ra các time out, làm chậm tải và mạng hoạt động kém chất lượng

3.1.1.6.Bộ dẫn đường (router ):

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	3,6 MB