Xây dựng hệ thống mạng phòng tầng 7 a1 cho địa chỉ IP 161 11 0 0, mượn bit để chia subnet cấp phát cho hệ thống mạng, (mỗi phòng một subnet) xây dựng báo giá cho hệ thống vừa thiết kế

Ngày nay chiếc máy tính đã rất gần gũi với cuộc sống của con người nhất là trong việc học tập. Việc xây dựng một phòng máy tính để hỗ trợ phục vụ việc học tập của học sinh sinh viên ngày nay là rất cần thiết. Phòng máy tính giúp việc quản lý học sinh trở lên dễ dàng hơn bao giờ hết, nó giúp cho việc học tập hiệu quả hơn. Nhưng thực sự việc tạo dựng một phòng mạng máy tính là không đơn giản. Trong quá trình cài đặt có rất nhiều vấn đề mà người thiết kế gặp phải. Vậy việc hạn chế sảy ra sự cố luôn được đặt lên hàng đầu. Mỗi thao tác đều phải thật cẩn thận từ cài đặt phần cứng cho tới việc cài đặt phần mềm. Khi lắp máy có rất nhiều máy không thể khởi động được với nhiều lý do rất đơn giản không ngờ tới như lỏng ram, xung đột phần cứng… hay khi kết nối dây mạng có nhiều dây khi bấm không đạt tiêu chuẩn nên không thể gửi các thông tin gữa các máy với nhau.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

======***======

Báo cáo bài tập lớn MẠNG MÁY TÍNH

Đề tài: Xây dựng hệ thống mạng phòng: Tầng 7-A1 Cho địa chỉ IP 161.11.0.0,

mượn bit để chia subnet cấp phát cho hệ thống mạng, (mỗi phòng một subnet) Xâydựng báo giá cho hệ thống vừa thiết kế

Giáo viên hướng dẫn: ThS Đoàn Văn Trung

Nhóm thực hiện: Nhóm 8 Thành viên: Nguyễn Thị Hiền

Nguyễn Thị Thu Hiền Trần Thị Khánh Hường

Hà Nội, Năm 2020

Yêu cầu bài tập lớn

I Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng: Repeater, Hub, Bridge, Switch,

Router (hình vẽ minh họa, cách hoạt động, ưu nhược điểm)

II Tìm hiểu về mạng dạng sao, dạng bus, dạng vòng.

III Thiết kế hệ thống mạng 4 phòng để làm phòng thực hành, số lượng

máy trong các phòng là nhiều nhất có thể

Quy định: trừ Heading thì font chữ Time New Roman, cỡ chữ 13, căn lề 2 bên

Trình bày quyển báo cáo:

1 Bìa

2 Yêu cầu bài tập lớn (trang 1 file này)

3 Mục lục

4 Nội dung: (Ngoài nội dung I, II, III, IV yêu cầu cụ thể thêm)

a Phải có sơ đồ lắp đặt vật lý chi tiết của cả 4 Phòng (phải có đầy

đủ khoảng cách từ máy này đến máy khác, từ máy đến tường…, chú thích đầy đủ các thiết bị kết nối mạng trên bản vẽ (tên thiết

bị, bao nhiêu cổng), dây mạng phải dùng màu khác để vẽ)

b Phải có sơ đồ kết nối mạng của cả 4 Phòng (chú thích đầy đủ tên

và số hiệu cổng các thiết bị trên bản vẽ)

c Chia địa chỉ IP sao cho số địa chỉ IP trong 1 subnet phải xấp xỉ với số máy trong Phòng, không được thừa địa chỉ IP nhiều quá

5 Tài liệu tham khảo

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay mạng máy tính có kết nối internet rất phổ biển và ngày càng được tối ưuhóa vì vậy việc thiết kế một mạng máy tính sao cho khoa học là một việc làm cần thiết.Việc thiết kế, lắp đặt mạng máy tính là một công đoạn hết sức khó khăn, để có thểthiết kế nên một hệ thống mạng hoàn chỉnh đồng thời có khoa học, đòi hỏi người thiết

kế phải có tư duy cũng như kiến thức về nó Hệ thống mạng chạy tốt hay không, duytrì được lâu hay không, thường xuyên gặp trục trặc hay là ít gặp, điều đó phần lớn đềubắt nguồn từ việc thiết kế hệ thống mạng có khoa học hay không Việc lắp đặt các thiết

bị cũng đòi hỏi sự khoa học, hệ thống mạng có thể chạy được đều nhờ vào các thiết bịkết nối (Modem, Router, Switch, Hub…), và như thế việc đặt các thiết bị ở chỗ nàocho hợp lý để có thể phân phát tín hiệu mạng đều cho tất cả các thiết bị sử dụng, đócũng là một yêu cầu không nhỏ Ngoài ra thì việc lắp đặt hệ thống dây cáp, đường đidây cũng là một yêu cầu đặt ra cho người thiết kế, lắp đặt cách đi dây mạng, nẹp mạngphải gọn gàng, không bị vướng víu trong khi di chuyển, đi lại và dễ thay thế, sửa chữakhi có sự cố xảy ra Lắp đặt hệ thống mạng làm sao để cho dễ quản lý, dễ nâng cấp vàhạn chế sự cố tới mức thấp nhất, đồng thời đảm bảo tính bảo mật cao, đó là cả một vấn

đề đòi hỏi người thiết kế phải hết sức chú ý

Trong quá trình thực hiện sẽ không tránh khỏi sai sót, rất mong có sự thông cảm

và bổ sung của các thầy cô và các bạn

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đoàn Văn Trung đã giúp đỡ chúng em thực hiện đề tài này!

3

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

Chương 1: Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng 5

1.1 Repeater (Bộ khuếch đại) 5

1.2 Hub (Bộ tập trung) 6

1.3 Bridge 7

1.4 Switch (Bộ chuyển mạch) 8

1.5 Router (Bộ định tuyến) 9

Chương 2: Tìm hiểu về mạng dạng sao, mạng dạng bus, mạng dạng vòng 10

2.1 Mạng LAN là gì? 10

2.2 Các loại của mạng LAN 10

2.2.1 Mạng dạng sao 10

2.2.2 Mạng dạng Bus 12

2.2.3 Mạng dạng vòng (ring) 13

Chương 3: Thiết kế mạng 14

3.1 Đặt vấn đề 14

3.2 Cấu trúc địa lý 14

3.2.1 Cấu trúc địa lý từng phòng 14

3.2.2 Mục đích yêu cầu 15

3.3 Thiết kế hệ thống mạng 15

3.3.1 Yêu cầu thiết kế 15

3.3.2 Phác họa mô hình mạng 16

3.3.3 Tính toán chi phí 27

3.4 Quản lí người dùng 28

3.4.1 Chia địa chỉ mạng 28

KẾT LUẬN 32

Tài liệu tham khảo 32

Chương 1: Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng 1.1 Repeater (Bộ khuếch đại)

Repeater là thiết bị có khả năng khuếch đại, truyền tín hiệu xa và ổn định hơn Trong

mô hình OSI thì thiết bị này nằm ở lớp 1 (Physical Layer)

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này đó là sẽ giúp những tín hiệu vật lý ở đầu vàođược khuếch đại Từ đó sẽ giúp đường truyền sóng wifi được mạnh và đến những thiết

bị nằm cách xa Modem wifi

Ưu điểm: Nếu bạn sử dụng máy tính trong không gian lớn và muốn tốc độ truy cập

internet bằng wifi được mạnh thì nên chọn Repeater Thiết bị này sẽ giúp tốc độ truycập internet nhanh hơn ngay cả ở những vị trí xa

Nhược điểm: Repeater wifi cũng chính là do không có đi dây nên tùy thuộc vào chất

lượng sóng wifi từ nguồn phát Với những sóng wifi nguồn mà chất lượng kém thì rất

có thể kéo theo thiết bị tiếp thu sóng cũng sẽ bị hạn chế theo

5

1.2 Hub (Bộ tập trung)

Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thểcòn nhiều hơn Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng10BASE-T hay 100BASE-T Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hubđóng vai trò là trung tâm của mạng Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽđược đưa đến tất cả các cổng khác

Hub hoạt động ở tầng vật lý trong mô hình OSI

Hub có 3 loại là Hub bị động, Hub chủ động và Hub thông minh:

Passive Hub (Hub bị động) không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử

lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạncáp mạng

Active Hub là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động,được sử dụng để khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảmbảo mức tín hiệu cần thiết

Smart Hub (Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng cótích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi - rất hữu ích trong trường hợp dò tìm vàphát hiện lỗi trong mạng

 Hub không có bảng định tuyến thông minh về nơi gửi dữ liệu mà phát tất cả

dữ liệu trên mỗi cổng kết nối Do đó đem lại rủi ro về bảo mật dữ liệu

 Không có các cơ chế như phát hiện va chạm và truyền lại các gói tin

 Hub không thể kết nối các kiến trúc mạng khác nhau như Token Ring vàEthernrt,v.v

1.3 Bridge

Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer) Bridge được

sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất Bridge được sửdụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Ethernet Bridge quan sát các gói tin(packet) trên mọi mạng Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyểntới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích.Bridge cho phép mở rộng cùng một mạng logic với nhiều kiểu cáp khác nhau

Ưu điểm: Bridge hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có

thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự "can thiệp" củaBridge Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell,Banyan cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc

Nhược điểm: Chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng

hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý

7

1.4 Switch (Bộ chuyển mạch)

Switch đôi khi được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng Trong khi một Bridge chỉ

có 2 cổng để liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại có khả năng kếtnối được nhiều segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch Cũnggiống như Bridge, Switch cũng "học" thông tin của mạng thông qua các gói tin(packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng Switch sử dụng các thông tin này

để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đếnđúng địa chỉ

Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là chuyểncác khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch Switch hoạt động

ở tốc độ cao hơn nhiều so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn nhưkhả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN)

được nhận sẽ được lưu lại trước khi chuyển đi (công nghệ forward)

Nhược điểm:

 Chi phí đắt hơn so với cầu nối mạng(Bridge)

 Các vấn đề về kết nối mạng rất khó được truy tìm thong qua switch

 Nếu các thiết bị là chuyển mạch đang ở chế độ quảng cáo, chúng rất dễ bịtấn công bảo mật

 Trong khi hạn chế truyền tin, switch không tốt bằng bộ định tuyến(router)

1.5 Router (Bộ định tuyến)

Router là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer) Router kết nối haihay nhiều mạng IP với nhau Các máy tính trên mạng phải "nhận thức" được sự thamgia của một router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP làmọi máy tính kết nối mạng đều có thể giao tiếp được với router

Ưu điểm:

Về mặt vật lý, Router có thể kết nối với các loại mạng khác lại với nhau, từnhững Ethernet cục bộ tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độchậm

Nhược điểm:

Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏi nhiều tính toán hơn để tìm ra cáchdẫn đường cho các gói tin, đặc biệt khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ.Một mạng hoạt động nhanh có thể phát các gói tin nhanh hơn nhiều so với một mạngchậm và có thể gây ra sự nghẽn mạng Do đó, Router có thể yêu cầu máy tính gửi cácgói tin đến chậm hơn

Một vấn đề khác là các Router có đặc điểm chuyên biệt theo giao thức - tức là,cách một máy tính kết nối mạng giao tiếp với một router IP thì sẽ khác biệt với cách

nó giao tiếp với một router Novell hay DECnet Hiện nay vấn đề này được giải quyếtbởi một mạng biết đường dẫn của mọi loại mạng được biết đến Tất cả các routerthương mại đều có thể xử lý nhiều loại giao thức, thường với chi phí phụ thêm cho mỗigiao thức

9

Chương 2: Tìm hiểu về mạng dạng sao, mạng

Tốc độ truyền cao hơn so với mạng diện rộng khoảng 100Mb/svaf tới nay tốc

độ này có thể đạt tới 1Gb/s với công nghệ hiện nay

Độ tin cậy: tỷ suất lỗi thấp hơn so với mạng diện rộng

Được biết trước khi xuất hiện mạng LAN, các máy tính có cơ chế hoạt độnghoàn toàn độc lập Chúng thường bị hạn chế do số lượng chương trình tiện ích Nhưng

kể từ khi mạng LAN xuất hiện, hiệu quả kết nối giữa các thiết bị đã có sự gia tăng gấpbội Theo đó để tận dụng tối đa các ưu điểm nổi bật của mạng LAN, chuyên gia máytính đã liên kết các LAN riêng biệt vào bên trong mạng chính diện rộng

2.2 Các loại của mạng LAN

2.2.1 Mạng dạng sao

Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm

vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối

là phương thức "một điểm - một điểm " (point-to-point) Thiết bị trung tâm hoạt độnggiống như một tổng đài cho phép thực hiện việc nhận và truyền dữ liệu từ trạm này tớicác trạm khác

Tùy theo yêu cầu truyền thông trong mạng , thiết bị trung tâm có thể là một bộchuyển mạch (switch), một bộ chọn đường (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh

(Hub) Có nhiều cổng ra và mỗi cổng nối với một máy Theo chuẩn IEEE 802.3 môhình dạng Star thường dùng:

10BASE-T: dùng cáp UTP, tốc độ 10 Mb/s, khoảng cách từ thiết bị trung tâmtới trạm tối đa là 100m

100BASE-T tương tự như 10BASE-T nhưng tốc độ cao hơn 100 Mb/s

Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không đụng độ hay ách tắc trên

đường truyền, lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm, bớt trạm) Nếu có trục trặctrên một trạm thì cũng không gây ảnh hưởng đến toàn mạng qua đó dễ dàng kiểm soát

và khắc phục sự cố

Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn

chế (trong vòng 100 m với công nghệ hiện đại) tốn đường dây cáp nhiều, tốc độ truyền

dữ liệu không cao

11

2.2.2 Mạng dạng Bus

Theo cách bố trí hành lang các đường như hình vẽ thì máy chủ (host) cũng như tất cảcác máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trênmột trục đường dây cáp chính để chuyển ti n tín hiệu Tất cả các nút đều sử dụngchung đường dây cáp chính này Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi làterminator Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dâycáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến

Ưu điểm: Với dạng kết nối này không tốn nhiều dây cáp, dễ lắp đặt nên tiết kiệm

được chi phí lắp đặt

Nhược điểm: Nếu lưu lượng truyền tăng cao thì dễ gây nghẽn mạng Khi có sự hỏng

hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽngừng toàn bộ hệ thống , tốc độ đường truyền thấp

2.2.3 Mạng dạng vòng (ring)

Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thànhmột vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó Các nút truyền tín hiệucho nhau mỗi thời điểm chỉ đợc một nút mà thôi Dữ liệu truyền đi phải có kèm theođịa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận

Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không tốn nhiều dây cáp, tốc độ truyền

dữ liệu cao, không gây ách tắc, tốc độ nhanh hơn kiểu BUS

Nhược điểm: Các giao thức để truyền dữ liệu phức tạp và nếu có trục trặc trên một

trạm thì toàn bộ mạng sẽ ngưng hoạt động và khi có sự cố rất khó kiểm tra phát hiệnlỗi do mạng này có nhiều nhược điểm nên trong thực tế ít được sử dụng

13

Phòng 4:

3.2.2 Mục đích yêu cầu

- 4 phòng sử dụng cho mục đích làm phòng thực hành.

- Mô hình là tương đối nhỏ và có lắp đặt internet nên giáo viên phải quản lý sinh

viên trong việc trong việc sử dụng internet, vì vậy ta lắp đặt hệ thống mạngLAN (Local Area Network) theo cấu trúc hình sao giữa các phòng và trongtừng phòng là hợp lý nhất vì:

- Mạng LAN là mạng cục bộ cục bộ kết nối các máy tính trong một bán kính hẹp,

thông thường là vài trăm mét hoặc một vài km Mạng LAN thường được sửdụng trong nội bộ cơ quan tổ chức Kết nối thông qua các môi trường truyền tốc

độ cao như cáp đồng trục, cáp quang

- Trong cấu trúc dạng hình sao (Star) tất cả các trạm được nối vào một thiết bị

trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến cáctrạm đích

3.3 Thiết kế hệ thống mạng

3.3.1 Yêu cầu thiết kế

- Trong mỗi phòng các máy sẽ kết nối với nhau và thiết bị mạng bằng dây mạng.

- Trong các phòng dây mạng sẽ được bố trí trên mặt đất dể đảm bảo tính an toàn

nên sẽ dùng nẹp trong các ống nhựa sát tường Còn đường dây mạng nối cácphòng với nhau sẽ được lắp đặt theo dọc trần nhà và sẽ kết nối switch của từngphòng học với nhau

15

3.3.2 Phác họa mô hình mạng

Tổng quan của tầng:

Phòng 1:

Sơ đồ thiết kế mạng phòng 1

Chú thích:

17

Từ máy chủ đến Switch cần 12m Như vậy phòng này có 43 máy:

Suy ra lượng dây mạng cần dùng cho phòng 1 là:

+ Dãy 1(gần switch): 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 = 63m

+ Dãy 2: 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 + 18 + 20 + 22 + 24 + 26 = 176m

+ Dãy 3: 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 + 13 + 14 + 15 + 16 = 121m

Số mét dây mạng đến máy chủ là 12m

- Vậy số mét dây mạng phòng 1 là: 63 + 176 + 121 = 372 (lấy dư thành 375m )

Nẹp to có thể bó được 80 dây mạng trong 1 nẹp

Nẹp nhỏ có thể có được 30 dây mạng trong 1 nẹp

 Số mét nẹp cần dùng là:

Nẹp to : 5m

Nẹp nhỏ: 11 + 8 + 8 = 27m (tính theo 3 dãy)

Phòng 2:

Sơ đồ thiết kế mạng phòng 2

Chú thích:

 Phòng 2 gồm có 42 máy và 1 máy chủ

19

 Phòng máy này được nối mạng kiểu hình sao.

 Tính nẹp mạng

Ngoài ra, nhằm đảm bảo cho tính thẩm mỹ, gọn gàng của căn phòng, chúng ta sẽ sửdụng các nẹp mạng để bó các dây mạng lại với nhau khi đi dây và đồng thời chốngnhiễu từ giữa các dây với nhau

Từ máy chủ đến Switch cần 12m Như vậy phòng này có 43 máy:

Suy ra lượng dây mạng cần dùng cho phòng 2 là:

+ Dãy 1(gần switch): 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 = 63m

+ Dãy 2: 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 + 18 + 20 + 22 + 24 + 26 = 176m

+ Dãy 3: 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 + 13 + 14 + 15 + 16 = 121m

Số mét dây mạng đến máy chủ là 12m

- Vậy số mét dây mạng phòng 2 là: 63 + 176 + 121 = 372 (lấy dư thành 375m )

Nẹp to có thể bó được 80 dây mạng trong 1 nẹp

Nẹp nhỏ có thể có được 30 dây mạng trong 1 nẹp

 Số mét nẹp cần dùng là:

Nẹp to : 5m

Nẹp nhỏ: 11 + 8 + 8 = 27m (tính theo 3 dãy)

Phòng 3: