LỜI CẢM ƠN
Sau khoảng thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Công nghệ thông tin
và truyền thông đến nay em đã kết thúc khóa học. Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu
sắc tới Ban chủ nhiệm khoa, các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy, trang bị cho
chúng em những vốn kiến thức và kinh nghiệm quý báu, cung cấp cho chúng em
những điều kiện và môi trường học tập tốt nhất.
Để hoàn thành được được đồ án tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến thầy giáo Lê Tuấn Anh - giảng viên Trường công nghệ thông tin đã
trực tiếp hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án.
Cám ơn các thầy giáo, cô giáo và các bạn trong Trường Công Nghệ Thông Tin
đã giúp đỡ em trong thời gian qua, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành
đồ án tốt nghiệp này.
Nhưng do thời gian có hạn, kinh nghiệm và kiến thức thực tế còn hạn chế,
nên đồ án tốt nghiệp của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo nhiệt tình từ phía thầy cô và các bạn để
nâng cao khả năng chuyên môn và hoàn thiện kiến thức.
Thái Nguyên, tháng 12 năm 2011
Sinh viên
Dương Đức Thanh
1
LỜI CAM ĐOAN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định và đáp ứng được
yêu cầu đề ra, bản thân em đã cố gắng nghiên cứu, học tập và làm việc trong thời
gian dài. Em đã tham khảo một số tài liệu nêu trong phần “Tài liệu tham khảo”
và không sao chép nội dung từ bất kỳ đồ án nào khác. Toàn bộ đồ án là do bản
thân nghiên cứu, xây dựng nên.
Em xin cam đoan những lời trên là đúng, mọi thông tin sai lệch em xin
hoàn toàn chịu trách nhiệm trước thầy giáo hướng dẫn và bộ môn.
2
Danh sách các từ viết tắt
Từ viết tắt Nội dung
Chanel Service Unit
Data Service Unit
Point to Point Protocol
Integrated Service Digital Network
Variable Length Subnet Mask
Open Shortest Path First
Integrated Intermediate System to Intermediate System
Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
Internet Engineering Task Force
Shortest-Path Tree
3
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 1
LỜI CAM ĐOAN 2
Danh sách các từ viết tắt 3
MỤC LỤC 4
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG I 8
TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH, MẠNG WAN 8
1.1 Các khái niệm cơ bản 8
1.1.1. Khái niệm mạng máy tính 8
1.1.2. Phân loại mạng 9
1.1.2.1 Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý 9
1.1.2.2. Phân loại mạng máy tính theo tôpô 9
1.1.2.3. Phân loại mạng theo chức năng 10
1.2 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI 11
1.2.1 Kiến trúc phân tầng 11
1.2.2 Mô hình OSI 11
1.2.2.1 Các lớp của mô hình OSI 12
2.1.2. Tính toán chia subnet với VLSM 27
2.1.3. Tổng hợp địa chỉ IP 27
2.1.4 Cấu hình VLSM 27
2.2 OSPF đơn vùng 28
2.2.1 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liến kết 28
2.2.1.1 Tổng quan về giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
28
2.2.1.2 Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
29
2.2.1.3 Thông tin định tuyến được duy trì như thế nào 30
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng các thành phần:
LSAs, cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng, thuật toán SPF, cây SPF, bảng
định tuyến với đường đi và cổng ra tương ứng để định tuyến cho gói dữ liệu như
sau: 30
2.2.1.4 Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết 31
2.2.1.5 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường
liên kết 31
* Ưu điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: 31
- Đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao nên chi phí cao hơn so
với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách 32
2.2.1.6 So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vectơ khoảng cách và
định tuyến theo trạng thái đường liên kết 32
Giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách: 32
Các router định tuyến theo vectơ khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định
tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền, thời gian hội tụ
chậm 32
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: 33
2.2.2 Giao thức OSPF đơn vùng 33
2.2.2.1 Tổng quát về OSPF 33
2.2.2.2 Các khái niệm về OSPF 35
2.3.6 OSPF thực hiện quảng bá đường mặc định 47
2.3.7 Những lỗi thường gặp trong cấu hình OSPF 48
2.3.8 Kiểm tra cấu hình OSPF 48
CHƯƠNG III 49
KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG WAN CHO NGÂN HÀNG
CHÍNH SÁCH XÃ HỘI TỈNH THÁI NGUYÊN 49
3.1. Khảo sát hệ thống quản lý và hệ thống mạng Ngân hàng Chính sách xã hội
Tỉnh Thái Nguyên 50
3.1.1 Hệ thống quản lý và hệ thống mạng 50
3.1.2 Khảo sát yêu cầu của người dùng 51
3.2. Phân tích và thiết kế mạng WAN Ngân hàng Chính sách xã hội Tỉnh Thái
Nguyên 52
3.2.1 Mục đích thiết kế 52
3.2.2 Các yêu cầu đối với hệ thống mới 52
3.2.3 Cấu trúc mạng 54
3.2.4 Mô hình mạng 55
3.2.5 Sơ đồ địa chỉ 57
3.3. Cấu hình hệ thống 57
3.4. Kiểm tra kết nối cấu hình cho hệ thống mạng đã thiết kế trên 62
3.4.1. Lệnh ping 62
3.4.2. Lệnh ipconfig 63
3.4.3. Lệnh Tracert 63
KẾT LUẬN 64
64
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
6
MỞ ĐẦU
Công nghệ thông tin hiện đang phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế
giới. Nó được ứng dụng ở khắp mọi nơi, trong mọi lĩnh vực của đời sống, xã
với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với
nhau.
Hình 1.1: Mô hình mạng cơ bản
Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ
liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ
với nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, CD ROM, … điều
này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng.
Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng:
• Sử dụng chung các công cụ tiện ích
• Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung
• Tăng độ tin cậy của hệ thống
• Trao đổi thông điệp, hình ảnh,
• Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …)
• Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
8
1.1.2. Phân loại mạng
1.1.2.1 Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý
− GAN (Global Area Network) - Mạng toàn cầu, kết nối máy tính từ các
châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng
viễn thông và vệ tinh.
− WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội
bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường
kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được
kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
− MAN (Metropolitan Area Network) - Mạng đô thị, kết nối các máy tính
trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi
trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s).
− LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong
một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực
hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục hay
năng Client-Server và Peer-to-Peer.
1.2 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI
1.2.1 Kiến trúc phân tầng
Để máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau chúng cần có
một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó. Giao thức truyền
thông (protocol) là tập các quy tắc quy định phương thức truyền nhận thông tin
giữa các máy tính trên mạng.
Các máy tính hiện tại được thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức
độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thường được
chia thành các tầng, mỗi tầng được xây dựng dựa trên dịch vụ của tầng dưới nó
và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn.
1.2.2 Mô hình OSI
Mô hình OSI đã trở thành mô hình chính thức cho hoạt động truyền thông
mạng, mặc dù vẫn tồn tại các mô hình khác nhưng hầu hết các nhà chế tạo đều
lấy mô hình tham chiếu OSI làm chuẩn cho sản phẩm của mình. Đây là một thực
tế khá đặc biệt khi nhà chế tạo muốn huấn luyện khách hàng sử dụng sản phẩm
của họ. OSI cũng được coi là mô hình tốt nhất, được xem như là công cụ có sẵn
cho việc giảng dạy về truyền nhận dữ liệu trên mạng.
11
Application
Presentation
Sestion
Transport
Network
Datalink
Physical
Hình 1.4: Mô hình OSI
1.2.2.1 Các lớp của mô hình OSI
Tầng 1 (Physical): Tầng này định nghĩa các quy cách về điện, các đặc tả
chức năng để kích hoạt,duy trì và kết thúc một liên kết vật lý giữa các hệ thống
với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. Nhiệm vụ
chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết
mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong
mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết (connectionlees)
có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.
Mô hình tham chiếu TCP/IP và chồng giao thức TCP/IP tạo khả năng
truyền dữ liệu giữa hai máy tính bất kỳ giữa hai máy tính nào trên thế giới, với
tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.
Mô hình TCP/IP có tầm quan trong trong lịch sử, gần giống như các
chuẩn đã cho phép điện thoại, năng lượng điện, đường sắt, truyền hình, công
nghệ băng hình phát triển cường thịnh.
Mô hình TCP/IP gồm có 4 lớp: lớp ứng dụng (Aplication), lớp vận chuyển
(Transport), lớp mạng (Internet), và lớp truy xuất mạng (Network).
Hình 1.5: Mô hình TCP/IP
1.3.1 Lớp ứng dụng (The Application layer)
Lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm các giao thức mức cao
chứa chi tiết của lớp trình bày và lớp phiên trong mô hình OSI, như kiểm soát các
giao thức mức cao, các chủ đề về trình bày, mã hóa và điều khiển hội thoại.
13
TCP/IP tập hợp tất cả các vấn đề liên quan đến lớp ứng dụng vào trong một lớp
và đảm bảo dữ liệu được đóng gói một cách thích hợp cho lớp kế tiếp. TCP/IP có
các giao thức để hỗ trợ truyền file, email và remote login như các ứng dụng: FTP
(File Transfer Protocol), TFTP (Trivial File Transfer Protocol), NFS (Network
File System), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)…
1.3.2 Lớp vận chuyển (The Transport layer)
Lớp vận chuyển đề cập đến vấn đề chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều
khiển luồng và sửa lỗi. Một trong giao thức quan trọng của nó là TCP, TCP cung
cấp các phương thức linh hoạt và hiệu quả để thực hiện các hoạt động truyền dữ
kiệu tin cậy, hiệu suất cao và ít lỗi. TCP là giao thức có tạo cầu nối (connection -
oriented) giữa host gửi và host nhận, nó tiến hành hội thoại giữa nguồn và đích
cung cấp truyền thông tức thời qua các miền địa lý rộng lớn.
Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các
WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
Mạng WAN được thiết kế để thực hiện các công việc sau:
• Hoạt động qua các vùng tách biệt về mặt địa lý rộng lớn.
• Cho phép user có khả năng thông tin thời gian thực với các user khác.
• Cung cấp kết nối liên tục các tài nguyên xa vào các dịch vụ cục bộ.
• Cung cấp email, www, FTP và các dịch vụ thương mại điện tử.
Các công nghệ WAN phổ biến là:
• Dial – up.
• ISDN (Integrated Services Digital Network).
• Leased line.
• DSL.(Digital Subcliber Line)
15
• Frame Relay.
• Các đường truyền dẫn số theo chuẩn Bắc Mỹ và Châu Âu T1, E1, T3, E3.
• Mạng quang đồng bộ SONET.
1.4.1. Các thiết bị trong hệ thống mạng WAN
WAN là một tập hợp các mạng LAN được kết nối với nhau thông qua các
kết nối thông tin liên lạc của các nhà cung cấp dịch vụ, các kết nối WAN không
gắn trực tiếp vào mạng LAN được, do đó cần phải có các thiết bị giao tiếp như
Router, Switch, Communication Server, Modem CSU/DSU TA/NT1.
1.4.1.1. Router
Router là thiết bị có cả cổng giao tiếp LAN và WAN, thiết bị này sử dụng
địa chỉ lớp 3 để chuyển gói dữ liệu ra cổng thích hợp. Router là loại thiết bị mạng
thông minh và chủ động, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý hệ thống
mạng. Router cung cấp khả năng kiểm soát tự động nguồn tài nguyên mạng, hỗ
trợ mục tiêu và nhiệm vụ của một hệ thống mạng bao gồm: cung cấp kết nối,
hoạt động tin cậy, khả năng kiểm soát và sự linh hoạt.
Router là một loại máy tính đặc biệt. Nó cũng có các thành phần cơ bản
17
•Có thể cập nhật phần mềm lưu động trong Flash mà không cần thay Chip
trên vi xử lí.
• Nội dung của Flash vẫn được lưu giữ khi Router khởi động lại hoặc bị tắt điện.
• Ta có thể lưu nhiều phiên bản khác nhau của phần mềm IOS trong Flash.
• Flash là loại ROM xóa và lập trình được (EPROM).
ROM: Đặc điểm và chức năng của ROM:
• Lưu giữ các câu lệnh của chương trình tự kiểm tra khi khởi động –
POST (Power on self Test).
• Lưu chương trình Bootstrap và hệ điều hành cơ bản.
• Bạn phải thay thế Chip trên Mainboard nếu bạn muốn nâng cấp phần
mềm trong ROM.
Console Interface: Đặc điểm và chức năng của cổng giao tiếp:
• Kết nối Router vào hệ thống mạng để nhận chuyển gói dữ liệu.
• Các cổng có thể gắn trực tiếp trên Mainboard hoặc là dưới dạng Card rời.
Router LAN và WAN
Router vừa được sử dụng để phân đoạn mạng LAN vừa là thiết bị chính
trong mạng WAN.
Router phân đoạn mạng LAN.
18
Router là thiết bị xương sống của mạng Intranet lớn và mạng Internet.
Router hoạt động ở lớp 3 và thực hiện chuyển gói dữ liệu. Để thực hiện hai chức
năng này, mỗi Router phải xây dựng 1 bảng định tuyến và thực hiện trao đổi
thông tin định tuyến với nhau.
Router trong WAN.
Người quản trị mạng có thể duy trì bảng định tuyến bằng cách cấu hình
định tuyến tĩnh, nhưng thông thường thì bảng định tuyến được lưu giữ động nhờ
các giao thức định tuyến và thực hiện trao đổi thông tin mạng giữa các Router.
Một hệ thống mạng được cấu hình đúng phải có đầy đủ các đặc điểm sau:
Có hệ thống địa chỉ nhất quán từ đầu đến cuối.
thông tin liên lạc bằng điện thoại, video và dữ liệu.
1.4.1.3. Modem và CSU/ DSU
Một kết nối thông tin liên lạc thường sử dụng tín hiệu có định dạng riêng.
Do đó trên một đường tín hiệu số, cần có CSU (Chanel Service Unit) và DSU
(Data Service Unit). Hai thiết bị này thường được tích hợp trong một thiết bị gọi
là CSU/DSU, hoặc cũng có thể được tích hợp trên card giao tiếp của Router.
Khi mạch vòng nội bộ sử dụng tín hiệu tương tự thì cần có Modem. Thiết
bị này có hai loại là Modem điều chế (chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự)
và Modem giải điều chế (chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số).
1.4.2. Hệ thống cáp của mạng WAN
1.4.2.1. Lớp vật lý của WAN
Các thực hiện thực tế lớp vật lý thay đổi tuỳ vào khoảng cách thiết bị đến
dịch vụ, tốc độ và chính bản thân loại dịch vụ. Các kết nối nối tiếp trong các
mạng WAN như các đường dây thuê riêng chạy PPP (Point to Point Protocol),
Frame Relay hay các dịch vụ quay số theo yêu cầu như ISDN (Integrated Service
Digital Network) hoặc các dịch vụ tốc độ cao băng thông rộng như các kết nối
DSL và modem cáp.
1.4.2.2. Các kết nối WAN nối tiếp
Trong truyền thông đường dài các WAN dùng dạng truyền dẫn nối tiếp là
quá trình truyền bít số liệu nối tiếp nhau qua một kênh đơn. Tiến trình này cung
21
ứng truyền thông đường dài tin cậy hơn và dùng dải tần số ánh sáng hay điện từ
đặc biệt.
Các tần số được đo theo số chu kỳ trong một giây và được tính bằng Hertz
(Hz), kích thước của dải tần đo theo số bít được truyền trong một giây được gọi
là băng thông.
Trong mạng WAN, kết nối vật lý phía khách hàng được cung cấp bởi một
trong hai loại kết nối nối tiếp đó là bộ kết nối nối tiếp 60 chân và bộ kết nối
thông minh. Còn ở phía nhà cung cấp sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại thiết bị phục
vụ. Khi kết nối với một thiết bị cung cấp tín hiệu định thời như CSU/DSU
- Phân tích yêu cầu về kỹ thuật:
+ Yêu cầu về hiệu năng mạng
Đánh giá thời gian đáp ứng giữa các trạm hay các thiết bị trên mạng,
Đánh giá độ trễ đối với các ứng dụng khi người dùng truy nhập hay yêu
cầu .
+ Yêu cầu các đòi hỏi về băng thông của các ứng dụng trên mạng,
Đánh giá công suất mạng đáp ứng khi người sử dụng tăng đột biến tại các
điểm cổ chai.
+ Các yêu cầu về quả lý mạng.
- Phân tích yêu cầu về ứng dụng:
Các ứng dụng cần triển khai ngay trên mạng,
Các ứng dụng có khả năng triển khai trong tương lai,
Số người sử dụng trên từng ứng dụng ,
Giải thông cần thiết cho từng ứng dụng,
Các giao thức mạng cần dùng, và sẽ dùng,
Phân bố thời gian dùng mạng,…
+ Yêu cầu về quản lý mạng:
Xác định phương thức-kỹ thuật quản lý mạng,
Phương thức quan sát hiệu năng mạng,
Phương thức phát hiện lỗi của mạng,
Phương thức quản lý cấu hình mạng.
+ Yêu cầu về an ninh-an toàn mạng:
Xác định các kiểu an ninh-an toàn,
Xác định các yêu cầu cần bảo vệ khi kết nối với mạng ngoài,
và kết nối với internet.
Xác định các yêu cầu về ứng dụng và các ràng buộc về tài
chính, thời gian thực hiện, yêu cầu về chính trị của dự án, xác định
nguồn nhân lực, xác định các tài nguyên đã có và có thể tái sử
dụng.
Lựa chọn mô hình,công nghệ kết nối