Đề tài: THIẾT KẾ MẠNG WAN CHO NGÂN HÀNG CHÍNH SÁCH XÃ HỘI TỈNH THÁI NGUYÊN

Chia sẻ: Nguyễn Anh Đức | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

359
lượt xem 129
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công nghệ thông tin hiện đang phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới. Nó được ứng dụng ở khắp mọi nơi, trong mọi lĩnh vực của đời sống, xã hội…Những phần mềm hỗ trợ quản lý, điều hành với hệ thống mạng LAN, WAN và Internet đã làm thay đổi một cách cơ bản phương pháp quản lý, điều hành truyền thống, làm thay đổi hoạt động kinh tế và định hướng chiến lược của tất cả các tổ chức trong xã hội. Mạng máy tính ra đời đã mang lại giá trị thực tiễn to lớn cho nhân loại thông qua việc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: THIẾT KẾ MẠNG WAN CHO NGÂN HÀNG CHÍNH SÁCH XÃ HỘI TỈNH THÁI NGUYÊN

LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Công nghệ thông tin và truyền thông đến nay em đã kết thúc khóa học. Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm khoa, các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em những vốn kiến thức và kinh nghiệm quý báu, cung cấp cho chúng em những điều kiện và môi trường học tập tốt nhất. Để hoàn thành được được đồ án tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Lê Tuấn Anh - giảng viên Trường công nghệ thông tin đã trực tiếp hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án. Cám ơn các thầy giáo, cô giáo và các bạn trong Trường Công Nghệ Thông Tin đã giúp đỡ em trong thời gian qua, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Nhưng do thời gian có hạn, kinh nghiệm và kiến thức thực tế còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo nhiệt tình từ phía thầy cô và các bạn để nâng cao khả năng chuyên môn và hoàn thiện kiến thức. Thái Nguyên, tháng 12 năm 2011 Sinh viên Dương Đức Thanh 1
LỜI CAM ĐOAN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định và đáp ứng được yêu cầu đề ra, bản thân em đã cố gắng nghiên cứu, học tập và làm việc trong thời gian dài. Em đã tham khảo một số tài liệu nêu trong phần “Tài liệu tham khảo” và không sao chép nội dung từ bất kỳ đồ án nào khác. Toàn bộ đồ án là do bản thân nghiên cứu, xây dựng nên. Em xin cam đoan những lời trên là đúng, mọi thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước thầy giáo hướng dẫn và bộ môn. 2
Danh sách các từ viết tắt Từ viết tắt Nội dung CSDL Cơ sở dữ liệu LAN Local Area Network WAN Wide Area Network MAN Metropolitan Area Network GAN Global Area Network OSI Open System Interconnect ISO International Standard Organization TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol DCE Data Cuicuit Terminating Equipment DTE Data Terminal Equipment CSU Chanel Service Unit DSU Data Service Unit PPP Point to Point Protocol ISDN Integrated Service Digital Network VLSM Variable Length Subnet Mask OSPF Open Shortest Path First Integrated IS - IS Integrated Intermediate System to Intermediate System EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol IETF Internet Engineering Task Force SPT Shortest-Path Tree 3
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN............................................................................................................. 1 LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................ 2 Danh sách các từ viết tắt............................................................................................ 3 MỤC LỤC.................................................................................................................... 4 MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 7 CHƯƠNG I................................................................................................................. 9 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH, MẠNG WAN..........................................9 1.1 Các khái niệm cơ bản ...................................................................................... 9 1.1.1. Khái niệm mạng máy tính.......................................................................9 1.1.2. Phân loại mạng ......................................................................................10 1.1.2.1 Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý.....................................10 1.1.2.2. Phân loại mạng máy tính theo tôpô................................................10 1.1.2.3. Phân loại mạng theo chức năng.....................................................11 1.2 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI............................................................12 1.2.1 Kiến trúc phân tầng................................................................................. 12 1.2.2 Mô hình OSI.............................................................................................12 1.2.2.1 Các lớp của mô hình OSI.................................................................13 1.3 Giao thức TCP/IP ........................................................................................... 14 1.3.1 Lớp ứng dụng (The Application layer)..................................................15 1.3.2 Lớp vận chuyển (The Transport layer)..................................................15 1.3.3 Lớp mạng (The Internet layer)................................................................16 1.3.4 Lớp truy xuất mạng (The Network Access layer).................................16 Lớp này còn được gọi là lớp Host – to – Network, lớp này liên quan đến tất cả các vấn đề mà một gói IP yêu cầu để tạo ra một liên kết vật lý thật sự, và sau đó tạo liên kết vật lý khác. Tầng này bao gồm các chi tiết kỹ thuật LAN WAN và tất cả các chi tiết trong lớp liên kết dữ liệu cũng như lớp vật lý của mô hình OSI.............................................................................................................................. 16 1.4 Mạng WAN..................................................................................................... 16 1.4.1. Các thiết bị trong hệ thống mạng WAN..............................................17 1.4.1.1. Router .............................................................................................. 17 Lớp vật lý trong mạng WAN mô tả các giao tiếp thiết bị dữ liệu đầu cuối DTE (Data Terminal Equipment) và thiết bị đầu cuối mạch dữ liệu DCE(Data Cuicuit Terminating Equipment)............................................................................................ 21 1.4.1.2. Switch............................................................................................... 22 1.4.1.3. Modem và CSU/ DSU.....................................................................22 1.4.2. Hệ thống cáp của mạng WAN.............................................................23 1.4.2.1. Lớp vật lý của WAN......................................................................23 1.4.2.2. Các kết nối WAN nối tiếp ............................................................23 1.4.2.3. Router và các kết nối nối tiếp........................................................24 1.4.2.4. Router và các kết nối ISDN BRI....................................................25 1.4.2.5. Router và các kết nối DSL..............................................................25 1.4.2.6. Router và các kết nối cáp................................................................25 1.5.1 Quy trình thiết kế mạng WAN..............................................................25 CHƯƠNG II ............................................................................................................. 27 4
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF........................................................................27 2.1 VLSM (Variable Length Subnet Mask) ................................................................................................................................ 27 2.1.1. Định nghĩa VLSM...................................................................................27 2.1.2. Tính toán chia subnet với VLSM...........................................................28 2.1.3. Tổng hợp địa chỉ IP................................................................................28 2.1.4 Cấu hình VLSM.......................................................................................28 2.2 OSPF đơn vùng............................................................................................... 29 2.2.1 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liến kết..........................29 2.2.1.1 Tổng quan về giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết ........................................................................................................................ 29 2.2.1.2 Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết.................................................................................................................. 30 2.2.1.3 Thông tin định tuyến được duy trì như thế nào.............................31 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng các thành phần: LSAs, cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng, thuật toán SPF, cây SPF, bảng định tuyến với đường đi và cổng ra tương ứng để định tuyến cho gói dữ liệu như sau:...................................................................................................................... 31 2.2.1.4 Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết..................32 2.2.1.5 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết............................................................................................... 32 * Ưu điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:.................32 - Đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao nên chi phí cao hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách..................................................33 2.2.1.6 So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vectơ khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết..................................................33 Giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách: .....................................................33 Các router định tuyến theo vectơ khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền, thời gian hội tụ chậm........................................................................................................................... 33 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:...........................................34 2.2.2 Giao thức OSPF đơn vùng......................................................................34 2.2.2.1 Tổng quát về OSPF..........................................................................34 2.2.2.2 Các khái niệm về OSPF...................................................................36 2.2.2.3 Thuật toán chọn đường ngắn nhất.................................................40 Thuật toán này do Edsger Wybe Dijktra phát minh nên còn gọi là thuật toán Dijktra. Theo thuật toán này đường tốt nhất là đường có chi phí thấp nhất và xem hệ thống mạng là một tập hợp các nút được kết nối với nhau bằng kết nối điểm - điểm (point - to - point). Mỗi kết nối này có một chi phí và có một tên. Mỗi nút có đầy đủ cơ sở dữ liệu về cấu trúc vật lý của các đường liên kết, do đó chúng có đầy đủ thông tin về cấu trúc vật lý của hệ thống mạng. Tất cả các cơ sở dữ liệu này đều giống nhau cho mọi router trong cùng một vùng.............40 2.2.2.4 Các loại mạng OSPF........................................................................40 2.2.2.5 Các loại gói tin trong OSPF............................................................42 2.2.2.6 Các bước hoạt động của OSPF......................................................43 5
2.3 Cấu hình OSPF đơn vùng............................................................................... 44 2.3.1 Cấu hình tiến trình định tuyến OSPF....................................................44 2.3.2 Cấu hình địa chỉ loopback cho OSPF và quyền ưu tiên cho router......45 Trong mạng quảng bá đa truy cập cần phải bầu ra một router đại diện DR (Designated Router) để tập chung tất cả các thông tin quảng cáo và cập nhật về các trạng thái của các đường liên kết. Vì tầm quan trọng của DR nên một router đại diện dự phòng BDR (Backup Designated Router) cũng được bầu ra để thay thế DR khi bị sự cố. Trong mạng quảng bá các cổng kết nối có giá trị ưu tiên mặc định của OSPF trên cổng bằng 1. Khi giá trị OSPF ưu tiên của các router đều bằng nhau thì OSPF sẽ bầu DR dựa trên router ID, router ID nào lớn nhất sẽ được chọn. Tuy vậy chúng ta có thể quyết định kết quả bầu chọn DR bằng cách đặt giá trị ưu tiên cho cổng router kết nối vào mạng đó. Cổng nào có giá trị ưu tiên cao nhất thì router đó được chọn làm DR. Giá trị ưu tiên có thể đặt một giá trị bất kỳ nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Giá trị ưu tiên cao nhất sẽ là DR và giá trị cao thứ 2 sẽ là BDR. ................................................................................46 2.3.3 Thay đổi giá trị chi phí của OSPF..........................................................46 2.3.4 Cấu hình quá trình xác minh cho OSPF.................................................47 2.3.5 Cấu hình các thông số thời gian.............................................................48 2.3.6 OSPF thực hiện quảng bá đường mặc định.........................................48 2.3.7 Những lỗi thường gặp trong cấu hình OSPF.......................................49 2.3.8 Kiểm tra cấu hình OSPF.........................................................................49 CHƯƠNG III............................................................................................................ 50 KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG WAN CHO NGÂN HÀNG CHÍNH SÁCH XÃ HỘI TỈNH THÁI NGUYÊN....................................................50 3.1. Khảo sát hệ thống quản lý và hệ thống mạng Ngân hàng Chính sách xã hội Tỉnh Thái Nguyên........................................................................................... 51 3.1.1 Hệ thống quản lý và hệ thống mạng ...................................................51 3.1.2 Khảo sát yêu cầu của người dùng.........................................................52 3.2. Phân tích và thiết kế mạng WAN Ngân hàng Chính sách xã hội Tỉnh Thái Nguyên................................................................................................................... 53 3.2.1 Mục đích thiết kế........................................................................................ 53 3.2.2 Các yêu cầu đối với hệ thống mới........................................................53 3.2.3 Cấu trúc mạng.........................................................................................55 3.2.4 Mô hình mạng......................................................................................... 56 3.2.5 Sơ đồ địa chỉ............................................................................................58 3.3. Cấu hình hệ thống......................................................................................... 58 3.4. Kiểm tra kết nối cấu hình cho hệ thống mạng đã thiết kế trên...............63 3.4.1. Lệnh ping .............................................................................................. 63 3.4.2. Lệnh ipconfig...................................................................................... 64 3.4.3. Lệnh Tracert........................................................................................64 KẾT LUẬN................................................................................................................ 66 .................................................................................................................................... 66 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ....................................................67 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................68 6
MỞ ĐẦU Công nghệ thông tin hiện đang phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới. Nó được ứng dụng ở khắp mọi nơi, trong mọi lĩnh vực của đời sống, xã hội…Những phần mềm hỗ trợ quản lý, điều hành với hệ thống mạng LAN, WAN và Internet đã làm thay đổi một cách cơ bản phương pháp quản lý, điều hành truyền thống, làm thay đổi hoạt động kinh tế và định hướng chiến l ược của tất cả các tổ chức trong xã hội. Mạng máy tính ra đời đã mang lại giá tr ị thực tiễn to lớn cho nhân loại thông qua việc giúp con người xích l ại gần nhau hơn, các thông tin quan trọng và cần thiết được chuyển tải, khai thác và xử lý kịp thời, chính xác và trung thực, khoảng cách thời gian và không gian được thu hẹp. Mạng máy tính giúp cho việc chia sẻ nguồn tài nguyên mạng hiệu quả và nhanh chóng. Hiện nay với sự phát triển nhanh của mạng Internet thì nguồn địa chỉ Ipv4 dần cạn kiệt, do vậy các nhà khoa học máy tính đã và đang nghiên cứu các phương pháp nhằm tận dụng tối đa địa chỉ IP cũng như việc tìm đ ường đi cho các gói thông tin trên mạng một cách an toàn, nhanh chóng, hiệu quả như chia địa chỉ IP với VLSM, các phương pháp định tuyến như: OSPF, RIPv2, EIGRP.. Xuất phát từ những lý do trên em đã tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đề tài “THIẾT KẾ MẠNG WAN CHO NGÂN HÀNG CHÍNH SÁCH XÃ HỘI TỈNH THÁI NGUYÊN”. Mục đích của việc thực hiện đề tài là thông qua lý luận và thực tiễn, em muốn đi sâu tìm hiểu và nắm chắc hơn về mạng WAN nói riêng và bộ môn mạng nói chung. Đây là bộ môn mà em thấy có khả năng sẽ phải áp dụng nhiều trong thực tế công tác của em. Đề tài của em bao gồm các nội dung sau: Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính, mạng WAN Chương 2: Giao thức định tuyến OSPF. Chương 3: Khảo sát, phân tích và thiết kế mạng WAN cho Ngân hàng Chính sách xã hội Tỉnh Thái Nguyên. 7
8
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH, MẠNG WAN 1.1 Các khái niệm cơ bản 1.1.1. Khái niệm 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 sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. Hình 1.1: Mô hình mạng 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 qua đĩa mềm, CD ROM, … điều này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng: • Sử dụng chung các công cụ tiện ích • Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung • Tăng độ tin cậy của hệ thống • Trao đổi thông điệp, hình ảnh, • Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …) • Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại. 9
1.1.2. Phân loại mạng 1.1.2.1 Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý − GAN (Global Area Network) - Mạng toàn cầu, kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. − WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một 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. − MAN (Metropolitan Area Network) - Mạng đô thị, kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s). − LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối đ ược thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục hay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan, một tổ chức...Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN. 1.1.2.2. Phân loại mạng máy tính theo tôpô − Mạng dạng hình sao (Star topology): Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối "điểm - điểm". − Mạng hình tuyến (Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver). 10
− Mạng dạng vòng (Ring Topology): Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức "điểm - điểm", qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một. − Mạng dạng kết hợp: trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng. 1.1.2.3. Phân loại mạng theo chức năng − Mạng Client / Server: một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Printer server, … Các máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ được gọi là Server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client. Hình 1.2: Mô hình mạng khách chủ − Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer): các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa như một Server. 11
Hình1.3: Mô hình mạng ngang hàng − Mạng kết hợp: Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client-Server và Peer-to-Peer. 1.2 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI 1.2.1 Kiến trúc phân tầng Để máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau chúng c ần có một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó. Giao thức truyền thông (protocol) là tập các quy tắc quy định phương thức truyền nhận thông tin giữa các máy tính trên mạng. Các máy tính hiện tại được thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thường được chia thành các tầng, mỗi tầng được xây dựng dựa trên dịch vụ của tầng dưới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn. 1.2.2 Mô hình OSI Mô hình OSI đã trở thành mô hình chính thức cho hoạt động truyền thông mạng, mặc dù vẫn tồn tại các mô hình khác nhưng hầu hết các nhà chế tạo đều lấy mô hình tham chiếu OSI làm chuẩn cho sản phẩm của mình. Đây là một Application thực tế khá đặc biệt khi nhà chế tạo muốn huấn luyện khách hàng sử dụng Presentation sản phẩm của họ. OSI cũng được coi là mô hình tốt nhất, được xem như là công cụ có sẵn cho việc giảng dạy Sestion ền nhận dữ liệu trên mạng. về truy Transport Network Datalink Physical 12 Hình 1.4: Mô hình OSI
1.2.2.1 Các lớp của mô hình OSI Tầng 1 (Physical): Tầng này định nghĩa các quy cách về điện, các đặc tả chức năng để kích hoạt,duy trì và kết thúc một liên kết vật lý giữa các h ệ thống đầu cuối. Các đặc trưng như mức điện áp, tốc độ truyền dữ liệu, cự li tối đa, các đầu nối vật lý và những đặc tính tương tự khác đều được định nghĩa bởi các đặc tả của lớp vật lý Tầng 2 (datalink): Tầng liên kết dữ liệu cung cấp khả năng truyền dữ liệu tin cậy qua một liên kết vật lý. Trong khi làm công việc này tầng liên kết dữ liệu gắn liền với một lược đồ đánh địa chỉ vật lý, cấu hình mạng, truy xuất mạng, thông báo lỗi thứ tự phân phát các frame và điều khiển luồng. Tầng 3 ( network ): Tầng mạng cung cấp kết nối và lựa chọn đường dẫn tốt nhất giữa hai hệ thống host nằm trên các hệ thống mạng tách biệt về khoảng cách địa lý.Tóm lại nó là lớp chọn đưòng, định tuyến và đánh địa chỉ Tầng 4 ( transport): Tầng vận chuyển thực hiện vận chuyển tin cậy giữa các host. Nó thiết lập và duy trì các mạch ảo đồng thời nó cũng phát hiện lỗi phục hồi thông tin và điều khiển luồng Tầng 5( section ): Tầng phiên truyền thông liên host thực hiện thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên giữa các ứng dụng Tầng 6 ( presention): Tầng trình diễn dữ liệu thực hiện các chức năng đảm bảo đọc được dữ liệu, định dạng dữ liệu cấu trúc dữ liệu và đàm phán vế cấu trúc dữ liệu giữa các host 13
Tầng 7 ( application ): Tầng ứng dụng cung cấp các dịch vụ mạng cho các ứng dụng như mail, truyền file và mô phỏng đầu cuối. 1.3 Giao thức TCP/IP Giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) do Bộ Quốc phòng Mỹ đưa ra năm 1960 được phát triển từ mạng ARPANET, được Internet dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet Protocol), giao thức này thuộc tầng mạng của mô hình OSI. 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 họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao th ức tầng mạng trong mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết (connectionlees) có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu. Mô hình tham chiếu TCP/IP và chồng giao thức TCP/IP tạo khả năng truyền dữ liệu giữa hai máy tính bất kỳ giữa hai máy tính nào trên thế giới, với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Mô hình TCP/IP có tầm quan trong trong lịch sử, gần giống như các chuẩn đã cho phép điện thoại, năng lượng điện, đường sắt, truyền hình, công nghệ băng hình phát triển cường thịnh. Mô hình TCP/IP gồm có 4 lớp: lớp ứng dụng (Aplication), lớp vận chuyển (Transport), lớp mạng (Internet), và lớp truy xuất mạng (Network). 14
Hình 1.5: Mô hình TCP/IP 1.3.1 Lớp ứng dụng (The Application layer) Lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm các giao thức mức cao chứa chi tiết của lớp trình bày và lớp phiên trong mô hình OSI, như kiểm soát các giao thức mức cao, các chủ đề về trình bày, mã hóa và điều khiển hội thoại. TCP/IP tập hợp tất cả các vấn đề liên quan đến lớp ứng dụng vào trong một lớp và đảm bảo dữ liệu được đóng gói một cách thích hợp cho lớp kế tiếp. TCP/IP có các giao thức để hỗ trợ truyền file, email và remote login như các ứng dụng: FTP (File Transfer Protocol), TFTP (Trivial File Transfer Protocol), NFS (Network File System), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)… 1.3.2 Lớp vận chuyển (The Transport layer) Lớp vận chuyển đề cập đến vấn đề chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển luồng và sửa lỗi. Một trong giao thức quan trọng của nó là TCP, TCP cung cấp các phương thức linh hoạt và hiệu quả để thực hiện các hoạt động truyền dữ kiệu tin cậy, hiệu suất cao và ít lỗi. TCP là giao thức có tạo cầu nối (connection - oriented) giữa host gửi và host nhận, nó tiến hành hội thoại giữa nguồn và đích trong khi bọc thông tin lớp ứng dụng thành các đơn vị gọi là segment. Tạo cầu nối có không có nghĩa là tồn tại một mạch thực sự giữa hai máy tính (như vậy sẽ là chuyển mạch kênh – circuit switching), thay vì vậy nó có nghĩa là segment của bốn lớp di chuyển tới và lui giữa hai host đ ể công nhận kết nối tồn tại một cách luận lý trong một khoảng thời gian nào đó. 15
Điều này được coi như chuyển mạch gói (packet switching). Giao thức vận chuyển phân chia và tái thiết lập dữ liệu của các lớp ứng dụng ở lớp trên thành luồng dữ liệu giống nhau ở các đầu cuối, các luồng dữ liệu này cung cấp các dịch vụ truyền tải từ đầu cuối này đến đầu cuối khác trong mạng. Điều khiển End - to – End được cung cấp bởi cửa sổ trượt (Sliding window) và tính đ ịa chỉ tin cậy trong các cơ sở tuần tự và sự báo nhận là nhiệm vụ then chốt của lớp vận chuyển. 1.3.3 Lớp mạng (The Internet layer) Mục tiêu của lớp internet là chuyển các gói bắt nguồn từ bất kỳ mạng nào trên liên mạng đến được đích trong điều kiện độc lập với đ ường dẫn và các mạng mà chúng trải qua. Giao thức đặc trưng ở lớp này này là IP, nó xác định đường dẫn tốt nhất và hoạt động chuyển gói diễn ra tại lớp này. 1.3.4 Lớp truy xuất mạng (The Network Access layer) Lớp này còn được gọi là lớp Host – to – Network, lớp này liên quan đ ến tất cả các vấn đề mà một gói IP yêu cầu để tạo ra một liên kết vật lý th ật s ự, và sau đó tạo liên kết vật lý khác. Tầng này bao gồm các chi tiết kỹ thuật LAN WAN và tất cả các chi tiết trong lớp liên kết dữ liệu cũng như lớp vật lý của mô hình OSI. 1.4 Mạng WAN Mạng WAN (Wide Area Network) có nghĩa là mạng diện rộng, kết nối máy tính các mạng LAN, từ các LAN cung cấp truy xuất đến các máy tính hay các file server tại các vị trí địa lý rộng lớn như trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Bởi thế nên WAN mở ra khả năng cung ứng hoạt động thông tin cự ly xa cho các tổ chức, cũng như việc chia sẻ các tài nguyên trong một mạng LAN chia sẻ với được với các vị trí ở xa. Mạng WAN cung cấp truyền thông tức thời qua các miền địa lý rộng lớn. 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 WAN được thiết kế để thực hiện các công việc sau: 16
• Hoạt động qua các vùng tách biệt về mặt địa lý rộng lớn. • Cho phép user có khả năng thông tin thời gian thực với các user khác. • Cung cấp kết nối liên tục các tài nguyên xa vào các dịch vụ cục bộ. • Cung cấp email, www, FTP và các dịch vụ thương mại điện tử. Các công nghệ WAN phổ biến là: • Dial – up. • ISDN (Integrated Services Digital Network). • Leased line. • DSL.(Digital Subcliber Line) • Frame Relay. • Các đường truyền dẫn số theo chuẩn Bắc Mỹ và Châu Âu T1, E1, T3, E3. • Mạng quang đồng bộ SONET. 1.4.1. Các thiết bị trong hệ thống mạng WAN WAN là một tập hợp các mạng LAN được kết nối với nhau thông qua các kết nối thông tin liên lạc của các nhà cung cấp dịch vụ, các kết nối WAN không gắn trực tiếp vào mạng LAN được, do đó cần phải có các thiết bị giao tiếp như Router, Switch, Communication Server, Modem CSU/DSU TA/NT1. 1.4.1.1. Router Router là thiết bị có cả cổng giao tiếp LAN và WAN, thiết bị này sử dụng địa chỉ lớp 3 để chuyển gói dữ liệu ra cổng thích hợp. Router là loại thiết bị mạng thông minh và chủ động, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý hệ thống mạng. Router cung cấp khả năng kiểm soát tự động nguồn tài nguyên 17
mạng, hỗ trợ mục tiêu và nhiệm vụ của một hệ thống mạng bao gồm: cung cấp kết nối, hoạt động tin cậy, khả năng kiểm soát và sự linh hoạt. Router là một loại máy tính đặc biệt. Nó cũng có các thành phần cơ bản giống như máy tính: CPU, bộ nhớ, system bus và các cổng giao tiếp. Tuy nhiên Router được thiết kế là để thực hiện một số chức năng đặc biệt. Ví dụ: Router kết nối hai hệ thống mạng với nhau và cho phép hai hệ thống này có thể liên lạc với nhau, ngoài ra Router còn thực hiện việc chọn đường đi tốt nhất cho dữ liệu. Cũng giống như máy tính cần phải có hệ điều hành để chạy các chương trình ứng dụng thì Router cũng cần có hệ điều hành để chạy các tập tin cấu hình. Tập tin chứa các câu lệnh và các thông số để điều khiển luồng dữ liệu vào/ra trên Router. Đặc biệt còn sử dụng các giao thức định tuyến để chọn đường đi tốt nhất cho các gói dữ liệu. Do đó, tập tin cấu hình cũng chứa các thông tin để cài đặt và chạy các giao thức định tuyến trên Router. Các thành phần chính bên trong Router bao gồm: bộ nhớ RAM, NVRAM, bộ nhớ FLASH, ROM và các cổng nối tiếp. Cấu tạo bên trong của Router. RAM: hay còn gọi là RAM động (DRAM-Dynamic RAM) có các đặc điểm và chức năng như sau: • Lưu bảng định tuyến. • Lưu bảng ARP. • Có vùng nhớ chuyển mạch nhanh. • Cung cấp vùng nhớ đệm cho các gói dữ liệu. • Duy trì hàng đợi cho các gói dữ liệu. 18
• Cung cấp bộ nhớ tạm thời cho tập tin cấu hình của Router khi Router đang hoạt động. • Thông tin trên RAM sẽ bị xóa mất khi Router khởi động lại hoặc bị tắt điện. NVRAM: Đặc điểm và chức năng của NVRAM: •Lưu trữ tập tin cấu hình khởi động của Router. •Nội dung của NVRAM vẫn được lưu giữ khi Router khởi động lại hoặc tắt điện. Flash: Đặc điểm của bộ nhớ Flash: •Lưu hệ điều hành IOS. •Có thể cập nhật phần mềm lưu động trong Flash mà không cần thay Chip trên vi xử lí. • Nội dung của Flash vẫn được lưu giữ khi Router khởi động lại hoặc bị tắt điện. • Ta có thể lưu nhiều phiên bản khác nhau của phần mềm IOS trong Flash. • Flash là loại ROM xóa và lập trình được (EPROM). ROM: Đặc điểm và chức năng của ROM: • Lưu giữ các câu lệnh của chương trình tự kiểm tra khi khởi động – POST (Power on self Test). • Lưu chương trình Bootstrap và hệ điều hành cơ bản. • Bạn phải thay thế Chip trên Mainboard nếu bạn muốn nâng cấp phần mềm trong ROM. Console Interface: Đặc điểm và chức năng của cổng giao tiếp: • Kết nối Router vào hệ thống mạng để nhận chuyển gói dữ liệu. 19
• Các cổng có thể gắn trực tiếp trên Mainboard hoặc là dưới dạng Card rời.  Router LAN và WAN Router vừa được sử dụng để phân đoạn mạng LAN vừa là thiết bị chính trong mạng WAN. Router phân đoạn mạng LAN. Router là thiết bị xương sống của mạng Intranet lớn và mạng Internet. Router hoạt động ở lớp 3 và thực hiện chuyển gói dữ liệu. Để thực hiện hai chức năng này, mỗi Router phải xây dựng 1 bảng định tuyến và thực hiện trao đổi thông tin định tuyến với nhau. Router trong WAN. Người quản trị mạng có thể duy trì bảng định tuyến bằng cách cấu hình định tuyến tĩnh, nhưng thông thường thì bảng định tuyến được lưu giữ động 20