BÁO CÁO BÀI TẬP LỚP Môn: Mạng viễn thông Đề tài: TÌM HIỂU VỀ VIRTUAL LOCAL AREA NETWORKS (VLANs) GVHD : Đinh Quốc Hùng Sinh viên thực hiện: TP.HCM, ngày 10 tháng 5 năm 2021 Mục lục 1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống mạng máy tính 3 1.1. Định nghĩa hệ thống mạng 3 1.2. Mục tiêu kết nối mạng máy tính 3 1.3. Các dịch vụ mạng 3 1.3.1. Các xu hướng phát triển dịch vụ mạng máy tính. 3 1.3.2. Các dịch vụ phổ biến trên mạng máy tính. 4 1.4. Cấu trúc mạng máy tính 4 1.4.1. Kiểu điểm – điểm (point to point) 5 1.4.2. Kiểu đa điểm hay quảng bá (point to multipoint, broadcasting) 5 1.4.3. Một số kiểu hình mạng cơ bản 5 1.5. Giao thức mạng máy tính. 6 1.5.1. Khái niệm giao thức mạng máy tính 6 1.5.2. Chức năng của giao thức 6 1.6. Cáp mạng – phương tiện truyền. 8 1.6.1. Đặc trung cơ bản của đường truyền 8 1.6.2. Các loại cáp mạng 10 1.7. Phân loại mạng 12 1.7.1. Phân loại mạng theo khoảng cách 12 1.7.2. Mạch chuyển mạch kênh. 13 1.7.3. Mạch Chuyển mạch gói 14 1.8. Mô hình xử lý tín hiệu 16 1.8.1. Mô hình Client – server 16 1.8.2. Mô hình DNS server 17 2. Tìm hiểu về thiết bị chuyển mạch Switch và mạng LAN ảo 21 2.1. Tìm hiểu về thiết bị chuyển mạch Switch 21 2.1.1 Định nghĩa chuyển mạch. 21 2.1.2 Hoạt động chuyển mạch cơ bản của Switch 21 2.1.3 Chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3 22 2.1.4 Thiết bị Switch layer 3 24 2.1.5 Chuyển mạch đối xứng và bất đối xứng 25 2.1.6 Bộ đệm 27 2.1.7 Phương pháp chuyển mạch và các chế độ chuyển mạch frame 27 2.1.8 Switch và miền xung đột (Collision Domain) 29 2.1.9 Switch và miền quảng bá (Broadcast Domain) 30 2.1.10 Thông tin liên lạc giữa Switch và máy trạm 32 2.2. Tìm hiểu mạng LAN ảo 33 2.2.1. Giới thiệu về VLAN (Virtual Local Area Network) 33 2.2.2 Miền quảng bá với VLAN và Router 35 2.2.3 Phân loại và hoạt động của VLAN 36 2.2.4 Ưu điểm và ứng dụng của VLAN 39 2.2.5 Cấu hình VLAN 42 2.2.6. VLAN Trunking Protocol (VTP)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -* - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚP Mơn: Mạng viễn thơng Đề tài: TÌM HIỂU VỀ VIRTUAL LOCAL AREA NETWORKS (VLANs) GVHD : Đinh Quốc Hùng Sinh viên thực hiện: TP.HCM, ngày 10 tháng năm 2021 Mục lục Giới thiệu tổng quan hệ thống mạng máy tính 1.1 Định nghĩa hệ thống mạng 1.2 Mục tiêu kết nối mạng máy tính 1.3 Các dịch vụ mạng 1.3.1 Các xu hướng phát triển dịch vụ mạng máy tính .3 1.3.2 Các dịch vụ phổ biến mạng máy tính 1.4 Cấu trúc mạng máy tính 1.4.1 Kiểu điểm – điểm (point to point) 1.4.2 Kiểu đa điểm hay quảng bá (point to multipoint, broadcasting) .5 1.4.3 Một số kiểu hình mạng 1.5 Giao thức mạng máy tính 1.5.1 Khái niệm giao thức mạng máy tính 1.5.2 Chức giao thức 1.6 Cáp mạng – phương tiện truyền 1.6.1 Đặc trung đường truyền 1.6.2 Các loại cáp mạng .10 1.7 Phân loại mạng 12 1.7.1 Phân loại mạng theo khoảng cách 12 1.7.2 Mạch chuyển mạch kênh 13 1.7.3 Mạch Chuyển mạch gói 14 1.8 Mơ hình xử lý tín hiệu 16 1.8.1 Mơ hình Client – server 16 1.8.2 Mơ hình DNS server 17 Tìm hiểu thiết bị chuyển mạch Switch mạng LAN ảo 21 2.1 Tìm hiểu thiết bị chuyển mạch Switch 21 2.1.1 Định nghĩa chuyển mạch .21 2.1.2 Hoạt động chuyển mạch Switch 21 2.1.3 Chuyển mạch Lớp Lớp 22 2.1.4 Thiết bị Switch layer 24 2.1.5 Chuyển mạch đối xứng bất đối xứng 25 2.1.6 Bộ đệm 27 2.1.7 Phương pháp chuyển mạch chế độ chuyển mạch frame 27 2.1.8 Switch miền xung đột (Collision Domain) 29 2.1.9 Switch miền quảng bá (Broadcast Domain) 30 2.1.10 Thông tin liên lạc Switch máy trạm 32 2.2 Tìm hiểu mạng LAN ảo 33 2.2.1 Giới thiệu VLAN (Virtual Local Area Network) .33 2.2.2 Miền quảng bá với VLAN Router .35 2.2.3 Phân loại hoạt động VLAN 36 2.2.4 Ưu điểm ứng dụng VLAN 39 2.2.5 Cấu hình VLAN 42 2.2.6 VLAN Trunking Protocol (VTP) 46 Giới thiệu tổng quan hệ thống mạng máy tính 1.1 Định nghĩa hệ thống mạng Mạng máy tính hay hệ thống mạng nhóm máy tính, thiết bị ngoại vi nối kết với thông qua phương tiện truyền dẫn cáp, sóng điện từ, tia hồng ngoại giúp cho thiết bị trao đổi liệu với cách dễ dàng 1.2 Mục tiêu kết nối mạng máy tính Trong kỹ thuật mạng, việc quan trọng vận chuyển liệu máy Cùng chia sẻ tài nguyên chung, người sử dụng có quyền khai thác, sử dụng tài nguyên mạng mà khơng phụ thuộc vào vị trí địa lý Nâng cao độ tin cậy hệ thống nhờ khả thay số thành phần mạng xẩy cố kỹ thuật trì hoạt động bình thường hệ thống Tạo môi trường giao tiếp người với người Chinh phục khoảng cách, người trao đổi, thảo luận với cách xa hàng nghìn km 1.3 Các dịch vụ mạng 1.3.1 Các xu hướng phát triển dịch vụ mạng máy tính Cung cấp dịch vụ truy nhập vào nguồn thông tin xa để khai thác xử lý thông tin Cung cấp dịch vụ mua bán, giao dịch qua mạng Phát triển dịch vụ tương tác người với người phạm vi diện rộng Đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đa dịch vụ, đa phương tiện Tạo khả làm việc theo nhóm dịch vụ thư điện tử, video hội nghị, chữa bệnh từ xa Xu hướng phát triển dịch vụ giải trí trực tuyến (Online) đại Các hình thức dịch vụ truyền hình, nghe nhạc, chơi game trực tuyến qua mạng 1.3.2 Các dịch vụ phổ biến mạng máy tính Dịch vụ tệp (File services) cho phép chia sẻ tài nguyên thông tin chung, chuyển giao tệp liệu từ máy sang máy khác Tìm kiếm thông tin điều khiển truy nhập Dịch vụ thư điện tử E_Mail (Electronic mail) cung cấp cho người sử dụng phương tiện trao đổi, tranh luận thư điện tử Dịch vụ thư điện tử giá thành hạ, chuyển phát nhanh, an tồn nội dung tích hợp loại liệu Dịch vụ in ấn: Có thể dùng chung máy in đắt tiền mạng Cung cấp khả đa truy nhập đến máy in, phục vụ đồng thời cho nhiều nhu cầu in khác Cung cấp dịch vụ FAX quản lý trang thiết bị in chuyên dụng Các dịch vụ ứng dụng hướng đối tượng: Sử dụng dịch vụ thông điệp (Message) làm trung gian tác động đến đối tượng truyền thông Đối tượng bàn giao liệu cho tác nhân (Agent) tác nhân bàn giao liệu cho đối tượng đích Các dịch vụ ứng dụng quản trị luồng công việc nhóm làm việc: Định tuyến tài liệu điện tử người nhóm Khi chữ ký điện tử xác nhận phiên giao dịch thay nhiều tiến trình hiệu nhanh chóng Dịch vụ sở liệu dịch vụ phổ biến dịch vụ ứng dụng, ứng dụng theo mơ hình Client/Server Dịch vụ xử lý phân tán lưu trữ liệu phân tán mạng, người dùng suốt dễ sử dụng, đáp ứng nhu cầu truy nhập người sử dụng 1.4 Cấu trúc mạng máy tính 1.4.1 Kiểu điểm – điểm (point to point) Mạng điểm nối điểm (point-to-point network): bao gồm nhiều mối nối cặp máy tính với Để chuyển từ nguồn tới đích, gói phải qua máy trung gian Thường có nhiều đường di chuyển có độ dài khác (từ máy nguồn tới máy đích với số lượng máy trung gian khác nhau) Thuật tốn để định tuyến đường truyền giữ vai trị quan trọng kỹ thuật 1.4.2 Kiểu đa điểm hay quảng bá (point to multipoint, broadcasting) Mạng quảng bá (broadcast network): bao gồm kênh truyền thông chia sẻ cho máy mạng Mẫu thông tin ngắn gọi gói (packet) gửi máy tới tất máy khác Trong gói có phần ghi địa gói muốn gửi tới 1.4.3 Một số kiểu hình mạng 1.4.3.1 Mạng hình (Star Topology) MAN (từ Anh ngữ: metropolitan area network), hay gọi "mạng thị", mạng có cỡ lớn LAN, phạm vi vài km Nó bao gồm nhóm văn phịng gần thành phố, cơng cộng hay tư nhân có đặc điểm: Chỉ có tối đa hai dây cáp nối Khơng dùng kỹ thuật nối chuyển Có thể hỗ trợ chung vận chuyển liệu đàm thoại, hay truyền hình Ngày người ta dùng kỹ thuật cáp quang (fiber optical) để truyền tín hiệu Vận tốc có thể đạt đến 10 Gbps 1.4.3.2 Mang hình tuyến Mạng bus hay mạng tuyến tính Các máy nối cách liên tục thành hàng từ máy sang máy 1.4.3.3 Mạng vòng Mạng vòng Các máy nối máy cuối lại nối ngược trở lại với máy tạo thành vịng kín Thí dụ mạng vòng thẻ IBM (IBM token ring) 1.5 Giao thức mạng máy tính 1.5.1 Khái niệm giao thức mạng máy tính Các giao thức mạng (protocol) tập hợp quy tắc thiết lập nhằm xác định cách để định dạng, truyền nhận liệu cho thiết bị mạng máy tính - từ server router tới endpoint - giao tiếp với nhau, khác biệt sở hạ tầng, thiết kế hay tiêu chuẩn chúng Để gửi nhận thông tin thành công, thiết bị hai phía trao đổi liên lạc phải chấp nhận tuân theo quy ước giao thức Hỗ trợ cho giao thức mạng tích hợp vào phần mềm, phần cứng hai Các giao thức mạng tiêu chuẩn hóa cung cấp cho thiết bị mạng ngôn ngữ chung Khơng có chúng, máy tính khơng biết phải giao tiếp với Kết là, trừ mạng đặc biệt cho kiến trúc cụ thể, có số mạng hoạt động khơng có mạng internet biết ngày tồn Hầu tất người dùng cuối dựa vào giao thức mạng để kết nối với 1.5.2 Chức giao thức Đóng gói: Trong q trình trao đổi thơng tin, gói liệu thêm vào số thơng tin điều khiển, bao gồm địa nguồn địa đích, mã phát lỗi, điều khiển giao thức Việc thêm thơng tin điều khiển vào gói liệu gọi q 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 thơng chấp nhận kích thước gói liệu cố định Các giao thức tầng thấp cần phải cắt liệu thành gói có kích thước quy định Q 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 thơng 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 thể thực theo hai phương thức: hướng liên kết (Connection - Oriented) không liên kết (Connectionless) Truyền khơng liên kết khơng u cầu có độ tin 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 độ tin 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 Giám sát: Các gói tin PDU lưu chuyển độc lập theo đường khác nhau, đến đích khơng 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 khơi phục thứ tự 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 thơng 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 hố: Các thực thể giao thức có tham số biến trạng thái định nghĩa trạng thái, tham số kích thước cửa sổ, tham số liên kết giá trị thời 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 hố khó khăn thực thể xác định trạng thái thực thể khác nhận gói tin Các gói tin khơng đến mà phải khoảng thời gian để lưu chuyển từ nguồn đến đích gói tin PDU bị thất lạc trình truyền Địa hố: Hai thực thể truyền thơng 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 1.6 Cáp mạng – phương tiện truyền 1.6.1 Đặc trung đường truyền Mỗi phương tiện truyền dẫn có tính đặc biệt thích hợp với kiểu dịch vụ cụ thể, thông thường quan tâm đến yếu tố sau: Chi phí Yêu cầu cài đặt Độ bảo mật Băng thông (bandwidth): xác định tổng lượng thông tin truyền dẫn đường truyền thời điểm Băng thông số xác định, bị giới hạn phương tiện truyền dẫn, kỹ thuật truyền dẫn thiết bị mạng sử dụng Băng thông thơng số dùng để phân tích độ hiệu đường mạng Đơn vị băng thông: + Bps (Bits per second-số bit giây): đơn vị băng thông + KBps (Kilobits per second): KBps=10 bps=1000 Bps + MBps (Megabits per second): MBps = 10 KBps + GBps (Gigabits per second): GBps = 10 MBps + TBps (Terabits per second): TBps = 103 GBPS Thông lượng (Throughput): lượng thông tin thực truyền dẫn thiết bị thời điểm Băng tầng sở (baseband): dành tồn băng thơng cho kênh truyền, băng tầng mở rộng (broadband): cho phép nhiều kênh truyền chia sẻ phương tiện truyền dẫn (chia sẻ băng thông) Độ suy giảm (attenuation): độ đo suy yếu tín hiệu di chuyển phương tiện truyền dẫn Các nhà thiết kế cáp phải định giới hạn chiều dài dây cáp cáp dài dẫn đến tình trạng tín hiệu yếu mà khơng thể phục hồi Nhiễu điện từ (Electromagnetic interference - EMI): bao gồm nhiễu điện từ bên ngồi làm biến dạng tín hiệu phương tiện truyền dẫn Nhiễu xuyên kênh (crosstalk): hai dây dẫn đặt kề làm nhiễu lẫn ... 2.1.10 Thông tin liên lạc Switch máy trạm 32 2.2 Tìm hiểu mạng LAN ảo 33 2.2.1 Giới thiệu VLAN (Virtual Local Area Network) .33 2.2.2 Miền quảng bá với VLAN Router... server 16 1.8.2 Mô hình DNS server 17 Tìm hiểu thiết bị chuyển mạch Switch mạng LAN ảo 21 2.1 Tìm hiểu thiết bị chuyển mạch Switch 21 2.1.1 Định nghĩa... viễn thơng Kết nối thơng qua mạng truyền thơng có tốc độ cao (từ 50-100 Mbit/s) Mạng LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ: Đây mạng cục bộ, thực kết nối máy tính khu vực với bán kính hẹp,