Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
ĐỀ TÀI
“Khảo sát, thiết kế và xây dựng
mạng Lan trong cơ quan xí nghiệp”
Giảng viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện :
2
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Lời mở đầu
Từ khi chiếc máy tính đầu tiên ra đời cho đến nay máy tính vẫn
khẳng định vai trò lớn của nó trong sự phát triển kinh tế_ xã hội.
Công nghệ thông tin ngày nay đã phát triển vượt bậc, tin học được
ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống, đặc
biệt là trong lĩnh vực quản lý. Đề án 112 Cải cách hành chính về thực hiện
chính phủ điện tử của Thủ tướng Chính phủ đã mang lại lợi ích to lớn thiết
thực cho công việc quản lý của các ngành các cấp. Mạng LAN được sử
dụng rộng rãi và phổ biến, các sở, ban ngành, cơ quan, xí nghiệp đều lắp
đặt hệ thống quản trị mạng này. Tạo điều kiện cho công việc quản lý thuận
tiện nhanh chóng , chính xác hơn, hiệu quả công việc cao hơn.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp hệ Kỹ thuật viên chúng tôi trình bày
về: “Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng Lan trong cơ quan xí
nghiệp”
Đồ án được bố cục làm 2 phần:
Phần 1: Tổng quan về mạng.
Chương 1 – Tổng quan về mạng máy tính , trong chương này trình
bày các kiến thức cơ bản về mạng, phân loại mạng máy tính theo phạm vi
địa lý (LAN, WAN, GAN, MAN), theo TOPO và theo từng chức năng.
Chương 2 – Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ quản thúc
mô hình TCP/IP, trong chương này trình bày các kiến thức cơ bản về
mạng chạy trên bộ giao thức TCP/IP, mô hình OSI.
NIC Network Information Center
NLSP Netware Link Servise Protocol
OS - IS Open System Interconnection Intermediate System To
Intermediate System
OSI Open Systems Interconnect
OSPF Open Shortest Path First
RIP Routing Information Protocol
SMTP Simple Mail Transfer Protocol
STP Shield Twisted Pair
TCP Transmission Control Protocol
TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol
UDP User Datagram Protocol
UTP Unshield Twisted Pair
WAN Wide Area Network
WWW World Wide Web
4
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Mục lục
Lời nói đầu 2
Các từ viết tắt trong đồ án 3
Phần 1: Tổng quan về mạng 7
Chương 1: Tổng quan mạng máy tính 7
1.1.Khái niệm mạng máy tính 8
1.2.Phân loại mạng máy tính 8
1.2.1. Phân loại theo phạm vi địa lý 8
1.2.2. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch 9
1.2.2.1. Mạng chuyển mạch kênh 9
1.2.2.2. Mạng chuyển mạch bản tin 10
1.2.2.3. Mạng chuyển mạch gói 10
3.1.1.4. Liên mạng 35
3.1.1.5. Cầu nối (bridge) 35
3.1.1.6. Bộ dẫn đường (router) 39
3.1.1.7. Bộ chuyển mạch(switch) 41
3.1.2. Hệ thống cáp dùng cho LAN 42
3.1.2.1. Cáp xoắn 42
3.1.2.2. Cáp đồng trục 42
3.1.2.3. Cáp sợi quang 43
3.2. Thiết kế mạng LAN 44
3.2.1. Mô hình phân cấp 44
3.2.2. Mô hình an ninh an toàn 45
3.2.3. Các bước thiết kế 50
3.2.3.1. Phân tích yêu cầu sử dụng 50
3.2.3.2. Lựa chọn các thiết bị phần cứng 50
3.2.3.3. Các phần mềm mạng 50
3.2.3.4. Công cụ quản lý quản trị 51
3.2.4. Xây dựng mạng LAN quy mô một toà nhà 51
3.2.4.1. Các thiết bị cần thiết 52
3.2.4.2. Phân tích yêu cầu 52
3.2.4.3. Thiết kế hệ thống 53
Phần 2: Khảo sát thiết kế mạng 53
1. Yêu cầu thiết kế 53
2. Phân tích thiết kế hệ thống 53
Bản vẽ chi tiết bố trí các thiết bị 58
Sơ đồ đấu nối mạng máy tính của Công ty 58
3. Cài đặt, cấu hình hệ thống 58
Cài đặt các dịch vụ cho server 58
6
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Thiết lập cấu hình TCP/IP cho các máy trạm 58
đổi dữ liệu với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứu chế tạo
thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chình
là những dạng sơ khai của hệ thống máy tính .
Và cho đến những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra
đời cho phép mở rộng khả năng tính toán của Trung tâm máy tính đến các
vùng xa. Vào năm 1977 công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị
trường mạng của mình cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu
cuối bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành đầu tiên.
1.1. Khái niệm về mạng máy tính :
Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được
kết nối với nhau theo một cách nào đó. Khác với các trạm truyền hình gửi
thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi
thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại A.
Nói một cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và có thể
trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.
PC1 PC2
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
8
Hình 1-1: Mô hình m ng c n b n.ạ ă ả
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
lập muốn chia sẻ vời nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa
mền, CD Rom…điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng.
Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành
mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điễm sau:
- Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.
- Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng
chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file ) của
đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.
thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp… Các
LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.
• Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network) : Là mạng
được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh
tế - xã hội có bán kính khoảng 100 Km trở lại.Các kết nối này
được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ
cao (50- 100 Mbit/s ).
• Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của
mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả 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.
• Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network ) : Là mạng được
thiết lập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái
đất.Thông thường kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm được sử dụng
nhiều nhất.
1.2.2. Phân biệt theo phương pháp chuyển mạch ( truyền dữ liệu )
1.2.2.1. Mạng chuyển mạch kênh ( circuit - switched network )
Trong trong trường hợp này khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với
nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh (circuit) cố định và duy trì
cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền
theo con đường cố định ( hình 1).
10
A
S3
S4S2
S1
B
S5
thông báo, làm cho phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian
đáp ứng và chất lượng truyền đi. Mạng chuyển mạch bản tin thích hợp với
các dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử hơn là với các áp dụng có tính thời
gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển
tại mỗi nút.
1.2.2.3 Mạng chuyển mạch gói
Phương pháp này mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn
gọi là các gói tin (pachet) có khuôn dạng quy định trước. Mối gói tin cũng
chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và
đích ( người nhận) của gói tin. Các gói tin về một thông báo nào đó có thể
11
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
được gửi đi qua mạng để đến đích bằng nhiều con đường khác nhau. Căn
cứ vào số thứ tự các gói tin được tái tạo thành thông tin ban đầu.
Phương pháp chuyển mach bản tin và phương pháp chuyển mạch gói là
gần giống nhau. Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối
đa sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ thông tin trong bộ nhớ mà
không cần phải lưu trữ tạm thời trên đĩa. Nên mạng chuyển mạch gói
truyền các gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển
mạch bản tin.
1.2.3. Phân loại máy tính theo TOPO:
Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là
cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau.
Thông thường mạng có ba dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star
topology ), mạng dạng vòng (Ring Topology ) và mạng dạng tuyến (Linear
Bus Topology ). Ngoài ba dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác
biến tướng từ ba dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao -
vòng, mạng hình hỗn hợp,…
1.2.3.1. Mạng hình sao (Star topology)
Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là
nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút
mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp
nhận.
Ưu điểm:
− Mạng dạng vòng có thuận lợi có thể mở rộng ra xa, tổng đườn dây
cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên.
− Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập.
Nhược điểm : Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó
thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng. 13
Hình 1-4. C u hình m ng ấ ạ
vòng
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
1.2.3.3. Mạng dạng tuyến (Bus topology)
Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bị
khác. Các nút đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính
để chuyển tải tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp
chính này.
ở hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín
hiệu và dữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến.
Ưu điểm :
− Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít nhất.
− Lắp đặt đơn giản và giá thành rẻ.
Nhược điểm :
1.2.4.2.Mạng ngang hàng (Peer- to- Peer):
Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa
như một Server.
15
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Chương 2
Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ giao thức TCP/IP
2.1.Mô hình OSI (Open Systems Interconnect):
ở thời kỳ đầu của công nghệ nối mạng, việc gửi và nhận dữ liệu
ngang qua mạng thường gây nhầm lẫn do các công ty lớn như IBM,
HoneyWell và Digital Equipment Corporation tự đề ra tiêu chuẩn riêng cho
hoạt động kết nối máy tính .
Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế – ISO(International
Standard Oranization) chính thức đưa ra mô hình OSI(Open Systems
Interconnect) là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành
cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại.
Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạt
động thiết bị và giao thức mạng khác nhau.
2.1.1.Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:
Mô hình OSI (Open System Interconnection ): là mô hình tương kết
những hệ thống mở, là mô hình được tổ chức ISO được đề xuất năm 1977
16
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
• Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với
nhau.
• Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc
độ truyền dữ liệu thích hợp
• Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn.
- Mô hình tham chiếu OSI được chia thành 7 lớp với các chức
năng sau:
• Application Layer ( lớp ứng dụng ): giao diện
giữa ứng dụng và mạng.
• Presentation Layer (lớp trình bày ): thoả thuận
khuôn dạng trao đổi dưc liệu.
17
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
• Session Layer (lớp phiên ): cho phép người dùng
thiết lập các kết nối.
• Transport Layer (lớp vận chuyển ): đảm bảo
truyền thông giữa hai hệ thống.
• Network Layer (lớp mạng ): định hướng dữ liệu
truyền trong môi trường liên mạng
• Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu ): xác định
truy xuất đến các thiết bị.
• Physical Layer (lớp vật lý ): chuyển đổi dữ liệu
thành các bit và truyền đi.
2.1.2.Các giao thức trong mô hình OSI:
Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng : Giao
thức liên kết ( Connection- Oriented )và giao thức không liên kết
(Connection Less).
- Giao thức liên kết: Trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng
mức cần thiết lập một liên kêt logic và các gói tin được trao
đổi thông qua liên kêt này, việc có liên kêt logic sẽ nâng cao
một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho
tầng bên dưới và ngược lại. Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ
phần đầu (header) đối với các gói tin trước khi chuyển nó đi. Nói cách
khác, từng gói tin bao gồm phần đầu(header) và phần dữ liệu. Khi đi đến
một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu đề khác và được
xem như là gói tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn cho tới khi gói tin
được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.
Tại bên nhận các gói tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tương
ứng và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mô hình phân tầng nào.
19
Data
Data
Data
Data
Data
Data
hdr
hdr
hdr
hdr
hdrhdrhdrhdrhdr
hdrhdrhdr
hdrhdr
hdr
trl
Data
Data
Data
Data
Data
xử lý truy cập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi. Tầng này
không cung cấp dịch vụ cho tầng nào mà nó cung cấp dịch vụ cho các ứng
dụng như: truyền file, gửi nhận mail, Telnet, HTTP, FTP,SMTP…
• Tầng trình bầy (Presentation Layer):
Lớp này chịu trách nhiệm thương lượng và xác lập dạng thức dữ liệu
được trao đổi nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của hệ thống đầu cuối
gửi đi, lớp ứng dụng của một hệ thống khác có thể đọc được. Lớp trình bày
thông dịch giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thông qua một dạng chung,
đồng thời nó cũng nén và giải nén dữ liệu . Thứ tự byte, bit bên gửi và bên
nhận quy ước quy tắc gửi nhận một chuỗi byte và bit từ trái qua phải hay từ
phải qua trái nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có sự chuyển đổi thứ tự
các byte, bit vào trước hoặc sau khi truyền. Lớp trình bày cũng quản lý các
cấp độ nén dữ liệu làm giảm số bít cần truyền.
Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ
liệu có thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau . Thông thường dạng biểu
diễn dùng bởi ứng dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích
có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toàn
khác nhau.
• Tầng phiên(Session Layer)
Lớp này có tác dụng thiết lập quản lý và kết thúc các phiên thông tin
giữa hai thiết bị truyền nhận. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần
muốn đối thoại với nhau và lập ánh xạ giữa các tên với địa chỉ của chúng.
Lớp phiên cung cấp các dịch vụ cho lớp trình bày, cung cấp sự đồng bộ hoá
giữa các tác vụ người dùng bằng cách đặt những điểm kiểm tra vào luồng
dữ liệu. Bằng cách này nếu mạng không hoạt động thì chỉ có dữ liệu truyền
sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại. Lớp này cũng thi hành
kiểm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên nào truyền,
khi nào, trong bao lâu.
20
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
tính nguồn gửi đi, tầng mạng trên bộ định tuyến sẽ chia sẻ dữ liệu thành
những đơn vị nhỏ hơn.
Tầng mạng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như
mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đường
21
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
(quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ máy này sang máy khác
và ngược lại.
Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) gồm
các tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ
liệu.Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở
khác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói
dữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đường
ra (outgoing link) hướng đến đích của dữ liệu . Như vậy ở mỗi nút trung
gian nó phải thực hiện các chức năng chọn đường và chuyển tiếp.
Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường là phương
thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ:
- Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi
sự tồn tại của một (hoặc vài trung tâm điều khiển mạng, chúng
thực hiện việc lập ra các bảng đường đi tại từng thời điểm cho
các nút và sau đó gửi các bảng chọn đường tới từng nút dọc
theo con đường đã được chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng
cần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập và được cắt
giữ tại trung tâm điều khiển mạng.
- Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc trưng bởi việc
chọn đường được thực hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng
thời điểm , mỗi nút phải duy trì các thông tin của mạng và tự
xây dựng bảng chọn đường cho mình. Như vậy các thông tin
tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập
nhập và được cất giữ tại mỗi nút.
dẫn. Tầng vật lý không quy định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài
các giá trị nhị phân là 0 và 1. ở các tầng cao hơn của mô hình OSI ý nghiã
của các bit ở tầng vật lý sẽ được xác định.
Một số đặc điểm của tầng vật lý:
- Mức điện thế.
- Khoảng thời gian thay đổi điện thế.
- Tốc độ dữ liệu vật lý.
- Khoảng đường truyền tối đa.
2.2. Bộ giao thức TCP/IP:
TCP/IP – Transmission Control Protocol/ Internet Protocol.
2.2.1. Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP:
TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không
đồng nhất với nhau. Ngày nay,TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các
mạng cục bộ cũng như trên mạng Internet toàn cầu.
TCP/IP được xem là giản lược của mô hình tham chiếu OSI với bốn tầng
như sau:
- Tầng liên kết mạng (Network Access Layer).
- Tầng Internet (Internet Layer).
23
Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
- Tầng giao vận (Host- to Host Transport Layer).
- Tầng ứng dụng (Application Layer).
• Tầng liên kết:
Tầng liên kết ( còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao
tiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP , bao gồm các thiết
bị mạng và chương trình cung cấp các thông tin cần thiết có thể hoạt
động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó.
• Tầng Internet:
Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình gói tin trên
mạng. Các giao thức của tầng này bao gồm : IP(Internet Protocol),
đến được tới đích. Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi
tầng trên.
• Tầng ứng dụng:
Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến
trình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dụng để truy cập mạng. Có
rất nhiều ứng dụng được cung cấp trong tầng này mà phổ biến là: Telnet:
sử dụng trong việc truy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): dịch
vụ truyền tệp, Email: dịch vụ thư tín điện tử, www (World Wide Web).
25
46 to 1500 bytes
Application
TCP
IP
Ethernet
driver
User Data
User Data
Application data
Appl
Header
TCP
header
Application data
TCP
header
IP
header
Application data
TCP
Transport Layer
Internet Layer
Network Access Layer
TCP
UDP
stream
message
Segment
packet
datagram
datagram
frame
frame
Hình2-5: C u trúc d li u trong TCP/IPấ ữ ệ
Copyright: Tài liệu đại học ©