Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
ĐỀ TÀI
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN
trong cơ quan xí nghiệp
Giáo viên hướng dẫn :
Họ tên sinh viên : 2
Tìm hiểu 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.. 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 em trình bày về: “tìm hiểu 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.
Chương 3 – Mạng Lan và thiết kế mạng Lan , trong chương này trình
bày các kiến thức cơ bản về LAN, các phương pháp điều khiển truy cập trong
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 MỤC LỤC
Lời nói đầu...........................................................................................2
Các từ viết tắt trong đồ án.....................................................................3
Phần 1: Tổng quan về mạng
4
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Chương 1: Tổng quan mạng máy tính........................................................6
1.1.Khái niệm mạng máy tính...............................................................6
1.2.Phân loại mạng máy tính................................................................6
1.2.1. Phân loại theo phạm vi địa lý..............................................6
1.2.2. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch....................................8
1.2.2.1. Mạng chuyển mạch kênh...........................................8
1.2.2.2. Mạng chuyển mạch bản tin........................................8
1.2.2.3. Mạng chuyển mạch gói..............................................9
3.1.1.6. Bộ dẫn đường (router).............................................32
3.1.1.7. Bộ chuyển mạch(switch).........................................34
5
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
3.1.2. Hệ thống cáp dùng cho LAN.............................................35
3.1.2.1. Cáp xoắn..................................................................35
3.1.2.2. Cáp đồng trục...........................................................35
3.1.2.3. Cáp sợi quang..........................................................36
3.2. Thiết kế mạng LAN.....................................................................37
3.2.1. Mô hình phân cấp................................................................37
3.2.2. Mô hình an ninh an toàn......................................................38
3.2.3. Các bước thiết kế.................................................................42
3.2.3.1. Phân tích yêu cầu sử dụng..........................................42
3.2.3.2. Lựa chọn các thiết bị phần cứng..............................42
3.2.3.3. Các phần mềm mạng................................................43
3.2.3.4. Công cụ quản lý quản trị..........................................43
3.2.4. Xây dựng mạng LAN quy mô một toà nhà.......................43
3.2.4.1. Các thiết bị cần thiết................................................44
3.2.4.2. Phân tích yêu cầu.....................................44
3.2.4.3. Thiết kế hệ thống.....................................................45
phần 2: thiết kế mạng..............................................................47
1.yêu cầu thiết kế................................................................................47
2Phân tích thiết kế hệ thống.................................................................47
2.1 Hệ thống chuyển mạch..............................................................50
2.2 Hệ thống cáp..............................................................................50
3.cài đặt cấu hinh hệ thống..................................................................50
3.1 cài đặt dịch vụ cho server..............................................................50
3.2 thiết lập cấu hình TC/IP.................................................................50
3.3 thực hiện kiểm tra cỏc hoạt động của mang..................................54
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 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.
7
Hình 1-1: Mô hình mạng căn bản.
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
- 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.
- Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn , trao đổi giữa những
người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
- Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy
vẽ…).
- Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (Email ) và có thể sử
dụng mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một
thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các
8
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
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).
Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhưng hiệu xuất
xử dụng đường truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do cả hai bên đều hết
thông tin cần truyền trong khi các trạm khác không được phép sử dụng kênh
truyền này và phải tiêu tốn thời gian thiết lập con đường (kênh) cố định giữa 2
trạm.
Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.
1.2.2.2 Mạng chuyển mạch bản tin ( Message switched network)
Thông tin cần truyền được cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi là bản
tin. Trên bản tin có ghi địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa chỉ nơi
nhận để chuyển bản tin tới đích . Tuỳ thuộc vào điều khiện về mạng, các thông
tin khác nhau có thể được gửi đi theo các con đường khác nhau
Ưu điểm :
Hiệu xuất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền
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 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
các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ kết nối trung
tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( hình 2).
10
Hình 1-3. Cấu trúc mạng sao
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng cáp,
giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông
qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng.
Mô hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến. Với việc sử dụng
các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng
cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lý và vận
11
Hình 1-4. Cấu hình mạng vòng
Tìm hiểu 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 :
Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn.
Khi có sự cố hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, lỗi trên
đường dây cũng làm cho toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động. Cấu trúc này
ngày nay ít được sử dụng.
1.2.3.4. Mạng dạng kết hợp
Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến ( star/bus topology) : Cấu hình mạng
dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ
thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus
Topology. Ưu điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc
ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình
dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ
dàng đối với bất kỳ toà nhà nào.
12
terminator
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.
13
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Hình 2-1:Mô hình OSI bảy tầng
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
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 và
công bố năm 1984. Để các máy tính và các thiết bịi mạng có thể truyền thông
với nhau phải có những quy tắc giao tiếp được các bên chấp nhận. Mô hình OSI
là mộ khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi
lớp.
Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc
lập. Sự tách rời của mô hình nay mang lại lợi ích sau:
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 sự an toàn
trong truyền dữ liệu.
- Giao thức không liên kêt : Trước khi truyền dữ liệu không thiết
lập liên kêt logic mà mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói
tin trước hoặc sau nó.
Như vậy với giao thức có liên kêt , quá trình truyền thông phải gồm ba giai
đoạn phân biệt:
- Thiết lập liên kêt (logic): Hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống
thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai
đoạn sau(truyền dữ liệu).
- Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và
quản lý kèm theo ( như kiểm soat lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu,
cắt/ hợp dữ liệu …) Để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của
việc truyền dữ liệu .
- Huỷ bỏ liên kêt (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được
cấp phát cho liên kêt để dùng cho liên kêt khác.
Đối với giao thức không liên kêt thì chỉ duy nhất một giai đoạn truyền dữ
liệu mà thôi .
Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet ) được hiểu như là một đơn vị thông
tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính .Những
thông điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo thành các
gói tin ở các gói nguồn. Và những gói tin này khi đích sẽ được kết hợp lại thành
hdrhdrhdr
hdrhdr
hdr
trl
Application
Application
Presentation Presentation
Session
Session
Transport Transport
Network Network
Data Link
Data Link
Physical Physical
Hdr: phần đầu gói tin.
Trl: phần kiểm lỗi (tầng liên kết dữ liệu )
Data: phần dữ liệu của gói tin
Hình 2-2:Phương thức xác lập gói tin trong mô hình OSI
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
Trên quan điểm mô hình mạng phân tầng , mỗi tầng chỉ thực hiện 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.
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.
Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nảy sinh vấn đề hai
người sử dụng luân phiên phải lấy lượt để truyền dữ liệu. ở một thời điểm chỉ
có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các dịch vụ nhất định của
tầng phiên. Việc phân bổ tầng này thông qua việc trao đổi thẻ bài.
Tầng vận chuyển(Transport Layer):
Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và các
tầng trên, nó phân đoạn dữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết dữ liệu vào
một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việc bàn giao các thông
điệp giữa các thiết bị đáng tin cậy. Tầng này thiết lập duy trì và kết thúc các
mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau:
- Xếp thứ tự các phân đoạn: Khi một thông điệp lớn được tách
thành nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao , tầng vận chuyển sẽ sắp
xếp thứ tự trước khi giáp nối các phân đoạn thành thông điệp ban
đầu.
- Kiếm soát lỗi: Khi có phân đoạn bị thất bại , sai hoạc trùng lặp,
tầng vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại.
- Kiểm soát luồng : Tầng vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận để
xác nhận. Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ liệu kế tiếp
nếu bên nhận chưa gửi tín hiệu xác nhận rằng đã nhận được phân
đoạn dữ liệu trước đó đầy đủ.
Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn
trong dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất
của tầng mạng.
Tầng mạng (Network Layer):
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.
Tầng liên kết dữ liệu (Data Link):
Là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho các bit được truyền trên mạng. Tầng
liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước , địa chỉ máy gửi
và nhận của mỗi gói tin được gửi đi. Nó phải xác định được cơ chế truy cập
thông tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa đến
cho người nhận đã định.
Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trên cách kết nối các
máy tính , đó là phương thức “điểm- điểm” và phương thức “điểm- nhiều
18
Tìm hiểu thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp
điểm”. Với phương thức “điểm - điểm” các đường truyền riêng biệt được thiết
lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Phương thức “điểm- nhiều điểm” tất
cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý.
Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm
bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin
có lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thông báo cho
nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.
Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm hai loại chính là các giao thức
hướng ký tự và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây
dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã nào đó ( như ASCII hay
EBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị
phân( xâu bít ) để xây dựng các phần tử của giao thức (đơn vị dữ liệu , các thủ
tục), và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit một.
Tầng vật lý (Physical):
And
Hardware
Applications
TCP/UDP
ICMP
IP
ARP/RARP
Network Interface
And
Hardware
Hình 2-3: Kiến trúc TCP/IP