Mạng máy tính

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mạng máy tính ĐẠI HỌC PHẠM QUỐC HÙNG BÀI TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH .5 1.1 Giới thiệu chung mạng 1.2 Giao thức mạng 1.3 Sơ đồ mạng 1.4 Phân loại mạng máy tính .9 BÀI MÔ HÌNH OSI VÀ TCP/IP 11 2.1 Kiến trúc phân tầng 11 2.2 Mô hình OSI 12 2.3 Mô hình TCP/IP 17 2.4 So sánh mô hình OSI TCP/IP .18 2.5 Một số thiết bị mạng 19 BÀI TẦNG VẬT LÝ 25 3.1 Giới thiệu môi trường truyền dẫn 25 3.2 Đường truyền hữu tuyến 25 3.3 Đường truyền vô tuyến 31 BÀI TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU 35 4.1 Điều khiển luồng liệu 35 4.2 Phương pháp kiểm tra sửa sai (CRC) 35 4.3 Giao thức CSMA/CD 38 4.4 Giao thức Token ring, Token Bus .39 4.5 Cơ Ethernet 41 4.6 Truyền fullduplex halfduplex .42 4.7 Công nghệ Ethernet 10 Mbps, 100 Mbps 43 4.8 GigaEthernet 44 BÀI TẦNG MẠNG – GIAO THỨC IP 45 5.1 Giao thức IP (Internet Protocol) 45 5.2 Địa mạng .47 5.3 Địa mạng IPv4 .48 5.4 Địa mạng cách chia mạng 51 BÀI TẦNG VẬN CHUYỂN 57 6.1 Giới thiệu tầng vận chuyển 57 6.2 Giao thức TCP 57 Mạng máy tính 6.3 Giao thức UDP 61 BÀI TẦNG ỨNG DỤNG 63 7.1 Giới thiệu tầng ứng dụng 63 7.2 SMTP, POP3 IMAP 63 7.3 HTTP 70 7.4 FTP 72 7.5 Telnet 73 7.6 DNS 74 THỰC HÀNH KẾT NỐI MẠNG LAN 81 THỰC HÀNH CẤU HÌNH MODEM ADSL VÀ ACCESS POINT 87 THỰC HÀNH CẤU HÌNH TCP/IP CHO MẠNG LAN 93 THỰC HÀNH KHAI THÁC MẠNG LAN 97 THỰC HÀNH KIỂM TRA THỰC HÀNH 111 THỰC HÀNH KẾT NỐI MẠNG LAN SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ SWITCH, ACCESS POINT 112 THỰC HÀNH CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG MÁY IN TRONG LAN 116 THỰC HÀNH SỬ DỤNG MÁY ẢO TẠO VLAN (VMWARE) 126 THỰC HÀNH SỬ DỤNG MÁY ẢO TẠO VLAN (VIRTUALBOX) 131 THỰC HÀNH 10 THỐNG MẠNG SỬ DỤNG PACKET TRACER ĐỂ MÔ PHỎNG HỆ 136 THỰC HÀNH 11 KIỂM TRA THỰC HÀNH 148 Mạng máy tính BÀI TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Giới thiệu chung mạng 1.1.1 Khái niệm thành phần mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp thiết bị kết nối với phương tiện truyền vật lý tuân theo kiến trúc mạng định Mạng máy tính gồm ba thành phần chính: Các thiết bị: Gồm có hai loại thiết bị đầu cuối (bao gồm PC, Printer, Fax ) thiết bị mạng (bao gồm Hub, Switch, Router ) Phương tiện truyền vật lý: Còn gọi môi trường truyền dẫn Có loại môi trường truyền dẫn hữu tuyến vô tuyến Kiến trúc mạng: Là tập hợp giao thức mà thực thể mạng cần phải tuân theo tham gia vào hệ thống mạng 1.1.2 Lợi ích mạng máy tính Ngày với lượng lớn thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày cao Mạng máy tính trở nên quen thuộc chúng ta, lĩnh vực khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục Hiện nhiều nơi mạng trở thành nhu cầu thiếu Người ta thấy việc kết nối máy tính thành mạng cho khả to lớn như: - Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên mạng (như thiết bị, chương trình, liệu) trở thành tài nguyên chung thành viên mạng tiếp cận mà không quan tâm tới vị trí tài nguyên - Tăng độ tin cậy hệ thống: Người ta dễ dàng bảo trì máy móc lưu trữ (backup) liệu chung có trục trặc hệ thống chúng khôi phục nhanh chóng Trong trường hợp có trục trặc trạm làm việc người ta sử dụng trạm khác thay hệ thống hoạt động bình thường - Nâng cao chất lượng hiệu khai thác thông tin: Khi thông tin sữ dụng chung mang lại cho người sử dụng khả tổ chức lại công việc với thay đổi chất như: - Ðáp ứng nhu cầu hệ thống ứng dụng kinh doanh đại - Cung cấp thống liệu - Tăng cường lực xử lý nhờ kết hợp phận phân tán - Tăng cường truy nhập tới dịch vụ mạng khác cung cấp giới Với nhu cầu đòi hỏi ngày cao xã hội nên vấn đề kỹ thuật mạng mối quan tâm hàng đầu nhà tin học Ví dụ làm để truy xuất thông tin cách nhanh chóng tối ưu nhất, việc xử lý thông tin mạng nhiều làm tắc nghẽn mạng gây thông tin cách đáng tiếc Hiện việc có hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với Mạng máy tính lợi ích kinh tế cao quan tâm Một vấn đề đặt có nhiều giải pháp công nghệ, giải pháp có nhiều yếu tố cấu thành, yếu tố có nhiều cách lựa chọn Như để đưa giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp phải trải qua trình chọn lọc dựa ưu điểm yếu tố, chi tiết nhỏ Ðể giải vấn đề phải dựa yêu cầu đặt dựa công nghệ để giải Nhưng công nghệ cao chưa công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt công nghệ phù hợp 1.2 Giao thức mạng 1.2.1 Khái niệm Các thực thể mạng muốn trao đổi thông tin với phải bắt tay, đàm phán số thủ tục, quy tắc Cùng phải “nói chung ngôn ngữ” Tập quy tắc hội thoại gọi giao thức mạng (Protocols) Các thành phần giao thức bao gồm: - Cú pháp: định dạng liệu, phương thức mã hoá mức tín hiệu - Ngữ nghĩa: thông tin điều khiển, điều khiển lưu lượng xử lý lỗi Trao đổi thông tin hai thực thể trực tiếp gián tiếp Trong hai hệ thống kết nối điểm - điểm, thực thể trao đổi thông tin trực tiếp can thiệp thực thể trung gian Trong cấu trúc quảng bá, hai thực thể trao đổi liệu với phải thông qua thực thể trung gian Phức tạp thực thể không chia sẻ mạng chuyển mạch, kết nối gián tiếp phải qua nhiều mạng 1.2.2 Các chức giao thức mạng Đóng gói: Trong trình trao đổi thông tin, gói dữliệu thêm vào sốthông tin điều khiển, bao gồm địa chỉnguồn địa đích, mã phát lỗi, điều khiển giao thức Việc thêm thông tin điều khiển vào gói liệu gọi trình đóng gói (Encapsulation) Bên thu thực ngược lại, thông tin điều khiển gỡ bỏ gói tin chuyển từ tầng lên tầng Phân đoạn hợp lại: Mạng truyền thông chỉchấp nhận kích thước gói liệu cố định Các giao thức tầng thấp cần phải cắt dữliệu thành gói có kích thước quy định Quá trình gọi trình phân đoạn Ngược với trình phân đoạn bên phát trình hợp lại bên thu Dữ liệu phân đoạn cần phải hợp lại thành thông điệp thích hợp tầng ứng dụng (Application) Vì vấn đề đảm bảo thứ tự gói đến đích quan trọng Gói liệu trao đổi hai thực thể qua giao thức gọi đơn vị giao thức liệu PDU (Protocol Data Unit) Điều khiển liên kết: Trao đổi thông tin thưc thểcó thểthực theo hai phương thức: hướng liên kết (Connection - Oriented) không liên kết (Connectionless) Truyền không liên kết không yêu cầu có độtin cậy cao, không yêu cầu chất lượng dịch vụ không yêu cầu xác nhận Ngược lại, truyền theo phương thức hướng liên kết, yêu cầu có độtin cậy cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ có xác nhận Trước hai thực thể trao đổi thông tin với nhau, chúng kết nối thiết lập sau trao đổi xong, kết nối giải phóng Mạng máy tính Giám sát: Các gói tin PDU lưu chuyển độc lập theo đường khác nhau, đến đích không theo thứ tự phát Trong phương thức hướng liên kết, gói tin phải yêu cầu giám sát Mỗi PDU có mã tập hợp đăng ký theo Các thực thể nhận khôi phục thứ tựcác gói tin thứ tự bên phát Điều khiển lưu lượng: liên quan đến khả tiếp nhận gói tin thực thể bên thu số lượng tốc độ liệu truyền thực thể bên phát cho bên thu không bị tràn ngập, đảm bảo tốc độ cao Một dạng đơn giản của điều khiển lưu lượng thủ tục dừng đợi (Stop-and Wait), PDU phát cần phải xác nhận trước truyền gói tin Có độ tin cậy cao truyền số lượng định liệu mà không cần xác nhận Kỹ thuật cửa sổ trượt thí dụ chế Điều khiển lưu lượng chức quan trọng cần phải thực số giao thức Điều khiển lỗi: kỹ thuật cần thiết nhằm bảo vệ liệu không bị bị hỏng trình trao đổi thông tin Phát sửa lỗi bao gồm việc phát lỗi sở kiểm tra khung truyền lại PDU có lỗi Nếu thực thể nhận xác nhận PDU lỗi, thông thường gói tin phải phát lại Đồng hoá:Các thực thể giao thức có tham số biến trạng thái định nghĩa trạng thái, tham sốvề kích thước cửa sổ, tham sốliên kết giá trịthời gian Hai thực thể truyền thông giao thức cần phải đồng thời trạng thái xác định Ví dụ trạng thái khởi tạo, điểm kiểm tra huỷ bỏ, gọi đồng hoá Đồng hoá khó khăn thực thể xác định trạng thái thực thể khác nhận gói tin Các gói tin không đến mà phải khoảng thời gian đểlưu chuyển từnguồn đến đích gói tin PDU bị thất lạc trình truyền Địa hoá: Hai thực thể truyền thông với nhau, cần phải nhận dạng Trong mạng quảng bá, thực thể phải nhận dạng định danh gói tin Trong mạng chuyển mạch, mạng cần nhận biết thực thể đích để định tuyến liệu trước thiết lập kết nối 1.3 Sơ đồ mạng 1.3.1 Sơ đồ logic Là sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống mạng Khi nhìn vào sơ đồ logic ta thấy dịch vụ triển khai mạng, phương thức di chuyển luồng liệu hệ thống mạng Mạng máy tính Hình 1-1: Sơ đồ logic mạng 1.3.2 Sơ đồ vật lý Là sơ đồ vị trí phương thức đấu nối thiết bị thông qua môi trường truyền dẫn Sơ đồ vật lý hay gọi sơ đồ dây, sơ đồ thường sử dụng thi công trực tiếp hệ thống mạng Hình 1-2: Sơ đồ vật lý Mạng máy tính 1.4 Phân loại mạng máy tính 1.4.1 Theo khoảng cách a) Mạng cục LAN (Local Area Networks): Mạng cục LAN: kết nối máy tính đơn lẻ thành mạng nội bộ, tạo khả trao đổi thông tin chia sẻtài nguyên quan, xí nhiệp Có hai loại mạng LAN khác nhau: LAN nối dây (sửdụng loại cáp) LAN không dây (sử dụng sóng cao tần hay tia hồng ngoại) Đặc trưng cơbản mạng cục bộ: Quy mô mạng nhỏ, phạm vi hoạt động vào khoảng vài km Các máy tòa nhà, quan hay xí nghiệp nối lại với Quản trị bảo dưỡng mạng đơn giản Công nghệ truyền dẫn sử dụng mạng LAN thường quảng bá (Broadcast), bao gồm cáp đơn nối tất máy Tốc độ truyền liệu cao, từ10÷100 Mbps đến hàng trăm Gbps, thời gian trễ nhỏ (cỡ10μs), độ tin cậy cao b) Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks) Mạng đô thị MAN hoạt động theo kiểu quảng bá, LAN to LAN Mạng cung cấp dịch vụ thoại phi thoại truyền hình cáp Mạng MAN mạng máy tính có quy mô phạm vi thành phố c) Mạng diện rộng WAN (Wide Area Networks) Mạng diện rộng WAN hệ thống mạng hoạt động phạm vi quốc gia toàn cầu Đặc điểm hệ thống mạng WAN tốc độ truyền liệu thấp so với mạng cục lỗi truyền cao 1.4.2 Theo phương thức chuyển mạch a) Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Networks) - Trước trao đổi thông tin, hệ thống thiết lập kết nối thực thể đường truyền vật lý Thực thể đích bận, kết nối bị huỷ bỏ - Duy trì kết nối suốt trình thực thểtrao đổi thông tin - Giải phóng kết nối: Sau truyền xong liệu, kết nối huỷ bỏ, giải phóng tài nguyên bị chiếm dụng để sẵn sàng phục vụ cho yêu cầu kết nối khác Nhược điểm cần nhiều thời gian để thiết lập kênh truyền, thời gian thiết lập kênh chậm xác suất kết nối không thành công cao Khi hai không thông tin để truyền, kênh bị bỏ không thực thể khác có nhu cầu b) Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched) Nguyên lý chuyển mạch gói: Thông điệp (Message) người sử dụng chia thành nhiều gói nhỏ (Packet) có độ dài quy định Độ dài gói tin cực đại (Maximum Transfer Unit) MTU mạng khác khác Các gói tin thông điệp truyền độc lập nhiều tuyến hướng đích gói tin nhiều thông điệp khác truyền tuyến liên mạng Tại node, gói tin tiếp nhận, lưu trữ, xử lý nhớ, không cần phải lưu trữtạm thời nhớ (như đĩa cứng) chuyển tiếp đến node Định tuyến gói tin qua mạng nhanh hiệu Mạng máy tính Kỹ thuật chuyển mạch gói có nhiều ưu điểm so với chuyển mạch kênh: - Các gói tin lưu chuyển hướng đích độc lập, đường chia sẻ cho nhiều gói tin Vì hiệu suất đường truyền cao - Các gói tin xếp hàng truyền qua tuyến kết nối - Hai thực thểcó tốc độ liệu khác có thểtrao đổi gói với tốc độ phù hợp - Trong mạng chuyển mạch kênh, lưu lượng tăng mạng từ chối thêm yêu cầu kết nối (do nghẽn) giảm xuống Trong mạng chuyển mạch gói, gói tin chấp nhận, trễ phân phát gói tin tăng lên 10 Mạng máy tính Bước 7: Xác định vị trí lưu trữ đặt tên file ổ cứng ảo mục Location Xác định dung lượng cho ổ cứng ảo, chọn 10 GB Nhấn Next để tiếp tục Bước 8: Tạo ổ đĩa ảo thành công, nhấn Finish  Finish Máy ảo tên Windows XP, dùng để cài HĐH Windows XP tạo với cấu hình phần cứng ảo liệt kê khung bên phải Nên giữ thiết lập mặc định nhà sản xuất lựa chọn Sau cài HĐH, ta có số thiết lập bổ sung sau Bước 9: Thực cách đưa đĩa ISO vào khởi động máy ảo hệ thống cài đặt máy thật 134 Mạng máy tính B BÀI TẬP LUYỆN TẬP Bài tập luyện tập 1: Thực cài đặt máy ảo win7 lên hệ thống Virtual Box sau cài đặt hệ điều hành cho máy ảo Bài tập luyện tập 2: Tạo hệ thống máy ảo gồm máy tính win7 Virtual Box Cấu hình địa IP cho máy tính mạng LAN Thực chia sẻ thư mục cho máy tính 135 Mạng máy tính THỰC HÀNH 10 SỬ DỤNG PACKET TRACER ĐỂ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MẠNG A BÀI TẬP MẪU Bài tập mẫu 1: Cài đặt Packet Tracer HƯỚNG DẪN: Bước 1: Download phần mềm Cisco Packet Tracer địa https://docs.google.com/uc?id=0Bx0NPa18D1DxZHBVM0xiOWhmNzA&export =download Bước 2: Chạy chương trình ta có hình sau: Bước 3: Chọn nút next, ta có Bước 4: Chọn nút "I accept the agrement", nhấn next, ta có 136 Mạng máy tính Bước 5: Chọn thư mục cài đặt, nhấn next, ta có Bước 6: Nhấn nút Finish để hoàn thành việc cài đặt Bài tập mẫu 2: Tạo hệ thống đơn giản bao gồm PC Server kết nối với HƯỚNG DẪN: Bước 1: Chọn biểu tượng PC server, kéo thả vào vùng làm việc (khu vực số 7) 137 Mạng máy tính Bước 2: Click vào biểu tượng PC trên, có thêm thông tin chi tiết nó, tiến hành cài đặt thông số cho PC mạng IP, Gateway, tên máy, loại thiết bị dùng để kết nối vào mạng… 138 Mạng máy tính Bước 3: Chọn Tab DESKTOP để cấu hình IP máy Bước 4: Sau chọn IP Configuration để tiến hành cấu hình IP cho máy: 139 Mạng máy tính Bước 5: Nếu muốn thay đổi tên máy chọn Tab CONFIG, có lựa chọn cho phép xem thông tin máy tính như: tên máy, địa Mac, Ip Gateway thời… 140 Mạng máy tính Bước 6: Để tiến hành cấu hình Server, làm tượng tự, click vào hình Server , bảng thông tin chi tiết giúp biết tiến hành cài đặt thông số cho Server IP, dịch vụ HTTP, DNS… Các thông số cài đặt TabCONFIG: Với phiên mới: 141 Mạng máy tính Bước 7: Để cấu hình địa IP cho Server chọn FastEthernet Sau tiến hành cấu hình địa IP Subnet Mask cho Server Bước 8: Bây tiến hành nối kết PC Server lại: Bạn chọn hướng dẫn sau: 142 Mạng máy tính Bước 9: Sau click vào biểu tượng PC kết nối với Server hình sau: Bài tập mẫu 3: Sử dụng số lệnh mô Packet tracer HƯỚNG DẪN: Bước 1: Để sử dụng lệnh từ PC, click chọn vào PC, sau chọn tab CONFIG, tiếp tục chọn Command Prompt: 143 Mạng máy tính Bước 2: Click chọn "command prompt" giao diện sau: 144 Mạng máy tính Bước 3: Tại thực thi câu lệnh mà Packet Tracer hỗ trợ, sau minh họa câu lệnh : Lệnh PING: Lệnh TELNET Lệnh TRACERT 145 Mạng máy tính Lệnh HELP (hoặc ?): sử dụng muốn biết thông tin chi tiết câu lệnh Packet Tracer hiển thị thông tin câu lệnh sau: B BÀI TẬP LUYỆN TẬP Bài tập luyện tập 1: 146 Mạng máy tính Mô sơ đồ mạng gồm máy PC nối trực tiếp với Bài tập luyện tập 2: Mô sơ đồ mạng gồm máy PC nối với qua switch Bài tập luyện tập 3: Mô sơ đồ mạng gồm máy PC nối với qua switch 147 Mạng máy tính THỰC HÀNH 11 KIỂM TRA THỰC HÀNH Sinh viên luyện tập tổng hợp tất thực hành để thực kiểm tra theo yêu cầu 148 ... hệ thống mạng Hình 1-2: Sơ đồ vật lý Mạng máy tính 1.4 Phân loại mạng máy tính 1.4.1 Theo khoảng cách a) Mạng cục LAN (Local Area Networks): Mạng cục LAN: kết nối máy tính đơn lẻ thành mạng nội... THỐNG MẠNG SỬ DỤNG PACKET TRACER ĐỂ MÔ PHỎNG HỆ 136 THỰC HÀNH 11 KIỂM TRA THỰC HÀNH 148 Mạng máy tính BÀI TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Giới thiệu chung mạng 1.1.1 Khái niệm thành phần mạng. .. mạng 1.1.1 Khái niệm thành phần mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp thiết bị kết nối với phương tiện truyền vật lý tuân theo kiến trúc mạng định Mạng máy tính gồm ba thành phần chính: Các thiết