Giáo trình Mạng máy tính nâng cao (Ngành: Công nghệ thông tin - Cao đẳng liên thông) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Mạng máy tính nâng cao (Ngành: Công nghệ thông tin - Cao đẳng liên thông)" được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nắm được các kiến thức về: Thiết kế mạng máy tính và truyền thông; vai trò; cách thiết kế hệ thống mạng; cấu trúc địa chỉ IP; cách tạo và quản lý VLAN. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Mạng máy tính nâng cao (Ngành: Công nghệ thông tin - Cao đẳng liên thông) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ 1 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG LIÊN THÔNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 374ĐT/QĐ-CĐXD1 ngày 16 tháng 8 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 Hà Nội, năm 2022
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO được biên soạn nhằm phục vụ cho giảng dạy và học tập cho trình độ Cao đẳng liên thông ngành công nghệ thông tin ở trường Cao đẳng Xây dựng số 1. MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO là môn học chuyên ngành nhằm cung cấp các kiến thức về mạng máy tính, các thiết bị mạng, khả năng phân chia nhỏ mạng thành VLAN để dễ quản lý hệ thống mạng. Giáo trình MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO do bộ môn Tin cơ sở gồm: Ths. Lê Thị Lương làm chủ biên. Giáo trình này được viết theo đề cương môn học Mạng máy tính nâng cao, Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm một số kiến thức mà trong các giáo trình trước chưa đề cập tới. Nội dung gồm 03 chương Chương 1: Thiết kế mạng Chương 2: Định tuyến Chương 3: VLAN Trong quá trình biên soạn, nhóm giảng viên Bộ môn Tin học cơ sở của Trường Cao đẳng Xây dựng Số 1 - Bộ Xây dựng, đã được sự động viên quan tâm và góp ý của các đồng chí lãnh đạo, các đồng nghiệp trong và ngoài trường. Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng trong quá trình biên soạn, biên tập và in ấn khó tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi xin được lượng thứ và tiếp thu những ý kiến đóng góp. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày……tháng……năm……… Chủ biên Ths. Lê Thị Lương
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ MẠNG ...................................................................................... 2 1.1. Quy trình thiết kế mạng .......................................................................................................... 3 1.1.1. Thu tập thông tin ........................................................................................................... 3 1.1.2. Phân tích yêu cầu........................................................................................................... 4 1.1.3. Thiết kế .......................................................................................................................... 4 1.1.4 Viết tài liệu hướng dẫn. .................................................................................................. 5 CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN ............................................................................................ 10 2.1 Giới thiệu ............................................................................................................................... 10 2.2 Phân loại định tuyến .............................................................................................................. 11 2.3 RIP ......................................................................................................................................... 12 2.3.1 Khái niệm ..................................................................................................................... 12 2.3.2 Cấu hình RIP ................................................................................................................ 13 2.4 OSPF ...................................................................................................................................... 15 2.4.1 Khái niệm ..................................................................................................................... 15 2.4.2 Câu lệnh cấu hình OSPF .............................................................................................. 16 2.5 EIGRP .................................................................................................................................. 17 2.5.1 Khái niệm ..................................................................................................................... 17 2.5.2 Câu lệnh cấu hình ......................................................................................................... 18 2.6 Phân phối giữa các giao thức định tuyến ............................................................................... 19 CHƯƠNG 3: VLAN .......................................................................................................... 30 3.1. Giới thiệu .............................................................................................................................. 30 3.2. VLAN ................................................................................................................................... 30 3.3. Phân loại .............................................................................................................................. 30 3.4. Cấu hình VLAN ................................................................................................................... 31 3.5. Đường trunk.......................................................................................................................... 33 3.6. VLAN Trunking protocol ..................................................................................................... 34
Tên môn học: MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO Mã môn học: MH17.2 Thời gian thực hiện môn học: 30 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành, thảo luận, bài tập: 0 giờ; Kiểm tra: 2 giờ) I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: Mạng máy tính nâng cao là môn học bắt buộc thuộc nhóm các mô đun môn học đào tạo ngành Công nghệ thông tin. - Tính chất: Là môn học có tính ứng dụng cao trong lĩnh vực công nghệ thông tin, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nghề và phát triển nguồn nhân lực trong giai đoạn mới. II. Mục tiêu môn học - Về kiến thức: Người học có được các kiến thức cơ bản về thiết kế mạng máy tính và truyền thông; vai trò; Cách thiết kế hệ thống mạng; cấu trúc địa chỉ IP; Cách tạo và quản lý VLAN. - Về kỹ năng: Thiết kế hệ thống mạng, thiết lập các giao thức định tuyến, tạo và quản lý Vlan. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện lòng yêu nghề, tư thế tác phong công nghiệp, tính kiên trì, sáng tạo trong công việc. III. Nội dung môn học: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Số Thời gian (giờ) T Tên chương, mục Tổng Lý TH,TN, Kiểm T số thuyết TL, BT tra 1 Chương 1: Thiết kế mạng 8 8 0 0 2 Chương 2: Định tuyến 10 9 0 1 3 Chương 3: VLAN 12 11 0 1 Cộng 30 28 0 2 1
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ MẠNG Mục tiêu bài học 1. Trình bày được quy trình thiết kế mạng 2. Trình bày được cách cài đặt phần mềm mô phỏng để thiết kế mạng 3. Cài đặt và sử dụng được phần mềm mô phỏng để thiết kế hệ thống mạng 2
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ MẠNG LAN 1.1. Quy trình thiết kế mạng 1.1.1. Thu tập thông tin Mục đích của giai đoạn này là nhằm xác định mong muốn của khách hàng trên mạng mà chúng ta sắp xây dựng. Những câu hỏi cần được trả lời trong giai đoạn này là: - Bạn thiết lập mạng để làm gì? sử dụng nó cho mục đích gì? - Các máy tính nào sẽ được nối mạng? - Những người nào sẽ được sử dụng mạng, mức độ khai thác sử dụng mạng của từng người / nhóm người ra sao? - Trong vòng 3-5 năm tới bạn có nối thêm máy tính vào mạng không, nếu có ở đâu, số lượng bao nhiêu? Phương pháp thực hiện của giai đoạn này là bạn phải phỏng vấn khách hàng, nhân viên các phòng mạng có máy tính sẽ nối mạng. Thông thường các đối tượng mà bạn phỏng vấn không có chuyên môn sâu hoặc không có chuyên môn về mạng. Cho nên bạn nên tránh sử dụng những thuật ngữ chuyên môn để trao đổi với họ. Chẳng hạn nên hỏi khách hàng “ Bạn có muốn người trong cơ quan bạn gởi mail được cho nhau không?”, hơn là hỏi “ Bạn có muốn cài đặt Mail server cho mạng không? ”. Những câu trả lời của khách hàng thường không có cấu trúc, rất lộn xộn, nó xuất phát từ góc nhìn của người sử dụng, không phải là góc nhìn của kỹ sư mạng. Người thực hiện phỏng vấn phải có kỹ năng và kinh nghiệm trong lĩnh vực này. Phải biết cách đặt câu hỏi và tổng hợp thông tin. Một công việc cũng hết sức quan trọng trong giai đoạn này là “Quan sát thực địa” để xác định những nơi mạng sẽ đi qua, khoảng cách xa nhất giữa hai máy tính trong mạng, dự kiến đường đi của dây mạng, quan sát hiện trạng công trình kiến trúc nơi mạng sẽ đi qua. Thực địa đóng vai trò quan trọng trong việc chọn công nghệ và ảnh hưởng lớn đến chi phí mạng. Sau khi khảo sát thực địa, cần vẽ lại thực 3
địa hoặc yêu cầu khách hàng cung cấp cho chúng ta sơ đồ thiết kế của công trình kiến trúc mà mạng đi qua. Trong quá trình phỏng vấn và khảo sát thực địa, đồng thời ta cũng cần tìm hiểu yêu cầu trao đổi thông tin giữa các phòng ban, bộ phận trong cơ quan khách hàng, mức độ thường xuyên và lượng thông tin trao đổi. Điều này giúp ích ta trong việc chọn băng thông cần thiết cho các nhánh mạng sau này. 1.1.2. Phân tích yêu cầu Khi đã có được yêu cầu của khách hàng, bước kế tiếp là ta đi phân tích yêu cầu để xây dựng bảng “Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng”, trong đó xác định rõ những vấn đề sau: - Những dịch vụ mạng nào cần phải có trên mạng ? + Dịch vụ chia sẻ tập tin, + Chia sẻ máy in, + Dịch vụ web, + Dịch vụ thư điện tử, +Truy cập Internet hay không?, ...) - Mô hình mạng là gì? (Workgoup hay Client / Server? ...) - Mức độ yêu cầu an toàn mạng. - Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên mạng. 1.1.3. Thiết kế Bước kế tiếp trong tiến trình xây dựng mạng là thiết kế giải pháp để thỏa mãn những yêu cầu đặt ra trong bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng. Việc chọn lựa giải pháp cho một hệ thống mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, có thể liệt kê như sau: - Kinh phí dành cho hệ thống mạng. - Công nghệ phổ biến trên thị trường. - Thói quen về công nghệ của khách hàng. 4
- Yêu cầu về tính ổn định và băng thông của hệ thống mạng. - Ràng buộc về pháp lý. Tùy thuộc vào mỗi khách hàng cụ thể mà thứ tự ưu tiên, sự chi phối của các yếu tố sẽ khác nhau dẫn đến giải pháp thiết kế sẽ khác nhau. 1.1.4 Viết tài liệu hướng dẫn. Sử dụng thiết bị: các thiết bị như máy tính, Switch, Hub + Sử dụng máy chủ server + Sử dụng các Switch + Sử dụng các Hub + Sử dụng các dây kết nối: dây cáp chéo, dây cáp thẳng Thiết kế hệ thống mạng 5
6
Hệ thống kiến thức Chương 1 1. Yêu cầu về lý thuyết  Trình bày được quy trình thiết kế mạng  Trình bày được cách cài đặt phần mềm mô phỏng để thiết kế mạng 2. Yêu cầu về bài tập: Bài tập chương 1 3. Hệ thống các kiến thức đã học: - Thiết kế hệ thống mạng + Bước 1: Chọn thiết bị thiết bị đầu cuối (End Devices) Kích vào End Devices chọn các thiết bị đầu cuối - Bước 2: Chọn thiết bị mạng (Hub, Switch, Wireless Devices) hoặc - Bước 3: Chọn kết nối (Connections) 7
Chọn loại cáp mạng để kết nối các thiết bị đầu cuối (End Devices) với thiết bị mạng + là loại dây cáp thắng (Copper Straight-Through) + là loại dây cáp chéo (Copper Cross-Over) + là loại dây cáp kết nối các router - Bước 4: Kết nối máy tính với các thiết bị liên mạng tạo thành mô hình mạng 4. Các bài tập chương 1: Bài 1: Tạo file Bai 1_hoten.kpt trên ổ D và thiết kế mô hình mạng sau 1. Chọn thiết bị đầu cuối và thiết bị liên mạng để tạo các mạng LAN trong công ty như sau 2. Sử dụng hệ thống dây cáp và mạng không dây để kết nối các mạng LAN trong các phòng với nhau 3. Gán địa chỉ IP cho hệ thống mạng LAN trong công ty với dải địa chỉ IP là 192.168.23.0/26 4. Sử dụng các công cụ hỗ trợ thiết kế để thêm các ghi chú, tạo tên các phòng 8
CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN Mục tiêu bài học 1. Trình bày được các khái niệm về định tuyến 2. Trình bày được cách phân loại định tuyến 3. Trình bày được cách thức hoạt động và cách cấu hình câu lệnh định tuyến tĩnh 4. Trình bày được cách thức hoạt động và cách cấu hình câu lệnh định tuyến động 5. Cấu hình được các giao thức định tuyến động (OSPF, RIP, EIGRP) 9
CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN 2.1 Giới thiệu Định tuyến là quá trình xác định đường đi tốt nhất trên một mạng máy tính để gói tin tới được đích theo một số thủ tục nhất định nào đó thông qua các nút trung gian là các bộ định tuyến router. Thông tin về những con đường này có thể được cập nhật tự động từ các router khác hoặc là do người quản trị mạng chỉ định cho router. Sau khi Router nhận gói tin, thì Router sẽ gỡ bỏ phần header lớp 2 để tìm địa chỉ đích thuộc lớp 3. Sau khi đọc xong địa chỉ đích lớp 3 nó tìm kiếm trong Routing Table cho mạng chứa địa chỉ đích. Giả sử mạng đó có trong Routing Table, Router sẽ xác định địa chỉ của router hàng xóm (router chia sẻ chung kết nối). Sau đó gói tin sẽ được đẩy ra bộ đệm của cổng truyền đi tương ứng, router sẽ khám phá loại đóng gói lớp 2 nào được sử dụng trên kết nối giữa 2 router. Gói tin được đóng gửi xuống lớp 2 và đưa xuống môi trường truyền dẫn dưới dạng bit và được truyền đi bằng tín hiệu điện, quang hoặc sóng điện từ. Quá trình sẽ tiếp tục cho tới khi gói tin được đưa đến đích thì dừng lại. Để làm được việc này thì các router cần phải được cấu hình một bảng định tuyến (Routing Table) và giao thức định tuyến (Routing Protocol). Bảng định tuyến là bảng chứa tất cả những đường đi tốt nhất đến một đích nào đó tính từ router. Khi cần chuyển tiếp một gói tin, router sẽ xem địa chỉ đích của gói tin, sau đó tra bảng định tuyến và chuyển gói tin đi theo đường tốt nhất tìm được trong bảng. Trong bảng định tuyến có thể bao gồm một tuyến mặc định, được biểu diễn bằng địa chỉ 0.0.0.0 0.0.0.0. Bảng định tuyến của mỗi giao thức định tuyến là khác nhau, nhưng có thể bao gồm những thông tin sau: - Địa chỉ đích của mạng, mạng con hoặc hệ thống. - Địa chỉ IP của router chặng kế tiếp phải đến. - Giao tiếp vật lí phải sử dụng để đi đến Router kế tiếp. - Subnet mask của địa chỉ đích. 10
- Khoảng cách đến đích (ví dụ: số lượng chặng để đến đích). - Thời gian (tính theo giây) từ khi Router cập nhật lần cuối. 2.2 Phân loại định tuyến Định tuyến được phân chia thành 2 loại cơ bản: - Định tuyến tĩnh: Việc xây dựng bảng định tuyến của router được thực hiện bằng tay bởi người quản trị. - Định tuyến động: Việc xây dựng và duy trì trạng thái của bảng định tuyến được thực hiện tự động bởi router.  Định tuyến tĩnh Định tuyến tĩnh là quá trình router thực hiện chuyển gói dữ liệu tới địa chỉ mạng đích dựa vào địa chỉ IP đích của gói dữ liệu. Để chuyển được gói dữ liệu đến đúng đích thì router phải học thông tin về đường đi tới các mạng khác. Thông tin về đường đi tới các mạng khác sẽ được người quản trị cấu hình cho router. Khi cấu trúc mạng thay đổi, người quản trị mạng phải tự thay đổi bảng định tuyến của router. Kỹ thuật định tuyến tĩnh đơn giản, dễ thực hiện, ít hao tốn tài nguyên mạng và CPU xử lý trên router (do không phải trao đổi thông tin định tuyến và không phải tính toán định tuyến). Tuy nhiên kỹ thuật này không hội tụ với các thay đổi diễn ra trên mạng và không thích hợp với những mạng có quy mô lớn (khi đó số lượng route quá lớn, không thể khai báo bằng tay được). - Ưu điểm:  Sử dụng ít bandwidth hơn định tuyến động.  Không tiêu tốn tài nguyên để tính toán và phân tích gói tin định tuyến. - Nhược điểm:  Không có khả năng tự động cập nhật đường đi.  Phải cấu hình thủ công khi mạng có sự thay đổi.  Phù hợp với mạng nhỏ, rất khó triển khai trên mạng lớn. - Một số tình huống bắt buộc dùng định tuyến tĩnh: 11
 Đường truyền có băng thông thấp  Người quản trị mạng cần kiểm soát các kết nối.  Kết nối dùng định tuyến tĩnh là đường dự phòng cho đường kết nối dùng giao thức định tuyến động.  Chỉ có một đường duy nhất đi ra mạng bên ngoài (mạng stub).  Router có ít tài nguyên và không thể chạy một giao thức định tuyến động.  Người quản trị mạng cần kiểm soát bảng định tuyến và cho phép các giao thức classful và classless. - Cấu hình định tuyến tĩnh Cấu hình định tuyến tĩnh trên router Cisco được thực hiện bằng cách sử dụng lệnh có cú pháp như sau: Router (config) # ip route destination_subnet subnetmask{IP_next_hop|output_interface} [AD] Trong đó:  destination_subnet: mạng đích đến.  subnetmask: subnet – mask của mạng đích.  IP_next_hop: địa chỉ IP của trạm kế tiếp trên đường đi.  output_interface: cổng ra trên router.  AD: chỉ số AD của route khai báo, sử dụng trong trường hợp có cấu hình dự phòng. 2.3 RIP 2.3.1 Khái niệm RIP là viết tắt của Routing Information Protocol. RIP Protocol là một giao thức định tuyến nội miền được sử dụng trong một hệ thống tự trị. Ở đây, miền nội bộ có nghĩa là định tuyến các gói trong một miền xác định - Đặc điểm chính của RIP  Là giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách. 12
 Thông số định tuyến là số lượng hop.  Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ liệu đó sẽ bị huỷ bỏ.  Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây. - Hoạt động của RIP Nếu có 8 bộ định tuyến trong một mạng mà Bộ định tuyến 1 muốn gửi dữ liệu đến Bộ định tuyến 3. Nếu mạng được cấu hình bằng RIP, nó sẽ chọn tuyến có số bước nhảy ít nhất. Có ba tuyến đường trong mạng trên, tức là Tuyến 1, Tuyến 2 và Tuyến 3. Tuyến 2 chứa ít bước nhảy nhất, tức là 2 trong đó Tuyến 1 chứa 3 bước và Tuyến 3 chứa 4 bước, vì vậy RIP sẽ chọn Lộ trình 2 2.3.2 Cấu hình RIP  Router(config)#router rip - Chọn RIP làm giao thức định tuyến cho router.  Router (config-router)#network 10.0.0.0 –Khai báo mạng kết nối trực tiếp vào router. 13
 Router(config-router)#network 192.168.13.0 – Khai báo mạng trực tiếp kết nối vào router. - Xem cấu hình bảng định tuyến Lệnh show ip route - Ví dụ: Cấu hình RIP Cho hệ thống mạng - Cấu hình R1: R1# R1#config t R1(config)# R1(config)#router rip R1(config-router)# R1(config-router)#network 10.0.0.0 R1(config-router)#network 172.16.0.0 - Cấu hình R2 R2# R2#config t R2(config)# R2(config)#router rip R2(config-router)# 14
R2(config-router)#network 10.0.0.0 R4(config)#router rip R4(config-router)# 2.4 OSPF 2.4.1 Khái niệm OSPF – Open Shortest Path First là một giao thức định tuyến link – state điển hình. Đây là một giao thức được sử dụng rộng rãi trong các mạng doanh nghiệp có kích thước lớn. Mỗi router khi chạy giao thức sẽ gửi các trạng thái đường link của nó cho tất cả các router trong vùng (area). Sau một thời gian trao đổi, các router sẽ đồng nhất được bảng cơ sở dữ liệu trạng thái đường link (Link State Database – LSDB) với nhau, mỗi router đều có được bản đồ mạng của cả vùng. Từ đó mỗi router sẽ chạy giải thuật Dijkstra tính toán ra một cây đường đi ngắn nhất (Shortest Path Tree) và dựa vào cây này để xây dựng nên bảng định tuyến Khi router chạy OSPF thì phải có một giá trị duy nhất dùng để định danh cho router trong cộng đồng các router chạy OSPF. Giá trị này được gọi là Router – id. Router – id trên router chạy OSPF có định dạng của một địa chỉ IP. Mặc định, tiến trình OSPF trên mỗi router sẽ tự động bầu chọn giá trị router – id là địa chỉ IP cao nhất trong các interface đang active, ưu tiên cổng loopback. Để đổi lại router – id của tiến trình, phải thực hiện khởi động lại router hoặc gỡ bỏ tiến trình OSPF rồi cấu hình lại, khi đó tiến trình bầu chọn router – id sẽ được thực hiện lại với các interface đang hiện hữu trên router. Có một cách khác để thiết lập lại giá trị router – id là sử dụng câu lệnh “router-id” để thiết lập bằng tay giá trị này trên router: Router (config) # router ospf 1 Router chạy OSPF sẽ gửi gói tin hello ra tất cả các cổng chạy OSPF, mặc định 10s/lần. Gói tin này được gửi đến địa chỉ multicast dành riêng cho OSPF là 15
224.0.0.5, đến tất cả các router chạy OSPF khác trên cùng phân đoạn mạng. Mục đích của gói tin hello là giúp cho router tìm kiếm láng giềng, thiết lập và duy trì mối quan hệ này LSDB là một tấm bản đồ mạng và router sẽ căn cứ vào đó để tính toán định tuyến. LSDB phải hoàn toàn giống nhau giữa các router cùng vùng. Các router sẽ không trao đổi với nhau cả một bảng LSDB mà sẽ trao đổi với nhau từng đơn vị thông tin gọi là LSA – Link State Advertisement. Các đơn vị thông tin này lại được chứa trong các gói tin cụ thể gọi là LSU – Link State Update mà các router thực sự trao đổi với nhau. 2.4.2 Câu lệnh cấu hình OSPF Router (config) # router ospf process-id Router (config-router) # network dia_chi_IP wildcard_mask area area_id Trong đó: Process – id: số hiệu của tiến trình OSPF chạy trên router Ví dụ: Cấu hình OSPF cho hệ thống mạng - Cấu hình router R1: sử dụng OSPF R1(config)#router ospf 1 16