Giáo trình Thiết kế xây dựng mạng LAN (Nghề: Quản trị mạng - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Chia sẻ: Hayato Gokudera | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Thiết kế xây dựng mạng LAN (Nghề: Quản trị mạng - Cao đẳng) nhằm giúp học viên trình bày được quy trình thiết kế một hệ thống mạng; đọc được các bản vẽ thi công; phân biệt được các chuẩn kết nối mạng cục bộ; có khả năng phân biệt, lựa chọn các thiết bị mạng; mô tả được nguyên tắc hoạt động của bộ chọn đường Bộ định tuyến; xây dựng được các địa chỉ IP cho một liên mạng;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thiết kế xây dựng mạng LAN (Nghề: Quản trị mạng - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ NGOẠI NGỮ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠNG LAN NGHỀ: QUẢN TRỊ MẠNG TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
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. MÃ TÀI LIỆU: MĐ18
LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực Công nghệ thông tin nói chung và ngành Quản trị mạng ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể. Chương trình dạy nghề Quản trị mạng đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ năng nghề được kết cấu theo các mô đun môn học. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình theo các mô đun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 18: Thiết kế, xây dựng mạng Lan là mô đun đào tạo chuyên môn nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu Thiết kế, xây dựng mạng Lan trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế. Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn Tham gia biên soạn Khoa Công Nghệ Thông Tin Trường Cao Đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xô Địa Chỉ: Đường Quyết Thắng, Phường Trung sơn, TP Tam Điệp, Ninh Bình Điện thoại: 02293.864.773 Tham gia biên soạn
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................. 2 MÔ ĐUN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠNG LAN .............................................. 5 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG .............................................. 8 1. Giới thiệu:...................................................................................................... 8 1.1 Giới thiệu về mạng máy tính ................................................................ 8 1.2. Mục đích nối mạng ............................................................................ 10 1.3. Phân loại mạng ................................................................................... 11 1.4. Mô hình mạng .................................................................................... 14 2.1. Mô hình OSI và TCP/IP..................................................................... 14 2.2. Thiết bị mạng tương ứng với từng tầng trong mô hình OSI .............. 17 2.3. Quy trình thiết kế hệ thống mạng ...................................................... 18 BÀI 2: MẠNG CỤC BỘ (LAN) VÀ THIẾT BỊ MẠNG LAN ......................... 23 1. Các chuẩn mạng cục bộ............................................................................... 23 1.1. Tổ chức chuẩn quốc tế OSI................................................................ 23 1.2. Mạng Ethernet ................................................................................... 23 2. Các thiết bị mạng LAN ............................................................................... 30 2.1. Card giao tiếp mạng (Network Interface Card) ................................... 30 2.2. Bộ chuyển tiếp Repeater ...................................................................... 31 2.3. Bộ tập trung Hub (Concentrator hay HUB) ......................................... 31 2.4. Bộ tập trung Switch (hay còn gọi tắt là switch) ................................... 32 2.5. Modem.................................................................................................. 33 2.6. Router ................................................................................................... 33 3. Cơ sở về bộ chuyển mạch ........................................................................... 34 3.1. Switch/hub ......................................................................................... 34 3.2. Cấu hình cơ bản Switch ..................................................................... 38 4. Cơ sở về bộ định tuyến................................................................................ 39 4.1. Router ................................................................................................. 39 4.2. Cấu hình cơ bản Router ..................................................................... 47 BÀI 3: THIẾT KẾ MẠNG LAN ........................................................................ 49 1. Các yêu cầu thiết kế .................................................................................... 49 1.1. Lấy yêu cầu ........................................................................................ 49 1.2. Phân tích yêu cầu ............................................................................... 49 2. Qui trình thiết kế mạng................................................................................ 50 2.1. Khảo sát địa điểm thi công ................................................................... 50 2.2. Vẽ sơ đồ thi công.................................................................................. 51 2.3. Lập bảng dự trù kinh phí ...................................................................... 53 2.4. Lập bảng kế hoạch thi công ................................................................. 53 3. Hồ sơ thiết kế mạng..................................................................................... 53 3.1. Lập hồ sơ tổng quát hệ thống mạng .................................................... 53 3.2. Lập hồ sơ chi tiết hệ thống mạng ........................................................ 54 Bài 4: THI CÔNG CÔNG TRÌNH MẠNG ........................................................ 55 1. Đọc bản vẽ ................................................................................................... 55 1.1. Các loại bản vẽ ..................................................................................... 55
1.2. Các lưu ý khi đọc bản vẽ ................................................................ 57 2. Các kỹ thuật thi công công trình mạng .............................................................. 57 2.1. Một số nguyên tắc thi công mạng ........................................................ 57 2.2. Thi công hệ thống cáp .......................................................................... 57 2.3. Lắp đặt thiết bị mạng............................................................................ 58 3. Giám sát thi công mạng............................................................................... 59 3.1. Giám sát thi công cáp ........................................................................... 59 3.2. Giám sát lắp đặt thiết bị. ...................................................................... 59 3.3. Lập hồ sơ thi công mạng ...................................................................... 59 BÀI 5: CÀI ĐẶT HỆ THỐNG MẠNG .............................................................. 59 1. Cài đặt hệ điều hành mạng .......................................................................... 60 1.1. Cài đặt hệ điều hành mạng cho Server (Windown Server 2008)......... 60 2. Cài đặt giao thức mạng................................................................................ 82 2.1. Mô hình Internet TCP/IP ................................................................... 82 2.2. Bộ giao thức TCP/IP .......................................................................... 85 2.3. Một số giao thức khác ........................................................................ 87 3. Cài đặt các dịch vụ mạng ............................................................................ 87 3.1. Dịch vụ DHCP ................................................................................... 87 3.2. Dịch vụ DNS ...................................................................................... 92 3.3. Dịch vụ AD ........................................................................................ 99 4. Cấu hình bảo mật................................................................................... 109
MÔ ĐUN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠNG LAN Mã mô đun: MĐ26 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học xong các môn học chung, các môn học cơ sở chuyên ngành đào tạo chuyên môn nghề. - Tính chất: Là mô đun chuyên nghành. - Ý nghĩa và vai trò: Đây là mô đun chuyên ngành liên quan đến ngành quản trị mạng, cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về thiết kế xây dựng một hệ thống mạng giải quyết các vấn đề thiết kế một hệ thống mạng. Mục tiêu của mô đun: - Trình bày được quy trình thiết kế một hệ thống mạng; - Đọc được các bảng vẽ thi công; - Phân biệt được các chuẩn kết nối mạng cục bộ; - Có khả năng phân biệt, lựa chọn các thiết bị mạng; - Mô tả được nguyên tác hoạt động của bộ chọn đường Bộ định tuyến; - Xây dựng được các địa chỉ IP cho một liên mạng; - Cài đặt được các hệ điều hành mạng; - Cài đặt, cấu hình được các dịch vụ mạng; - Bảo mật được dữ liệu hệ thống; - Bố trí làm việc khoa học đảm bảo an toàn cho người và phương tiện học tập. Nội dung của mô đun: Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* Bài 1: Tổng quan về thiết kế mạng 6 4 2 1. Giới thiệu 4 2 2 1.1. Giới thiệu về mạng máy tính 1.2. Mục đích nối mạng 1.3. Phân loại mạng 0.5 1 1.4. Mô hình mạng 0.5 1 2. Tiến trình xây dựng mạng 2 1 1 2.1. Mô hình OSI và TCP/IP 2 2.2. Thiết bị mạng tương ứng với 0.5 từng tầng trong mô hình OSI 0.5 2.3. Quy trình thiết kế hệ thống mạng 1
Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* Bài 2: Mạng cục bộ (LAN) và thiết 10 5 5 bị mạng LAN 1. Các chuẩn mạng cục bộ 5 2 3 1.1. Tổ chức chuẩn quốc tế OSI 0.5 1.2. Mạng Ethernet 1.5 3 2 2. Cơ sở về bộ chuyển mạch 3 1.5 1.5 2.1. Switch/hub 0.5 2.2. Cấu hình cơ bản Switch 1 1.5 3. Cơ sở về bộ định tuyến 2 1.5 0.5 3.1. Router 0.5 3.2. Cấu hình cơ bản Router 1 0.5 Bài 3: Thiết kế mạng LAN 20 6 13 1 1. Các yêu cầu thiết kế 4 2 2 1.1. Lấy yêu cầu 1 1.2. Phân tích yêu cầu 1 2 2. Qui trình thiết kế mạng 7 2 5 2.1. Khảo sát địa điểm thi công 0.5 3 2.2. Vẽ sơ đồ thi công 0.5 1 2.3. Lập bảng dự trù kinh phí 0.5 2 2.4. Lập bảng kế hoạch thi công 0.5 1 3. Hồ sơ thiết kế mạng 8 2 5 1 3.1. Lập hồ sơ tổng quát hệ thống mạng 1 2 3.2. Lập hồ sơ chi tiết hệ thống mạng 1 3 Bài 4: Thi công công trình mạng 26 6 19 1 1. Đọc bản vẽ 6 2 4 1.1. Các loại bản vẽ 1 2 1.2. Các lưu ý khi đọc bản vẽ 1 2 2. Các kỹ thuật thi công công trình mạng 8 2 6 2.1. Một số nguyên tắc thi công mạng 0.5 2 4 2.2. Thi công hệ thống cáp 0.5 3 2.3. Lắp đặt thiết bị mạng 1 1 3. Giám sát thi công mạng 10 2 7 1 3.1. Giám sát thi công cáp 0.5 3 3.2. Giám sát lắp đặt thiết bị. 0.5 3 3.3. Lập hồ sơ thi công mạng 1 1 5 Bài 5: Cài đặt hệ thống mạng 28 6 21 1
Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* 1. Cài đặt hệ điều hành mạng 8 2 6 1.1. Cài đặt hệ điều hành mạng cho Server 1 3 1.2. Cài đặt hệ điều hành mạng cho Client 1 3 2. Cài đặt giao thức mạng 7 2 5 2.1. Mô hình Internet TCP/IP 3 2.2. Bộ giao thức TCP/IP 1 2.3. Một số giao thức khác 1 3. Cài đặt các dịch vụ mạng 8 2 5 1 3.1. Dịch vụ DHCP 1 2 3.2. Dịch vụ DNS 0.5 2 3.3. Dịch vụ AD 0.5 1 4. Cấu hình bảo mật 5 1 4 Cộng 90 27 60 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG Mã bài: MĐ 26 - 01 Giới thiệu: Ngày nay, mạng máy tính đã trở thành một hạ tầng cơ sở quan trọng của tất cả các cơ quan xí nghiệp. Nó đã trở thành một kênh trao đổi thông tin không thể thiếu được trong thời đại công nghệ thông tin. Với xu thế giá thành ngày càng hạ của các thiết bị điện tử, kinh phí đầu tư cho việc xây dựng một hệ thống mạng không vượt ra ngoài khả năng của các công ty xí nghiệp. Tuy nhiên, việc khai thác một hệ thống mạng một cách hiệu quả để hỗ trợ cho công tác nghiệp vụ của các cơ quan xí nghiệp thì còn nhiều vấn đề cần bàn luận. Hầu hết người ta chỉ chú trọng đến việc mua phần cứng mạng mà không quan tâm đến yêu cầu khai thác sử dụng mạng về sau. Điều này có thể dẫn đến hai trường hợp: lãng phí trong đầu tư hoặc mạng không đáp ứng đủ cho nhu cầu sử dụng. Mục tiêu: - Trình bày về mạng máy tính và phân loại mạng máy tính; - Vẽ và giải thích được chức năng nhiệm vụ của các tầng trong mô hình OSI. - Thực hiện các thao tác an toàn với máy tính. 1. Giới thiệu: 1.1 Giới thiệu về mạng máy tính Mục tiêu: Mô tả được các đặc trưng cơ bản của mạng máy tính. a. Định nghĩa mạng máy tính và mục đích của việc kết nối mạng: *Nhu cầu của việc kết nối mạng máy tính: Việc nối máy tính thành mạng từ lâu đã trở thành một nhu cầu khách quan vì: - Có rất nhiều công việc về bản chất là phân tán hoặc về thông tin, hoặc về xử lý hoặc cả hai đòi hỏi có sự kết hợp truyền thông với xử lý hoặc sử dụng phương tiện từ xa. - Chia sẻ các tài nguyên trên mạng cho nhiều người sử dụng tại một thời điểm (ổ cứng, máy in, ổ CD ROM . . .) - Nhu cầu liên lạc, trao đổi thông tin nhờ phương tiện máy tính. - Các ứng dụng phần mềm đòi hòi tại một thời điểm cần có nhiều người sử dụng, truy cập vào cùng một cơ sở dữ liệu. * Định nghĩa mạng máy tính Nói một cách ngắn gọn thì mạng máy tính là tập hợp các máy tính độc lập (autonomous) được kết nối với nhau thông qua các đường truyền vật lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó.
Khái niệm máy tính độc lập được hiểu là các máy tính không có máy nào có khả năng khởi động hoặc đình chỉ một máy khác. Các đường truyền vật lý được hiểu là các môi trường truyền tín hiệu vật lý (có thể là hữu tuyến hoặc vô tuyến). Các quy ước truyền thông chính là cơ sở để các máy tính có thể "nói chuyện" được với nhau và là một yếu tố quan trọng hàng đầu khi nói về công nghệ mạng máy tính. b. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính: Một mạng máy tính có các đặc trưng kỹ thuật cơ bản như sau: * Đƣờng truyền Là thành tố quan trọng của một mạng máy tính, là phương tiện dùng để truyền các tín hiệu điện tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điệu tử đó chính là các thông tin, dữ liệu được biểu thị dưới dạng các xung nhị phân (ON_OFF), mọi tín hiệu truyền giữa các máy tính với nhau đều thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau. Đặc trưng cơ bản của đường truyền là giải thông nó biểu thị khả năng truyền tải tín hiệu của đường truyền. Thông thường người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại: - Đường truyền hữu tuyến: các máy tính được nối với nhau bằng các dây cáp mạng. - Đường truyền vô tuyến: các máy tính truyền tính hiệu với nhau thông qua các sóng vô tuyến với các thiết bị điều chế/ giải điều chế ở các đầu mút. * Kỹ thuật chuyển mạch: Là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức năng hướng thông tin tới đích nào đó trong mạng, hiện tại có các kỹ thuật chuyển mạch như sau: - Kỹ thuật chuyển mạch kênh: Khi có hai thực thể cần truyền thông với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó. - Kỹ thuật chuyển mạch thông báo: Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thông báo. - Kỹ thuật chuyển mạch gói: Ở đây mỗi thông báo được chia ra thành nhiều gói nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng quy định trước. Mỗi gói tin cũng chưa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ
nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin. Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường khác nhau. * Kiến trúc mạng: Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau và tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Khi nói đến kiến trúc của mạng người ta muốn nói tới hai vấn đề là hình trạng mạng (network topology) và giao thức mạng (network protocol). - Network topology: Các kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng. - Network Protocol: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền mà ta gọi là giao thức (hay nghi thức) của mạng. Các giao thức thường gặp nhất là: TCP/IP, NETBIOS, IPX/SPX,… * Hệ điều hành mạng: Hệ điều hành mạng là một phần mềm hệ thống có các chức năng sau: - Quản lý tài nguyên của hệ thống, các tài nguyên này gồm: o Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói một cách đơn giản là quản lý tệp. Các công việc về lưu trữ tệp, tìm kiếm, xóa, copy, nhóm, đặt các thuộc tính đều thuộc nhóm công việc này. o Tài nguyên thiết bị: Điều phối việc sử dụng CPU, các ngoại vi…để tối ưu hóa việc sử dụng. - Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống. Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp giữa người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị của hệ thống. - Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (ví dụ FORMAT đĩa, sao chép tệp và thư mục, in ấn chung,...). Các hệ điều hành thông dụng nhất hiện nay là WindowsNT, Windows9X, Windows2000, Unix, Novell. 1.2. Mục đích nối mạng - Tiết kiệm đƣợc tài nguyên phần cứng: Khi các máy tính của một phòng ban được nối mạng với nhau thì chúng ta có thể chia sẻ những thiết bịngoại vi như máy in, máy FAX, ổ đĩa CDROM... Thay vì trang bị cho từng máy PC thì thông qua mạng chúng ta có thể dùng chung các thiết bị này. Ví dụ 1: trong một phòng máy thực hành có khoảng 30 máy, nếu trang bị cho tất cả các máy trạm có đĩa cứng thì rất phí mà chúng ta lại không tận dụng được hết năng suất của các đĩa cứng đó. Giải pháp tập trung tất cả các ứng dụng vào server và dùng công nghệ mạng bootrom để chạy các máy trạm sẽ làm giảm chi
phí phần cứng đồng thời tiện dụng cho công tác quản trị phòng máy hạn chế được tình trạng các học viên vô tình làm hỏng các máy trạm. Ví dụ 2: Một công ty muốn rằng tất cả các phòng ban đều được sử dụng Internet thông qua modem và đường điện thoại. Nếu chúng ta trang bị cho mỗi phòng ban 1 modem và 1 đường điện thoại thì không khả thi vì vậy chúng ta phải tận dụng cơ sở hạ tầng mạng để chia sẻ 1 modem và đường điện thoại cho cả công ty đều có thể truy cập Internet. - Trao đổi dữ liệu trở nên dễ dàng hơn: Theo phương pháp truyền thống muốn chép dữ liệu giữa hai máy tính chúng ta dùng đĩa mềm hoặc dùng cáp link để nối hai máy lại với nhau sau đó chép dữ liệu. Chúng ta thấy rằng hai giải pháp trên sẽ không thực tế nếu một máy đặt tại tầng trệt và một máy đặt tại tầng 5 trong một tòa nhà. Việc trao đổi dữ liệu giữa các máy tính ngày càng nhiều hơn, đa dạng hơn, khoảng cách giữa các phòng ban trong công ty ngày càng xa hơn nên việc trao đổi dữ liệu theo phương thức truyền thống không còn được áp dụng nữa, thay vào đó là các máy tính này được nối với nhau qua công nghệ mạng. - Chia sẻ ứng dụng: Các ứng dụng thay vì trên từng máy trạm chúng ta sẽ cài trên một máy server và các máy trạm dùng chung ứng dụng đó trên server. Lúc đó ta tiết kiệm được chi phí bản quyền và chi phí cài đặt, quản trị. - Tập trung dữ liệu, bảo mật và backup tốt: Đối với các công ty lớn dữ liệu lưu trữ trên các máy trạm rời rạc dễ dẫn đến tình trạng hư hỏng thông tin và không được bảo mật. Nếu các dữ liệu này được tập trung về server để tiện việc bảo mật, backup và quét virus. - Sử dụng các phần mềm ứng dụng trên mạng: Nhờ các công nghệ mạng mà các phần mềm ứng dụng phát triển mạnh và được áp dụng vào nhiều lĩnh vực như hàng không (phần mềm bán vé máy bay tại các chi nhánh), đường sắt (phần mềm theo dõi đăng ký vé và bán vé tàu), cấp thoát nước (phần mềm quản lý công ty cấp thoát nước thành phố)... - Sử dụng các dịch vụ Internet: Ngày nay Internet rất phát triển, tất cả mọi người trên thế giới đều có thể trao đổi E-mail với nhau một cách dễ dàng hoặc có thể trò chuyện với nhau mà chi phí rất thấp so với phí viễn thông. Đồng thời các công ty cũng dùng công nghệ Web để quảng cáo sản phẩm, mua bán hàng hóa qua mạng (thương mại điện tử) ... Dựa trên cơ sở hạ tầng mạng chúng ta có thể xây dựng các hệ thống ứng dụng lớn như chính phủ điện tử, thương mại điện tử, điện thoại Internet nhằm giảm chi phí và tăng khả năng phục vụ ngày càng tốt hơn cho con người. 1.3. Phân loại mạng Mục tiêu: Phân loại và xác định đuợc các kiểu thiết kế mạng máy tính thông dụng.
Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào yếu tố chính được chọn dùng để làm chỉ tiêu phân loại, thông thường người ta phân loại mạng theo các tiêu chí như sau: - Khoảng cách địa lý của mạng - Kỹ thuật chuyển mạch mà mạng áp dụng - Kiến trúc mạng - Hệ điều hành mạng sử dụng ... Tuy nhiên trong thực tế nguời ta thường chỉ phân loại theo hai tiêu chí đầu tiên a. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý : Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố phân loại mạng thì ta có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu. Mạng cục bộ ( LAN - Local Area Network ) : là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ hẹp như trong một toà nhà, một xí nghiệp...với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính trên mạng trong vòng vài km trở lại. Mạng đô thị ( MAN - Metropolitan Area Network ) : là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị, một trung tâm văn hoá xã hội, có bán kính tối đa khoảng 100 km trở lại. Mạng diện rộng ( WAN - Wide Area Network ) : là mạng có diện tích bao phủ rộng lớn, phạm vi của mạng có thể vượt biên giới quốc gia thậm chí cả lục địa. Mạng toàn cầu ( GAN - Global Area Network ) : là mạng có phạm vi trải rộng toàn cầu. b. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch: Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính để phân loại sẽ có: mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển mạch gói. Mạch chuyển mạch kênh (circuit switched network) : Khi có hai thực thể cần truyền thông với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó. Nhược điểm của chuyển mạch kênh là tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh truyền cố định và hiệu suất sử dụng mạng không cao. Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network) : Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thông báo. Như vậy mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin
điều khiển trên thông báo, nếu thấy thông báo không gửi cho mình thì tiếp tục chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ vào điều kiện của mạng mà thông báo có thể được chuyển đi theo nhiều con đường khác nhau. Ƣu điểm của phƣơng pháp này là : - Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông. - Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do đó có thể điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng. - Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo. - Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là: - Không hạn chế được kích thước của thông báo dẫn đến phí tổn lưu giữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm . Mạng chuyển mạch gói (packet switched network) : ở đây mỗi thông báo được chia ra thành nhiều gói nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin. Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường khác nhau. Phương pháp chuyển mạch thông báo và 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 (các nút chuyển mạch) có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không phải lưu giữ tạm thời trên đĩa. Bởi vậy nên mạng chuyển mạch gói truyền dữ liệu hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo. Tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào trong một mạng thống nhất được mạng tích hợp số ISDN (Integated Services Digital Network). d. Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng: Kiến trúc của mạng bao gồm hai vấn đề: hình trạng mạng (Network topology) và giao thức mạng (Network protocol) Hình trạng mạng: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng Giao thức mạng: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền thông mà ta gọi là giao thức (hay nghi thức) của mạng Khi phân loại theo topo mạng người ta thường có phân loại thành:
mạng hình sao, tròn, tuyến tính Phân loại theo giao thức mà mạng sử dụng người ta phân loại thành mạng : TCP/IP, mạng NETBIOS . .. Tuy nhiên cách phân loại trên không phổ biến và chỉ áp dụng cho các mạng cục bộ. e. Phân loại theo hệ điều hành mạng: Nếu phân loại theo hệ điều hành mạng người ta chia ra theo mô hình mạng ngang hàng, mạng khách/chủ hoặc phân loại theo tên hệ điều hành mà mạng sử dụng: Windows NT, Unix, Novell . . . 1.4. Mô hình mạng a. Workgroup Trong mô hình này các máy tính có quyền hạn ngang nhau và không có các máy tính chuyên dụng làm nhiệm vụ cung cấp dịch vụ hay quản lý. Các máy tính tự bảo mật và quản lý các tài nguyên của riêng mình. Đồng thời các máy tính cục bộ này cũng tự chứng thực cho người dùng cục bộ. b. Domain Ngược lại với mô hình Workgroup, trong mô hình Domain thì việc quản lý và chứng thực người dùng mạng tập trung tại máy tính Primary Domain Controller. Các tài nguyên mạng cũng được quản lý tập trung và cấp quyền hạn cho từng người dùng. Lúc đó trong hệ thống có các máy tính chuyên dụng làm nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ và quản lý các máy trạm. 2. Tiến trình xây dựng mạng 2.1. Mô hình OSI và TCP/IP 2.1.1. Mô hình OSI Mục tiêu: - Trình bày được chức năng hoạt động của các lớp trong mô hình OSI Để dễ dàng cho việc nối kết và trao đổi thông tin giữa các máy tính với nhau, vào năm 1983, Tổ chức tiêu chuẩn thế giới ISO đã phát triển một mô hình cho phép hai máy tính có thể gởi và nhận dữ liệu cho nhau. Mô hình này dựa trên tiếp cận phân tầng (lớp), với mỗi tầng đảm nhiệm một số các chức năng cơ bản nào đó. Để hai máy tính có thể trao đổi thông tin được với nhau cần có rất nhiều vấn đề liên quan. Ví dụ như cần có Card mạng, dây cáp mạng, điện thế tín hiệu trên cáp mạng, cách thức đóng gói dữ liệu, điều khiển lỗi đường truyền vv... Bằng cách phân chia các chức năng này vào những tầng riêng biệt nhau, việc viết các phần mềm để thực hiện chúng trở nên dễ dàng hơn. Mô hình OSI giúp đồng nhất các hệ thống máy tính khác biệt nhau khi chúng trao đổi thông tin. Mô hình này gồm có 7 tầng:
- Tầng 1: Tầng vật ký (Physical Layer): Điều khiển việc truyền tải thật sự các bit trên đường truyền vật lý. Nó định nghĩa các thuộc tính về cơ, điện, qui định các loại đầu nối, ý nghĩa các pin trong đầu nối, qui định các mức điện thế cho các bit 0,1,…. - Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data-Link Layer): Tầng này đảm bảo truyền tải các khung dữ liệu (Frame) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp với nhau. Nó cài đặt cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu nhận. - Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer): Tầng này đảm bảo các gói tin dữ liệu (Packet) có thể truyền từ máy tính này đến máy tính kia cho dù không có đường truyền vật lý trực tiếp giữa chúng. Nó nhận nhiệm vụ tìm đường đi cho dữ liệu đến các đích khác nhau trong mạng. -Tầng 4: Tầng vận chuyển (Transport Layer): Tầng này đảm bảo truyền tải dữ liệu giữa các quá trình. Dữ liệu gởi đi được đảm bảo không có lỗi, theo đúng trình tự, không bị mất mát, trùng lắp. Đối với các gói tin có kích thước lớn, tầng này sẽ phân chia chúng thành các phần nhỏ trước khi gởi đi, cũng như tập hợp lại chúng khi nhận được. - Tầng 5: Tầng giao dịch (Session Layer) Tầng này cho phép các ứng dụng thiết lập, sử dụng và xóa các kênh giao tiếp giữa chúng (được gọi là giao dịch). Nó cung cấp cơ chế cho việc nhận biết tên và các chức năng về bảo mật thông tin khi truyền qua mạng. - Tầng 6: Tầng trình bày (Presentation Layer): Tầng này đảm bảo các máy tính có kiểu định dạng dữ liệu khác nhau vẫn có thể trao đổi thông tin cho nhau. Thông thường các máy tính sẽ thống nhất với nhau về một kiểu định dạng dữ liệu trung gian để trao đổi thông tin giữa các máy tính. Một dữ liệu cần gởi đi sẽ được tầng trình bày chuyển sang định dạng trung gian trước khi nó được truyền lên mạng. Ngược lại, khi nhận dữ liệu từ mạng, tầng trình bày sẽ chuyển dữ liệu sang định dạng riêng của nó. - Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application Layer): Đây là tầng trên cùng, cung cấp các ứng dụng truy xuất đến các dịch vụ mạng. Nó bao gồm các ứng dụng của người dùng, ví dụ như các Web Browser (Netscape Navigator, Internet Explorer), các Mail User Agent (Outlook Express, Netscape Messenger, ...) hay các chương trình làm server cung cấp các dịch vụ mạng như các Web Server (Netscape Enterprise, Internet Information Service, Apache, ...), Các FTP Server, các Mail server (Send mail, MDeamon). Người dùng mạng giao tiếp trực tiếp với tầng này. Về nguyên tắc, tầng n của một hệ thống chỉ giao tiếp, trao đổi thông tin với tầng n của hệ thống khác. Mỗi tầng sẽ có các đơn vị truyền dữ liệu riêng:  Tầng vật lý: bit  Tầng liên kết dữ liệu: Khung (Frame)
 Tầng Mạng: Gói tin (Packet)  Tầng vận chuyển: Đoạn (Segment) Trong thực tế, dữ liệu được gởi đi từ tầng trên xuống tầng dưới cho đến tầng thấp nhất của máy tính gởi. Ở đó, dữ liệu sẽ được truyền đi trên đường truyền vật lý. Mỗi khi dữ liệu được truyền xuống tầng phía dưới thì nó bị "gói" lại trong đơn vị dữ liệu của tầng dưới. Tại bên nhận, dữ liệu sẽ được truyền ngược lên các tầng cao dần. Mỗi lần qua một tầng, đơn vị dữ liệu tương ứng sẽ được tháo ra.Đơn vị dữ liệu của mỗi tầng sẽ có một tiêu đề (header) riêng. OSI chỉ là mô hình tham khảo, mỗi nhà sản xuất khi phát minh ra hệ thống mạng của mình sẽ thực hiện các chức năng ở từng tầng theo những cách thức riêng. Các cách thức này thường được mô tả dưới dạng các chuẩn mạng hay các giao thức mạng. Như vậy dẫn đến trường hợp cùng một chức năng nhưng hai hệ thống mạng khác nhau sẽ không tương tác được với nhau. Hình dưới sẽ so sánh kiến trúc của các hệ điều hành mạng thông dụng với mô hình OSI. 2.1.2. Mô hình TCP/IP Tầng ứng dụng (Process/Application Layer): Ứng với các tầng Session, Presentation và Aplication trong mô hình OSI. Tầng ứmg dụng hỗ trợ các ứng dụng cho các giao thức tầng Host to Host. Cung cấp giao diện cho người sử dụng mô hình TCP/IP. Các giao thức ứng dụng gồm 5ELNET(truy nhập từ xa), FTP (truyền File), SMTP (thư điện tử),....... Tầng vận chuyển Host to Host: Ưng với tầng vận chuyển (Transport Layer) trong mô hình OSI, tầng Host to Host thực hiện những kết nối giữa hai máy chủ trên mạng bằng 2 giao thức: giao thức điều khiển trao đổi dữ liệu TCP (Transmission Control Protocol) và giao thức dữ liệu người sử dụng UDP (User Datagram Protocol).Giao thức TCP là giao thức kết nối hướng liên kết (Connection - Oriented) chịu trách nhiệm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao trong việc trao đổi dữ liệu giữa các thành phần của mạng, tính đồng thời và kết nối song công (Full Duplex). Khái niệm tin độ cậy cao nghĩa là TCP kiểm soát lỗi bằng cách truyền lại các gói tin bị lỗi. Giao thức TCP cũng hỗ trợ những kết nối đồng thời. Nhiều kết nối TCP có thể được thiết lập tại một máy chủ và dữ liệu có thể được truyền đi một cách đồng thời và độc lập với nhau trên các kết nối khác nhau. TCP cung cấp kết nối song công (Full Duplex), dữ liệu có thể được trao đổi trên một kết nối đơn theo 2 chiều. Giao thức UDP được sử dụng cho những ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao.
Tầng mạng (Internet Layer):Ưng với tầng mạng (Network Layer) trong mô hình OSI, tầng mạng cung cấp một địa chỉ logic cho giao diện vật lý mạng. Giao thức thực hiện của tầng mạng trong mô hình DOD là giao thức IP kết nối không liên kết (Connectionless), là hạt nhân hoạt động của Internet. Cùng với các giao thức định tuyến RIP, OSPF, BGP, tầng tầng mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại mạng "vật lý" khác nhau như: Ethernet, Token Ring, X.25... Ngoài ra tầng này còn hỗ trợ các ánh xạ giữa địa chỉ vật lý (MAC) do tầng Network Access Layer cung cấp với địa chỉ logic bằng các giao thức phân giải địa chỉ ARP (Address Resolution Protocol) và phân giải địa chỉ đảo RARP (Reverse Address Resolution Protocol). Các vấn đề có liên quan đến chuẩn đoán lỗi và các tình huống bất thường liên quan đến IP được giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) thống kê và báo cáo. Tầng trên sử dụng các dịch vụ do tầng Liên mạng cung cấp. Tầng tầng truy nhập mạng (Network Access Layer): Tương ứng với tầng Vật lý và Liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, tầng truy nhập mạng cung cấp các phương tiện kết nối vật lý cáp, bộ chuyển đổi (Transceiver), Card mạng, giao thức kết nối, giao thức truy nhập đường truyền như CSMA/CD, Tolen Ring, Token Bus..). Cung cấp các dịch vụ cho tầng Internet phân đoạn dữ liệu thành các khung. 2.2. Thiết bị mạng tương ứng với từng tầng trong mô hình OSI Mô hình OSI có 7 tầng, mỗi tầng đảm nhận công việc riêng nên cần có thiết bị phù hợp để thực hiện các công việc đó tốt nhất. Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình OSI. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng. Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng. Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm
nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích. Người ta sử dụng Bridge trên tầng liên kết dữ liệu và trong các trường hợp sau : − Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi sử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức. − Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge, khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác. Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi. 2.3. Quy trình thiết kế hệ thống mạng Mục tiêu: - Mô tả được quy trình thiết kế một hệ thống mạng - Xác định được công việc cần thực hiện từng bước trong quy trình Tiến trình xây dựng mạng cũng trải qua các giai đoạn như việc xây dựng và phát triển một phần mềm. Nó cũng gồm các giai đoạn như: Thu thập yêu cầu của khách hàng (công ty, xí nghiệp có yêu cầu xây dựng mạng), phân tích yêu cầu, thiết kế giải pháp mạng, cài đặt mạng, kiểm thử và cuối cùng là bảo trì mạng. Phần này sẽ giới thiệu sơ lược về nhiệm vụ của từng giai đoạn để ta có thể hình dung được tất cả các vấn đề có liên quan trong tiến trình xây dựng mạng. 2.3.1. Thu thập yêu cầu của khách hàng 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:  Chúng ta 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 chúng ta 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 chúng ta phải phỏng vấn khách hàng, nhân viên các phòng mạng có máy tính sẽ nối mạng. Thông thường các đối tượng mà chúng ta phỏng vấn không có chuyên môn sâu hoặc không có chuyên môn về mạng. Cho nên chúng ta nên tránh sử dụng những thuật ngữ chuyên môn để trao đổi với họ. Chẳng hạn nên hỏi khách hàng ― chúng ta có muốn người trong cơ quan chúng ta gởi mail được cho nhau không?‖, hơn là hỏi ― chúng ta 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 dây cáp 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. Chú ý đến ràng buộc về mặt thẩm mỹ cho các công trình kiến trúc khi chúng ta triển khai đường dây mạng bên trong nó. Giải pháp để nối kết mạng cho 2 tòa nhà tách rời nhau bằng một khoảng không phải đặc biệt lưu ý. Sau khi khảo sát thực địa, cần vẽ lại thực 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. 2.3.2. 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? (Workgroup hay Client / Server? ...)  Mức độ yêu cầu an toàn mạng.  Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên mạng. 2.3.3. Thiết kế giải pháp 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