Luận văn Thiết kế và xây dựng mạng lan trong doanh nghiệp

Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 1 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CƠNG NGHỆ HÀ NỘI KHOA c«ng nghƯ th«ng tin -----------*****----------- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết Kế và Xây Dựng Mạng LAN trong Doanh Nghiệp Giáo viên hướng dẫn : TS. HỒNG XUÂN THẢO Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Dịu Mã SV :4LT1020T Lớp :4LT1127T Hà Nội – 2011 Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 2 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI CẢM ƠN PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Tên đề tài 2. Lý do chọn đề tài 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 7. Phương pháp nghiên cứu 8. ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1. Khái niệm về mạng máy tính 1.2. Phân loại mạng máy tính 1.2.1. Phân loại theo phạm vi địa lý 1.2.2. Phân loại theo phương pháp chuyển mạch 1.2.3. Phân loại máy tính theo Topo 1.2.4. Phân loại theo chức năng 1.2.5. Phân loại theo phương thức kết nối mạng 1.2.6. Phân biệt mạng Lan – Wan 1.3. Mơ hình OSI (Open Systems Interconnect): 1.3.1. Mục đích và ý nghĩa của mơ hình OSI 1.3.2. Các giao thức trong mơ hình OSI 1.3.4. Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mơ hình OSI 1.4. Một số bộ giao thức kết nối mạng 1.4.1. TCP/IP 1.4.2. NetBEIU 1.4.3. IPX/SPX 1.4.4. DECnet 1.5. Bộ giao thức TCP/IP 1.5.1. Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP 1.5.2. So sánh TCP/IP với OSI 1.4.3. Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP 1.5. Giới thiệu một số dịch vụ cơ bản trên mạng 1.5.1. Dịch vụ truy nhập từ xa Telnet 1.5.1. Dịch vụ truyền tệp (FTP) Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 3 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 1.5.1. Dịch vụ World Wide Web 1.5.1. Dịch vụ thư điện tử (Email) CHƯƠNG 2 MẠNG LAN 2.1. Cấu trúc Topo của mạng 2.2. Các phương thức truy nhập đường truyền vật lý 2.2.1. Phương thức CSMA/CD 2.2.2. Phương thức truyền thẻ bài 2.2.3. Phương thức FDDI 2.3. Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng 2.3.1. Chuẩn viện cơng nghệ điện và điện tử (IEEE) 2.3.2. Chuẩn ủy ban tư vấn quốc tế và điện báo và điện thoại (CCITT) 2.4. Hệ thống cáp dùng cho LAN 2.4.1. Cáp xoắn 2.4.2. Cáp đồng trục 2.4.3. Cáp sợi quang 2.4.5. Hệ thống cáp cĩ cấu trúc theo tiêu chuẩn TIA/EIA 568 2.4.6. Các yêu cầu cho một hệ thống cáp 2.5. Các thiết bị nối chính của LAN 2.5.1. Card mạng – NIC (Network Interface Card) 2.5.2. Repeater 2.5.3. Hub 2.5.4. Liên mạng (Internetworking) 2.5.5. Cầu nối (Bridge ) 2.5.6. Bộ định tuyến (Router) 2.5.7. Bộ chuyển mạch (Switch) 2.5.8. Cổng giao tiếp (Gateway) 2.5.9. Bộ điều chế và giải chế (Modem) 2.6. Các hệ điều hành mạng 2.7. Cơng nghệ Ethernet 2.8. Các kỹ thuật chuyển mạch trong LAN 2.8.1. Phân đoạn mạng trong LAN 2.8.2. Các chế độ chuyển mạch trong LAN 2.8.3. Mạng LAN ảo CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG LAN 3.1 Mơ hình mạng cơ bản 3.1.1. Mơ hình phân cấp 3.1.2. Mơ hình an ninh - an tồn Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 4 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 3.2. Các yêu cầu thiết kế 3.3. Các bước thiết kế 3.3.1.Phân tích thiết kế hệ thống 3.3.2. Thiết kế giải pháp 3.3.3. Cài đặt mạng 3.3.4. Kiểm thử mạng 3.3.5. Nghiệm thu, chuyển giao hệ thống 3.3.6. Bảo trì hệ thống CHƯƠNG 4 MƠ HÌNH TRIỂN KHAI THỰC TẾ 4.1. Đề tài ứng dụng 4.1.1.Yêu cầu của thiết kế mạng Lan về mặt cấu trúc 4.1.2. Mục đích thiết kế 4.2. Khảo sát hiện trạng mạng thực tế tại cơng ty 4.2.1. Tình hình thực tế của cơng ty 4.2.2. Yêu cầu của cơng ty 4.3. Quy trình thiết kế 4.3.1. Phân tích hệ thống 4.3.2. Phân tích yêu cầu 4.3.3. Thiết kế giải pháp 4.3.4. Cài đặt mạng 4.3.5. Kiểm thử mạng 4.3.6. Nghiệm thu 4.3.7. Bảo trì hệ thống 4.3.8. Hồ sơ giải trình 4.3.9. Hướng dẫn một số cài đặt cơ bản cho hệ thống mạng PHẦN III: KẾT LUẬN 1. Kết quả đạt được 2. Hướng phát triển PHỤ LỤC 1. Phụ lục 01: Cài đặt dịch vụ DHCP 2. Phụ lục 02: Cấu hình dịch vụ DHCP 3. Phụ lục 03: Hướng dẫn cấu hình chia sẻ kết nối Internet và chia sẻ máy in 4. Phụ lục 04: Bấm đầu dây mạng RJ-45 5. Phụ lục 05: Cài đặt mơ phỏng tổng quát hệ thống mạng TÀI LIỆU THAM KHẢO Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 5 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Dạng đầy đủ CPU Center Processor Unit DNS Domain Name System FTP File Transfer Protocol GAN Global Area Network HTTP Hypertext Transfer Protocol ICMP Internet Control Message Protocol IGMP Internet Group Messages Protocol IP Internet Protocol ISO International Standard Oranization LAN Local Area Network MAC Media Access Control MAN Metropolitan Area Network NIC Network Information Center NLSP Netware Link Servise Protocol OS-IS Open System Interconnection Intermediate System To Intermediate System OSI Open Systems Interconnect OSPF Open Shortest Path First RIP Routing Information Protocol SMTP Simple Mail Transfer Protocol STP Shield Twisted Pair Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 6 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T TCP Transmission Control Protocol TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol UDP User Datagram Protocol UTP Unshield Twisted Pair WAN Wide Area Network WWW World Wide Web Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 7 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình mạng căn bản Hình 1.2: Mạng khách chủ Hình1.3: Mạng ngang hàng Hình 1.3: Phương thức kết nối mạng Hình 1.5: Mơ hình OSI Hình 1.6: Phương thức xác lập gĩi tin trong mơ hình OSI Hình 1.7: Chức năng của từng lớp trong mơ hình OSI Hình 1.8: Kiến trúc TCP/IP Hình 1.9: Quá trình đĩng / mở gĩi dữ liệu trong TCP/IP Hình 1.10: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP Hình 1.11: Mối tương quan các tầng mơ hình OSI và TCP/IP Hình 1.12: Khuơn dạng dữ liệu trong OSI Hình 1.13: Các lớp địa chỉ Internet Hình 1.14: Phân lớp địa chỉ IPv4 Hình 1.15: Chia mạng con Hình 1.16: Ví dụ minh họa cấu hình subnet Hình 1.17: Các địa chỉ IP đặc biệt Hình 1.18: Khuân dạng UDP datagram Hình 2.1: Cấu trúc mạng hình sao Hình 2.2 : Cấu trúc mạng dạng vịng Hình 2.3: Cấu trúc mạng hình tuyến Hình 2.4: Topology dạng lưới Hình 2.5: Topology dạng kết hợp Hình 2.6 : Cáp xoắn UTP Hình 2.7 : Cáp đồng trục Hình 2.8 : Cáp sợi quang Hình 2.9: Card mạng Hình 2.10: Vị trí của Repeater trong mạng Hình 2.11: Hub Hình 2.12: Vị trí của Bridge trong mạng Hình 2.13: Bridge biên dịch kết nối hai phân đoạn mạng khác kiểu frame Hình 2.14: Hoạt động của Router Hình 2.15: Vị trí về bảng chỉ đường của Router Hình 2.16 : Switch Hình 2.17: Tầng hoạt động của Gateway Hình 2.18: Vị trí của Gateway Hình 2.19: Phân đoạn mạng bằng Repeater Hình 2.20: Việc truyền khung tin diễn ra phía A khơng xuất hiện phía B Hình 2.21: Phân đoạn mạng sử dụng Bridge Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 8 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 2.22: Phân đoạn mạng bằng Router Hình 2.23: Cĩ thể cấu hình bộ chuyển mạch thành nhiều cầu ảo Hình 2.24: Phân đoạn mạng bằng các thiết bị kết nối Hình 2.25: Mạng LAN ảo theo chức năng các phịng ban Hình 2.26: Tạo mạng LAN ảo với nhiều bộ chuyển mạch Hình 3.1: Mơ hình phân cấp Hình 3.2 : Mơ hình logic của tường lửa Hình 3.3: Mơ hình tường lửa ba phần Hình 4.1: Quang cảnh cơng ty Hình 4.2: Sơ đồ mạng cũ của cơng ty Hình 4.3: Sơ đồ các phịng ban tầng 1 tịa nhà 1 Hình 4.4: Sơ đồ các phịng ban tầng tầng 2 tịa nhà 1 Hình 4.5: Sơ đồ phịng ban tầng 1 tịa nhà 2 Hình 4.6: Sơ đồ phịng ban tầng 2 tồn nhà 2 Hình 4.7: Bảng phân giải địa chỉ IP Hình 4.8: Mơ hình mạng bước đầu Hình 4.5: Sơ đồ mạng tổng quát Hình 4.6: Sơ đồ mạng chi tiết Hình 4.7: Sơ đồ đi dây tầng 1 tịa nhà 1 Hình 4.8: Sơ đồ đi dây tầng 2 tịa nhà 1 Hình 4.9: Sơ đồ đi dây tầng 1 tịa nhà 2 Hình 4.10: Sơ đồ đi dây tầng 2 tịa nhà 2 Hình 4.11: Sơ đồ đánh địa chỉ Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 9 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian tìm hiểu và thực hiện đến nay đề tài “ Thiết kế và xây dựng mang Lan trong doanh nghiệp” đã hồn thành. Trong suốt quá trình quá trình thực hiện đề tài, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cơ và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy cơ đã trang bị những kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại Học Kinh Doanh và Cơng Nghệ Hà Nội. Đặc biệt là các thầy cơ trong khoa Cơng nghệ thơng tin đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết nhất trong suốt quá trình học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn thầy Hồng Xuân Thảo đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt thời gian qua. Nhờ sự giúp đỡ của thầy mà em đã hồn thành đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn giám đốc Nguyễn Văn Dương và tồn thể các cơ chú và anh chị trong cơng ty TNHH Xây Dựng Hịa Thanh đã luơn nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới gia đình, tập thể lớp 4LT27T và những người bạn thân thiết đã luơn động viên, ủng hộ em trong suốt quá trình thực hiện. Mặc dù đã cố gắng nỗ lực hết mình để thực hiện nhưng đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sĩt, kính mong nhận được sự đĩng gĩp của thầy cơ và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,tháng 6 năm 2011 Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 10 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Tên đề tài “ Thiết kế và xây dựng mạng Lan trong cơng ty TNHH Xây Dựng Hịa Thanh” 2. Lý do chọn đề tài Từ khi chiếc máy tính đầu tiên ra đời cho đến nay máy tính vẫn khẳng định được vai trị lớn của nĩ trong sự phát triển kinh tế xã hội. Cơng nghệ thơng tin ngày nay đã phát triển vượt bậc, tin học đã được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các nghành, các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là lĩnh vực quản lý. Mạng LAN được sử dụng rộng rãi và phổ biến, các sở, ban nghành, cơ quan, xí nghiệp đều lắp đặt hệ thống quản trị mạng này. Tạo điều kiện cho cơng việc quản lý thuận tiện nhanh chĩng, chính xác hơn, hiệu quả cơng việc cao hơn. Yêu cầu đặt ra là phải xây dựng một hệ thống mạng máy tính nhằm tạo ra mơi trường trao đổi thơng tin an tồn, thuận tiện, chính xác giữa các phịng ban, tận dụng được tối đa cơng suất xử lý của máy tính nhằm nâng cao hiệu suất cơng việc. Nhiều cơ quan, xí nghiệp đã ứng dụng các hệ thống mạng vào các hoạt động của mình để giải quyết cơng việc của mình một cách dể dàng và hiệu quả. Để phục vụ tốt các nhu cầu thiết thực đĩ, em tiến hành thiết kế mạng Lan cĩ tính thực tiễn cao, được ứng dụng cho cơng ty THHH Xây Dựng Hịa Thanh. 3.Mục tiêu nghiên cứu Ø Nắm được hệ thống các kiến thức mạng cơ bản Ø Phân tích các bước thiết kế mạng doanh nghiệp Ø Đánh giá hệ thống mạng Ø Giới thiệu một số cơng cụ quản trị mạng Ø Mơ phỏng hệ thống mạng trên phần mềm giả lập GNS3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Ø Nghiên cứu lý thuyết mạng căn bản Ø Nghiên cứu cách thiết lập mơ hình mạng doanh nghiệp Ø Thiết kế mạng cho cơng ty TNHH Xây Dựng Hịa Thanh Ø Mơ phỏng hệ thống mạng trên phần mềm giả lập GNS3 5. Phương pháp nghiên cứu Ø Phương pháp tìm hiểu lý luận: Tham khảo tài liệu các giáo án, giáo trình, các diến đàn, các website. Ø Phương pháp điều tra thực tế: Tham gia vào các dự án nâng cấp hệ thống mạng tại doanh nghiệp. Ø Phương pháp xử lý thơng tin: thu thập đầy đủ các thơng tin kết hợp với thực tiễn và sắp xếp thơng tin phù hợp cần thiết. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 11 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 6. Ý nghĩa thực tiễn và lý luận của đề tài Ø Về mặt lý luận: Đề tài sẽ là tài liệu tổng hợp hữu ích cho những ai muốn tìm hiểu về mạng máy tính và cách thiết kế mạng Lan trong doanh nghiệp. Ø Về mặt thực tiễn: Áp dụng triển khai hệ thống mạng tại cơng ty TNHH Xây Dựng Hịa Thanh. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 12 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Vào những năm 50, những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bĩng đèn điện nên kích thước rất cồng kềnh tốn nhiều năng lượng. việc nhập dữ liệu máy tính được thực hiện thơng qua các bia đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho người sử dụng. Đến những năm 60 cùng với sự phát triển của máy tính và nhu cầu trao đổi dữ liệu với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứu chế tạo thành cơng các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chính là dạng sơ khai của hệ thống máy tính. Từ những năm 70 các máy tính được nối trực tiếp với nhau để tạo thành một mạng máy tính nhằm phân tán tải của máy tính và tăng độ tin cậy. Đến năm 1981, khi hãng IBM cơng bố máy tính cá nhân PC (personal computer) thì nhu cầu nối mạng thật sự phát triển. Các hệ thống mạng khác nhau ra đời và người dùng PC bắt đầu kết nối máy tính của họ vào mạng máy tính để dùng chung các tập tin và tài nguyên trên mạng. Việc nối máy tính là việc xác lập một hệ thống liên lạc cho phép người sử dụng nĩ cĩ thể chuyển giao hoặc chia sẻ dùng chung các loại dữ liệu. 1.1 Khái niệm về mạng máy tính Về cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đĩ. Khác với các trạm truyền hình gửi thơng tin đi, các mạng máy tính luơn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thơng tin tới máy tính B thì máy tính B cĩ thể trả lời lại A. Nĩi một cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và cĩ thể trao đổi thơng tin cho nhau gọi là máy tính. Hình 1.1: Mơ hình mạng căn bản Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 13 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Khơng cĩ hệ thống mạng thì dữ liệu trên máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thơng qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa mềm, CD Rom… điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng. Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng cĩ thêm những ưu điểm sau: ü Nhiều người cĩ thể dùng chung một phần mềm tiện ích. ü Một nhĩm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file) của đề án, họ trao đổi thơng tin với nhau dễ dàng. ü Dữ liệu được quản lý tập trung nên an tồn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng an tồn hơn, nhanh chĩng hơn. ü Cĩ thể dùng chung các thiết bị ngoại vi như : máy in. máy vẽ… ü Người sử dụng trao đổi thơng tin với nhau qua thư tín dễ dàng (Email) và cĩ thể sử dụng mạng như một cơng cụ để phổ biến tin tức, thơng báo về chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thơng tin kinh tế, chính trị, xã hội… 1.2 Phân loại mạng máy tính 1.2.1 Phân loại theo phạm vi địa lý Mạng máy tính cĩ thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và cĩ thể phân bổ trong một phạm vi quốc gia hay quốc tế. Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta cĩ thể phân ra các loại mạng như sau: Ø Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network): là mạng được lắp đặt trong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10km. Kết nối thơng qua các mơi trường truyền thơng tốc độ cao ví dụ như cáp đồng trục hay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp… Các LAN cĩ thể kết nối với nhau thành WAN. Ø Mạng đơ thị MAN (Metropolitan Area Network): Là mạng được cài đặt trong phạm vi một đơ thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội cĩ bán kính khoảng 100 km trở lại. Các kết nối được thực hiện thơng qua các mơi trường truyền dẫn tốc độ cao (50 – 100Mbit/s). Ø Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network): Phạm vi của mạng cĩ thể vượt qua biên giới quốc gia thậm chí cả châu lục. Thơng thường kết nối này được thực hiện qua mạng viễn thơng. Các WAN cĩ thể kết nối với nhau thành GAN. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 14 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Ø Mạng tồn cầu GAN(Global Area Network): là mạng được thiết lập trên phạm vi rộng khắp các châu lục trên trái đất. Thơng thường kết nối thơng qua mạng viễn thơng và vệ tinh 1.1.2.Phân loại theo phương pháp chuyển mạch Ø Mạng chuyển mạch kênh ( Circuit – Swiched Network) Trong trường hợp khi cĩ hai trạm cần trao đổi thơng tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh (circuit) cố định và duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các giữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định. Mạng chuyển mạch kênh cĩ tốc độ truyền cao và an tồn nhưng hiệu xuất sử dụng đường truyền thấp vì cĩ lúc kênh bị bỏ khơng do cả hai bên đều hết thơng tin cần truyền trong khi các trạm khác khơng được sử dụng kênh truyền này và phải tốn nhiều thời gian thiết lập con đường (kênh) cố định giữa hai trạm. Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh. Ø Mạng chuyển mạch bản tin (Message Switch Network) Thơng tin cần được cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi Là bản tin. Trên bản tin cĩ ghi địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa chỉ nơi nhận để chuyển bản tin tới đích. Tuy thuộc vào điều kiện về mạng, các thơng tin khác nhau cĩ thể gửi đi theo các con đường khác nhau. Ø Mạng chuyển mạch gĩi Phương pháp này mỗi thơng báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn Gọi là các gĩi tin (packet) cĩ khuơn dạng được chỉ định trước. Mỗi gĩi tin cũng chứa các thơng tin điều khiển, trong đĩ cĩ địa chỉ nguồn (người gửi) và đích ( người nhận) của gĩi tin. Các gĩi tin về một thơng báo nào đĩ cĩ thể được gửi đi qua mạng để đến đích bằng nhiều con đường khác nhau. Căn cứ vào số thứ tự các gĩi tin được tái tạo thành các thơng tin ban đầu. 1.2.3. Phân loại máy tính theo topo Topology của mạng là cấu trúc hình học khơng gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thơng thường mạng cĩ ba dạng cấu trúc là : Mạng dạng hình sao ( Star Topology), mạng dạng vịng (Ring Topology) và mạng dạng tuyến (Linear Topology). Ngồi ba dạng cấu trúc kể trên cịn cĩ những dạng biến tướng từ ba dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao – vịng, mạng hình hỗn hợp,… Ø Mạng hình sao (Star Topology) Ở dạng hình sao, tất cả các máy trạm được nối vào một thiết bị trung Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 15 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Tâm cĩ nhiệm vụ nhận tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức “ điểm – điểm” Ø Mạng dạng vịng (Ring Topology) Các máy tính được liên kết với nhau thành một vịng trịn theo phương “ điểm – điểm” qua đĩ mỗi trạm cĩ thể nhận và truyền dữ liệu theo vịng một chiều và dưc liệu được truyền theo từng gĩi một. Ø Mạng dạng tuyến (Bus Topology) Các máy được nối theo đường truyền chính (Bus). Đường truyền Chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator. Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T- connector) hoặc bộ thu phát (Transceiver). Ø Mạng dạng kết hợp Trong thực tế tuy theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta cĩ thể thiết kế Dạng mạng kết hợp với các dạng sao, vịng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng. 1.2.4. Phân loại theo chức năng Ø Mạng khách chủ ( Client – server) Một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như File server, mail server, printer server… Các máy tính được thiết lập để cung cấp dịch vụ được gọi là server, cịn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thỉ được gọi là Client. Hình 1.2: Mạng khách chủ Ø Mạng ngang hàng ( peer – to – peer) Các máy tính trong mạng cĩ thể hoạt động vừa như Client vừa như Một Server. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 16 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 1.3: Mạng ngang hàng Ø Mạng kết hợp Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client – Server và Pear – to – Pear 1.2.5. Phân loại theo phương thức kết nối mạng Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng đĩ là điểm – điểm và điểm – nhiều điểm. Một điểm – một điểm một điểm – nhiều điểm Hình 1.3: Phương thức kết nối Ø Phương thức điểm – điểm: Các đường truyền riêng biệt được thiết Lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính cĩ thể truyền và nhận trực tiếp nhận trực tiếp dữ liệu hoặc cĩ thể làm trung gian như lưu trữ những dữ liệu mà nĩ nhận được rồi sau đĩ chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đĩ đạt tới đích Ø Phương thức điểm – nhiều điểm: Tất cả trạm phân chia chung một Đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ cĩ thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính cịn lại, bởi vậy cần chỉ ra đích của dữ liệu để máy tính căn cứ vào đĩ kiểm tra xem dữ liệu cĩ phải dành cho mình khơng, nếu đúng thì nhận nếu khơng thì bỏ qua. 1.2.6. Phân biệt mạng Lan – Wan Ø Địa phương hoạt động ü Mạng Lan sử dụng trong một khu vực địa lý quy mơ nhỏ Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 17 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Mạng Wan cho phép kết nối các máy tính ở khu vực địa lý khác nhau, trên một phạm vi rộng Ø Tốc độ kết nối và tỷ lệ mỗi bit ü Mạng Lan cĩ tốc độ kết nối và độ tin cậy cao ü Mạng Wan cĩ tốc độ kết nối khơng thể quá cao để đảm bảo tỷ lệ mỗi bit cĩ thể chấp nhận được Ø Phương thức truyền thơng ü Mạng Lan chủ yếu sử dụng cơng nghệ Ethernet, Token ring, ATM ü Mạng Wan sử dụng nhiều cơng nghệ như chuyển mạch vịng, chuyển mạch gĩi, chuyển mạch khung,… 1.3.Mơ hình OSI (Open Systems Interconnect): Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hĩa Quốc tế - ISO (International Standard Oranization) chính thức đưa ra mơ hình OSI ( Open Systems Interconnect) là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mơ tả kiến trúc mạng dành cho việc kết nối các thiết bị khơng cùng chủng loại. Mơ hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạt động thiết bị và giao thức mạng khác nhau. Hình 1.5: Mơ hình OSI 1.3.1.Mục đích ý nghĩa của mơ hình OSI Trong mơ hình OSI cĩ bảy lớp, mỗi lớp mơ tả một phần chức năng độc lập. Sự tách rời của mơ hình này mang lợi ích như sau: ü Chia hoạt động thơng tin của mạng thành những thành phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn. ü Chuẩn hĩa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạnh từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 18 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng tới lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp cĩ thể phát triển độc lập và nhanh chĩng hơn Mơ hình tham chiếu OSI định nghĩa các quy tắc cho các nội dung sau: ü Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thơng với nhau. ü Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào khơng được. ü Các phương pháp để dữ liệu truyền đúng bên nhận. ü Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau. ü Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp ü Cách thức biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn. Mơ hình tham chiếu OSI được chia thành 7 lớp chức năng sau: ü Application layer ( Lớp Ứng Dụng): Giao diện giữa ứng Dụng và mạng. ü Presitation Layer (Lớp Trình Bày): thỏa thuận khuơn dạng trao đổi dữ liệu. ü Session Layer ( Lớp phiên): Cho phép người dùng thiết lập kết nối. ü Transport Layer ( Lớp Vận Chuyển ): Đảm bảo truyền thơng giữa hai hệ thống. ü Network Layer (Lớp Mạng): Định hướng dữ liệu truyền trong mơi trường liên mạng. ü Data link Layer ( Lớp Liên Kết Dữ Liệu): Xác định truy xuất đến các thiết bị. ü Physical Layer ( Lớp Vật Lý): chuyển đổi các dữ liệu thành bit và truyền đi. 1.3.2. Các giao thức trong mơ hình OSI Trong mơ hình OSI cĩ hai loại giao thức chính được áp dụng: Giao thức liên kết (Connection – Oriented) và giao thức khơng liên kết ( Connection less). Ø Giao thức liên kết: Trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gĩi tin được trao đổi thơng qua liên kết này, việc cĩ liên kết logic sẽ nâng cao sự an tồn trong truyền dữ liệu. Quá trình truyền thơng phải gồm ba giai đoạn phân biệt: ü Thiết lập liên kết ( Logic): Hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau ( Truyền dữ liệu). Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 19 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Truyền dữ liệu: Dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm sốt và quản lý kèm theo ( như kiểm sốt lỗi, kiểm tra luồng dữ liệu, cắt/ hợp dữ liệu…) Để tăng cường việc truyền dữ liệu và hiệu quả của việc truyền dữ liệu. ü Hủy bỏ liên kết ( Logic): Giải phĩng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kết dùng cho liên kết khác. Ø Giao thức khơng liên kết: Trước khi truyền dữ liệu khơng thiết lập liên kết Logic mà mỗi gĩi tin được truyền độc lập với mỗi gĩi trước và sau nĩ. Đối với giao thức khơng liên kết thì chỉ duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu mà thơi. Gĩi tin của giao thức: Gĩi tin (Packet) được hiểu như một đơn vị thơng tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong máy tính. Những thơng điệp (Message) trao đổi giữa máy tính trong mạng, được tạo thành các gĩi tin ở các gĩi nguồn. Và các gĩi tin này khi đích sẽ được kết hợp lại thành những thơng điệp ban đầu. Mỗi gĩi tin cĩ thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ, các thơng tin điều khiển và các dữ liệu. Trên quan điểm mơ hình mạng phân tầng, mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược lại. Chức năng này thực chất là gắn thêm hay gỡ bỏ phần đầu ( Header) đối với các gĩi tin trước khi chuyển nĩ đi. Nĩi cách khác, từng gĩi tin bao gồm phần đầu ( Header) và phần dữ liệu. khi đi đến một tầng mới gĩi tin sẽ được đĩng thêm một phần đầu đề khác và được coi như gĩi tin của tầng mới, cơng việc trên tiếp diễn cho tới khi gĩi tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận. Tại bên nhận các gĩi tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tương ứng và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mơ hình phân tầng nào. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 20 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 1.6: Phương thức thiết lập gĩi tin trong mơ hình OSI 1.3.4. Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mơ hình OSI Hình 1.7: Chức năng của từng lớp trong mơ hình OSI Ø Tầng ứng dụng (Application Layer) Là tầng cao nhất của mơ hình OSI, nĩ xác định giao diện giữa các chương trình ứng dụng của người dùng và mạng. Giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng mà các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng. Tầng ứng dụng xử lý truy cập mạng chung, kiểm sốt luồng và phục hồi lỗi. Tầng này khơng cung cấp Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 21 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T dịch vụ cho tầng nào mà nĩ cung cấp dịch vụ cho ứng như: truyền file, gửi nhận mail, Telnet, HTTP,FTP,SMTP… Ø Tầng trình bày (Presentation Layer) Lớp này chịu trách nhiệm thương lượng và xác lập dạng thức dữ liệu được trao đổi nĩ đảm bảo thơng tin mà lớp ứng dụng của hệ thống khác cĩ thể đọc được. Lớp trình bày thơng tin giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thơng qua một dạng chung, đồng thời nĩ cũng nén và giải nén dữ liệu. Thứ tự byte, bit bên gửi và bên nhận quy ước quy tắc gửi nhận mỗi chuỗi byte và bit từ trái qua phải hay từ phải qua trái nếu hai bên khơng thống nhất thì nĩ sẽ cĩ sự chuyển đổi giữa các byte,bit vào trước hoặc sau khi truyền. Ø Tầng phiên (Session Layer) Lớp này cĩ tác dụng thiết lập quản lý và kết thúc các phiên thơng tin giữa hai thiết bị truyền nhận. Nĩ đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại với nhau và lập ánh xạ giữa địa chỉ với tên của chúng. Lớp phiên cung cấp dịch vụ cho lớp trình bày, cung cấp sự đồng bộ hĩa cho người dùng đúng cách bằng đặt những luồng kiểm tra vào luồng dữ liệu. Bằng cách này nếu mạng khơng hoạt động thì chỉ cĩ dữ liệu truyền sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại. Lớp này cũng thi hành kiểm sốt hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên nào truyền, khi nào trong bao lâu. Ø Tầng vận chuyển (Transport Layer) Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và các tầng trên nĩ, nĩ phân đoạn giữ liệu từ một hệ thống máy truyền và tái thiết dữ liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việc bàn giao thơng điệp giữa các thiết bị đáng tin cậy. Tầng này thiết lập duy trì các mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau: ü Xếp các thứ tự phận đoạn: khi một thơng điệp lớn được xếp thành nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao, tầng vận chuyển sẽ sắp xếp thứ tự trước khi giáp nối các phân đoạn thành thơng điệp ban đầu. ü Kiểm sốt lỗi: khi cĩ phân đoạn bị thất bại, sai hoặc trùng lặp tầng vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại. ü Kiểm sốt luồng: tầng vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận để xác nhận. Bên gửi sẽ khơng truyền đi phân đoạn dữ liệu kế tiếp nếu bên nhận chưa gửi tín hiệu xác nhận rằng nhận được tín hiệu phân đoạn dữ liệu trước đĩ đầy đủ. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 22 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an tồn trong dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào tầng mạng. Ø Tầng mạng (Network Layer) Chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thơng điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành địa chỉ vật lý đồng thời nĩ cũng chịu trách nhiệm gửi packet từ mạng nguồn đến mạng đích. Tầng này quyết định hướng đi từ máy nguồn đến máy đích… Nĩ cũng quản lý lưu lượng trên mạng chẳng hạn như chuyển đổi gĩi, định tuyến và kiểm sốt tắc nghẽn dữ liệu. Nếu bộ thích ứng mạng trên bộ định tuyến (Router) khơng thể truyền đủ dữ liệu mà máy tính nguồn gửi đi, tầng mạng trên bộ định tuyến sẽ chia sẻ dữ liệu thành những đơn vị nhỏ hơn. Tầng mạng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đĩ phải dùng một bộ tìm đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gĩi tin từ máy này sang máy khác và ngược lại. Đối với một mạng chuyển mạch gĩi (Packet- Switched Network) gồm các tập hợp các nút chuyển mạch gĩi nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu. Các gĩi dữ liệu được truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gĩi dữ liệu từ một đường vào (Incoming Link) rồi chuyển tiếp nĩ tới một đường ra (Outgoing Link) hướng đến đích của dữ liệu . Như vậy ở mỗi nút trung gian nĩ phải thực hiện các chức năng chọn đường và chuyển tiếp. Người ta cĩ hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường là phương thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ: ü Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi sự tồn tại của một hoặc vài trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra các bảng đường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đĩ gửi các bảng chọn đường tới từng nút dọc theo con đường đã được chọn đĩ. Thơng tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập và được cắt giữ tại trung tâm điều khiển mạng. ü Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc trưng bởi việc chọn đường đợc thực hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng thời điểm, mỗi nút phải duy trì các thơng tin của mạng và tự xây dựng bảng chọn đường cho mình. Như vậy các thơng tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập và đuợc cất giữ tại mỗi nút. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 23 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Ø Tầng liên kết dữ liệu (Data Link) Là tầng mà ở đĩ ý nghĩa được gán cho các bit được truyền trên mạng. Tầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước, địa chỉ máy gửi và nhận của mỗi gĩi tin được gửi đi. Nĩ phải xác định được cơ chế truy cập thơng tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gĩi tin sao cho nĩ được đưa đến cho người nhận đã định. Tầng liên kết dữ liệu cĩ hai phương thức liên kết dựa trên cách kết nối các máy tính, đĩ là phương thức “điểm - điểm” và phương thức “điểm - nhiều điểm”. nhiều điểm” tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý. Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hồn tồn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gĩi tin cĩ lỗi khơng sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thơng báo cho nơi gửi biết gĩi tin đĩ cĩ lỗi để nĩ gửi lại. Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm hai loại chính là các giao thức hướng ký tự và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã nào đĩ (Như ASCII hay EBCDIC), trong khi đĩ các giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân ( xâu bít ) để xây dựng các phần tử của giao thức (Đơn vị dữ liệu , các thủ tục), khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lợt từng bit một. Ø Tầng vật lý (Physical) Là tầng cuối cùng của mơ hình OSI, nĩ mơ tả các đặc trưng vật lý của mạng: Các loại cáp để nối các thiết bị, các loại đầu nối đƣợc dùng, các dây cáp cĩ thể dài bao nhiêu….Mặt khác các tầng vật lý cung cấp các đặc trưng điện của các tín hiệu được dùng để khi chuyển dữ liệu trên cáp từ một máy này đến một máy khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện tốc độ cáp truyền dẫn. Tầng vật lý khơng quy định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đĩ ngồi các giá trị nhị phân là 0 và 1. Một số đặc điểm của tầng vật lý: ü Mức điện thế. ü Khoảng thời gian thay đổi điện thế ü Tốc độ dữ liệu vật lý. ü Khoảng đường truyền tối đa. 1.4. Một số bộ giao thức kết nối mạng 1.4.1. TCP/IP ü Ưu thế chính của bộ giao thức này là khả năng liên kết hoạt động nhiều loại máy tính khác nhau. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 24 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü TCP/IP đã trở thành tiêu chuẩn thực tế cho kết nối liên mạng cũng như kết nối Internet tồn cầu. 1.4.2. NetBEIU ü Bộ giao thức nhỏ, nhanh, hiệu quả được cung cấp theo các sản phẩm của hãng IBM, cũng như sự hỗ trợ của Microsoft. ü Bất lợi chính của bộ giao thức này là khơng hỗ trợ định tuyến và sử dụng giới hạn ở mạng dựa vào Microsoft. 1.4.3. IPX/SPX ü Đây là bộ giao thức sử dụng trong mạng Novell. ü Ưu thế: nhỏ, nhanh và hiệu quả các mạng cục bộ đồng thời ü Hỗ trợ khả năng định tuyến 1.4.4. DECnet ü Đây là bộ giao thức độc quyền của hãng Digital Equipment corporation ü DECnet định nghĩa mơ hình truyền thơng qua mạng Lan, mạng Man và Wan. ü Hố trợ khả năng định tuyến 1.5. Bộ giao thức TCP/IP 1.5.1. Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng khơng đồng nhất với nhau. Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng như trên mạng Internet tồn cầu. TCP/IP được xem là giản lược của mơ hình tham chiếu OSI với bốn tầng như sau: ü Tầng liên kết mạng (Network Access Layer). ü Tầng Internet (Internet Layer) ü Tầng giao vận (Transport Layer) ü Tầng ứng dụng (Application Layer) Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 25 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 1.8: cấu trúc TCP/IP Ø Tầng liên kết Tầng liên kết (cịn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao tiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mơ hình TCP/IP, bao gồm các thiết bị mạng và chương trình cung cấp các thơng tin cần thiết cĩ thể hoạt động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đĩ. Ø Tầng Internet Tầng Internet (cịn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình gĩi tin trên mạng. Các giao thức của tầng này bao gồm : IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Messages Protocol). Ø Tầng giao vận Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứng dụng của tầng mạng. Tầng này cĩ hai giao thức chính: TCP (Transmission Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nĩ sử dụng các cơ chế như chia nhỏ các gĩi tin của tầng trên thành các gĩi tin cĩ kích thước thích hợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gĩi tin, đặt hạn chế thời gian time - out để đảm bảo bên nhận biết được các gĩi tin đã gửi đi. Do tầng này đảm bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ khơng cần quan tâm đến nữa. UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng. Nĩ chỉ gửi các gĩi dữ liệu từ trạm này đến trạm kia mà khơng đảm bảo các gĩi tin đến được tới đích. Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi tầng trên. Ø Tầng ứng dụng Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mơ hình TCP/IP bao gồm các tiến trình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dụng để truy cập mạng. Cĩ rất nhiều ứng dụng được cung cấp trong tầng này mà phổ biến là: Telnet: sử Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 26 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T dụng trong việc truy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): Dịch vụ truyền tệp, Email: Dịch vụ thư tín điện tử, www (World Wide Web)… Hình 1.9. Quy trình đĩng /mở gĩi dữ liệu trong TCP/IP Cũng tương tự như mơ hình OSI khi truyền dữ liệu quá trình tiến hành từ tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào một thơng tin điều khiển được gọi là phần header. Khi nhận dữ liệu thì quá trình này xảy ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua mỗi tầng thì phần header tương ứng được lấy đi và khi đến tấng trên cùng thì dữ liệu khơng cịn phần header nữa. Hình 1.9 cho ta thấy lược đồ dữ liệu qua các tầng. Trong hình vẽ này ta thấy tại các tầng khác nhau dữ liệu được mang những thuật ngữ khác nhau: ü Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream. ü Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dưới gọi là TCP segment. ü Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là IP datagram. ü Trong tầng liên kết , dữ liệu được truyền đi gọi là frame. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 27 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 1.10: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP 1.5.2. So sánh TCP/IP với OSI TCP/IP với OSI: Mỗi tầng trong TCP/IP cĩ thể là một hay nhiều tầng của OSI. Hình sau chỉ rõ mối tương quan giữa các tầng trong mơ hình TCP/IP với OSI: Hình 1.11: Mối tương quan các tầng mơ hình OSI và TCP/IP Sự khác nhau giữa TCP/IP với OSI chỉ là: ü Tầng ứng dụng trong mơ hình TCP/IP bao gồm luơn cả ba tầng trên của mơ hình OSI. ü Tầng giao vận trong mơ hình TCP/IP khơng phải luơn đảm bảo độ tin cậy của việc truyền tin như ở trong tầng giao vận của mơ hình OSI mà cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 28 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 1.5.3. Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP Ø Giao thức liên mạng IP (Internet Protocol) Giới thiệu chung: Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức TCP/IP. Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năng kết nối của mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. IP là giao thức cung cấp dịch vụ phân phát datagram theo kiểu khơng liên kết và khơng tin cậy nghĩa là khơng cần cĩ giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu, khơng đảm bảo rằng datagram sẽ tới đích và khơng duy trì thơng tin nào về những datagram đã gửi đi. Khuân dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP được thể hiện như hình vẽ: Hình 1.12: Khuơn dạng dữ liệu trong OSI Ý nghĩa các tham số trong IP header: ü Version (4 bit): Chỉ phiên bản hiện hành của IP được cài đặt. ü IHL (4 bit): Chỉ độ dài phần header tính theo đơn vị từ (word-32 bit). ü Type of Service (8 bit): Đặc tả tham số về yêu cầu dịch vụ . ü Total length (16 bit): Chỉ độ dài tồn bộ IP datagram tính theo byte. ü Indentification (16 bit): Là trường định danh. ü Flags (3 bit): Các cờ sử dụng trong khi phân đoạn các datagram. ü Flagment Offset (13 bit): Chỉ vị trí của đoạn phân mảnh trong datagram tính theo đơn vị 64 bit. ü TTL(Time to Live ): Thiết lập thời gian tồn tại của datagram. ü Protocol (8 bit): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 29 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Header checksum (16 bit): Kiểm sốt lỗi cho vùng IP header. ü Source address (32 bit): Địa chỉ IP trạm đích. ü Option: Khai báo các tuỳ chọn do người gửi yêu cầu. Kiến trúc địa chỉ IP (IPv4) ü Địa chỉ IP (IPv4) Cĩ độ dài 32 bit và được tách thành 4 vùng, mỗi vùng 1 byte thường được biểu diễn dưới dạng thập phân và cách nhau bởi dấu chấm (.). Địa chỉ IPv4 được chia thành 5 lớp A, B, C, D, E trong đĩ 3 lớp địa chỉ A, B, C được dùng cấp phát. Hình 1.13: Các lớp địa chỉ Internet § Lớp A (0) cho phép định danh tới 126 mạng với tối đa 16 triệu trạm trên mỗi mạng. § Lớp B (10) cho phép định danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 trạm trên mỗi mạng. § Lớp C (110) cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 trạm trên mỗi mạng § Lớp D (1110) dùng để gửi gĩi tin IP đến một nhĩm các trạm trên mạng (Cịn gọi là lớp địa chỉ multicast). § Lớp E (11110) dùng để dự phịng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 30 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 1.14: Phân lớp địa chỉ IPv4 Ngồi ra cịn một số địa chỉ quy định dùng riêng (Private Address). Các địa chỉ này cĩ ý nghĩa trong mạng của từng tổ chức nhất định mà khơng được định tuyến trên Internet. Việc sử dụng các địa chỉ này khơng cần xin cấp phép. Ví dụ: 192.168.0.0 – 192.168.255.255 ü Địa chỉ mạng con Đối với các địa chỉ lớp A, B số trạm trong một mạng là quá lớn và trong thực tế thường khơng cĩ một số lượng trạm lớn như vậy kết nối vào một mạng đơn lẻ. Địa chỉ mạng con cho phép chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn. Ta cĩ thể dùng một số bit đầu tiên của trường hostid trong địa chỉ IP để đặt địa chỉ mạng con. Chẳng hạn đối với một địa chỉ thuộc lớp A, việc chia địa chỉ mạng con cĩ thể được thực hiện như sau: Hình 1.15: Chia mạng con Việc chia địa chỉ mạng con là hồn tồn trong suốt đối với các router nằm bên ngồi mạng, nhưng nĩ là khơng trong suốt đối với các router nằm bên trong mạng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 31 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 1.16: Ví dụ minh họa cấu hình subnet ü Mặt nạ địa chỉ mạng con Bên cạnh địa chỉ IP, một trạm cũng cần được biết việc định dạng địa chỉ mạng con: Bao nhiêu bit trong trường hostid được dùng cho phần địa chỉ mạng con (Subnetid). Thơng tin này được chỉ ra trong mặt nạ địa chỉ mạng con (Subnet Mask). Subnet mask cũng là một số 32 bit với các bit tương ứng với phần netid và subnetid được đặt bằng 1 cịn các bit cịn lại được đặt bằng 0. ü Các địa chỉ IP đặc biệt Hình 1.17: Các địa chỉ IP đặc biệt Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 32 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Trên hình trên, 0 nghĩa là tất cả các bit của trường đều bằng 0, cịn 1 nghĩa là tất cả các bit của trường đều bằng 1. Một số giao thức điều khiển ü Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) là một giao thức của lớp IP, được dùng để trao đổi các thơng tin điều khiển dịng số liệu, thơng báo lỗi và các thơng tin trạng thái khác của TCP/IP o Điều khiển dịng truyền (Flow Control): Khi các gĩi dữ liệu đến quá nhanh, trạm đích hoặc một gateway ở giữa sẽ gửi một thơng điệp ICMP trở lại nơi gửi, yêu cầu nơi gửi tạm thời dừng việc gửi dữ liệu. o Thơng báo lỗi: Trong trường hợp địa chỉ đích là khơng tới được thì hệ thống sẽ gửi một thơng báo lỗi “DestinationUnreachable”. o Định hướng các tuyến đường: Một gateway sẽ gửi một thơng điệp ICMP “Redirect Router” để nĩi với một trạm là nên dùng gateway khác. Thơng điệp này cĩ thể chỉ được dùng khi mà trạm nguồn ở trên cùng một mạng với cả hai gateway. o Kiểm tra các trạm ở xa: một trạm cĩ thể gửi một thơng điệp ICMP “Echo” đi để biết được liệu một trạm ở xa cĩ hoạt động hay khơng. ü Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) là giao thức giải địa chỉ từ địa chỉ mạng xác định được địa chỉ liên kết dữ liệu (Địa chỉ Mac) ü Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol) là giao thức giải ngược từ địa chỉ Mac để xác định địa chỉ IP. Quá trình này ngược lại với quá trình phân giải địa chỉ IP ra địa chỉ Mac. Chọn tuyến ( IP Routing) Bên cạnh việc cung cấp địa chỉ để chuyển phát gĩi tin, chọn tuyến là một chức năng quan trọng của lớp IP. Ta thấy rằng lớp IP nhận datagram từ TCP, UDP, ICMP để gửi đi hoặc nhận datagram từ giao tiếp mạng để chuyển tiếp. Lớp IP cĩ một bảng định tuyến để truy cập mỗi khi nhận được một datagram để gửi đi. Khi một datagram được nhận từ tầng kết nối dữ liệu, đầu tiên IP sẽ kiểm tra xem địa chỉ IP đích là địa chỉ của chính nĩ hay một địa chỉ quảng bá, nếu đúng thì datagram sẽ được cấp phát cho giao thức đã được chỉ định trong protocol của IP header. Nếu datagram khơng được gửi tới địa chỉ IP này nĩ sẽ được chuyển tiếp trong trường hợp lớp IP được cấu hình đĩng vai trị như một router hoặc bị hủy bỏ trong trường hợp ngược lại. IP duy trì một bảng chọn tuyến để truy nhập mỗi khi cĩ gĩi tin cần chuyển tiếp Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 33 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Ø Giao thức UDP (User Datagram Protocol) UDP là giao thức khơng liên kết, cung cấp dịch vụ giao vận khơng tin cậy được, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận. Khác với TCP, UDP khơng cĩ chức năng thiết lập và giải phĩng liên kết, khơng cĩ cơ chế báo nhận (ACK), khơng sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu (Datagram) đến và cĩ thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà khơng hề cĩ thơng báo cho người gửi. Khuân dạng của UDP datagram được mơ tả như sau: Hình 1.18: Khuân dạng UDP datagram ü Số hiệu cổng nguồn (Source Port -16 bit): Số hiệu cổng nơi đã gửi datagram. ü Số hiệu cổng đích (Destination Port – 16 bit): Số hiệu cổng nơi datagram đã chuyển tới. ü Độ dài UDP (Length – 16 bit): Độ dài tổng cộng kể cả phần header của UDP datagram. ü UDP Checksum (16 bit): Dùng để kiểm sốt lỗi, nếu phát hiện lỗi thì UDP datagram sẽ bị loại bỏ mà khơng cĩ một thơng báo nào trả lại cho trạm gửi. UDP cĩ chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (Port Number) để định danh duy nhất cho nên UDP cĩ xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP. Nĩ thường dùng cho các ứng dụng khơng địi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận. Ø Giao thức TCP (Tranmission Control Protocol) TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao thức IP trong tầng mạng. Nhưng khơng giống như UDP, TCP cung cấp dịch vụ liên kết tin cậy và cĩ liên kết . Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 34 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Cĩ liên kết ở đây cĩ nghĩa là hai ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập liên kết với nhau trước khi trao đổi dữ liệu. Sự tin cậy trong dịch vụ được cung cấp bởi TCP được thể hiện như sau: ü Dữ liệu từ tầng ứng dụng gửi đến đƣợc TCP chia thành các segment cĩ kích thước phù hợp nhất để truyền đi. ü Khi TCP gửi 1 segment, nĩ duy trì một thời lượng để chờ phúc đáp từ trạm nhận. Nếu trong khoảng thời gian đĩ phúc đáp khơng gửi tới được trạm gửi thì segment đĩ được truyền lại. ü Khi TCP trên trạm nhận dữ liệu từ trạm gửi tới trạm gửi 1 phúc đáp tuy nhiêm phúc đáp khơng được gửi lại ngay lập tức mà thường trễ một khoảng thời gian . ü TCP duy trì giá trị tổng kiểm tra (Checksum) trong phần header của dữ liệu để nhận ra bất kỳ sự thay đổi nào trong quá trình truyền dẫn. Nếu một segment bị lỗi thì TCP ở phía trạm nhận sẽ loại bỏ và khơng phúc đáp lại để trạm gửi truyền lại segment bị lỗi đĩ. ü TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng. Mỗi của liên kết TCP cĩ vùng đệm (Buffer) giới hạn do đĩ TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửi truyền một lượng dữ liệu nhất định (Nhỏ hơn khơn gian buffer cịn lại). Điều này tránh xảy ra trường hợp trạm cĩ tốc độ cao chiếm tồn bộ vùng đệm của trạm cĩ tốc độ chậm hơn. 1.6. Giới thiệu một số dịch vụ cơ bản trên mạng 1.6.1. Dịch vụ truy nhập từ xa Telnet Telnet cho phép người sử dụng đăng nhập từ xa vào hệ thống từ một thiết bị đầu cuối nào đĩ trên mạng. Với telnet người sử dụng hồn tồn cĩ thể làm việc với hệ thống từ xa như thế họ đang ngồi làm việc ngay trước màn hình của hệ thống. Kết nối telnet là một kết nối TCP dùng để truyền dữ liệu với các thơng tin điều khiển 1.6.2. Dịch vụ truyền tệp (FTP) Dịch vụ truyền tệp là một dịch vụ cơ bản và phổ biến cho phép chuyển các tệp dữ liệu giữa các máy tính khác nhau trên mạng. FPT hỗ trợ tất cả các dạng tệp, trên thực tế nĩ khơng quan tâm tới dạng tệp cho dù đĩ là tệp văn bản mã ASCII hay các tệp dữ liệu dạng nhị phân. Với cấu hình của máy phục vụ FTP, cĩ thể quy định quyền truy nhập của người sử dụng với từng thư mục lưu trữ dữ liệu, tệp dữ liệu cũng như giới hạn số lượng người sử dụng cĩ khả năng cùng một lúc cĩ thể truy nhập vào cùng một nơi lưu trữ dữ liệu Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 35 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 1.6.3. Dịch vụ World Wide Web World Wide Web (WWW hay Web) là một dịch vụ tích hợp, sử dụng đơn giản và cĩ hiệu quả nhất trên Internet. Tài liệu WWW được viết bằng ngơn ngữ HTML (Hyper Text Markup Language) hay cịn gọi là ngơn ngữ đánh dấu siêu văn bản. Siêu văn bản là văn bản thường cộng thêm một số lệnh định dạng. HTML cĩ nhiều cách liên kết các tài nguyên FTP và Web server. Web server trao đổi các tài liệu HTML bằng giao thức HTML (Hyper Text Transfer Protocol) hay cịn gọi là giao thức truyền siêu văn bản. Trình duyệt Web (Web Client) là chương trình để xem các tài liệu Web. Trình duyệt Web gửi các URL đến máy phục vụ Web sau đĩ nhận trang Web từ máy phục vụ Web dịch và hiển thị chúng. Khi giao tiếp với máy phục vụ Web thì trình duyệt Web sử dụng giap thức HTML. Khi giao tiếp với một FTP server thì trình duyệt Web hoạt động như một FTP client và dùng giao thức FTP. Trình duyệt Web cĩ thể thực hiện các cơng việc khác như ghi trang Web vào đĩa, gửi email, tìm kiểu xâu kí tự trên trang Web, hiển thị tệp HTML nguồn của trang Web, …. Hiện nay cĩ nhiều trình duyệt web được sử dụng như Interner Explorer, Netscape, Mozila Firefox, Opera … 1.6.4. Dịch vụ thư điện tử (Email) Dịch vụ thư điện tử là một dịch vụ thơng dụng nhất trong mọi hệ thống mạng dù lớn hay nhỏ. Thư điện tử được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao tiếp hằng ngày trên mạng nhờ tính linh hoạt và phổ biến của nĩ. Từ các trao đổi thư tín thơng thường, thơng tin quảng cáo, tiếp thị, đến cơng văn, báo cáo, hợp đồng thương mại, chứng từ,… tất cả đều được trao đổi qua thư điện tử. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 36 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T CHƯƠNG 2 MẠNG LAN Mạng cục bộ LAN là hệ truyền thơng tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của tồ nhà, hoặc trong một tồ nhà…. Một số mạng LAN cĩ thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc. Các mạng LAN trở nên thơng dụng vì nĩ cho phép những người sử dụng dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in màu, ổ đĩa CD- ROM, các phần mềm ứng dụng và những thơng tin cần thiết khác. Trước khi phát triển cơng nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội. 2.1. Cấu trúc Topo của mạng Topology của mạng là cấu trúc hình học khơng gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thơng thường mạng cĩ ba dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star topology ), mạng dạng vịng (Ring Topology ) và mạng dạng tuyến (LineaBusTopology ). Ngồi ba dạng cấu hình kể trên cịn cĩ một số dạng khác biến tướng từ ba dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vịng, mạng hình hỗn hợp,… Ø Mạng hình sao (Star topology) Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng Hình 2.1: Cấu trúc mạng hình sao Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 37 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung khơng cần thơng qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Mơ hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến. Với việc sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao cĩ thể được mở rộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đĩ dễ dàng trong việc quản lý và vận hành. Ưu điểm : ü Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu cĩ một thiết bị nào đĩ ở một nút thơng tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường. ü Cấu trúc mạng đơn giản và các giải thuật tốn ổn định. ü Mạng cĩ thể dễ dạng mở rộng hoặc thu hẹp. ü Dễ dàng kiểm sốt nỗi, khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng kêt nối điểm - điểm nên tận dụng đƣợc tối đa tốc độ của đường truyền vật lý. Nhược điểm : ü Khả năng mở rộng của tồn mạng phục thuộc vào khả năng của trung tâm. ü Khi trung tâm cĩ sự cố thì tồn mạng ngừng hoạt động. ü Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thơng tin đến trung tâm. ü Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vịng 100m với cơng nghệ hiện tại ) Ø Mạng dạng vịng (Ring topology) Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vịng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vịng trịn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vịng nào đĩ. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thơi. Dữ liệu truyền đi phải cĩ kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận. Ưu điểm: ü Mạng dạng vịng cĩ thuận lợi cĩ thể mở rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. ü Mỗi trạm cĩ thể đạt đƣợc tốc độ tối đa khi truy nhập. Nhược điểm : ü Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đĩ thì tồn bộ hệ thống cũng bị ngừng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 38 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 2.2 : Cấu trúc mạng dạng vịng Ø Mạng dạng tuyến (Bus topology) Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bị khác. Các nút đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Ở hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và dữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến. Hình 2.3: Cấu trúc mạng hình tuyến Ưu điểm : ü Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít nhất. ü Lắp đặt đơn giản và giá thành rẻ. Nhược điểm : ü Sự ùn tắc giao thơng khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn. ü Khi cĩ sự cố hỏng hĩc ở đoạn nào đĩ thì rất khĩ phát hiện, lỗi trên đường dây cũng làm cho tồn bộ hệ thống ngừng hoạt động. Cấu trúc này ngày nay ít được sử dụng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 39 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Ø Mạng dạng Mesh Cịn được gọi là topo dạng đủ bởi lẽ trong topo này mỗi nút đều được nối đến tất cả các nút khác trong mạng. Việc kết nối này tạo ra sự dư thừa rất lớn và dẫn tới lãng phí tài nguyên, và khi cĩ một sự thay đổi nào đĩ về số lượng nút tham gia thì số lượng thành phần mơi trường liên kết và số lượng các liên kết thay đổi đáng kể. Tuy nhiên nĩ cũng cĩ ưu điểm là nếu một nút bị hỏng thì thơng tin vẫn cĩ thể theo các hướng khác nhau để đến được đích Hình 2.4: Topology dạng lưới Ø Mạng dạng kết hợp ü Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến ( star/bus topology) : Cấu hình mạng dạng này cĩ bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trị thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng cĩ thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology. Lợi điểm của cấu hình này là mạng cĩ thể gồm nhiều nhĩm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ tồ nhà nào. ü Kết hợp hình sao và vịng (Star/Ring Topology). Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, cĩ một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển vịng quanh một cái HUB trung tâm. Mỗi trạm làm việc (Workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 40 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 2.5: Topology dạng kết hợp 2.2. Các phương thức truy nhập đường truyền vật lý Khi được cài đặt vào trong mạng, các máy trạm phải tuân theo những quy tắc định trước để cĩ thể sử dụng đường truyền, đĩ là phương thức truy nhập. Phương thức truy nhập được định nghĩa là các thủ tục điều hướng trạm làm việc làm thế nào và lúc nào cĩ thể xâm nhập vào đường dây cáp để gửi hay nhận các gĩi thơng tin. Cĩ 3 phương thức cơ bản sau: 2.2.1. Phương thức CSMA/CD Phương thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) – phương thức đa truy nhập sử dụng sĩng mang cĩ phát hiện xung đột. Phương pháp này sử dụng cho topo mạng tuyến tính. Mỗi trạm đều cĩ thể truy cập vào bus chung một cách ngẫu nhiên, do vậy rất dễ xảy ra xung đột. Sử dụng phương thức CSMA/CD một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải nghe xem đường truyền đang rỗi hay bận. Nếu đường truyền rỗi, dữ liệu được truyền đi. Nếu đường truyền bận trạm thực hiện một trong ba giải thuật sau: ü Trạm tạm rút lui sau một thời gian ngẫu nhiên lại bắt đầu nghe đường truyền ü Trạm tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu với xác suất bằng 1 ü Trạm tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu với xác suất p (0<p<1) Việc xảy ra xung đột là do độ truyền dẫn, một trạm truyền dữ liệu (Cùng sĩng mang) đi rồi nhưng do độ truyền dẫn nên một trạm khác lúc đĩ đang nghe đường truyền tưởng là rỗi và cứ thế truyền dữ liệu đi. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 41 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Khi lưu lượng gĩi dữ liệu cần chuyển đi trên mạng quá cao, thì việc xung đột cĩ thể xảy ra với số lượng lớn dẫn đến làm chậm tốc độ truyền tin của hệ thống Để cĩ thể phát hiện xung đột CSMA/CD bổ xung thêm quy tắc: ü Khi một trạm đang truyền, nĩ vẫn tiếp tục nghe đường truyền. Nếu phát hiện thấy xung đột thì ngừng việc truyền nhưng vẫn tiếp tục gửi tín hiệu sĩng mang thêm một thời gian nữa để đảm bảo tất cả các trạm đều nghe được sự kiện xung đột đĩ. ü Sau đĩ trạm chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên rồi thử truyền lại theo một trong 3 giải thuật trên. Nhờ cải tiến này mà thời gian chiếm dụng đường truyền vơ ích giảm xuống bằng thời gian dùng để phát hiện xung đột. 2.2.2. Phương thức truyền thẻ bài Phương thức này được dùng cho các Lan cĩ cấu trúc vịng sử dụng kỹ thuật chuyển thẻ bài (Token) để cấp phát quyền truy nhập đường truyền. Thẻ bài ở đây là một đơn vị dữ liệu đặc biệt cĩ kích thước và nội dung gồm các thơng tin điều khiển được quy định riêng cho mỗi giao thức. Trong đường cáp liên tục cĩ một thẻ bài chạy quanh trong mạng. Phần dữ liệu của thẻ bài cĩ một bit biểu diễn trạng thái sử dụng của nĩ (Bận hoặc rỗi). Trong thẻ bài cĩ chứa một địa chỉ đích và được luân chuyển tới các trạm theo một trật tự đã định trước. Đối với cấu hình mạng xoay vịng thì trật tự của sự truyền thẻ bài tương đương với trật tự vật lý của các trạm xung quanh vịng . Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi. Khi đĩ trạm sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành bận, nén gĩi dữ liệu cĩ kèm theo địa chỉ nơi nhận vào thẻ bài và truyền đi theo chiều của vịng, thẻ bài lúc này trở thành khung mang dữ liệu. Trạm đích sau khi nhận khung dữ liệu sẽ copy dữ liệu vào bộ đệm rồi tiếp tục truyền khung theo vịng nhưng thêm một thơng tin xác nhận. Trạm nguồn nhận lại khung của mình, đổi bit bận thành rỗi và truyền thẻ bài đi. Vì thẻ bài chạy vịng quanh mạng kín và chỉ cĩ một thẻ nên đụng độ dữ liệu khơng thể xảy ra, do vậy hiệu suất truyền dữ liệu của mạng khơng đổi. Ưu điểm của phương thức là vẫn hoạt động tốt khi lưu lượng truyền thơng lớn, tuy vậy việc truyền thẻ bài sẽ khơng thực hiện được nếu việc xoay vịng bị đứt đoạn. Phương thức phải chứa các thủ tục kiểm tra thẻ bài để cho phép khơi phục lại thẻ bài bị mất hoặc thay thế trạng thái của thẻ bài và cung cấp các phương tiện sửa đổi logic (Thêm, bớt đi hoặc định lại trật tự các trạm). Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 42 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 2.2.3. Phương thức FDDI FDDI là kỹ thuật dùng trong các mạng cấu trúc vịng, chuyển thẻ bài tốc độ cao bằng phương tiện cáp sợi quang. FDDI sử dụng hệ thống truyền thẻ bài, trong cơ chế vịng kép. Lưu thơng trên mạng gồm hai luồng giống nhau theo hai hướng ngược nhau. FDDI thường được sử dụng với mạng trục trên đĩ những mạng Lan cơng suất thấp cĩ thể nối vào. Các mạng Lan địi hỏi tốc độ truyền dữ liệu cao và dải thơng lớn cũng cĩ thể sử dụng FDDI. 2.3. Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng 2.3.1. Chuẩn viện cơng nghệ điện và điện tử (IEEE) Tiêu chuẩn IEEE Lan được phát triển dựa vào ủy ban IEEE 802 ü Tiêu chuẩn IEEE 802.3 liên quan tới mạng CSMA/CD bao gồm cả hai phiên bản băng tần cơ bản và băng tần mở rộng. ü Tiêu chuẩn IEEE 802.4 liên quan tới phương thức truyền thẻ bài trên mạng hình tuyến. ü Tiêu chuẩn IEEE 802.5 liên quan tới truyền thẻ bài trên mạng dạng vịng. Theo chuẩn 802 thì tầng liên kết dữ liệu chia thành hai mức con: Mức con điều khiển logic LLC (Logical Link Control Sublayer) và mức con điều khiển truy nhập MAC (Media Address Control Sublayer). Mức con LLC giữ vai trị tổ chức dữ liệu, tổ chức thơng tin đề truyền và nhận. Mức con MAC chỉ đảm nhiệm nhiệm vụ điều khiển xâm nhập mạng. Thủ tục mức con LLC khơng bị ảnh hưởng khi sử dụng các đường truyền dẫn khác nhau, nhờ vậy mà linh hoạt trong khai thác. Chuẩn 802.2 ở mức con LLC tương đương với chuẩn HDLC của ISO hoặc X.25 của CCITT Chuẩn 802.3 xác định phương pháp thâm nhập mạng tức thời cĩ khả năng phát hiện lỗi chồng chéo thơng tin CSMA/CD. Chuẩn 802.4 thực chất là phương pháp thâm nhập mạng theo kiểu phát tín hiệu thăm dị token qua các trạm và đƣờng truyền bus. Chuẩn 802.5 dùng cho mạng xoay vịng và trên cơ sở dùng tín hiệu thăm dị token. Mỗi trạm khi nhận được tín hiệu thăm dị token thì tiếp nhận token và bắt đầu quá trình truyền thơng tin dưới dạng các khung tin tín hiệu. Các khung cĩ cấu trúc tương tự như chuẩn 802.4. Phương pháp xâm nhập mạng này quy định nhiều mức ưu tiên khác nhau cho tồn mạng và cho mỗi trạm, việc quy định này vừa do người thiết kế và do người sử dụng tự quy định. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 43 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 2.3.2. Chuẩn ủy ban tư vấn quốc tế và điện báo và điện thoại (CCITT) Đây là những khuyến nghị về tiêu chuẩn hĩa hoạt động và mẫu mã modem Một số chuẩn : V22, V28, V35 Chuẩn cáp và chuẩn giao tiếp EIA Các tiêu chuẩn EIA dành cho giao diện nối tiếp giữa modem và máy tính ü RS - 232 ü RS - 449 ü RS – 422 48 2.4. Hệ thống cáp dùng cho LAN 2.4.1. Cáp xoắn Đây là loại cáp gồm 2 đường dây bằng đồng được xoắn vào nhau làm giảm nhiễu điện từ gây ra bởi mơi trường xung quanh và giữa chúng với nhau. Hiện nay cĩ 2 loại cáp xoắn là cáp cĩ bọc kim loại (STP-Shield Twisted Pair) và cáp khơng bọc kim loại (UTP-Unshield Twisted Pair). Hình 2.6 : Cáp xoắn UTP ü Cáp cĩ bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngồi cĩ tác dụng chống nhiễu điện từ, cĩ loại cĩ một đơi dây xoắn vào nhau và cĩ loại cĩ nhiều đơi dây xoắn vào nhau. ü Cáp khơng bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễm từ và suy hao vì khơng cĩ vỏ bọc. STP và UTP cĩ 2 loại (Category – Cat) thường dùng: ü Loại 1 và 2 (Cat1 & Cat2): Thường dùng cho truyền thoại và những Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 44 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T đường truyền tốc độ thấp (Nhỏ hơn 4Mb/s). ü Loại 3 (Cat3): Tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16Mb/s, nĩ là chuẩn hầu hết cho các mạng điện thoại. ü Loại 4 (Cat4): Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s. ü Loại 5 (Cat5) : Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s. ü Loại 6 (Cat6) : Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s. Đây là loại cáp rẻ , dễ lắp đặt tuy nhiên nĩ dễ bị ảnh hưởng của mơi trường. 2.4.2. Cáp đồng trục Hình 2.7 : Cáp đồng trục Cáp đồng trục cĩ 2 đường dây dẫn và chúng cĩ cùng một trục chung, một dây dẫn trung tâm (Thường là dây đồng cứng) đường dây cịn lại tạo thành đường ống bao xung quanh dây dẫn trung tâm (Dây dẫn này cĩ thể là dây bện kim loại và vì nĩ cĩ chức năng chống nhiễm từ nên cịn gọi là lớp bọc kim). Giữa hai dây dẫn trên cĩ một lớp cách ly, và bên ngồi cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp. Cáp đồng trục cĩ độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (Như cáp xoắn đơi) do ít bị ảnh hưởng của mơi trường. Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục cĩ thể cĩ kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cáp đồng trục được sử dụng nhiều trong các mạng dạng đường thẳng. Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục dày. Đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch và dày là 0,5 inch. Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng cĩ độ hao suy tín hiệu lớn hơn. Hiện nay cĩ cáp đồng trục sau : ü RG -58,50 ơm (Ohm): Dùng cho mạng Ethernet ü RG - 59,75 ơm (Ohm): Dùng cho truyền hình cáp Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục cĩ dải thơng từ 2,5 - 10Mbps, cáp đồng trục cĩ độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì nĩ cĩ lớp vỏ Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 45 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T bọc bên ngồi, độ dài thơng thường của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m, thường sử dụng cho dạng Bus. 2.4.3. Cáp sợi quang Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (Là một hoặc một bĩ sợi thuỷ tinh cĩ thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc cĩ tác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu. Bên ngồi cùng là lớp vở plastic để bảo vệ cáp. Cáp sợi quang khơng truyền dẫn được các tin hiệu điện mà chỉ truyền các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại chuyển đổi trở lại thành các tín hiệu điện. Cáp quang cĩ đường kính từ 8.3 - 100 micron, do đường kính lõi thuỷ tinh cĩ kích thước rất nhỏ nên rất khĩ khăn cho việc đấu nối, nĩ cần cơng nghệ đặc biệt với kĩ thuật cao và chi phí cao. Hình 2.8 : Cáp sợi quang Dải thơng của cáp quang cĩ thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp. Ngồi ra vì cáp sợi quang khơng dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nĩ hồn tồn khơng bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền khơng bị phát hiện và thu trộn bằng các thiết bị điện tử của người khác. Nhược điểm của cáp quang là khĩ lắp đặt và giá thanh cao, nhưng nhìn chung cáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này. 2.4.5. Hệ thống cáp cĩ cấu trúc theo tiêu chuẩn TIA/EIA 568 ü TIA/EIA xác định một loạt các chuẩn liên quan đến đi cáp quang TIA/EIA-568-A: Xác định chuẩn cho hệ đi cáp cho các tồn nhà thương mại hỗ trợ mạng dữ liệu, thoại và video. ü TIA/EIA-569: Xác định cách xây dựng đường dẫn và khơng gian cho các mơi trường viễn thơng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 46 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü TIA/EIA-606: Xác định hướng dẫn về thiết kế cho việc điều cơ sở hạ tầng viễn thơng. ü TIA/EIA-607: Xác định các yêu cầu về nền và xây ghép cho cáp và thiết bị viễn thơng. Chuẩn cáp cĩ cấu trúc TIA/EIA là các đặc tả quốc tế để xác định cách thiết kế, xây dựng và quản lý hệ cáp cĩ cấu trúc. Chuẩn này xác định mạng cấu trúc hình sao. Theo tài liệu TIA/EIA-568B, chuẩn nối dây được thiết kế để cung cấp các đặc tính và chức năng sau: ü Hệ thống dây viễn thơng cùng loại cho các tịa nhà thương mại ü Xác định mơi trường truyền thơng, cấu trúc topo, các điểm kết nối, điểm đầu cuối, và sự quản lý. ü Hỗ trợ các sản phẩm, các phương tiện của các nhà cung cấp khác nhau ü Định hướng việc thiết kế tương lai cho sản phẩm viễn thơng cho các doanh nghiệp thương mại. ü Khả năng lập kế hoạch và cài đặt kết nối viễn thơng cho tịa nhà thương mại mà khơng cần cĩ trước kiến thức về sản phẩm sử dụng để đi dây. ü Điểm cuối cùng cĩ lợi cho người dùng vì nĩ chuẩn hĩa việc đi dây và cài đặt, mở ra thị trường cho các sản phẩm và dịch vụ cạnh tranh trong các lĩnh vực đi cáp, thiêt kế, cài đặt, quản trị. 2.4.6. Các yêu cầu cho một hệ thống cáp ü An tồn, thẩm mỹ: Tất cả các dây mạng phải được bao bọc cẩn thận, cách xa các nguồn điện, các máy cĩ khả năng phát sĩng để tránh trường hợp bị nhiễu. Các đầu nối phải đảm bảo chất lượng. ü Đúng chuẩn: Hệ thống cáp phải thực hiện đúng chuẩn, đảm bảo cho khả năng nâng cấp sau này cũng như dễ dàng cho việc kết nối các thiết bị khác nhau của các nhà sản xuất khác nhau. Tiêu chuẩn quốc tế dùng cho các hệ thống mạng hiện nay là TIA/EIA-568B. ü Tiết kiệm và linh hoạt: Hệ thống cáp phải đƣợc thiết kế sao cho kinh tế nhất, dễ dàng trong việc di chuyển các trạm làm việc và cĩ khả năng mở rộng sau này. 2.5. Các thiết bị nối chính của LAN 2.5.1. Card mạng – NIC (Network Interface Card) Card mạng - NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng kết nối vào mạng. Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp hai của mơ hình OSI. Mỗi card mạng cĩ chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC - Media Access Control. Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 47 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 2.9: Card mạng Card thực hiện các chức năng quan trọng: ü Điều khiển liên kết luận lý: Liên lạc với các lớp trên trong máy tính. ü Danh định: Cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC. ü Đĩng Frame: Định dạng, đĩng gĩi các bit để truyền tải. ü Điều khiển truy xuất mơi trường: Cung cấp truy xuất cĩ tổ chức để chia sẻ mơi trường. ü Báo hiệu: Tạo các tín hiệu và giao tiếp với mơi trường bằng cách dùng các bộ thu phát tích hợp sẵn. Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN như: ü Kiểu cáp. ü Topo. ü Phương pháp truy nhập mạng. ü Tốc độ truyền thơng tin. Thiết bị host khơng phải là một phần của bất cứ lớp nào của mơ hình OSI, chúng hoạt động tại tất cả 7 lớp của mơ hình OSI: Kết nối vật lý với card mạng với các lớp OSI khác được thực hiện bằng phần mềm bên trong host. 2.5.2. Repeater Hình 2.10: Vị trí của Repeater trong mạng Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 48 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức một của mơ hình OSI khuyếch đại và định thời lại tín hiệu. Thiết bị này hoạt động ở mức một (Physical). Repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nĩ nhận được từ một port ra tất cả các port cịn lại. Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đường truyền mà khơng sửa đổi gì. 2.5.3. Hub Hình 2.11: Hub Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thơng qua Hub. Một Hub thơng thường cĩ nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi cĩ tín hiệu Ethernet được truyền tự một trạm tới Hub, nĩ được lặp đi lặp lại trên khắp các cổng của Hub. Các Hub thơng minh cĩ thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc khơng cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý Hub. Cĩ ba loại Hub: ü Hub đơn (Stand Alone Hub ). ü Hub phân tầng (Stackable Hub, cĩ tài liệu gọi là hub sắp xếp). ü Hub modun (Modular Hub) rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nĩ cĩ thể dễ dàng mở rộng và luơn cĩ chức năng quản lý, modular cĩ từ 4 đến 14 khe cắm, cĩ thể lắp thêm các modun 10 BASET. Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn đầu từ tối thiểu ban đầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này. Nếu phân loại theo khả năng ta cĩ 2 loại: Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 49 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Hub bị động (Passive Hub): Hub bị động khơng chứa những linh kiện điện tử và cũng khơng xử lý các tín hiệu dữ liệu, nĩ cĩ chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. ü Hub chủ động (Active Hub ): Hub chủ động cĩ những linh kiện điện tử cĩ thể khuyếch đại và xử lý tín hiệu điện từ truyền giữa các thiết bị của mạng. Quá trình xử lý dữ liệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nĩ làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị cĩ thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đĩ cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động. 2.5.4. Liên mạng (Internetworking) Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Internetworking. Internetworking sử dụng 3 cơng cụ chính: Bridge, router và switch. 2.5.5. Cầu nối (Bridge ) Là một thiết bị cĩ xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau nĩ cĩ thể được dùng với các mạng cĩ giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên khơng như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nĩ nhận được thì cầu nối đọc được các gĩi tin của tầng liên kết dữ liệu trong mơ hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định cĩ truyền đi hay khơng. Hình 2.12: Vị trí của Bridge trong mạng Khi nhận được các gĩi tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gĩi mà nĩ thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên cĩ ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nĩ hoạt động một cách mềm dẻo. Hiện nay cĩ hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 50 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thơng của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng cĩ thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển khơng cĩ khả năng thay đổi cấu trúc các gĩi tin mà nĩ nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gĩi tin đĩ đi. ü Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ cĩ giao thức khác nhau nĩ cĩ khả năng chuyển một gĩi tin thuộc mạng này sang gĩi tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua. Hình 2.13: Bridge biên dịch kết nối hai phân đoạn mạng khác kiểu frame Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau: ü Mở rộng mạng hiện nay khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi xử lý gĩi tin đã phát lại gĩi tin trên phần mạng cịn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức. ü Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi cĩ quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge khi đĩ chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gĩi tin trong nội bộ từng phần mạng sẽ khơng được cho phép qua phần mạng khác. ü Để nối các mạng cĩ giao thức khác nhau. Một vài Bridge cịn cĩ khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển. Nĩ cĩ thể chỉ chuyển vận những gĩi tin của những địa chỉ xác định. 2.5.6. Bộ định tuyến (Router) Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nĩ cĩ thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gĩi tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router cĩ thể được sử dụng trong Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 51 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gĩi tin cĩ thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích. Hình 2.14: Hoạt động của Router Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gĩi tin trên đường truyền thì Router cĩ địa chỉ riêng biệt và nĩ chỉ tiếp nhận và xử lý các gĩi tin gửi đến mà thơi. Khi một trạm muốn gửi gĩi tin qua Router thì nĩ phải gửi gĩi tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gĩi tin đĩ phải chứa các thơng tin khác về đích đến) và khi gĩi tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp. Khi xử lý các gĩi tin Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thơng tin nĩ cĩ về mạng, thơng thường trên mỗi Router cĩ một bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật tốn xác định trước. Người ta phân chia Router thành hai loại là Router cĩ phụ thuộc giao thức (The protocol dependent Routers) và Router khơng phụ thuộc giao thức (The protocol independent Routers) dựa vào phương thức xử lý các gĩi tin khi qua Router. ü Router cĩ phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền gĩi tin từ mạng này sang mạng khác chứ khơng chuyển đổi phương cách đĩng gĩi của gĩi tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thơng. ü Router khơng phụ thuộc vào giao thức cĩ thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thơng khác nhau và cĩ thể chuyển đổi gĩi tin của giao thức này sang giao thức của gĩi tin kia. Router cũng chấp nhận kích thước các gĩi tin khác nhau. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 52 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Để ngăn chặn việc mất mát dữ liệu Router cịn nhận biết được đường đi nào cĩ thể chuyển vận và ngưng chuyển vận khi đường bị tắc. Các lý do sử dụng Router: ü Router cĩ các phần mềm lọc ưu việt hơn là Bridge do các gĩi tin muốn đi qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nĩ nên giảm được số lượng gĩi tin qua nĩ. Và thường được sử dụng trong khi nối các mạng thơng qua cá đường dây thuê bao đắt tiền do nĩ khơng truyền dữ liệu lên đường truyền. ü Router cĩ thể xác định được đường đi an tồn và tố nhất trong mạng nên độ an tồn của thơng tin được đảm bảo hơn. ü Trong một mạng phức hợp khi các gĩi tin luân phiên chuyển các đường cĩ thể gây nên tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router cĩ thể được cài đặt cá phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn. Hình 2.15: Vị trí về bảng chỉ đường của Router Các phương thức hoạt động của Router : Đĩ là phương thức mà một Router cĩ thể nối với Router khác để qua đĩ chia sẻ thơng tin về mạng hiện cĩ. Các chương trình chạy trên Router luơn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thơng tin vơi các Router khác. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 53 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü Phương thức véctơ khoảng cách:Mỗi Router luơn luơn truyền đi thơng tin về bảng chỉ đường của riêng mình trên mạng, thơng qua đĩ các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình. ü Phương thức trạng thái tĩnh: Router chỉ truyền cá thơng báo khi cĩ phát hiện cĩ sự thay dổi trong mạng và chỉ khi đĩ các Router khác cập nhật lại bảng chỉ đường, thơng tin truyền đi khi đĩ thường là thơng tin về đường truyền. Một số giao thức hoạt động chính của Router ü RIP (Routing Information Protocol) được phát triển bởi Xerox Network system và sử dụng SPX/ IPX và TCP/ IP. RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách. ü NLSP (Netware Link Servise Protocol) được phát triển bởi Novell, dùng để thay thế RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách, mỗi Router được biết cấu trúc của mạng và việc truyền các bảng chỉ đường giảm đi. ü OSPF (Open Shortest Path First) là một phần của TCP/ IP với phương thức trạng thái tĩnh, trong đĩ cĩ xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ đường truyền thơng… ü OS - IS (Open System Interconnection Intermediate System to Intermediate System) là một phần của TCP/ IP với những phương thức trạng thái tĩnh, trong đĩ cĩ xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thơng… 2.5.7. Bộ chuyển mạch (Switch) Hình 2.16 : Switch Chức năng chính của Switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (Backbone) nội tại tốc độ cao. Switch cĩ nhiều cổng, mỗi cổng cĩ thể hỗ trợ tồn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring. Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả năng lọc gĩi dữ liệu giữa chúng. Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nĩ sẽ trở nên phổ biến nhất vì nĩ là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền khơng đồng bộ ATM. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 54 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 2.5.8. Cổng giao tiếp (Gateway) Gateway dùng để kết nối các mạng khơng thuần nhất chẳng hạn như các mạng cục bộ và các mạng máy tính lớn (Mainframe). Cổng giao tiếp cho phép truyền thơng giữa các kiến trúc mạng và mơi trường khác nhau. Chúng đĩng gọi lại và biến đổi dữ liệu được từ truyền từ mơi trường này sang mơi trường khác sao cho các mơi trường cĩ thể hiểu được dữ liệu của nhau. Cổng giao tiếp làm việc ở tầng ứng dụng của mơ hình tham chiếu OSI, cho phép liên kết hai hệ thống khơng sử dụng chung giao thức truyền thơng, cấu trúc định dạng dữ liệu, ngơn ngữ, kiến trúc mạng Hình 2.17: Vị trí của Gateway Do các mạng hồn tồn khơng thuần nhất nên việc chuyển đổi thực hiện trên cả 7 tầng của hệ thống mở OSI Hình 2.18: Tầng hoạt động của Gateway Gateway cĩ thể làm việc như một phần mềm, phần cứng hay cả hai. Ví dụ về Gateway cĩ thể thấy luơn ở hệ thống thư điện tử. khi bạn gửi E- mail chẳng hạn từ Microsoft Exchange đến một ai đĩ trên Internet, Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 55 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Một Gateway chịu trách nhiệm chuyển nội dung thơng điệp và địa chỉ Microsoft Exchange thành địa chỉ và thơng điệp tương thích với SMTP. 2.5.9. Bộ điều chế và giải chế (Modem) Là thiết bị cĩ chức năng chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại, dùng để kết nối các máy tính qua đường điện thoại. Modem cho phép trao đổi thư điện tử, truyền tệp, truyền fax. Chú ý rằng modem khơng thể dùng để kết nối các mạng xa với nhau. Tuy nhiên nĩ cĩ thể kết hợp với Router để kết nối các mạng thơng qua mạng điện thoại chuyển mạch cơng cộng. 2.6. Các hệ điều hành mạng Ø Hệ điều hành mạng Unix Đây là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được dùng rất phổ biến trong giới khoa học, giáo dục. Hệ điều hành Unix là hệ điều hành đa nhiệm, đa người dùng, phục vụ cho truyền thơng tốt. Nhược điểm của nĩ là cĩ nhiều version khác nhau, khơng thống nhất, khĩ khăn cho người sử dụng. Hệ điều hành này khá phức tạp, địi hỏi cấu hình máy mạnh. Ø Hệ điều hành mạng Window Là hệ điều hành của hãng Microsoft, cũng là hệ điều hành đa nhiệm, đa người dùng. Đặc điểm của nĩ là dễ sử dụng, hỗ trợ mạnh cho phần mềm Microsoft. Ø Hệ điều hành mạng Netware của Novell Đây là hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay ở nước ta và trên thế giới trong thời gian cuối, nĩ cĩ thể dùng cho các mạng nhỏ và cũng cĩ thể dùng cho các mạng lớn gồm hàng trăm máy tính. Ø Hệ điều hành mạng Linux Linux là hệ điều hành phát triên từ Unix-32 bit xử lý đa nhiệm, đa người dùng. Hệ điều hành này miễn phí và mã nguồn mở. Lunix một sản phẩm do người sử dụng tự phát triển, cĩ nghĩa là nhiều thành phần của nĩ được người sử dụng trên khắp thế giới phát triển lấy để tự chạy hệ điều hành cho mục đích riêng của mình. Các hệ điều hành khác nhau thuộc họ Linux được xây dựng với giao diện đồ họa gần gũi với người sử dụng. Một số hệ điều hành phổ biến như : Redhat Linux, Suse, Mandrake, Vietkey Linux,… Với việc cung cấp mã nguồn mở miễn phí, Linux đưa ra một giả pháp rẻ tiền cho các doanh nghiệp, cơng ty và các chính phủ. Hiện nay cộng đồng Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 56 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T mã nguồn mở đang rất phát triển, thúc đẩy Linux thâm nhập sâu thêm vào đời sống 2.7. Cơng nghệ Ethernet Ethernet đã trở thành cơng nghệ mạng cục bộ được sử dụng rộng rãi. Sau 30 năm ra đời, cơng nghệ Ethernet vẫn đang tiếp tục phát triển những khả năng mới đáp ứng những nhu cầu mới và trở thành cơng nghệ mang tính phổ biến và tiện dụng. Điểm đặc biệt lớn mà Ethernet mang lại là các máy tính cĩ thể trao đổi thơng tin trực tiếp với nhau mà khơng cần qua máy tính trung tâm. Mơ hình mới này làm thay đổi giới cơng nghệ truyền thơng IEEE đã phát triển chuẩn Ethernet trên nhiều cơng nghệ truyền dẫn khác nhau vì thế cĩ nhiều loại mạng Ethernet. Mỗi loại mạng được mơ tả dựa theo ba yếu tố: tốc độ, phương thức tín hiệu sử dụng và đặc tính đường truyền vật lý. Ø Các hệ thống Ethernet 10 Mb/s ü 10Base5: Là tiêu chuẩn Ethernet đầu tiên, dựa trên cáp đồng trục loại dày. Tốc độ đạt được 10Mb/s, sử dụng băng tần cơ sở, chiều dài cáp tối đa cho một phân đoạn mạng là 500m ü 10Base2: Dựa trên hệ thống cáp đồng trục mỏng với tốc độ 10Mb/s, chiều dài cáp tối đa của phân đoạn là 185m ü 10BaseT: Hoạt động tốc độ 10Mb/s dựa trên hệ thống cáp xoắn cặp Cat 3 trở lên ü 10BaseF: Chuẩn Ethernet dùng cho sợi quang hoạt động ở tốc độ 10Mb/s ra đời năm 1993 Ø Các hệ thống Ethernet 100Mb/s (Fast Ethernet) ü 100BaseT: Chuẩn Ethernet hoạt động với tốc độ 100 Mb/s trên cả cáp xoắn đơi lẫn cáp sợi quang ü 100BaseX: o 100BaseFX: Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cáp sợi quang đa mode o 100BaseTX: Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cáp xoắn cặp ü 100BaseT2 và 100BaseT4: Chuẩn này sử dụng 2 cặp và 4 cặp xoắn cặp cat 3 trở lên. Ø Các hệ thống Giga Ethernet ü 1000BaseX o 1000Base-SX: Tốc độ 1000Mb/s, sử dụng cáp sợi quang với sĩng ngắn o 1000Base-LX: Tốc độ 1000Mb/s, sử dụng cáp sợi quang với sĩng dài o 1000Base-CX: Tốc độ 1000Mb/s, sử dụng cáp đồng Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 57 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T ü 1000BaseT: Hoạt động ở tốc độ Giga bit, băng tần cơ sở trên cáp xoắn cặp cat 5 trở lên. Sử dụng kiểu mã hĩa đường truyền riêng để đạt tốc độ cao. 2.8. Các kỹ thuật chuyển mạch trong LAN Khi số lượng máy tính trong mạng LAN lớn thì lưu lượng lưu thơng trong mạng càng nhiều, vì vậy một người muốn truy cập đường truyền sẽ phải chờ đợi lâu, đồng thời việc quản lý cũng trở nên phức tạp và việc truyền dữ liệu tốc độ thấp do sự suy giảm băng thơng. Để giải quyết vấn đề này cĩ thể phân nhỏ mạng LAN thành các phân đoạn mạng LAN nhỏ hơn kết nối các phân đoạn ấy bằng các Switch, Bridge, Router, … 2.8.1. Phân đoạn mạng trong LAN Ø Mục đích của phân đoạn mạng: Mục đích là phân chia băng thơng hợp lý đáp ứng yêu cầu của các ứng ụng trong mạng. Đồng thời sử dụng hiệu quả băng thơng đang cĩ. Để thực hiện tốt điều đĩ cần hiểu rõ khái niệm: Miền xung đột (Collision Domain) và miền quảng bá (Broadcast Domain). ü Miền xung đột: Hiện tượng xung đột xảy ra khi hai trạm cùng một phân đoạn mạng đồng thời truyền dữ liệu. Miền xung đột là vùng mạng mà trong đĩ các dữ khung dữ liệu phát ra cĩ thể gây xung đột với nhau. Càng nhiều trạm trong một miền xung đột thì sẽ tăng xung đột và làm giảm tốc độ truyền. ü Miền quảng bá: Là tập hợp các thiết bị mà trong đĩ khi một thiết bị phát đi một khung quảng bá thì tất cả các thiết bị cịn lại đều nhận được. Khi sử dụng các thiết bị kết nối khác nhau, ta sẽ phân chia mạng thành các miền xung đột và miền quảng bá khác nhau. Ø Phân đoạn mạng bằng Repeater Repeater cho phép mở rộng miền xung đột Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 58 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Hình 2.19: Phân đoạn mạng bằng Repeater Một điều chú ý khi sử dụng repeater để mở rộng mạng thì khoảng cách xa nhất giữa hai trạm sẽ bị hạn chế. Trong hoạt động của Ethernet, trong cùng miền xung đột, giá trị slotTime sẽ quy định về việc kết nối các thiết bị. Việc sử dụng nhiều repeater làm tăng giá trị trễ truyền khung vượt quá giá trị cho phép gây ra hoạt động khơng đúng trong mạng Ø Phân đoạn mạng bằng cầu nối Khác với trường hợp dùng Repeater ở trên, băng thơng lúc này chỉ bị chia sẻ trong từng miền xung đột, mỗi máy trạm được sử dụng nhiều băng thơng hơn Hình 2.21: Phân đoạn mạng sử dụng Bridge Ø Phân đoạn mạng bằng router Router hoạt động ở tầng 3 trong mơ hình OSI, nĩ cĩ khả năng kiểm tra header của gĩi IP nên đưa ra quyết định. Đơn vị dữ liệ mà các bộ định Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 59 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T tuyến thao tác là các gĩi IP (Các bộ chuyển mạch và cầu nối thao tác với các khung tin) Bộ đinh tuyến đồng thời tạo ra các miền xung đột và miền quảng bá riêng biệt Hình 2.22: Phân đoạn mạng bằng Router Ø Phân đoạn mạng bằng bộ chuyển mạch Bộ chuyển mạch là một thiết bị phức tạp nhiều cổng cho phép cấu hình theo nhiều cách khác nhau. Cĩ thể cấu hình để nĩ trở thành nhiều cầu ảo như Hình 2.23: Cĩ thể cấu hình bộ chuyển mạch thành nhiều cầu ảo Bảng tổng kết thực hiện phân đoạn mạng bằng các thiết bị kết nối khác nhau Hình 2.24: Phân đoạn mạng bằng các thiết bị kết nối Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 60 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T 2.8.2. Các chế độ chuyển mạch trong LAN Bộ chuyển mạch cung cấp khả năng mở rộng, cải thiện hiệu suất vận hành của tồn mạng. Bộ chuyển kết nối nhiều đoạn mạng hoặc thiết bị thực hiện chức năng của nĩ bằng cách xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu lưu danh sách các cổng và các phân đoạn mạng kết nối tới. Khi một khung tin gửi tới, bộ chuyển mạch sẽ kiểm tra địa chỉ đích cĩ khung tin, sau đĩ tìm sơ cổng tương ứng trong cơ sở dữ liệu để gửi khung tin tới đúng cổng. Cách thức nhận và chuyển khung tin cho ta hai chế độ chuyển mạch: ü Chuyển mạch lƣu và chuyển (Store and Forward Switching) ü Chuyển mạch ngay (Cut - Through Switching) Ø Chuyển mạch lưu và chuyển Các bộ chuyển mạch lưu và chuyển hoạt động như cầu nối. Khi cĩ khung tin gửi tới, bộ chuyển mạch sẽ nhận tồn bộ khung tin, kiểm tra tính tồn vẹn dữ liệu của khung tin, sau đĩ mới chuyển tiếp khung tin tới cổng cần chuyển. Với chế độ chuyển mạch này, các khung tin đảm bảo tính tồn vẹn mới đƣợc chuyển mạch, các khung tin lỗi sẽ khơng được chuyển từ phân đoạn mạng này sang phân đoạn mạng khác. Ø Chuyển mạch ngay Bộ chuyển mạch đọc địa chỉ đích ở phần đầu khung tin rồi chuyển ngay khung tin tới cổng tương ứng mà khơng cần kiểm tra tính tồn vẹn. Khung tin được chuyển ngay thậm chí trước khi bộ chuyển mạch nhận đủ dịng bit dữ liệu. Khung tin đi ra khỏi bộ chuyển mạch trước khi nĩ được nhận đủ Các bộ chuyển mạch đời mới cĩ khả năng giám sát các cổng của nĩ và quyết định sẽ sử dụng phương pháp nào thích hợp nhất. Chúng cĩ thể tự động chuyển từ phương pháp chuyển ngay sang phương pháp lưu và chuyển nếu số lỗi trên cổng khơng vượt qua một ngưỡng xác định. 2.8.3. Mạng LAN ảo Ø Khái niệm mạng LAN ảo Trong mơi trường Etherner LAN, tập hợp các thiết bị cùng nhận một gĩi broadcast bởi bất kỳ một thiết bị cịn lại được gọi là broadcast domain. Trên các switch khơng hỗ trợ Vlan thì switch sẽ đẩy tất cả các broadcast ra tất cả các cổng, ngoại trừ cổng nĩ nhận frame. Kết quả là tất cả các interface trên loại switch này là cùng broadcast domain. Hiểu đơn giản: Mạng Lan ảo (VLAN – Virtual Lan) là một nhĩm thiết bị cĩ cài đặt tại bất kỳ vị trí nào trong mạng nhưng chúng truyền thơng như thể chúng tồn tại trong cùng một nhĩm vật lý. Với VLAN, cĩ thể tiến hành phân đoạn mạng mà khơng bị hạn chế bởi kết nối vật lý. Một ví dụ là với VLAN cĩ thể tiến hành phân đoạn mạng theo : ü Các nhĩm cơng sở: Mạng cĩ thể cĩ một VLAN cho phịng tài chính, Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 61 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T phịng dự án … ü Các nhĩm phân cấp: Mạng cĩ thể cĩ một VLAN cho phịng giám đốc, phịng điều hành, các phịng nhân viên,… ü Các nhĩm chuyên dụng: Mạng cĩ thể cĩ một VLAN cho những ngƣời sử dụng Email,… Hình 2.25: Mạng LAN ảo theo chức năng các phịng ban Ø Lợi ích của VLAN Lợi ích chính của VLAN là chúng cung cấp một hệ thống phân đoạn mạng mềm dẻo hơn nhiều sơ với mạng truyền thống. Việc sử dụng VLAN cũng mang lại những lợi ích sau: ü Dễ dàng thích ứng với sự di chuyển và thay đổi thiết bị trên mạng IP. Với các hệ thống IP, các nhà điều hành mạng tốn nhiều thời gian cho việc xử lý sự di chuyển hay thay đổi thiết bị. Nếu người sử dụng di chuyển đến một mạng con IP khác thì địa chỉ của trạm đĩ phải được cập nhật. ü Cung cấp thêm chức năng bảo mật: Các thiết bị trong cùng VLAN cĩ thể dễ dàng truyền thơng với nhau. Nếu thiết bị trong VLAN1 muốn truyền thơng với VLAN2 thì lưu lượng cần đi qua các thiết bị định tuyến hoặc switch layer 3 ü Hỗ trợ, điều khiển lưu lượng Broadcast. Với mạng truyền thống thì tắc nghẽn cĩ thể xảy ra do lưu lượng broadcast, chúng đưa bản tin tới tất cả các thiết bị cĩ hay khơng cĩ yêu cầu. Mỗi VLAN được thiết kế để chứa các thiết bị mà chúng cần truyền thơng trên mạng ü Tiết kiệm chi phí: Tiết kiệm số lượng Switch cần sử dụng Hiện nay, chuẩn chính thức cho Vlan chưa được phê chuẩn mặc dù Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 62 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T chuẩn này được hỗ trợ bởi nhiều nhà cung cấp, do đĩ các thiết lập cấu hình VLAN phụ thuộc vào nhà sản xuất thiết bị. Ø Cách xây dựng mạng LAN ảo Để tạo ra mạng Lan ảo cần phai xác định nhĩm logic. Nhĩm các máy tính trong mạng LAN ảo thường được tổ chức theo hai mơ hình: ü Mơ hình nhĩm làm việc: Theo mơ hình này, các thành viên trong mạng LAN ảo là các máy tính cùng thực hiện một chức năng, người sử dụng trong cùng một nhĩm cơng việc. Các mạng LAN ảo thường được chia theo các phịng ban. ü Mơ hình dịch vụ: Các mạng LAN ảo được phân chia theo loại hình dịch vụ cụ thể. Ví dụ, tất cả các máy tính cần truy cập tới dịch vụ đặc thù nào đĩ sẽ là thành viên của cùng một mạng LAN ảo. Các máy tính cĩ thể là thành viên của nhiều mạng LAN ảo khác nhau tùy thuộc vào các dịch vụ mà nĩ cần truy nhập tới. Ø Tạo mạng LAN ảo với một bộ chuyển mạch Mỗi mạng LAN ảo và các thành viên của nĩ được xác định bởi một cổng trên bộ chuyển mạch. Mỗi cổng của bộ chuyển mạch thuộc về một mạng LAN ảo nào đĩ, do đĩ các thiết bị gắn với cổng này sẽ thuộc về mạng LAN ảo này. Các khung tin quảng bá chỉ được phát tới các cổng thuộc cùng một LAN ảo. Một thiết bị cĩ thể chuyển từ LAN ảo này sang LAN ảo khác bằng cách kết nối tới cổng khác của bộ chuyển mạch. Một thiết bị khi thay đổi vị trí vật lý vẫn thuộc về LAN ảo cũ nếu nĩ vẫn duy trì kết nối tới một trong các cổng thuộc về LAN ảo này. Ø Tạo mạng LAN ảo với nhiều bộ chuyển mạch Hình 2.26: Tạo mạng LAN ảo với nhiều bộ chuyển mạch Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 63 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Để thực hiện mạng LAN ảo bằng nhiều bộ chuyển mạch, một số định danh đặc biệt – VLAN ID được gán cho các khung tin, số này xác định mạng LAN ảo mà khung tin cần chuyển tới. Giả sử một máy trạm A gửi khung tin tới máy trạm B thuộc cùng LAN ảo với mình (Nhưng khơng cùng thuộc một bộ chuyển mạch). Bộ chuyển mạch mà máy A nối trực tiếp tới sẽ gán thêm vào khung tin chỉ số VLAN ID và chuyển nĩ tới bộ chuyển mạch kế tiếp. Mỗi bộ chuyển mạch sẽ sử dụng VLAN ID để định tuyến khung tin, nĩ sẽ đọc VLAN ID và chuyển tiếp khung tin cho bộ chuyển mạch thích hợp. Khi khung tin tới bộ chuyển mạch cuối cùng, bộ chuyển mạch này nhận ra đích tới nối trước tiếp tới một trong các cổng của mình. Nĩ sẽ loại bỏ phần đầu chứa chỉ số VLAN ID rồi gửi khung tới đúng cổng. Khung tin khi tới trạm đích sẽ được khơi phục nguyên dạng ban đầu. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 64 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG LAN 3.1 Mơ hình mạng cơ bản 3.1.1. Mơ hình phân cấp Hình 3.1: Mơ hình phân cấp Ø Cấu trúc ü Lớp lõi (Core Layer): Đây là trục xương sống của mạng (Backbone) thường dùng các bộ chuyển mạch cĩ tốc độ cao (High - Speed Switching) thường cĩ các đặc tính như độ tin cậy cao, cơng suất dư thừa, khả năng tự khắc phục lỗi, khả năng thích nghi cao, đáp ứng nhanh, dễ quản lý, khả năng lọc gĩi, hay lọc các tiến trình trong mạng. ü Lớp phân tán (Distribution Layer): Là ranh giới giữa lớp truy nhập và lớp lõi của mạng. Lớp phân tán đảm bảo chức năng như đảm bảo gửi dữ liệu đến từng phân đoạn, đảm bảo an ninh an tồn, đoạn mạng theo từng nhĩm cơng tác, chia miền Broadcast/multicast, định tuyến giữa các LAN ảo (VLAN), chuyển mơi trường truyền dẫn, định tuyến giữa các miền, tạo biên giới giữa các miền trong định tuyến tĩnh và động, thực hiện các bộ lọc gĩi (Theo địa chỉ theo số hiệu cổng), thực hiện các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ QOS. ü Lớp truy nhập (Access Layer): Cung cấp các khả năng truy nhập cho người dùng cục bộ hay từ xa truy nhập vào mạng. Luận Văn Tốt Nghiệp Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin SVTH : Nguyễn Thị Dịu 65 GVHD:TS Hồng Xuân Thảo Mã SV:4LT1020T Đánh giá mơ hình: ü Giá thành thấp. ü Dễ cài đặt. ü Dễ mở rộng. ü Dễ cơ lập lỗi. 3.1.2. Mơ hình an ninh - an tồn An tồn và bảo mật luơn là lý do khiến chúng ta chọn giải pháp lắp đặt kiểu mạng dựa trên máy phục vụ. Trong mơi trường mạng dựa trên máy chủ phục vụ, chế độ bảo mật do người quản trị mạng quản lý, bằng cách đặt ra các chính sách và áp đặt các chính sách ấy cho từng người, từng nhĩm người dùng trên mạng. Theo nghĩa rộng thì an ninh – an tồn mạng dùng riêng, hay mạng nội bộ là giữ khơng cho ai làm cái mà mạng nội bộ đĩ khơng muốn cho làm. Vậy khi kết nối LAN phải chú ý tới tài nguyên chúng ta muốn bảo vệ là cái gì ? ü Là các dịch vụ mạng triển khai ü Là các thơng tin quan trọng mạng lưu giữ, hay cần lưu chuyển ü Là các tài nguyên phần cứng và phần mềm hệ thống mạng cung ứng cho những ngƣời dùng mà nĩ cho phép Vấn đề an ninh – an tồn cị thể hiện qua mối quan hệ giữa người dùng và hệ thống mạng và tài nguyên trên mạng. Các quan hệ này được xác định, được đảm bảo thơng qua các phương thức xác thực (Authentication), xác định được cho phép (Authorization) và bị từ chối (Repudiation) để đảm bảo hệ thống mạng bảo mật, tồn vẹn, sẵn dùng các tài nguyên phần cứng,phần mềm, dữ liệu và các dịch vụ của hệ thống mạng ü Tính bảo mật: Bảo đảm tài nguyên mạng khơng bị tiếp xúc, bị sử dụng bởi người khơng cĩ thêm quyền. Chẳng hạn dữ liệu truyền đi trên mạng được đảm bảo khơng bị lấy trộm cần được mã hố trước khi truyền. Các tài nguyên đĩ đều cĩ chủ và đƣợc bảo vệ bằng các cơng cụ và các cơ