Thiết kế, phát triển mạng intranet phục vụ quản lý và đào tạo cho đại học an giang

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH ANH TUẤN THIẾT KẾ, PHÁT TRIỂN MẠNG INTRANET PHỤC VỤ QUẢN LÝ VÀ ĐÀO TẠO CHO ĐẠI HỌC AN GIANG Chuyên ngành : Vô tuyến điện tử Mã số ngành : 07 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2005 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS LÊ TIẾN THƯỜNG Cán chấm nhận xét 1: TS NGUYỄN MINH HOÀNG Cán chấm nhận xét 2: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 30 tháng 12 năm 2005 Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : HUỲNH ANH TUẤN Naêm sinh : 20 – 08 - 1977 Chuyên ngành : Kỹ thuật Vô tuyến-Điện tử Phái : Nam Nơi sinh : An Giang Mã số : 2.07.01 I TÊN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ, PHÁT TRIỂN MẠNG INTRANET PHỤC VỤ QUẢN LÝ VÀ ĐÀO TẠO CHO ĐẠI HỌC AN GIANG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ Gi ới thiệu tổng quan mạng máy tính Nghiên cứu bước phân tích thiết kế hệ thống mạng từ lúc khảo sát, hoạch định đến thiết kế, lắp đặt đánh giá hệ thống Tìm hiểu phương pháp mã hóa đối xứng bất đối xứng, chọn lựa phương pháp mật mã hóa thích hợp để bảo vệ an tồn thơng tin quan trọng Ngồi cịn kết hợp chữ kí số để xác thực tài liệu quan trọng, giao dịch qua mạng Nghiên cứu trạng tồn mạng CNTT ĐHAG Khảo sát nhu cầu sử dụng mạng cán bộ, giáo viên sinh viên ĐHAG Dựa nhu cầu sở vật chất có ĐHAG, thiết kế mơ hình mạng cụ thể đáp ứng u cầu băng thơng, dịch vụ nội mạng, tính ổn định đồng thời hỗ trợ mở rộng cách dễ dàng III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 07 – 07 - 2005 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07 – 12 - 2005 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS.LÊ TIẾN THƯỜNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày 30 tháng 12 năm 2005 TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.LÊ TIẾN THƯỜNG tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích cho em suốt trình làm luận văn Em chân thành cảm ơn thầy cô khoa Điện – Điện tử dạy dỗ, bảo em năm học vừa qua Xin cảm ơn thầy cô Bộ Môn Vật Lý BGH Trường ĐHAG tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoàn thành đề tài Cuối xin cảm ơn gia đình tất bạn bè quan tâm giúp đỡ động viên thời gian qua Huỳnh Anh Tuấn Luận văn thạc sĩ THD : PGS.TS.Lê Tiến Thường ABSTRACT Today, computer network is used in every career especially in educating With Internet, studying, search the needed documentary become very easy only with a personal computer connecting to Internet The studying by computer network, Internet is developing very quickly This require the university have to set up a good Intranet to satisfy the need of studying, reseach of the students Buiding an Intranet to meet the needs such as services, bitrate, sercurity… require designer has to form carefully steps and plan as follows: • Surveying the needs of using computer network at the organization • Relying on the information had serveyed, specifying parameters that is essential for designing such as: the number of personal computer, bandwidth, security… • Surveying the sketch map and the actual state of the organization With the case of AG University, the designing will implement as follows: • Surveying the needs of using Internet at AG university to specify the essiential parameters for designing • Basing on that parameters, constructing the principle of the network connection • Relying on the principle of network connection and the actual state of AG university network, proposing a detail network model for AG university • Simulating by Matlab 7.0 Service Pack to draw the network, compute, test and plot the breakdown and reliability function The selection of the model and the important network devices have calculated the needs and the finance’s ability of AG university to raise the practicabitity of this thesis HV: Huỳnh Anh Tuấn Abstract Luận văn thạc sĩ THD : PGS.TS.Lê Tiến Thường MỞ ĐẦU Có thể nói giai nay, mạng máy tính xuất ngành nghề đặc biệt lĩnh vực giáo dục Với xuất cơng nghệ mạng Internet, việc học tập, truy tìm tài liệu mong muốn trở nên dễ dàng với máy tính nối mạng cho dù nơi Chưa việc học tập từ xa qua mạng phát triển mạnh Điều đòi hỏi trường đại học phải tiên phong việc xây dựng mạng CNTT đủ mạnh để đáp ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu sinh viên theo học trường sinh viên khơng có thời gian điều kiện học tập trung thu nhận kiến thức qua mạng trường Để xây dựng mạng CNTT đáp ứng nhu cầu dịch vụ, tốc độ, đồng thời phải bảo đảm an ninh cho liệu quan trọng …địi hỏi phải có bước chuẩn bị hoạch định kỹ sau: • Khảo sát nhu cầu truy cập mạng quan, tổ chức • Dựa vào kiện khảo sát, xác định thông số cần thiết cho việc thiết kế số lượng máy tính mạng, lưu lượng nội mạng lưu lượng vào Internet có tính đến gia tăng tương lai • Khảo sát sơ đồ địa lý trạng mạng CNTT (nếu có) quan, tổ chức cần thiết kế Với trường hợp ĐHAG, việc thiết kế tiến hành theo bước: • Khảo sát nhu cầu truy cập mạng giáo viên sinh viên Trường ĐHAG để xác định thơng số cần thiết • Trên sở thông số khảo sát, xây dựng nguyên tắc kết nối • Dựa nguyên tắc kết nối trạng mạng CNTT ĐHAG, đề xuất mơ hình mạng chi tiết cho ĐHAG • Viết chương trình mơ ngơn ngữ MATLAB 7.0 Service Pack để vẽ sơ đồ kết nối hệ thống đồng thời tính tốn, kiểm tra thơng số xác suất xảy cố, vẽ đồ thị hàm đo độ tin cậy mơ hình mạng thiết kế Việc lựa chọn mơ hình kết nối thiết bị mạng quan trọng có cân nhắc nhu cầu cần đáp ứng khả tài ĐHAG để nâng cao tính khả thi đề tài HV: Huỳnh Anh Tuấn Mở đầu MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH CÁC TỪ VIẾT TẮT Chương GIỚI THIỆU VẤN ĐỀ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………………………………1 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ……………………………………………………………………….1 1.3 BỐ CỤC ĐỀ TÀI ……………………………………………… ………………………………1 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT MẠNG MÁY TÍNH 2.1 CÁC KIẾN THỨC CƠ SỞ ……………………….……………………… .4 2.1.1 Khái niệm mạng máy tính ……………………….……………………………4 2.1.2 Lợi ích thực tiễn mạng máy tính …………………………………………4 2.1.3 Băng thơng ………………………………………… ………………………5 2.2 CÁC LOẠI MẠNG MÁY TÍNH ……………………………….………………………5 2.2.1 Mạng LAN ………………………………………… ………………………5 2.2.2 Mạng MAN ……………………………………… …………………………5 2.2.3 Mạng WAN……………………………………………………………………6 2.2.4 Mạng Internet…………………………………….……………………………6 2.2.3 Mạng Intranet …………………………………………………………………7 2.3 CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ MẠNG MÁY TÍNH ………………….………………………7 2.3.1 Mơ hình xử lý mạng tập trung ……………………… ………………………7 2.3.2 Mơ hình xử lý mạng phân phối ……………………….………………………7 2.3.3 Mơ hình xử lý mạng cộng tác …………………………………………………7 2.4 CÁC MƠ HÌNH QUẢN LÝ MẠNG ……………………………………………………7 2.4.1 Workgroup ……………………………………………………………………7 2.4.2 Domain …………………………………………… …………………………7 2.5 CÁC MƠ HÌNH ỨNG DỤNG MẠNG …………………………….……………………8 2.5.1 Mạng ngang hàng ………………………………… …………………………8 2.5.1 Mạng khách chủ ………………………………………………………………9 2.6 KIẾN TRÚC MẠNG CỤC BỘ ……………………………….…………………………9 2.6.1 Hình trạng mạng (Network Topology) …………………… …………………9 2.6.2 Mơ hình OSI………………………………………… ………………………11 2.6.3 Các giao thức truy nhập mạng ……………………….………………………19 2.6.3.1 CSMA/CD ………………………………….………………………19 2.6.3.2 Token bus ………………………………….………………………21 2.6.3.3 Token ring ………………………………….………………………23 2.7 PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG ………………………24 2.7.1 Môi trường truyền dẫn ………………………………………………………24 2.7.1.1 Tần số truyền thông …………………………… …………………25 2.7.1.2 Các đặc tính phương tiện truyền dẫn …………….……………25 2.7.2 Các loại cáp …………………………………………….……………………25 2.7.2.1 Cáp đồng trục ………………………………………………………26 Chương 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Chương 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Chương 5.1 2.7.2.3 Cáp xoắn đôi ………………………………….……………………26 2.7.2.4 Các kỹ thuật bấm cáp ………………………….……………………27 2.7.3 Các thiết bị mạng ……………………………………………………………28 2.7.3.1 Card mạng ……………………………….…………………………28 2.7.3.2 Modem …………………………………… ………………………29 2.7.3.3 Repeater ……………………………………………………………29 2.7.3.4 Hub …………………………………………………………………29 2.7.3.5 Bridge ………………………………………………………………29 2.7.3.6 Switch ………………………………………………………………30 2.7.3.7 Router ………………………………………………………………30 2.7.3.8 Gateway ………………………………….…………………………30 PHÂN TÍCH – THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG NHỮNG YÊU CẦU CHUNG CỦA VIỆC THIẾT KẾ MẠNG ……………….……31 TIẾN TRÌNH HOẠCH ĐỊNH VÀ LẮP ĐẶT MẠNG………………………………31 3.2.1 Những vấn đề cần quan tâm trước hoạch định mạng ………….……… 31 3.2.1.1 Xác định nhu cầu thiết lập mạng ……………………….………… 31 3.2.1.2 Nhận diện lợi ích ………………………………….……………31 3.2.1.3 Mục đích sử dụng mạng ……………………………………………32 3.2.1.4 Nghiên cứu thực trạng tổ chức…………………….……………32 3.2.2 Kế hoạch – bước tiến hành ……………………………….…………….32 3.2.2.1 Thu thập liệu nhiều tốt ………………………………33 3.2.2.2 Tính tốn tốc độ truyền liệu mạng………………….………33 QUI TRÌNH THIẾT KẾ …………………………………………….………………36 KIỂM TRA – ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG …………………………………………… 36 3.4.1 Đánh giá hiệu suất mạng ……………………………………………………36 3.4.2 Độ trễ mạng ……….………………………………… ………………37 3.4.3 Đánh giá độ tin cậy mạng ………………………………………………… 38 3.4.3.1 Đánh giá độ tin cậy thông qua độ kết nối ………………………… 39 3.4.3.2 Các mơ hình đánh giá độ tin cậy …………………….…………… 42 3.4.4 Các kỹ thuật nâng cao độ tin cậy ……………………………………………46 TÍNH DỰ PHỊNG LỖI …………………………………………………………… 47 MẠNG VƠ TUYẾN NHỮNG LỢI ÍCH KHI THIẾT LẬP WLAN……………………… ………………49 TÍNH TỐN THIẾT KẾ WLAN…………………………………………………… 49 4.2.1 Các chuẩn công nghệ mạng vô tuyến ……………………………………….49 4.2.2 Lựa chọn chuẩn cho WLAN……………………………….……………… 50 4.2.3 Thiết lập vùng phủ sóng …………………………………………………….50 4.2.4 Bảo mật WLAN ………………………………………….………………….53 XÂY DỰNG MẠNG VÔ TUYẾN …………………………… ……………………53 THIẾT BỊ MẠNG VÔ TUYẾN………………………………………………………56 LƯU ĐỒ THIẾT KẾ WLAN…………………………………………………………58 AN TỒN THƠNG TIN TRÊN MẠNG CÁC MỨC BẢO VỆ AN TOÀN MẠNG……………………………………………61 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 Chương 6.1 6.2 Chương 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 BẢO VỆ THÔNG TIN BẰNG MẬT Mà …………………………………………62 MẬT Mà HÓA DỮ LIỆU ……………………………………….…………………63 HỆ MẬT Mà ĐỐI XỨNG ………………………………………………………… 64 5.4.1 Giới thiệu ………………………………………………………………… 64 5.4.2 Giải thuật DES ……………………………………………………………… 64 HỆ MẬT Mà BẤT ĐỐI XỨNG ……………………………….……………………72 5.5.1 Giới thiệu …………………………………………………………………… 72 5.5.2 Lý thuyết mật mã khóa cơng khai ……………………… ……………….73 5.5.4 Các u cầu mật mã khóa cơng khai …………………….……………….76 5.5.4 Giải thuật RSA …………………………………………….………………….77 5.5.4.1 Nguyên lí cấu trúc mật mã RSA ……………….…………………….77 5.5.4.2 Tốc độ mã hóa RSA ……………………………………………80 5.5.4.3 Kích thước khóa RSA ………………………………………….80 5.5.4.4 Tính bảo mật RSA……………………………………………… 80 CHỮ KÍ SỐ…… ……………………………………………………………… … 81 5.6.1 Tổng quan ……………………………………………………………… … 81 5.6.2 Chữ kí số sử dụng mật mã có khóa cơng khai ……… ………………………82 5.6.3 Kết hợp chữ kí số mật mã ……………………… ……………………….83 HIỆN TRẠNG VÀ NHỮNG TỒN TẠI CỦA MẠNG CNTT TRƯỜNG ĐHAG GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ TRƯỜNG ĐHAG………………………………….85 6.1.1 Trang bị sở vật chất ……………………………………………………… 85 6.1.2 Cơ cấu tổ chức ……………………………………….………………………88 HIỆN TRẠNG MẠNG CNTT TRƯỜNG ĐHAG …………….…………………….89 6.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng ………………………………………………… 89 6.2.2 Những tồn mạng CNTT Trường ĐHAG………………………………90 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ NHU CẦU SỬ DỤNG MẠNG CỦA ĐHAG ……………………………………… 92 CÁC YÊU CẦU CẦN ĐÁP ỨNG CỦA MẠNG CNTT ĐHAG………….…………93 MỘT SỐ GIẢP PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ MẠNG CNTT CỦA ĐHAG ……………………………………………………93 KHẢO SÁT NHU CẦU THỰC TẾ CỦA GIÁO VIÊN VÀ SINH VIÊN TRƯỜNG ĐHAG …………………………………………………… 94 7.4.1 Nhu cầu số lượng máy tính …………………………………….…………95 7.4.2 Nhu cầu băng thơng 96 7.4.3 Nhu cầu lưu trữ thông tin …………………………………………………… 98 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ …………………………………….……………………98 7.5.1 Tổ chức phân lớp mạng ……………………………………………………….98 7.5.2 Hệ thống an ninh chống xâm nhập ………………………….………………100 7.5.3 Các server ứng dụng ……………………………………………………… 102 7.5.4 Phòng chống virus ………………………………………….……………….103 THIẾT KẾ CHI TIẾT……………………………………………………………….104 7.6.1 Xây dựng hệ thống kết nối Internet truy cập từ xa …………… ……… 104 7.6.2 Xây dựng hệ thống an ninh bảo mật mạng …………………….……………105 7.6.3 Xây dựng hệ thống phòng chống virus …………………………………… 107 7.6.4 Xây dựng hệ thống mạng xương sống……………………………………….107 7.6.5 Hệ thống nguồn dự phòng …………………………………… ……………110 7.7 Sơ đồ kết nôi chi tiết mạng CNTT Trường ĐHAG……………….………….…111 7.8 CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG ……………………………… ………………….120 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO LÝ LỊCH TRÍCH NGANG PHỤ LỤC DANH MỤC THIẾT BỊ & BẢNG DỰ TRÙ KINH PHÍ ... giảng dạy đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu ngày tăng sinh viên giáo viên trường Đề tài ? ?Thiết kế, phát triển mạng Intranet phục vụ quản lý đào tạo cho Trường Đại Học An Giang? ?? hướng đến mục tiêu... MẠNG INTRANET PHỤC VỤ QUẢN LÝ VÀ ĐÀO TẠO CHO ĐẠI HỌC AN GIANG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ Gi ới thiệu tổng quan mạng máy tính Nghiên cứu bước phân tích thiết kế hệ thống mạng từ lúc khảo... học, đổi quản lý giáo dục Đại Học An Giang Trường non trẻ lên từ trường Cao Đẳng Sư Phạm An Giang Tuy nhiên với lực lượng cán đa phần trẻ, nổ mong muốn nhanh chóng đưa Trường phát triển nhanh nhằm