Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH ..................................6
I.Định nghĩa và phân loại mạng máy tính....................................................................6
1. Định nghĩa mạng máy tính ..............................................................................................................6
2. Phân loại máy tính ..........................................................................................................................6
2.1. Phân loại theo khoảng cách địa lý.........................................................................................6
2.2. Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng................................................................................7
II.Mô hình tham chiếu OSI............................................................................................7
1. Giới thiệu mô hình OSI ..................................................................................................................7
2. Các tầng của mô hình OSI.............................................................................................................11
2.1. Tầng vật lý ( Physical layer )..............................................................................................11
2.2. Tầng liên kết dữ liệu ( Data link layer )..............................................................................11
2.3. Tầng mạng ( Network layer )..............................................................................................11
2.4. Tầng giao vận ( Transport layer ).......................................................................................12
2.5. Tầng phiên ( Session layer )................................................................................................12
2.6. Tầng trình diễn ( Presentation layer ).................................................................................12
2.7. Tầng ứng dụng (Application layer).....................................................................................13
Những vấn đề về OSI.........................................................................................................................13
III.Giao thức TCP/IP...................................................................................................14
1. Tổng quan ......................................................................................................................................14
2. Ưu điểm củaTCP/IP ......................................................................................................................14
3. Kiến trúc của bộ giao thức TCP/IP ...............................................................................................15
4. Các lớp tương ứng giữa OSI và TCP/IP.........................................................................................15
5. Các tầng của giao thức TCP/IP..............................................................................15
5.1. Tầng mạng truy cập (Network Access Layer).............................................................................15
5.2. Tầng Internet (Internet Layer)....................................................................................................16
5.2.1. Giao thức truyền thông IP (Internet Protocol).................................................................17
5.2.2. Giao thức chuyển địa chỉ ARP (Address Resolution Protocol) .....................................19
5.2.3 Giao thức chuyển ngược địa chỉ RARP ( Reverse Address Resolution Protocol ).........21

I. Khái quát về giao thức OSPF ( OSPF overview )...................................................48
1.Các thuật ngữ sử dụng trong giao thức OSPF........................................................49
2. Các trạng thái của OSPF................................................................................................................51
2.1 Tổng quan ...........................................................................................................................51
2.2. Các trạng thái để thiết lập láng giềng ................................................................................52
3. Các loại mạng trong OSPF....................................................................................................55
II. Nguyên tắc hoạt động của OSPF ..........................................................................................56
1. Qúa trình thiết lập quan hệ láng giềng ..................................................................................56
2. Lựa chọn DR và BDR............................................................................................................57
4. Lựa chọn tuyến đường tối ưu nhất ........................................................................................58
5. Duy trì thông tin định tuyến ..................................................................................................58
6. Hạn chế của OSPF trong vùng đơn........................................................................................59
III. OSPF đa vùng, nguyên tắc hoạt động và các loại vùng trong OSPF...................................60
1. Các loại router và các loại thông điệp LSA của OSPF đa vùng .........................................60
3. Nguyên tắc hoạt động của OSPF đa vùng ............................................................................64
4. Liên kết ảo trong OSPF đa vùng ( Virtual link )....................................................................66
IV. Các vấn đề quan tâm khi thiết kế OSPF ......................................................................................67
3.1 . Tài nguyên hiện có ...........................................................................................................67
3.2. Sự mở rộng sau này.............................................................................................................68
V. Cấu hình OSPF đơn vùng ....................................................................................................68
1. Cấu hình cơ bản về OSPF .....................................................................................................69
2. Cấu hình lựa chọn các thông số ...........................................................................................70
VI. Cấu hình OSPF đa vùng......................................................................................................73
1. Cấu hình vùng Stub, Totally stub và NSSA .........................................................................73
2. Cấu hình liên kết ảo trong OSPF ..........................................................................................75
3. Cấu hình gộp tuyến đường trong OSPF đa vùng..................................................................76
VII. So sánh OSPF và các giao thức khác ................................................................................79
1. So sánh về sự hội tụ...............................................................................................................79
2. So sánh về sự mở rộng, việc sử dụng băng thông..........................................................................82
3. Nhược điểm của OSPF ..................................................................................................................83

mô và công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN ... và đặc biệt là lưu lượng
thông tin trên mạng tăng đáng kể. Chính điều đó đã làm cho vấn đề định
tuyến thông tin trên mạng trở lên quan trọng hơn bao giờ hết. Trong đó
việc thiết kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp với
chi phí, tài nguyên của tổ chức là rất quan trọng.
Internet phát triển càng mạnh lượng người truy nhập càng tăng yêu cầu
định tuyến càng phải tin cậy, tốc độ chuyển mạch nhanh và không gây ra
lặp trên mạng. Hơn nữa khi nhiều tổ chức tham gia vào mạng thì nhiều
giao thức được đưa vào sử dụng dẫn đến sự phức tạp về định tuyến cũng
gia tăng, và số lượng các giao thức để phục vụ cho việc định tuyến cũng
có rất nhiều. Việc hiểu biết và thiết kế các mạng thông tin cỡ lớn có sử
dụng các thiết bị định tuyến đang trở thành một nhu cầu vô cùng cấp thiết
trong thực tế. Nó đòi hỏi người thiết kế mạng phải có sự hiểu biết sâu về
giao thức mình thiết kế cũng như các loại giao thức định tuyến khác.
Chính vì những lý do trên mà đồ án của em nghiên cứu về vấn đề
thiết kế mạng với đề tài là “ Thiết kế và cấu hình mạng thông tin sử
dụng giao thức định tuyến OSPF ” Đồ án được chia làm bốn phần:
Phần I: Tổng quan về mạng máy tính
Phần II: Định tuyến và các giao thức định tuyến
Phần III: Thiết kế và cấu hình mạng sử dụng giao thức OSPF
Phần IV: Kiểm tra và gỡ rối mạng sử dụng giao thức OSPF
Thiết kế mạng là một đề tài rất phức tạp, đòi hỏi các kỹ sư phải có sự hiểu
biết rất sâu về hoạt động của mô hình OSI, mô hình TCP/IP cũng như
hoạt động của các giao thức định tuyến. Trong phạm vi đề tài này em chỉ
xem xét vấn đề thiết kế mạng khi sử dụng giao thức OSPF, chắc chắn
trong quá trình làm không tránh phải các thiếu sót, em rất mong các thầy
cô chỉ bảo để đồ án của em có thể hoàn thành tốt đẹp.
Em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến tất cả các thầy cô trường
ĐHBKHN đã dìu dắt em trong suốt 5 năm học đại học tại trường và đặc
biệt là thầy Nguyễn Văn Khang, thầy Nguyễn Khắc Kiểm là các thầy

Mạng cục bộ ( Local Area Networks- viết tắt là LAN ): Là mạng được cài
đặt trong một phạm vi nhỏ ( trong một toà nhà, một trường học ...),
khoảng cách tối đa giữa các máy tính chỉ vài km trở lại.
Mạng đô thị ( Metropolitan Area Networks - viết tắt là MAN ): Là mạng
được cài đạt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã
hội, khoảng cách tối đa giữa các máy tính vào khoảng 100 km trở lại
Mạng diện rộng ( Wide Area Networks – viết tắt là WAN ): Phạm vi của
mạng trải rộng trong phạm vi một quốc gia, hoặc giữa các quốc gia trên
toàn thế giới.
Mạng toàn cầu ( Global Area Network – viết tắt là GAN ): Kết nối các
máy tính từ các châu lục khác nhau. Các kết nối này thường được thực
hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
2.2. Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng
Ngoài cách phân loại trên, người ta còn có thể phân loại mạng theo
kiến trúc mạng ( topo mạng và giao thức sử dụng ). Theo cách phân loại
này, có các loại mạng như:
• Mạng SNA ( Systems Network Architecture ) của IBM.
• Mạng NA ( Digital Network Architecture ) của DEC
• Mạng ISO ( theo kiến trúc chuẩn quốc tế )
• Mạng TCP/IP
II. Mô hình tham chiếu OSI
1. Giới thiệu mô hình OSI
Mô hình mạng máy tính do tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế
( International Standard Organization – ISO ) đưa ra năm 1983 được gọi
là mô hình tham chiếu các hệ thống mở ( Open Systems Interconect
referent model - OSI). Các điều khoản mô tả trong mô hình được sử dụng
rộng rãi trong lý thuyết truyền thông, do đó, trong thực tế khó có thể nói
về truyền thông mà không sử dụng thuật ngữ của OSI. Mô hình tham
chiếu OSI bao gồm 7 lớp như sau:
Hình 1-1: Mô hình OSI

Tầng trình diễn : Tiêu chuẩn hoá dữ liệu cung cấp cho tầng ứng dụng.
Tầng phiên : Quản trị các phiên làm việc giữa các ứng dụng.
Tầng giao vận : Cung cấp kết nối trạm-trạm, xử lý lỗi.
Tầng mạng : Thực hiện việc kết nối qua mạng cho các tầng trên.
Tầng liên kết dữ liệu : Cung cấp phân phát dữ liệu tin cậy qua đường
truyền vật lý.
Tầng vật lý : Định rõ các đặc thù của thiết bị mạng.
Việc phân tầng của OSI tuân theo một số nguyên tắc sau :
-Mỗi lớp cần thực hiện các chức năng được định nghĩa rõ ràng.
-Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa
các quy tắc chuẩn hoá quốc tế.
-Danh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất
( tham số cho chương trình con là ít ).
-Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong
cùng một lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp. Một mức có thể
được phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết. Các mức con có thể lại bị loại
bỏ.
-Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với nhau nếu chúng
bảo đảm những nguyên tắc chung ( cài đặt cùng một giao thức truyền
thông ).
-Các chức năng được tổ chức thành một tập các tầng đồng mức
cung cấp chức năng như nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao
thức chung.
-Một tầng không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một
chức năng truyền thông có thể được thi hành bởi một số giao thức. Do
vậy, mỗi tầng có thể chứa nhiều giao thức, mỗi giao thức cung cấp một
dịch vụ phù hợp cho chức năng của tầng.
-Mỗi mức ngang hàng giao thức truyền thông ( sự bổ xung của các
giao thức cùng mức tương đương trên hệ thống khác). Mỗi mức phải
được chuẩn hoá để giao tiếp với mức tương đương với nó. Trên lý thuyết,

các frame bằng cách ghi một số byte đặc biệt vào đầu và cuối frame. Giải
quyết vấn đề thông lượng truyền giữa bên gửi và bên nhận (Vấn đề này
có thể được giải quyết bởi một số lớp trên ).
2.3. Tầng mạng ( Network layer )
Vấn đề chủ chốt của tầng mạng là dẫn đường, định rõ các gói tin
( packet ) được truyền theo những con đường nào từ nguồn đến đích. Các
con đường này có thể cố định, ít bị thay đổi, được thiết lập khi bắt đầu
liên kết hay động (dynamic) thay đổi tuỳ theo trạng thái tải của mạng.
Nếu có nhiều gói tin truyền trên mạng có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn,
tầng mạng phải giải quyết vấn đề này.
Thực hiện chức năng giao tiếp với các mạng bao gồm việc đánh lại địa
chỉ, cắt và tái hợp gói tin cho phù hợp với các mạng.
Ngoài ra tầng mạng còn thực hiện một số chức năng kế toán, ví dụ : Một
số Firewall ( packet filtering ) được cài đặt trên tầng này để thống kê số
lượng các gói tin truyền qua mạng hay ngăn chặn hoặc cho phép các gói
tin của giao thức nào đó.
2.4. Tầng giao vận ( Transport layer )
Kiểm soát việc truyền tin từ nút tới nút ( end-to-end ): Bắt đầu từ
tầng này, các thực thể đã có thể nói chuyện một cách logic với nhau.
Thực hiên việc ghép kênh và phân kênh: Mỗi ứng dụng có thể gửi dữ liệu
đi theo nhiều con đường, một đường truyền lại có thể được nhiều ứng
dụng sử dụng, phân kênh/ hợp kênh giải quyết vấn đề phân chia dữ liệu
cho các ứng dụng.
Khắc phục sai sót trong quá trình truyền tin: Việc khắc phục sai sót được
thực hiện trên nhiều tầng khác nhau, nhưng hiệu quả nhất là ở các tầng
cao, việc khắc phục sai sót làm ở tầng giao vận là hợp lý nhất.
2.5. Tầng phiên ( Session layer )
Tầng này cho phép người sử dụng trên các máy khác nhau thiết
lập, duy trì, huỷ bỏ, đồng bộ phiên truyền thông giữa họ. Cung cấp một số
dịch vụ hữu ích cho người sử dụng như cho phép người dùng login vào hệ

tra lỗi xuất hiện lặp lại trong một số tầng. Điều này có nguyên nhân do
mô hình OSI được chia làm các tầng khác nhau, mỗi tầng tương ứng với
một đối tượng độc lập (có dữ liệu và các phương thức riêng của nó, độc
lập với các đối tượng khác).
Mô hình OSI không có các dịch vụ và giao thức không hướng kết nối
mặc dù hầu hết các mạng đều có sử dụng. Mô hình quá phức tạp cho việc
cài đặt làm cho OSI khó có thể ứng dụng rộng rãi trên thực tế.
III. Giao thức TCP/IP
1. Tổng quan
Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet
và được dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet.
TCP ( Transmission Control Protocol ) là giao thức thuộc tầng vận
chuyển và IP ( Internet Protocol ) là giao thức thuộc tầng mạng của mô
hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức được sử dụng rộng
rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng.
Hiện nay các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức
TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật
khác nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một tổ hợp các giao thức cho
phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp
phương tiện truyền thông liên mạng.
2. Ưu điểm củaTCP/IP
Giao thức chuẩn mở sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và
hệ điều hành. TCP/IP là giao thức lý tưởng cho việc hợp nhất phần cứng
và phần mềm khác nhau, ngay cả khi truyền thông trên Internet. Sự độc
lập rành mạch với phần cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất
các mạng khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng
Token ring, mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25, mạng ảo và mọi
loại môi trường vật lý truyền thông.
Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất
một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet.

TCP, UDP, vv...). Mỗi khi có công nghệ phần cứng xuất hiện, những
giao thức tầng mạng phải được phát triển để TCP/IP có thể sử dụng phần
cứng mới ( thông thường đó chính là các trình điều khiển của chính nhà
cung cấp phần cứng đó ). Các chức năng trình diễn trong tầng này bao
gồm đóng gói gói thông tin IP thành các "Frame" được truyền dẫn trên
mạng và chuyển địa chỉ IP thành địa chỉ vật lý sử dụng bởi mạng máy
tính. Một trong số các điểm mạnh của TCP/IP là địa chỉ của nó được phối
hợp sao cho trên mạng Internet không có một thiết bị mạng nào cùng tên.
Địa chỉ này phải được chuyển đổi thích hợp với địa chỉ mạng vật lý nơi
mà dữ liệu được truyền đi.
5.2. Tầng Internet (Internet Layer)
Hình 1-4 : Mô hình TCP/IP và các giao thức tầng Internet
Tương ứng với tầng network trong mô hình OSI, với mục đích là
lựa chọn đường đi tốt nhất cho các packet trên mạng. Giao thức chính
trong tầng này là IP, giao thức này có nhiệm vụ địa chỉ nguồn và đích của
gói tin, định tuyến các packet tới đúng đích. Ngoài ra còn các giao thức
như ICMP, ARP, RARP.
5.2.1. Giao thức truyền thông IP (Internet Protocol)
Mục đích của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng
con thành liên mạng để truyền dữ liệu.
Tất cả các hệ thống thành viên của liên mạng đòi hỏi phải cài đặt IP ở
tầng mạng.
IP là giao thức truyền thông kiểu không liên kết ( Connectionless ) nghĩa
là không cần có giai đoạn thiết lập trước khi truyền dữ liệu. Mỗi gói tin
được truyền đi trên mạng một cách độc lập, chính việc dữ liệu đi tới đích
theo nhiều đường khác nhau tạo nên tính mềm dẻo cho Internet.
Đơn vị dữ liệu truyền trong IP được gọi là packet có khuôn dạng như
hình vẽ sau:
0 31
VERS HLEN SERVICE

IP option : Chứa các thông tin như: "dò" đường, bảo mật, xác
nhận thời gian.
Padding : Trường điền thêm các số 0 để đảm bảo header kết
thúc tại một địa chỉ bội của 32
Source IP address, destination IP address: Chứa địa chỉ của Host gửi và
địa chỉ của Host đích.
Tầng IP làm công việc định tuyến các gói tin qua mạng Internet từ
máy tính này tới máy tính khác, qua các mạng khác nhau cho tới khi nó
đến được trạm đích hoặc bị lỗi. Việc truyền gói tin qua các mạng được
thực hiện thông qua một thiết bị kết nối giữa hai mạng gọi là Router. Khi
một thông tin truyền qua các mạng khác nhau, nó có thể bị chia ra thành
nhiều gói nhỏ hơn. Thông tin truyền có thể quá lớn để có thể truyền trên
một gói tin trên một mạng khác. Vấn đề này chỉ gặp phải khi Router
được nối giữa các mạng vật lý khác nhau. Mỗi kiểu mạng quy định gói tin
có một độ dài tối đa có thể truyền ( Maximum Transmission Unit-MTU )
nếu thông tin nhận được từ mạng này mà có MTU dài hơn của mạng kia,
nó cần phải được chia nhỏ ra thành nhiều mảnh để truyền.
Việc xử lý như vậy được gọi là sự phân mảnh,ví dụ: IP phải cắt gói tin
Ethernet thành những gói thông tin nhỏ hơn để truyền qua mạng X.25.
Định dạng của mỗi gói tin chia cắt giống như với từng bản tin. Trường
thứ hai của header chứa thông tin sử dụng cho quá trình tập hợp lại
bản tin bao gồm: Gói tin thuộc bản tin nào, vị trí của nó trong toàn bộ
dòng dữ liệu truyền, gói tin đã được kết nối chưa .
Khi những gói tin truyền đến một Router quá nhanh, chúng có thể bị loại
bỏ và IP trả lại một thông báo lỗi (ICMP).
5.2.2. Giao thức chuyển địa chỉ ARP (Address Resolution
Protocol)
Mọi máy tính cùng nằm trên một mạng vật lý có thể gửi frame vật
lý trực tiếp cho nhau nên việc truyền thông tin giữa hai máy tính trong
cùng một mạng vật lý không cần sử dụng Router. Việc dẫn đường trực

trường đi sau nó.
5.2.3 Giao thức chuyển ngược địa chỉ RARP ( Reverse Address
Resolution Protocol )
Trong trường hợp máy trạm không có thiết bị nhớ phụ, và vì vậy
nó không biết địa chỉ IP của chính mình khi khởi động, người ta sử dụng
cơ chế chuyển ngược địa chỉ (Reverse Address Resolution Protocol -
RARP) hoạt động tương tự ARP để giải quyết vấn đề này. Theo cơ chế
đó, có một máy chủ chứa bảng địa chỉ IP của các máy trạm, khi máy trạm
khởi động, nó gửi một request tới tất cả các máy và máy chủ gửi trả lại
một gói tin chứa địa chỉ IP của máy trạm yêu cầu. Gói tin RARP thực
chất giống gói tin ARP trong đó một trường đảo thay đổi giá trị .

Hình 1-8 :RARP được sử dụng lấy một địa chỉ IP
5.2.4. Giao thức điều khiển truyền tin (Internet Control Message
Protocol - ICMP)
Việc định tuyến qua các mạng sử dụng giao thức điều khiển truyền
tin ( Internet Control Message Protocol – ICMP ) gửi các thông báo làm
các công việc: Điều khiển, thông báo lỗi và chức năng thông tin cho
TCP/IP.
Thông thường ICMP được gửi khi một gói tin không thể đi tới đích, một
Router không còn đủ chỗ nhớ để nhận thêm gói tin hay một Router hướng
dẫn máy tính sử dụng Router khác để truyền thông tin theo một con
đường tối ưu hơn..
Gói tin ICMP
Mặc dầu mỗi thông báo ICMP có một kiểu định dạng riêng của nó,
song các thông báo đều chứa 3 trường đầu tiên giống nhau:
Type : Định nghĩa thông báo đi sau.
Code : Cung cấp thông tin thêm về thông báo.
Checksum : Chứa checksum của thông báo
Type Field ICMP Message Type

quan trọng nhất của tầng này là Transmission Control Protocol (TCP) và
User Datagram Protocol (UDP). TCP cung cấp dịch vụ chuyển giao thông
tin có kết nối (connection-oriented), nó bao gồm cả việc kiểm tra và sửa
lỗi. UDP cung cấp dịch vụ kém tin cậy hơn (unreliable) và không thiết
lập liên kết trước ( connectionless ). Cả hai giao thức đều chuyển giao
thông tin giữa tầng ứng dụng và tầng Internet. Chương trình ứng dụng có
thể lựa chọn dịch vụ nào thích hợp với nó.
5.3.1. Giao thức không kết nối (User Datagram Protocol - UDP)
UDP cho phép chương trình ứng dụng truy cập trực tiếp đến gói tin
của dịch vụ chuyển giao giống như dịch vụ mà giao thức IP cung cấp. Nó
cho phép ứng dụng trao đổi thông tin qua mạng với ít thông tin điều
khiển nhất. UDP là giao thức không kết nối, không tin cậy vì nó không có
cơ chế kiểm tra lỗi của dữ liệu truyền.
0 31
SOURCE PORT DESTINATION PORT
MESSAGE LENGTH CHECKSUM
DATA
Hình 1-12 : Gói tin UDP
Source Port : Cổng nguồn
Destination Port : Cổng đích
Checksum : Checksum kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu
Mỗi gói thông tin UDP gọi là một Datagram được phân làm 2 phần
header và data trong đó header chứa thông tin về địa chỉ cổng nguồn, địa
chỉ cổng đích, độ dài của gói và checksum
Phân kênh (Demutiplexing), hợp kênh (Multiplexing) và Cổng
(Ports)
Phân kênh, hợp kênh chính là việc lựa chọn những tiến trình ứng
dụng ở lớp ứng dụng trên trong một số lớn các tiến trình sử dụng giao
thức UDP và TCP. Cả TCP và UDP đều sử dụng số cổng ( hay sockets )
để chọn ra những ứng dụng tương ứng với gói thông tin chuyển đến dựa