TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Bài giảng môn học: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG
Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Thành Email : nvanthanh@ntt.edu.vn Phone : 09 1819 3131
Số tín chỉ: 3 Tổng số tiết: 60 tiết (30 LT + 30 TH)
MH – Thiết kế hệ thống mạng
Bài 1: Tổng quan về thiết kế mạng
Bài 2: Tiêu chuẩn thiết kế mạng LAN
Bài 3: Cấu hình thiết bị mạng
Bài 4: Các kỹ thuật Layer-2 trong TKM
Bài 5: Các kỹ thuật Layer-3 trong TKM
Trung tâm đào tạo SmartPro
Bài 6: Các kỹ thuật Layer-4 trong TKM
Bài 7: Ứng dụng Access-List trong TKM
2
Bài 2: Tiêu chuẩn thiết kế mạng LAN
Tổng quan mạng cục bộ (LAN)
Thiết bị mạng LAN
Tiêu chuẩn Ethernet
Tiêu chuẩn TIA/EIA 568
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
Trung tâm đào tạo SmartPro
Chuẩn thiết kế mạng TCVN-10251_2013
3
Tổng quan mạng cục bộ (LAN)
• LAN (Local Area Network)
• Là hệ thống mạng kết nối giữa các máy tính / thiết bị trong khu vực cục bộ, tương đương: phòng (room) / tầng lầu (floor) / tòa nhà (building) / khu đất (campus).
• Các mô hình kết nối LAN:
• Ít cáp, dễ lắp đặt, giá thành rẻ ▪ Ùn tắc lưu lượng chuyển trong mạng lớn (Broadcast) ▪ Khó phát hiện hư hỏng, muốn sửa phải ngưng toàn bộ hệ thống
• Bus topology:
▪ Các thiết bị kết nối mạng độc lập, do đó một thiết bị
hỏng thì mạng vẫn hoạt động được.
▪ Cấu trúc đơn giản, dễ mở rộng, thu hẹp.
▪ Single point of failure
4
• Star Topology
Thiết bị mạng LAN
• Thiết bị mạng cho Bus Topology
• Card mạng đầu nối BNC. • Lắp vào máy tính qua PCI slot.
• Card mạng (Network Interface Card - NIC)
• Dùng cáp đồng trục (Coaxial) • Loại mập (Thick cable): max 500m • Loại ốm (Thin cable): max 185m
• Cáp mạng (Network Cable)
• Phụ kiện:
• Đầu nối cáp: BNC • Đầu nối chữ T (T-Connector) • Terminator: lắp vào ʹ điểm đầu và cuối của đoạn Bus.
- 5 -
Thiết bị mạng LAN
• Thiết bị mạng cho Star Topology
• Card mạng đầu nối RJ-45. • Lắp vào máy tính qua PCI, PCI-e slot.
• Card mạng (Network Interface Card - NIC)
• Dùng cáp xoắn đôi (Twist pair) • Max length: 100m
• Cáp mạng (Network Cable)
• Phụ kiện:
• Đầu nối cáp: RJ-45 • Hub hoặc Switch.
- 6 -
Thiết bị mạng LAN
• Các loại cáp Twist-pair:
• UTP (Unshield Twist-pair): Cáp không vỏ chống nhiễu
• Drain Wire: dây xé vỏ cáp. • Foil: lớp lá kim loại chống nhiễu (ký hiệu: F) • Metal braid: lớp lưới kim loại chống nhiễu (ký hiệu: S).
- 7 -
• STP (Shielded Twist-pair): Cáp có vỏ chống nhiễu.
Thiết bị mạng LAN
• Hub
• Là thiết bị tập trung trong mô hình Star.
• Dữ liệu từ máy tính đi tới Hub sẽ lan truyền trên tất cả port.
• NIC trên máy tính sẽ nhận tất cả các loại dữ liệu ȋkể cả dữ liệu có
đích đến là máy tính khác.
• Máy tính nhận dữ liệu vào dựa trên MAC address của gói tin.
• Sử dụng cơ chế truy cập dường truyền CSMA/CD
- 8 -
• Tại một thời điểm, chỉ có 1luồng dữ liệu chạy trên Hub.
Thiết bị mạng LAN
• Switch:
• Là thiết bị tập trung trong mô hình Star.
• Trên Switch có bộ nhớ lưu trữ MAC thiết bị và port tương ứng.
• Căn cứ vào giá trị Destination MAC address ghi trên gói tin, Switch
sẽ chuyển mạch tới Port có MAC address tương ứng.
• NIC trên máy tính chỉ nhận được dữ liệu máy khác gởi cho nó.
• Tại một thời điểm, có nhiều luồng dữ liệu chạy trên Switch
• Bridge:
- 9 -
• Xem như là Switch có 2 port.
Thiết bị mạng LAN
• Media Converter:
• Là những thiết bị chuyển đổi môi trường truyền dẫn.
• Twist-pair to Coaxial media Converter: chuyển đổi BNC – UTP.
• Fiber Converter: chuyển đổi Quang – Điện.
• Access Point: chuyển đổi Sóng – Điện.
- 10 -
.
Thiết bị mạng LAN
• Repeater:
• Bộ lặp lại tín hiệu – tiếp nhận tín hiệu yếu => phát lại thành tín
hiệu mạnh hơn.
• Repeater dùng dẫn tín hiệu đi xa hơn
- 11 -
.
Thiết bị mạng LAN
• Access Point:
• Điểm truy cập không dây cho mạng nội bộ Wireless LAN – WLAN
hay Wi-Fi)
• Chuyển đổi giữa tín hiệu không dây (dạng sóng cao tần) sang có
dây (dạng điện)
• Có thể có các chức năng (options):
• Switch (4 port): chuyển mạch giữa các port • Router: định tuyến dữ liệu giữa LAN (gồm Switch và WLAN) và cổng
WAN.
• DHCP server: cấp phát thông số IP cho LAN • DNS server: giải đáp tên miền cho LAN
- 12 -
Thiết bị mạng LAN
• Router
• Là thiết bị kết nối giữa các mạng (LAN) khác nhau.
• Router định tuyến (chọn hướng đi)cho dữ liệu di chuyển giữa các
mạng.
• Những mạng khác nhau phải dùng IP address với Network ID khác
nhau.
• Các máy tinh trong mạng xem Router là nơi để dữ liệu của
- 13 -
máy có thể đi đến mạng khác (gọi là Gateway).
Thiết bị mạng LAN
• Firewall
• Là thiết bị / máy tính chắn giữa mạng nội bộ (LAN) và mạng bên
ngoài (internet)
• Firewall bảo vệ máy tính trong mạng LAN trước các cuộc tấn công
từ bên ngoài.
• Firewall có thể đặt ra các luật truy cập, giám sát, ghi nhận… các
- 14 -
cuộc truy cập từ mạng nội bộ ra bên ngoài và ngược lại.
Tiêu chuẩn mạng IEEE
• Các tổ chức chuẩn hóa về mạng:
• EIA (Electronic Industry Association)
• TIA (Telecom Industry Association)
• ISO (International Standard Organization)
• ANSI (American National Standard Institute)
• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
• Các bộ chuẩn của tiểu ban 802 của IEEE:
• 802 là tiểu ban (committee) chuyên trách chuẩn mạng cục bộ
• 802.3: Chuẩn cho mạng Ethernet
• 802.4: Chuẩn cho mạng Token-Bus
• 802.5: Chuẩn mạng Token-Ring
- 15 -
• 802.11: Chuẩn mạng Wireless LAN (WLAN).
Tiêu chuẩn mạng IEEE
• Một số tiêu chuẩn của Ethernet 802.3:
- 16 -
• Ethernet 802.3: quy chuẩn cho thiết bị mạng và cáp truyền dẫn.
Tiêu chuẩn Ethernet
• Một số tiêu chuẩn của Ethernet 802.11:
• Ethernet 802.11: quy chuẩn cho thiết bị mạng và môi trường
- 17 -
truyền dẫn không dây trong mạng nội bộ (Wireless LAN)
Tiêu chuẩn TIA/EIA
• Đặc điểm của hệ thống cáp có cấu trúc:
• Độc lập với ứng dụng: voice, video, data
• Phương tiện truyền dẫn: Cáp xoắn đôi và Cáp sợi quang
• Truyền dẫn tích hợp các loại tín hiệu: voice, video, data, control
• Sử dụng kỹ thuật Patching (gắn, lắp ghép) trên nhiều điểm nối cáp
- dùng cổng nối (port) và đầu nối (connector).
Tiêu chuẩn TIA/EIA
• Một số loại kết nối cáp có cấu trúc:
Tiêu chuẩn TIA/EIA
• TIA/EIA-568 Standard:
• Tiêu chuẩn về “Kết nối cáp cho Tòa nhà thương mại theo hệ thống
kết nối cáp có cấu trúc”
• Là tiêu chuẩn chỉ định chung cho nhiều loại sản phẩm kết nối cáp
viễn thông được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau.
• TIA/EIA-569 Standard:
• Tiêu chuẩn về “Không gian & Đường cáp cho Tòa nhà thương mại
theo hệ thống kết nối cáp có cấu trúc”
• Quy chuẩn môi trường truyền và thiết bị viễn thông bao gồm
• Pathway (đường cáp - cách cáp đi từ nơi này sang nơi khác) • Space (không gian - vị trí của các thiết bị và đầu cuối viễn thông)
- 20 -
Tiêu chuẩn TIA/EIA
• TIA/EIA-606 Standard
• Tiêu chuẩn về “Quản trị cơ sở hạ tầng viễn thông cho Tòa nhà
thương mại”
• Cung cấp một hệ thống hỗ trợ quản trị thống nhất, độc lập với các
ứng dụng.
• Thiết lập chỉ dẫn cho các chủ sở hữu, người dùng, nhà sản xuất, tư vấn, nhà thầu, nhà lắp đặt, quản trị viên… có liên quan đến việc quản trị (và đặt nhãn) cơ sở hạ tầng viễn thông
• TIA/EIA 607 Standard:
• Tiêu chuẩn về “Tiếp đất & Liên kế cho Tòa nhà thương mại” • Cho phép lập kế hoạch, thiết kế và lắp đặt hệ thống tiếp đất viễn thông, không cần biết về hệ thống viễn thông sẽ lắp đặt sau đó. • Hỗ trợ môi trường nhiều loại sản phẩm với nhiều nhà cung cấp,
- 21 -
cũng như thực tế tiếp đất cho các hệ thống.
Tiêu chuẩn TIA/EIA 568
• Quy chuẩn cho cáp 4 cặp xoắn (Twist-pair):
• Tín hiệu truyền đi trên 1 cặp dây xoắn. Các cặp dây xoắn lại với
nhau để giảm nhiểu điện.
• Cáp có 4 cặp xoắn: Cam, Xanh lá, Xanh dương , Nâu
• Quy chuẩn chức năng của các chân (pin) của cổng RJ-45:
Chân 1 & 2 Chân 3 & 6 Chân 4&5,7&8
• Chuẩn tốc độ 10/100 Mbps:
Interface (MDI) Truyền ra Nhận vào Không dùng
Hub/Switch (MDI-X) Nhận vào Truyền ra Không dùng
• Half duplex: truyền dữ liệu bằng 4 cặp: 1&2, 3&6, 4&5, 7&8 • Full duplex: truyền bằng 2 cặp: 1&2, 3&6, nhận bằng 2 cặp: 4&5, 7&8
• Chuẩn tốc độ 1000 Mbps:
- 22 -
• Chuẩn Gigabit Ethetnet bắt buộc thiết bị có cơ chế Auto-MDI.
Hệ thống cáp có cấu trúc
• Quy chuẩn cáp TIA/EIA 568-A và 568-B
T568A
T568B
Tiêu chuẩn cáp TIA/EIA 568
• Quy chuẩn cáp TIA/EIA 568-A và 568-B
• Dây chéo (Crossover): dùng nối 2 thiết bị mạng trong cùng một
loại (cùng là interface – MDI hay cùng là Switch – MDI-X).
• Dây thẳng (Straight-through): dùng kết nối 2 thiết bị mạng
- 24 -
không cùng loại. (nối MDI với MDI-X).
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Phân bố cấu trúc cáp theo khu vực:
CD
Campus Backbone Cabling
BD
BD
• Dựa theo ISO11801-EN50173-1
CD
Campus Distributor
Building Backbone Cabling
BD
Building Distributor
FD
FD
FD
FD
FD
FD
FD
Floor Distributor
CP
Horizontal Cabling
Consolidati on Point
CP
TO
Telecom Outlet
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
T O
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Phân bố cấu trúc cáp theo khu vực:
• Cổng đấu nối cáp mạng tại bàn làm việc • Thường đặt âm tường.
• Telecom outlet:
• Đoạn cáp mạng đấu nối từ Outlet vào máy tính
• Patch core:
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Quy chuẩn phân bố các loại đường cáp:
< 5m
< 5m
Channel (< 100m) < 90m
Permanent Link
🕿
FLOOR DISTRIBUTOR
< 500m BUILDING BACKBONE
🕿
FLOOR DISTRIBUTOR
🕿
FLOOR DISTRIBUTOR
BUILDING DISTRIBUTOR
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Quy chuẩn phân bố các loại đường cáp:
Campus Distributor < 1500 m
< 1500 m
Campus Distributor
< 1500 m
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Quy chuẩn cáp ngang - Horizontal Cabling
• Kết nối giữa các phòng trong 1 tầng lầu (floor)
• Kết nối giữa Consolidation Point (CP) tới Work Area.
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Quy chuẩn tại nơi làm việc (Work Area)
• Patch cord: tối đa 5m.
Horizontal Cable
RJ45 (ISO P 8877) 2P P P 3 1 4
Telecom Outlet
8 pins 4 pairs T568 A-B
Patchcor d
8 wires 1 drain wire 4 twisted pairs
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Quy chuẩn tại nơi làm việc (Work Area)
• Quy chuẩn đặt Wall-outlet
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Quy chuẩn bố trí tại Phòng thiết bị (Equipment Room)
PATCH PANEL RJ45, OF or IDC
HORIZONTAL CABLE
PASSIVE EQUIPMENT
PATCHCORD RJ45-RJ45 IDC-IDC, RJ45-IDC OF (SC, ST, FDDI)
WORK AREA
ACTIVE EQUIPMENT
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
• Phòng Thiết Bị - Nơi Đặt Rack & Khoảng Cách
Tiêu chuẩn TIA/EIA 569
Tiêu chuẩn TCVN-10251_2013
• Tiêu chuẩn TCVN 10251-2013:
• Là bộ tiêu chuẩn Việt nam cho “Thiết kế, lắp đặt hệ thống cáp
thông tin trong tòa nhà” (Design, Installation telecommunication cable in building)
• Tương đồng với TIA/EIA của Hoa kỳ.
• Cấu trúc chung của hệ thống cáp thông tin trong tòa nhà
35
Tiêu chuẩn TCVN-10251_2013
• Cáp trong nhà chung cư, văn phòng:
36
Tiêu chuẩn TCVN-10251_2013
• TCVN-10251_2013 còn có các quy định:
• Yêu cầu thiết kế cáp đồng trong tòa nhà (mục 4.3)
• Yêu cầu lắp đặt cáp đồng trong tòa nhà (mục 4.4)
• Yêu cầu thiết kế cáp quang (mục 4.5)
• Yêu cầu lắp đặt cáp quang trong tòa nhà (mục 4.6)
• Yêu cầu về kết nối phần cứng của cáp đồng, cáp quang (mục 4.7)
37
(Sinh viên tham khảo thêm bộ TCVN-10251_2013)
