TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TÌM HIỂU VỀ MẠNG LAN ETHERNET VÀ TRIỂN KHAI MÔ
HÌNH MẠNG LAN ẢO

Hà Nội – 2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI


KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
____________________

PHẠM BÁ VƯƠNG
TÌM HIỂU VỀ MẠNG LAN ETHERNET VÀ TRIỂN KHAI MÔ
HÌNH MẠNG LAN ẢO
Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
Mã ngành: D480201
Người hướng dẫn: ThS. Hoàng Minh Quang

Hà Nội – 2016


LỜI CAM ĐOAN
Em tên Phạm Bá Vương, là sinh viên đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội, em xin cam đoan:
•

Em có tìm hiểu nội dung nghiên cứu trong đồ án này và không sao

chép hoàn toàn từ bài nghiên cứu nào khác.


Domain Name System

FTP

File Transfer Protocol

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

LAN

Local Area Network

MAC

Media Access Control

UDP

User Datagram Protocol

TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

VLAN

Virtual Local Area Network

cho những người có trách nhiệm lãnh đạo công ty, tổ chức hay nhà trường đó
dễ dàng quản lý nhân viên và điều hành công ty.
Vì thế đề tài “Tìm hiểu về mạng LAN Ethernet và triển khai mô
hình mạng LAN ảo” được tiến hành nhằm góp phần giúp người đọc hiểu rõ
hơn các kiến thức cơ bản về mạng LAN và cách mạng LAN hoạt động.
•

Mục tiêu đề tài
Sau đề tài này sinh viên sẽ có khả năng ôn tập, thực hành ,nắm vững

được những kiến thức cơ bản về mạng máy tính như:
–
–

Tổng quan về mạng máy tính cũng như mạng LAN
Hiểu được cách hoạt động và cách thiết lập một mạng VLAN


9

–

Thiết kế, xây dựng được một hệ thống mạng LAN đơn giản cho trường

học hoặc công ti, văn phòng
• Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đề tài có thể được áp dụng sử dụng làm mô hình kết nối mạng cho các
trường học hoặc công ty
•
–

Khái niệm về mạng máy tính

1.1.

Mạng máy tính hay hệ thống mạng (tiếng Anh: computer network hay
network system) là sự kết hợp các máy tính lại với nhau thông qua các thiết bị
nối kết mạng và phương tiện truyền thông (giao thức mạng, môi trường truyền
dẫn) theo một cấu trúc nào đó và các máy tính này trao đổi thông tin qua lại
với nhau.
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.

Hình 1.: Mô hình mạng máy tính 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 trên đĩa mềm, 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 điểm sau:
•

Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.


11

•

Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng
chung dữ liệu của đề án, dùng chung tập tin chính của đề án, họ trao

• Vấn đề giáo dục thanh thiếu niên cũng trở nên khó khăn hơn vì các em
có thể tham gia vào các việc trên mạng mà cha mẹ khó kiểm soát nổi.


12

•

Hơn bao giờ hết với phương tiện thông tin nhanh chóng thì sự tự do
ngôn luận hay lạm dụng quyền ngôn luận cũng có thể ảnh hưởng sâu
rộng hơn trước đây như là adware và spam mail

1.2.
Phân loại mạng máy tính :
1.2.1. Phân loại theo phạm vi địa lý :

Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại
mạng như sau:
•

Mạng cục bộ LAN (Local Area Network): là mạng được lắp đặt trong
phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km. LAN
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.
• 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.

thường mạng có các dạng cấu trúc:
•
•
•
•
•

Mạng hình sao (Star Topology)
Mạng tuyến tính (Bus Topology)
Mạng hình vòng (Ring Topology)
Mạng chu chình (Loop Topology)
Mạng kết hợp

Hình 1.: Một số topo mạng
1.2.4. Phân loại theo mô hình mạng:

Các mô hình dưới đây, TCP/IP và OSI là các tiêu chuẩn, không phải là
các bộ lọc hay phần mềm tạo giao thức.
•

OSI : hay còn gọi là "Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở",
viết ngắn là OSI Model hoặc OSI Reference Model là thiết kế dựa trên
sự phát triển của ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế) và IUT-T. Mô hình

bao gồm 7 tầng:
– Tầng ứng dụng (Lớp 7): cho phép người dùng (con người hay phần
mềm) truy cập vào mạng bằng cách cung cấp giao diện người dùng, hỗ
trợ các dịch vụ như gửi thư điện tử truy cập và truyền file từ xa, quản lý
CSDL dùng chung và một số dịch vụ khác về thông tin.
– Tầng trình diễn (Lớp 6): thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến cú pháp

Tầng liên kết dữ liệu thực hiện truyền gói dữ liệu giữa hai thiết bị trong
cùng một mạng, còn tầng mạng đảm bảo rằng gói dữ liệu sẽ được
chuyển từ nơi gửi đến đúng nơi nhận. Tầng này định nghĩa một dạng
thức của gói và của giao thức là IP.
– Tầng liên kết dữ liệu: Sử dụng để truyền gói dữ liệu trên một môi
trường vật lý.


16

Hình 1.: Mô hình mạng TCP/IP và OSI
1.2.5. Phân loại theo mô hình ứng dụng mạng:
• Mô hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network)
• Mô hình mạng khách chủ (Client – Server Network / Server Based

Network)

Hình 1.: Mô hình mạng ngang hang và khách chủ
1.3.

Mạng LAN Ethernet ( Mạng cục bộ ):

1.3.1. Khái niệm

Ethernet là một họ lớn và đa dạng gồm các công nghệ mạng dựa khung
dữ liệu dành cho mạng LAN. Tên Ethernet xuất phát từ khái niệm Ête trong
ngành vật lý học. Ethernet định nghĩa một loạt các chuẩn nối dây và phát tín


17


Đặc trưng tốc độ tin cậy


18

Tỷ suất lỗi trên mạng LAN thấp hơn nhiều so với mạng diện rộng, có
thể đạt tới 10-8 đến 10-11.
•

Đặc trưng quản lý
Mạng LAN thường là sở hữu riêng của một tổ chức nào đó (trường học,

doanh nghiệp) do vậy việc quản lý khai thác hoàn toàn tập trung, thống nhất.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mạng, các đặc trưng nói
trên cũng chỉ mang tính chất tương đối. sự phân biệt giữa mạng LAN và mạng
diên rộng WAN sẽ ngày càng “mờ” hơn.
•

Đặc trưng cấu trúc
Nhìn chung tất cả các máy tính đều có chung một số thành phần, chức

năng, và đặc tính nhất định đó là:
–
–

Máy chủ: Cung cấp tài nguyên chung cho người dùng mạng
Máy khách: Truy cập các tài nguyên mạng dùng chung do máy chủ

cung cấp

– LEN: Giá trị của trường nói lên độ lớn của phần dữ liệu mà
khung mang theo.
– FCS mang CRC (cyclic redundancy checksum): Phía gửi sẽ tính
toán trường này khi truyền khung. Phía nhận tính toán lại CRC
này theo cách tương tự. Nếu hai kết quả trùng nhau, khung được
xem là nhận đúng, ngược lại khung coi như là lổi và bị loại bỏ.
• Cấu trúc địa chỉ:
Mổi giao tiếp mạng Ethernet được định danh duy nhất bởi 48 bit địa chỉ
(6 octet).
Đây là địa chỉ được ấn định khi sản xuất thiết bị, gọi là địa chỉ MAC
(Media Access Control Address).
Địa chỉ MAC được biểu diễn dưới dạng địa chỉ Hexa (hệ cơ số 16). Ví
dụ: 00:60:97:8F:4F:86 hoặc 00-60-97-8F-4F
Kết hợp ta sẽ có địa chỉ MAC duy nhất cho một giao tiếp mạng
Ethernet. Địa chỉ MAC được sữ dụng làm địa chỉ nguồn và đích trong khung
Ethernet.
•
–
–
–
•

Các loại khung:
Khung Unicast
Khung broadcast
Khung Multicast
Mạng Ethernet gồm những thành phần chính sau:


20

Ethernet dùng cho sợi quang hoạt động ở tốc độ 10 Mb/s, ra đời năm
1993.
• Các hệ thống Ethernet 100 Mb/s
– 100 Base T: Chuẩn Ethernet hoạt động với tốc độ 100 Mb/s trên cả cáp
xoắn đôi cả sợi quang.


21

–

100 Base X: Chuẩn X nói lên đặc tính mã hóa đường truyền của hệ
thống này ( sử dụng phương pháp mã hóa 4B/5B của chuẩn FDDI). Bao

gồm 2 chuẩn 100 Base FX và 100 Base TX.
– 100 Base FX: Tốc độ 100 Mb/s, sử dụng cáp quang đa mode
– 100 Base TX : tốc độ 100 Mb/s, sử dụng cáp xoắn đôi.
– 100 Base T2 và 100 base T4: các chuẩn này sử dụng 2 cặp cáp xoắn đôi
Cát 3 trở lên tuy nhiên hiện nay 2 chuẩn này ít được sử dụng.
• Các hệ thống Giga Ethernet:
– 1000 base X: chữ X nói lên đặc tính mã hóa đường truyền ( chuẩn này
dựa trên kiểu mã hóa 8B/ 10 B dùng trong hệ thống kết nối tốc độ cao
Fibre Channel được phát triển bơi ANSI). Chuẩn này gồm 3 loại:
+ 1000 BaseX-SX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng
ngắn.
+ 1000 BaseX-LX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng
dài.
+ 1000 BaseX-CX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang cáp đồng.
– 1000 BaseT hoạt động ở tốc độ Gigabit, băng tần cơ sở trên cáp xoắn
cặp Cat5 trở lên. Sử dụng kiều mã hóa đường truyền riêng để đạt tốc độ

–
–
1.3.6.
•
•
•
•
•
•

RS-232
RS-449
S-422
Các thiết bị kết nối:
Card Mạng:
Bộ tập trung (Hub)
Bộ lặp (Repeater)
Cầu (Bridge)
Bộ định tuyến ( Router )
Bộ chuyển mạch ( Switch )

1.3.7.
•
–
–
•
–

Phương thức truyền dẫn và đường truyền vật lý:
Phương thức truyền dẫn.

miền quảng bá (broadcast), mỗi gói quản bá từ một host nào đó đều đến được
các host còn lại trong mạng. Mỗi cổng trong switch là một miền đụng độ
(collision), vì vậy người ta sử dụng switch để chia nhỏ miền collision, nhưng
nó không ngăn được miền quảng bá. Nó gồm có những vấn đề sau:
•

Vấn đề băng thông: trong một số trường hợp một mạng Campus ở lớp
2 có thể mở thêm một số tòa nhà cao tầng nữa, hay một số người dùng
tăng lên thì nhu cầu sử dụng băng thông cũng tăng, do đó khả năng
thực thi của mạng cũng giảm.

•

Vấn đề bảo mật: mỗi người dùng nào cũng có thể thấy các người dùng
khác trong cùng một mạng phẳng (flat network), do đó rất khó bảo mật.

•

Vấn đề về cân bằng tải: trong mạng phẳng ta không thể thực hiện
truyền trên nhiều đường đi, vì lúc đó mạng dễ bị vòng lặp, tạo nên cơn


24

bão quảng bá (broardcast storm) ảnh hưởng đến băng thông của đường
truyền. Do đó không thể chia tải (còn gọi là cân bằng tải).
Với mạng LAN thông thường, các máy tính trong cùng một địa điểm
có thể được kết nối với nhau thành một mạng LAN, chỉ sử dụng một thiết bị
tập trung như hub hoặc switch. Có nhiều mạng LAN khác nhau cần rất nhiều
bộ hub, switch. Tuy nhiên thực tế số lượng máy tính trong một LAN thường

nhau.
– Thiết lập cấu hình mạng bằng phần mềm mà không phải đấu nối lại dây
cáp

Hình 2.2: Phân lớp mạng theo kiểu VLAN