Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Lời Mở Đầu
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, máy tính trở nên phổ biến
với mọi ngời, nó mang lại cho con ngời khả năng to lớn và làm đợc những
công việc phi thờng : tính toán nhanh, chính xác các phép toán phức tạp, điều
khiển tự động và làm việc theo sự lập trình của con ngời. Máy tính ra đời
không chỉ là công cụ giải phóng sức lao động, hỗ trợ tối đa trong sản xuất mà
còn là phơng tiện học tập, giải trí bổ ích trong đời sống của mọi ngời. Sự phát
triển của máy tính cũng nh công nghệ thông tin sẽ mang lại những thành tựu
to lớn cho sự phát triển kinh tế của đất nớc. Là phơng tiện tiếp cận nhanh nhất
đến các thành tựu của khoa học kỹ thuật.
Sức mạnh của máy tính đợc tăng lên nhiều lần khi các máy tính đợc kết nối
thành một mạng máy tính. Là cơ sở hạ tầng cho phép truyền dữ liệu, trao đổi
thông tin và điều khiển từ xa, tạo nên một môi trờng giao tiếp, liên kết mọi ng-
ời vợt qua hạn chế về khoảng cách. Với mạng máy tính toàn cầu chúng ta có
thể dễ dàng tiếp cận với thế giới bên ngoài, tiếp cận với những thành tựu khoa
học tiên tiến nhất trên thế giới.
Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin trong sản xuất và phát triển kinh tế là
mục tiêu hàng đầu của đất nớc. Mạng máy tính trở thành một lĩnh vực nghiên
cứu, phát triển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ thông tin, bao gồm rất
mhiều vấn đề từ kiến trúc, đến nguyên lý thiết kế, cài đặt và mô hình ứng
dụng. Mạng viễn thông nói chung và máy tính và mạng máy tính nói riêng là
công cụ không thể thiếu trong hoạt động của bộ máy nhà nớc, các doanh
nghiệp, trờng học, ... và rất nhiều các lĩnh vực sản xuất khác. Nó đóng vai trò
nh cầu nối để trao đổi thông tin giữa các chính phủ, các tổ chức xã hội và giữa
mọi ngời với nhau.
Qua thời gian thực tập tại công ty FPT cùng với sự hớng dẫn của các thầy cô
giao khoa điện tử viễn thông trờng đại học Bách Khoa Hà Nội và các tài liệu
thu thập đợc em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp về lý thuyết về mạng máy
tính, các giao thức truyền thông và các ứng dụng bao gồm những kiến thức cơ
bản về các loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, và các thiết bị kết nối
- Chia sẻ phần cứng và phần mềm
- Quản lý và hỗ trợ tập trung
2
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Ngoài ra khi máy tính nối vào mạng có thể chia sẻ:
- Tài liệu(biên bản , bảng tính , hoá đơn )
- Thông tin Email
- Phần mềm xử lý văn bản
- Phần mềm quản lý cấu hình phần mềm
- File hình ảnh , audio, video
- Máy in
- Máy fax
- Modem
- CD-ROM và các loại đĩa cứng khác
Và còn rất nhiều thứ có thể chia sẻ trên mạng. Khả năng của mạng máy tính là
không thể thay đổi trớc khi tìm ra một cách trao đổi dữ liệu khác không dùng
mạng máy tính.
Chia sẻ thông tin (dữ liệu )
Khả năng chia sẻ thông tin nhanh chóng và không đắt đợc chứng minh là một
trong những tính năng thông dụng nhất của mạng máy tính. Nhiều báo cáo
tổng kết rằng Email là dịch vụ sử dụng số một của ngời sử dụng Internet. Rất
nhiều các doanh nghiệp đầu t vào mạng máy tính để tận dụng các lợi ích của
mạng dựa trên Email và các chơng trình tiện ích khác nh chơng trình đặt
lịch
Sử dụng các tài nguyên có sẵn trên mạng có thể giảm các giao tiếp bằng giấy
tờ, tăng hiệu quả và dữ liệu có thể sử dụng đồng thời bởi nhiều ngời sử dụng.
Ngời quản lý có thể sử dụng các tiện ích để giao tiếp nhanh chóng và hiệu quả
với nhiều ngời để tổ chức công việc và lên kế hoạch công việc.
Chia sẻ phần cứng và phần mềm
Trớc khi có mạng máy tính ngời sử dụng máy tính phải có riêng máy in, máy
gia có thể có mạng WAN để kết nối các văn phòng ở các quốc gia khác nhau trên
thế giới. Các thuộc tính của mạng này là:
4
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
- Không giới hạn về mặt địa lý
- Dễ bị lỗi hơn trong khi truyền dữ liệu
- Gồm nhiều mạng LAN kết nối với nhau
- Phức tạp hơn mạng LAN
- Công nghệ dắt hơn
1.2 Cấu hình mạng
Cấu hình mạng là phơng thức cài đặt để xác định cách máy tính chia sẻ thông
tin, mô hình của mạng
1.2.1 Khái quát cấu hình mạng
Thông thờng tất cả các mạng có những thành phần, chức năng, đặc tính chung
bao gồm :
- Server: máy tính cung cấp các tài nguyên chia sẻ cho ngời sử dụng trên
mạng.
- Client: máy tính truy cập các tài nguyên trên mạng do máy tính server cung
cấp.
- Media: Dây nối các máy tính với nhau.
- Shared data: Các file cung cấp cho client bởi server trên mạng
- Shared printer và các thiết bị ngoại vi khác:các tài nguyên khác đợc cung
cấp bởi server.
- Resources : các dịch vụ hay tài nguyên khác có sẵn trên mạng
Hình 1.4 Các thành phần chung của mạng
Cùng với các thành phần trên nhng mạng có thể chia làm hai loại:
- Mạng ngang hàng (Peer to Peer )
- Mạng dựa trên máy chủ (Server based)
Việc phân biệt hai loại mạng Peer to peer và server based là rất quan trọng vì
mỗi loại có các khả năng khác nhau. Chọn mạng nào phụ thuộc vào các nhân
- AppleTalk (the networking system for Apple Macintosh computers)
- Artisoft LANtastic
Nơi thích hợp dùng mạng peer to peer
6
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Mạng peer to peer là môi trờng lựa chọn tốt khi:
- Có 10 hoặc ít hơn ngời sử dụng
- Ngời sử dụng chia sẻ tài nguyên , máy in nhng không cần có server .
- Không cần bảo mật
- Tổ chức và mạng sẽ đợc phát triển trong tơng lai.
1.2.2 Server based network
Trong môi trờng có hơn 10 ngời sử dụng mạng peer to peer sẽ không đáp ứng
đầy đủ. Do đó hầu hết các mạng phải có một máy chủ chuyên dụng. Server
based network đã trở thành mô hình chuẩn cho mạng máy tính. Trong môi tr-
ờng mạng server based tài nguyên đợc đặt trên một hay một nhóm các máy
chủ, các máy tính client truy nhập tài nguyên và các dịch vụ của server. Các
hệ điều hành thiết kế cho mô hình mạng này gồm :
- Novell NetWare
- Banyan VINES
- OpenVMS
- IBM OS/2 LAN Server
- Microsoft Windows NT Server
Khi mạng tăng kích cỡ (số máy tính kết nối, khoảng cách kết nối tăng) thì cần
có thêm một vài server. Có rất nhiều loại server trong nhiều mạng lớn:
File và print server
Quản lý các ngời truy cập và sử dụng file và máy in .
Application server
Application server lu giữ các chơng trình server trong ứng dụng client/server
cũng nh dữ liệu có sẵn cho client. Một chơng trình client truy cập dữ liệu từ
một application server. Ví dụ khi bạn cần tìm danh sách các nhân viên từ
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
- Loại thiết bị mạng cần
- Khả năng của các thiết bị
- Sự phát triển của mạng
- Cách quản lý mạng
1.3.1 Thiết kế topology
Xem xét các loại topology khác nhau sẽ thấy đợc khả năng khác nhau của các
loại mạng. Topology không chỉ xác định loại cáp xử dụng mà còn xác định
xem cáp đợc đi nh thế nào : dới sàn,trên trần hay trên tờng Topology cũng
xác định cách máy tính trao đổi trên mạng. Các loại topology khác nhau thì
cần các phơng thức truy cập khác nhau và chính các phơng thức đó ảnh hởng
rất lớn đến mạng.
1.3.2 Các Topology chuẩn
Tất cả các mạng đều thiết kế từ bốn topology sau:
- Bus
- Ring
- Start
- Mesh
Bốn loại topoplogies này có thể kết hợp tạo ra rất nhiều các topologies khác
nhau:
9
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Bus
Hình 1.6 Bus topology
Bus topology thờng đợc xem nh linear bus bởi vì các máy tính nối với nhau
thành một đờng thẳng. Đó là cách thông dụng và đơn giản nhất của mạng máy
tính. Hình 1.6 là một mạng bus topology thông thờng, nó bao gồm một đờng
cáp đợc gọi là TRUNC nối kết tất cả các máy tính trong mạng.
Truyền thông trên bus
Máy tính trên mạng bus topology truyền thông bởi đánh địa chỉ dữ liệu tới một
Khi cáp bị đứt ở đâu đó trên mạng nếu nó chia mạng thành hai phần riêng biệt
thì ít nhất có một phần cáp không đợc nối kết . Khi đó nó sẽ không có
terminator, tín hiệu sẽ không bị hấp thụ và mạng sẽ dừng hoạt động. Đó là một
trong một số nguyên nhân làm mạng bị hỏng. Hình 1.8 minh hoạ cáp bị đứt,
mạng sẽ không làm việc .
Hình 1.8 Đứt dây cáp
Mở rộng mạng
Khi mạng cần mở rộng thì cáp trong Bus topology có thể đợc mở rộng theo
các cách sau:
Một thành phần đợc gọi là barrel connector có thể nối kết hai phần của
cáp với nhau. Tuy nhiên Connector có thể làm giảm tín hiệu.
Hình 1.9 BNC connector có thể sử dụng để nối các đoạn mạng
11
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Một thiết bị gọi là Repeater có thể đợc sử dụng để nối hai cáp. Repeater th-
ờng tốt hơn connector hay đoạn cáp dài vì tín hiệu qua repeater đợc hồi
phục trớc khi đợc truyền đi.
Hình 1.10 Reapeater để mở rộng mạng
Star
Trong Star topology đoạn cáp từ mỗi máy tính nối tới một bộ phận trung tâm
đợc gọi là hub. Hình 1.11 minh hoạ bốn máy tính đợc nối với một hub trong
một mạng star.
Hình 1.11 Star topology
Tín hiệu đợc gửi từ một máy tính qua Hub tới tất cả các máy tính trên mạng.
Mạng star có u điểm là quản lý tài nguyên tập trung. Tuy nhiên mỗi máy tính
đều nối vào bộ tập trung nên cần nhiều cáp và nếu bộ tập trung bị hỏng thì
toàn bộ mạng sẽ ngừng hoạt động. Nhng nếu chỉ một máy tính bị hỏng thì
không ảnh hởng gì tới mạng.
Ring
Ring Topology nối các máy tính thành vòng tròn. Không giống bus topology
topology nhờ một main hub.
Hình 1.15 Star Ring topology
Tất cả các loại topology đều có u nhợc điểm và lựa chon loại nào tuỳ theo từng
trờng hợp cụ thể:
Topology Ưu điểm Nhợc điểm
Bus Sử dụng cáp là kinh tế.
Không đắt và dễ làm việc.
Hệ thống tin cậy và đơn
giản. Dễ mở rộng.
Mạng bị chậm khi có nhiều
máy.
Khi một máy hỏng sẽ ảnh hởng
tới toàn mạng.
Ring Trong mạng này tất cả các
máy tính đều tơng đơng
nhau. Tốc độ không ảnh h-
ởng khi tăng nhiều máy.
Lỗi một máy có thể ảnh hởng
tới nhiều máy. Khi cần cấu
hình lại mạng thì toàn bộ mạng
ngừng hoạt động.
Star Sửa và thêm máy vào mạng
là dễ. Kiểm soát và quản lý
tập trung. Lỗi một máy tính
không ảnh hởng tới các máy
khác.
Nếu bộ tập trung bị hỏng thì
toàn bộ mạng ngừng hoạt động.
Mesh Hệ thống tin cậy và ít lỗi. Đắt vì sử dụng nhiều cáp.
Bảng 1.1 Ưu nhợc diểm của các Topology
Nonpreemptive : Trong hệ điều hành Nonpreemtive multitasking tác vụ tự
kiểm soát tài nguyên vi xử lý.Các tác vụ khác không thể đợc thực hiện cho
tới khi tác vụ đang xử dụng từ bỏ uyền sử dụng tài nguyên vi xử lý.
Có rất nhiều hệ điều hành vì vậy khi chọn hệ điều hành điều đầu tiên là xác định
các dịch vụ mạng mong muốn. Các dịch vụ mạng chuẩn bao gồm bảo mật, chia sẻ
file, chia sẻ máy in, chia sẻ tin tức
Lựa chọn hệ điều hành
16
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Tuỳ thuộc vào kiến trúc mạng và mức độ bảo mật mà ta có thể lựa chọn các hệ
điều hành khác nhau. Nếu môi trờng ít ngời sử dụng , không đòi hỏi bảo mật
cao thì mạng peer to peer là thích hợp và có thể sử dụng bất kỳ hệ điều hành
nào. Sau khi xác định chế độ bảo mật ta cần xác định loại liên kết giữa các
thành phần trên mạng. Mỗi loại hệ điều hành có cách giao tiếp khác nhau. Nếu
chọn mạng peer to peer thì lựa chọn này có thể giảm bớt.Nếu chọn mạng
Server based thì cần chú ý tới cách liên kết trên mạng. Các dịch vụ đợc cung
cấp trên server và cách các máy client truy xuất các dịch vụ đó. Khi chọn hệ
điều hành điều đầu tiên cần xác định là các dịch vụ mạng cần cung cấp. Các
dịch vụ chuẩn nh bảo mật, File Sharing, Printing và Messaging. Ngoài ra còn
các dịch vụ khác nh phơng thức liên kết với nhau trên mạng, xác định rõ ph-
ơng thức liên kết trên mạng sẽ tốt cho việc lựa chọn hệ điều hành.
1.4.1 Netware
Netware là hệ điều hành của Novell đang đợc sử dụng rộng rãi cho các mạng nhỏ
cũng nh các mạng lớn. Với rất nhiều các phiên bản từ trớc tới nay Netware đang là
một trong các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay. Hệ đièu hành
Netware bao gồm cả ứng dụng server và client. ứng dụng client đựoc thiết kế có
thể chạy trên các hệ hiều hành client khác. ứng dụng server có thể đợc truy cập từ
các máy tính chạy MS-DOS, Windows, OS/2, AppleTalk và Unix. Hệ đièu hành
mạng Netware thờng đợc lựa chọn trong môi trờng lẫn lộn. Tuy nhiên trong một
mạng nhỏ thì sử dụng Netware sẽ khá đắt và đoig hỏi có kinh nghiệm quản trị.
vào mạng.
Chơng 2
18
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Các thiết bị mạng cơ bản
Mạng máy tính đợc xây dựng từ phần cứng và phần mền.Phần cứng là card
mạng(NIC), cáp để kết nối và các thiết bị ngoại vi. Phần mền là hệ diều
hành,giao thức truyền thông và driver cho các card mạng
2.1 Cáp mạng
Các máy tính trong mạng đợc nối với nhau bởi cáp mạng. Tuỳ vào các loại
mạng và kích thớc của mạng khác nhau ta có thể chọn các loại cáp khác nhau.
Có rất nhiều loại cáp nhng có thể chia cáp vào ba nhóm chính sau:
- Cáp đồng trục
- Cáp xoắn
- Cáp quang
2.1.1 Cáp đồng trục
Hiên tại cáp đồng trục đợc sử dụng rất phổ biến. Có rất nhiều nguyên nhân để
sử dụng cáp đồng trục: Không đắt, nhẹ, mềm dẻo và dễ sử dụng. Trong dạng
đơn giản cáp đồng trục gồm một lõi đồng đợc quấn quanh bởi một lớp cách
điện. Tiếp theo là một lớp lới bảo vệ bằng kim loại và một lớp bao bọc ngoài
cùng.
Hình 2.1 Cáp đồng trục
Lõi của cáp đồng trục mang tín hiệu điện. Bao quang lõi là một lớp cách điện.
Lớp lới kim loại hoạt động nh đất nó bảo vệ lõi tránh nhiễu tín hiệu và
Crosstalk (Crosstalk là hiện tợng nhiễu xuyên âm, một loại nhiễu đặc biệt sinh
ra bởi các đờng cáp truyền đặt quá gần nhau. Đôi khi ta nghe đợc các xuyên
âm trên điện thoại). Phần lõi dẫn điện và lớp lới kim loại phải đợc cách biệt
nhau. Nếu chúng tiếp xúc sẽ gây ngắn mạch và nhiễu. Lớp vỏ cách điện ngoài
cùng thờng đợc làm bằng cao su hoặc nhựa. Cáp đồng trục thờng ít bị ảnh h-
ởng và suy giảm tín hiệu trên đờng truyền hơn cáp xoắn. (Suy giảm tín hiệu:
thinnet. Hình 2.5 minh hoạ sự khác nhau giữa cáp thicknet thinnet.
Hình 2.5 Cáp thicknet và thinnet
Lõi càng dầy thì truyền tín hiệu càng xa. Có nghĩa là cáp thicknet có thể
truyền tín hiệu xa hơn cáp thinnet. Thicknet có thể mang tín hiệu khoảng 500
mét. Do đó trong một vài trờng hợp nó đợc sử dụng nh xơng sống để nối một
vài mạng nhỏ với nhau.
Các phần cứng nối kết cáp
Cả cáp thinnet và thicknet đều sử dụng một thành phần kết nối đợc biết nh là
BNC connector để nối giữa cáp và máy tính. Có một vài loại BNC connector:
BNC cable connector: Hoặc là đợc hàn hoặc vặn vào cuối cáp. Hình 2.6 là
một loại BNC cable connector:
Hình 2.6 BNC cable connector
BNC T connector: Nối card mạng trong máy tính với cáp mạng
Hình 2.7 BNC T connector
21
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
BNC barrel connector : Là loại connector nối hai đoạn cáp thinnet để tạo
thành một đoạn dài hơn.
Hình 2.8 BNC barrel connector
BNC Terminator: Nối cuối mỗi đoạn cáp để hấp thụ tín hiệu tự do.
Hình 2.9 BNC Terminator
2.1.2 Cáp xoắn
Dạng đơn giản nhất của cáp xoắn gồm hai sợi dây riêng biệt đợc quấn với
nhau. Hình 2.10 minh hoạ hai loại cáp xoắn là cáp xoắn có vỏ bọc(STP) và cáp
xoắn không có vỏ bọc(UTP).
Hình 2.10 Cáp xoắn UTP và STP
Cáp xoắn không có vỏ bọc(UTP)
Là loại cáp xoắn thông dụng nhất và nhanh chóng trở thành chuẩn của của cáp
mạng LAN. Độ dài tối đa của đoạn cáp này khoảng 100 mét. Để đồng bộ cho
các sản phẩm đối với khách hàng ngời ta chia cáp UTP thành 5 loại khác
Coaxial Thin
<STP,
không
đắt
Dễ 10Mbps, 185m,
thông dụng hơn
UTP
ít ảnh hởng
Coaxial >STP Dễ 10 Mbps,500 m
ít ảnh hởng
Shielded Twisted-
Pair (STP)
>UTP Rất dễ 16 Mbps, 100m,
thông dụng hơn
UTP, có thể tới 500
Mbps
ít ảnh hởng
Unshielded
Twisted-Pair
(UTP)
Rẻ nhất Dễ 10 Mbps, 100 m,
thông dụng
ảnh hởng
Fiber-Optic Đắt nhất Khó 100 Mbps, 10 km
không ảnh h-
ởng
Bảng 2.2 So sánh các loại cáp
2.2 Card mạng
Card mạng cung cấp một giao diện giữa cáp và máy tính.Hình 2.13 minh hoạ
một card mạng nối với một cáp đồng trục.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©