Tài liệu Đề tài nghiên cứu khoa học Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại học Cần Thơ

Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ MỤC LỤC ......................................................................................................................1 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.......................................................................................................3 1.1 MÔ TẢ BÀI TOÁN...................................................................................................3 1.2 MỤC TIÊU CẦN ĐẠT..............................................................................................3 1.3 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VÀ KẾ HOẠCH THỰC HIỆN..........................................4 1.3.1 Giai đoạn 1 - Thu thập dữ liệu .............................................................................4 1.3.2 Giai đoạn 2 – Thiết kế giải pháp..........................................................................4 1.3.3 Giai đoạn 3 - Tổng kết .........................................................................................5 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH .......................................5 2.1 KHÁI NIỆM VỀ MẠNG MÁY TÍNH......................................................................5 2.2 PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH:...........................................................................6 2.2.1 Phân loại theo phạm vi địa lý...............................................................................6 2.3 PHÂN BIỆT THEO KỸ THUẬT TRUYỀN TIN.....................................................8 2.3.1 Mạng quảng bá (Broadcast Network)..................................................................8 2.3.2 Mạng điểm tới điểm:............................................................................................8 2.4 PHÂN BIỆT MẠNG THEO TOPO ..........................................................................8 2.4.1 Mạng hình sao (Star topology) ............................................................................8 2.4.2 Mạng dàng vòng (Ring topology)........................................................................9 2.4.3 Mạng dạng Bus (Bus topology) .........................................................................10 2.4.4 Mạng dạng kết hợp. ...........................................................................................11 2.5 PHÂN LOẠI MẠNG THEO CHỨC NĂNG ..........................................................12 2.5.1 Mô hình Client – Server.....................................................................................12 2.5.2 Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer) .......................................................................12 2.6 MÔ HINH OSI.........................................................................................................13 2.6.1 Giới hình OSI thiệu mô......................................................................................13 2.6.2 Chức năng của mỗi tầng trong mô hình OSI: ....................................................14 3 MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN .....................................................................16 3.1 MÔ TẢ MẠNG LAN ..............................................................................................16 3.2 CÁC THIẾT BỊ KẾT NỐI MẠNG..........................................................................16 3.2.1 Card mạng – NIC (Network Interface Card) .....................................................16 3.2.2 Repeater Bộ lặp..................................................................................................16 3.2.3 Hub.....................................................................................................................16 3.2.4 Liên mạng (Internetworking).............................................................................17 3.2.5 Cầu nối (Bridge) ................................................................................................17 3.2.6 Router (Bộ vạch đường) ....................................................................................17 3.2.7 Switch (Bộ chuyển mạch)..................................................................................18 3.3 HỆ THỐNG DÂY CÁP DÀNH CHO MẠNG LAN ..............................................18 3.3.1 Cáp xoắn ............................................................................................................18 3.3.2 Cáp đồng trục.....................................................................................................19 3.3.3 Cáp quang ..........................................................................................................19 3.4 MÔ HÌNH AN TOÀN – AN NINH MẠNG ...........................................................20 3.5 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ ..........................................................................................20 3.5.1 Phân tích yêu cầu ...............................................................................................20 3.5.2 Thiết kế giải pháp ..............................................................................................21 3.5.3 Lựa chọn các thiết bị phần cứng ........................................................................21 3.5.4 Lựa chọn phần mềm...........................................................................................21 3.6 KIỂM THỬ HỆ THỐNG ........................................................................................22 GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 1 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ 3.7 BẢO TRÌ HỆ THỐNG ............................................................................................22 4 GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ...................................................................................................22 4.1 GIỚI THIỆU ĐƠN VỊ .............................................................................................22 4.2 KHẢO SÁT ĐƠN VỊ ..............................................................................................22 4.3 HỆ THỐNG CÁC PHÒNG CỦA ĐƠN VỊ.............................................................22 4.4 YÊU CẦU TỪ PHÍA ĐƠN VỊ VÀ CHỌN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG .............................................................................................................................24 4.4.1 Yêu cầu hệ thống ...............................................................................................24 4.4.2 Yêu cầu thiết kế .................................................................................................24 4.5 TRIỂN KHAI HỆ THỐNG MẠNG LAN KHOA CNTT.......................................24 4.5.1 Phương án triển khai:.........................................................................................24 4.5.1.1 Sơ đồ logic ...............................................................................................24 4.5.1.2 Sơ đồ mạng tại mỗi phòng: ......................................................................28 4.5.2 Bảng dự tính các thiết bị lắp đặt hệ thống mạng ...............................................31 4.5.3 Cài đặt và cấu hình hệ thống..............................................................................31 5 KẾT LUẬN ĐÁNH GIÁ..................................................................................................43 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................44 GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 2 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 MÔ TẢ BÀI TOÁN Ngày nay công nghệ thông tin trở thành một lĩnh vực mũi nhọn trong công cuộc phát triển kinh tế xã hội. Công nghệ thông tin (CNTT) vừa là công cụ, vừa là động lực thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Có thể nói trong lĩnh vực máy tính không lĩnh vực nào có thể quan trọng hơn lĩnh vực kết nối mạng. Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau, dùng chung hoặc chia sẽ dữ liệu, …. Do đó hệ thống mạng máy tính là phần không thể thiếu trong các tổ chức hay các công ty, trường học. Trong điều kiện kinh tế hiện nay hầu hết đa số các tổ chức hay các công ty, trường học có phạm vi sử dụng bị giới hạn bởi diện tích và mặt bằng đều triển khai xây dựng mạng LAN để phục vụ cho việc quản lý dữ liệu nội bộ cơ quan mình được thuận lợi, đảm bảo tính an toàn dữ liệu cũng như tính bảo mật dữ liệu mặt khác mạng Lan còn giúp các nhân viên trong các tổ chức, nhà trường hay công ty truy nhập dữ liệu một cách thuận tiện với tốc độ cao. Một điểm thuận lợi nữa là mạng LAN còn giúp cho người quản trị mạng phân quyền sử dụng tài nguyên cho từng đối tượng là người dùng một cách rõ ràng và thuận tiện giúp cho những người có trách nhiệm lãnh đạo công ty, tổ chức hay nhà trường đó dễ dàng quản lý nhân viên, học sinh và điều hành công ty. Đề tài “Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ” được thực hiện để giải quyết vấn đề bảo vệ an ninh, an toàn dữ liệu nội bộ, góp phần làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học, đồng thời cũng từng bước làm thay đổi phương thức quản lý như: Quản lý thi, Quản lý tài chính- tài sản, Quản lý giáo viên, Quản lý học sinh, Quản lý thông tin giáo dục… Các hệ thống này thực sự đã mang lại hiệu quả trong đổi mới công tác quản lý, nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục ở các trường khác đã áp dụng. 1.2 MỤC TIÊU CẦN ĐẠT GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 3 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Sau đề tài này sinh viên sẽ có khả năng ôn tập, thực hành ,nắm vững được những kiến thức cơ bản về mạng máy tính như:  Phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý (LAN ,WAN ,GAN, MAN) ,theo TOPO và theo từng chức năng.  Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và giao thức TCP/IP.  Các kiến thức cơ bản về LAN,các phương pháp điều khiển truy cập trong LAN,các công nghệ và các chuẩn cáp,các phương pháp đi cáp.  Có thể thiết kế và xây dựng các mạng LAN,WAN và các dịch vụ khác trong mạng có thể phục vụ tốt được các yêu cầu thực tế của các tổ chức hay bất kỳ một công ty nào,mang lại hiểu quả kinh tế cao. 1.3 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VÀ KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Quá trình thực hiện đề tài được tiến hành qua các bước như sau: 1.3.1 Giai đoạn 1 - Thu thập dữ liệu Khảo sát tình hình thực tế, thu thập dữ liệu(thu thập các yêu cầu từ phía người sử dụng, phân tích yêu cầu, tìm các bài viết, tài liệu liên quan…). Nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu các phương pháp, áp dụng các kiến thức đã biết, tham khảo các hệ thống mạng ở các trường Đại Học khác đang được sử dụng. Vẽ sơ đồ tổng thể, thiết kế giải pháp. 1.3.2 Giai đoạn 2 – Thiết kế giải pháp Từ những yêu cầu của hệ thống ta bắt đầu: Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý, thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý liên quan đến việc chọn lựa mô hình mạng, giao thức mạng và thiết đặt các cấu hình cho các thành phần nhận dạng mạng. Những vấn đề chung nhất khi thiết đặt cấu hình cho mô hình mạng là:  Định vị các thành phần nhận dạng mạng, bao gồm việc đặt tên cho Domain, group, máy tính, định địa chỉ IP cho các máy, định cổng cho từng dịch vụ.  Phân chia mạng con, thực hiện vạch đường đi cho thông tin trên mạng.  Xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng.  Thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 4 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ  Chọn hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng  Cài đặt mạng  Kiểm thử  Bảo trì hệ thống 1.3.3 Giai đoạn 3 - Tổng kết  Khái quát hóa và rút ra kết luận chung cho đề tài.  Viết báo cáo, công bố kết quả nghiên cứu đề tài.  Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài: ­ Đề tài giúp cho các trường học có thể bảo vệ an ninh, an toàn dữ liệu nội bộ, giúp các cán bộ, giáo viên trong nhà trường truy nhập dữ liệu một cách thuận tiện với tốc độ cao.  Với các kiến thức đã được học tập tại trường và sự tìm tòi học hỏi của bản thân qua đề tài này giúp em tăng thêm hiểu biết của mình nhằm hoàn thiện hơn vốn kiến thức mạng của mình. 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 2.1 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 đó. Khác với các trạm truyền hình gửi thông tin đi, chỉ có người nhận thông tin, không thể phản hồi lại thông tin đó, mạng máy tính luôn hai chiều, khi máy tính A gủi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại A. Nói cách khác, một số máy tính được kết nối với nhau và có thể trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 5 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Nếu không có mạng máy tính thì dữ liệu muốn chia sẻ trên các máy tính độc lập với nhau phải thông qua việc in ấn, sao chép qua usb, cd-rom… điều này gây bất tiện rất lớn đối với người dùng. Để giải quyết khó khăn đó, kết nối những máy tính độc lập lại thành mạng máy tính thì chúng ta sẽ có những ưu điểm sau:  Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.  Một nhóm người cùng thực hiện một công việc(ví dụ: làm chung một đồ án, một bài báo cáo nào đó…) thì họ sẽ dùng chung dữ liệu, dùng chung tập tin của công việc đó,trao đổi thông tin với nhau dễ dàng hơn.  Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi với nhau nhanh chóng, thuận lợn hơn.  Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi đắt tiền (máy in, máy vẽ, máy photocopy,…)  Người dùng trao đổi với nhau qua hộp thư điện tử dễ dàng (Email) và có thể sử dụng như là một công cụ để thông báo tin tức, nội dung của một buổi hợp, thời khóa biểu…  An toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khóa các tệp khi có những người dùng không đủ quyền truy xuất các tập tin và thư mục đó. Một hệ thống mạng tổng quát được cấu tạo từ 3 thành phần:  Đường biên mạng (Network Edge): gồm các máy tính (host) và các chương trình ứng dụng mạng (Network application).  Đường trục mạng (Network Core): gồm các bộ chọn đường (router) đóng vai trò là một mạng trung tâm kết nối các mạng lại với nhau.  Đường truyền vật lý (Physical media): gồm các đường truyền tải thông tin. 2.2 PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH: 2.2.1 Phân loại theo phạm vi địa lý Mạng máy tính có thể phân bố trên vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bố trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 6 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Trong cách phân loại này người ta chú ý đến đại lượng đường kính mạng. Đường kính mạng là khoảng cách giữa hai máy tính xa nhất trong mạng. Dựa vào đường kính của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau:  Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) : là mạng được thiết kế trong phạm vi nhỏ khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10km. LAN thường được sử dụng trong phạm vi nội bộ cơ quan, xí nghiệp… Lan là một loại mạng quảng bá, sử dụng chung một đường truyền chia sẻ, có sự canh tranh đường truyền. Các LAN được kết nối với nhau thành một WAN (mạng diện rộng).  Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) : là mạng được thiết kế trong phạm vi đô thị, trong một tỉnh thành có bán kính khoảng 100km trở lại. Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) : phạm vi của mạng vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí là cả châu lục. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 7 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ  Mạng toàn cầu Gan (Global Area Network) : là mạng được thiết lập trên phạm vi toàn cầu, khắp các châu lục trên trái đất. Thông thường kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm được sử dụng nhiều nhất. 2.3 PHÂN BIỆT THEO KỸ THUẬT TRUYỀN TIN 2.3.1 Mạng quảng bá (Broadcast Network) Trong hệ thống mạng quảng bá chỉ tồn tại một kênh truyền được chia sẻ cho tất cả máy tính. Khi một máy tính gửi khung dữ liệu, tất cả các máy tính còn lại sẽ nhận được khung dữ liệu đó. Tại một thời điểm chỉ cho phép một máy tính sử dụng đường truyền. 2.3.2 Mạng điểm tới điểm: Trong hệ thống mạng này, các máy tính được nối lại với nhau thành từng cặp. Khung dữ liệu sẽ được gởi đi sẽ được truyền trực tiếp từ máy gởi đến máy nhận hoặc được chuyển tiếp qua nhiều máy trung gian trước khi đến máy tính nhận 2.4 PHÂN BIỆT MẠNG THEO TOPO Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Topology), mạng dạng vòng (Ring Topology) và mạng dạng Bus (Bus topology). Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao – vòng, mạng hỗn hợp,v.v…. 2.4.1 Mạng hình sao (Star topology) Mạng hình 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 khiển mọi hoạt động trong mạng. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 8 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Ví dụ minh họa: mạng hình sao Mạng hình sao cho phép kết 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 không cần thông qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây nghẽn mạng. Mô hình kết nối hình sao này đã trở nên rất phổ biến. Việc sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc kiểu hình sao có thể mở rộng mạng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng quản lý và phân cấp.  Ưu điểm của mạng hình sao:  Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.  Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.  Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.  Nhược điểm của mạng hình sao:  Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trung tâm . Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.  Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm  Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m). 2.4.2 Mạng dàng vòng (Ring topology) Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 9 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận. Ví dụ minh họa: mạng dạng vòng Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. Nhược điểm là đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng 2.4.3 Mạng dạng Bus (Bus topology) Các máy trạm được phân chia trên 1 đường truyền chính. Đường truyền này được giới hạn hai đầu nói đặc biệt gọi là thiết bị đầu cuối, các trạm được nối vào bus qua 1 đấu nối chữ T hay 1 thiết bị thu phát. Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được quảng bá (broadcast) trên 2 chiều của bus, có nghĩa là mọi trạm còn lại đều có thể nhận tín hiệu trực tiếp. Đối với các bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó terminator phải được thiết kế sao cho các tín hiệu phải được dội lại trên bus để có thể đến được các trạm còn lại ở phía bên kia. Điều đó chứng tỏ topology bus dữ liệu được truyền dựa trên các liên kết điểm (point to multipoint) hay quảng bá (broadcast), peer to peer. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 10 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Ví dụ minh họa: mạng dạng bus  Ưu điểm của mạng hình bus:  Bán kính mạng không bị hạn chế.  Chi phí lắp đặt thấp vì dùng chung đường truyền.  Dễ lắp đặt,mở rộng tương đối đơn giản.  Tốc độ truyền cao.  Nhược điểm của mạng hình bus: Do cần giao thức điều khiển truy cập đường truyền nên:  Khi có sự cố khó kiểm soát và khắc phục, dễ giây ảnh hưởng tới toàn mạng hơn mạng star.  Dễ xảy ra va chạm, xung đột trên đường truyền. 2.4.4 Mạng dạng kết hợp.  Kết hợp hình sao và bus (star/Bus Topology) Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology. Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm 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 toà nhà nào. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 11 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ  Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology) Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển vòng 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. 2.5 PHÂN LOẠI MẠNG THEO CHỨC NĂNG 2.5.1 Mô hình Client – Server Một hay nhiều máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail-server, web-server, ftp… Các máy tính này được thiết lập để cung cấp các dịch vụ được gọi là server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ gọi client. 2.5.2 Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer) Mạng ngang hàng (p2p) là mạng mà trong đó hai hay nhiều máy tính chia sẻ tập tin và truy cập các thiết bị như máy in mà không cần đến máy chủ hay phần mềm máy chủ. Nói một cách đơn giản, mạng p2p được tạo ra bởi hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau và chia sẻ tài nguyên mà không phải thông qua một máy chủ dành riêng. Mạng p2p có thể là kết nối tại chỗ – hai máy tính nối với nhau qua cổng USB để truyền tập tin. P2p cũng có thể là cơ sở hạ tầng thường trực kết nối 5-6 máy tính với nhau trong một văn phòng nhỏ bằng cáp đồng. Hay nó cũng có thể là một mạng có quy mô lớn hơn nhiều, dùng các giao thức và ứng dụng đặc biệt để thiết lập những mối quan hệ trực tiếp giữa người dùng trên internet. Ví dụ minh họa: mạng ngang hàng GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 12 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ 2.6 MÔ HINH OSI 2.6.1 Giới hình OSI thiệu mô Mô hình OSI (OpenSystemInterconnection): là mô hình được tổ chức ISO đề xuất từ 1977 và công bố lần đầu vào 1984. Để các máy tính và các thiết bị mạng có thể truyền thông với nhau phải có những qui tắc giao tiếp được các bên chấp nhận. Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu dữ liệu đi xuyên qua mạng như thế nào đồng thời cũng giúp chúng ta hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp. Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập. Sự tách lớp của mô hình này mang lại những lợi ích sau:  Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn.  Chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm.  Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng đến các lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng hơn. Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau:  Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau.  Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được.  Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận.  Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau.  Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp. Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 13 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Mô hình OSI 2.6.2 Chức năng của mỗi tầng trong mô hình OSI: Mô hình tham chiếu OSI được chia thành bảy lớp với các chức năng sau: 1. Tầng vật lý – Physical player:  Điều khiển việc truyền tải thật sự các bit trên đường truyền vật lý.  Định nghĩa các tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, phương pháp mã hóa dữ liệu, các loại đầu nối được sử dụng. 2. Tầng liên kết dữ liệu – Data link layer:  Đảm bảo truyền tải các khung dữ liệu (frame) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp với nhau.  Cài đặt cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu nhận. 3. Tầng mạng – Network layer:  Đảm bảo việc truyền tải các gói tin (packet) có thể truyền từ máy tính này đến máy tính kia cho dù không có đường truyền vật lý trực tiếp giữa chúng.  Nó nhận nhiệm vụ tìm đường đi tối ưu cho dữ liệu đến các đích khác nhau trong liên mạng, lưu và chuyển tiếp (các gói tin) dữ liệu từ mạng này sang mạng khác. 4. Tầng vận chuyển – Transport layer:  Đảm bảo truyền tải dữ liệu giữa các quá trình. Dữ liệu gởi đi được đảm bảo không có lỗi, theo đúng trình tự, không bị mất, trùng lắp. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 14 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ  Đối với các gói tin có kích thước lớn, tầng này sẽ phân chia chúng thành các phần nhỏ (đoạn) trước khi gởi đi, cũng như tập hợp lại chúng khi nhận được. 5. Tầng giao dịch – Session layer:  Cho phép các ứng dụng thiết lập, sử dụng và xóa các kênh giao tiếp giữa chúng (được gọi là giao dịch).  Nó cung cấp cơ chế cho việc nhận biết tên và các chức năng về bảo mật thông tin khi truyền qua mạng. 6. Tầng trình bày – Presentation layer:  Đảm bảo các máy tính có kiểu định dạng dữ liệu khác nhau vẫn có thể trao đổi thông tin cho nhau. Thông thường các mày tính sẽ thống nhất với nhau về một kiểu định dạng dữ liệu trung gian để trao đổi thông tin giữa các máy tính.  Dữ liệu cần gởi đi sẽ được tầng trình bày chuyển sang định dạng trung gian trước khi nó được truyền lên mạng. Ngược lại, khi nhận dữ liệu từ mạng, tầng trình bày sẽ chuyển dữ liệu sang định dạng riêng của nó. 7. Tầng ứng dụng – application layer:  Tầng trên cùng, cung cấp các ứng dụng truy xuất đến các dịch vụ mạng. Bao gồm các ứng dụng của người dùng.  Người dùng mạng giao tiếp trực tiếp với tầng này  Ví dụ: Navigator, Internet Explorer ), các Mail User Agent (Outlook Express, Netscape Messenger, ...) hay các chương trình làm server cung cấp các dịch vụ mạng như các Web Server (Netscape Enterprise, Internet Information Service, Apache, ...), Các FTP Server, các Mail server (Send mail, MDeamon). GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 15 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ 3 MẠNG LAN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN 3.1 MÔ TẢ MẠNG LAN Mạng cục bộ LAN là thống truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị khác nhau cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như một tầng của tòa nhà, hoặc một tòa nhà, một trường học… Một số mạng Lan có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc. Các mạng Lan trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những tài liệu quan trọng hoặc một số thiết bị đắt tiền như máy in, ổ đĩa DVD – ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. 3.2 CÁC THIẾT BỊ KẾT NỐI MẠNG 3.2.1 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 một thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mình OSI. Mỗi card mạng có 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. 3.2.2 Repeater Bộ lặp Repeater là một thiết bị hoạt động ở tầng 1 của mô hình OSI, khuếch đại và định hình lại tín hiệu. Repeater gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại. Chức năng của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đường truyền mà không sửa đổi gì. 3.2.3 Hub Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng. Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn. Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hay 100BASE-T. Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng. Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác. Hub có 2 loại là Active Hub và Smart Hub. Active Hub là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng để khuếch đại tín GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 16 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết. Smart Hub (Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi - rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng. 3.2.4 Liên mạng (Internetworking) Việc kết nối các mạng LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Internetworking. Internetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router và switch. 3.2.5 Cầu nối (Bridge) Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer). Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất. Bridge được sử dụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Ethernet. Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng. Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích. Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự “can thiệp” của Bridge. Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan… cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc. Nhược điểm của Bridge là chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý. 3.2.6 Router (Bộ vạch đường) Router là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer). Router kết nối hai hay nhiều mạng IP với nhau. Các máy tính trên mạng phải “nhận thức” được sự tham gia của một router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP là mọi máy tính kết nối mạng đều có thể giao tiếp được với router. Ưu điểm của Router: Về mặt vật lý, Router có thể kết nối với các loại mạng khác lại với nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 17 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Nhược điểm của Router: Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏi nhiều tính toán hơn để tìm ra cách dẫn đường cho các gói tin, đặc biệt khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ. Một mạng hoạt động nhanh có thể phát các gói tin nhanh hơn nhiều so với một mạng chậm và có thể gây ra sự nghẽn mạng. Do đó, Router có thể yêu cầu máy tính gửi các gói tin đến chậm hơn. Một vấn đề khác là các Router có đặc điểm chuyên biệt theo giao thức - tức là, cách một máy tính kết nối mạng giao tiếp với một router IP thì sẽ khác biệt với cách nó giao tiếp với một router Novell hay DECnet. Hiện nay vấn đề này được giải quyết bởi một mạng biết đường dẫn của mọi loại mạng được biết đến. Tất cả các router thương mại đều có thể xử lý nhiều loại giao thức, thường với chi phí phụ thêm cho mỗi giao thức. 3.2.7 Switch (Bộ chuyển mạch) Switch đôi khi được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng. Trong khi một Bridge chỉ có 2 cổng để liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch. Cũng giống như Bridge, Switch cũng “học” thông tin của mạng thông qua các gói tin (packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng. Switch sử dụng các thông tin này để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ. Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch. Switch hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN) 3.3 HỆ THỐNG DÂY CÁP DÀNH CHO MẠNG LAN 3.3.1 Cáp xoắn Cáp xoắn đôi gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ. Do giá thành thấp nên cáp xoắn được dùng rất rộng rãi. Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong LAN : loại có vỏ bọc chống nhiễu và loại không có vỏ bọc chống nhiễu. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 18 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP (Shielded Twisted Pair) : - Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài một lớp vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có tác dụng chống EMI từ ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong. Lớp vỏ bọc chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu. Cáp xoắn đôi có vỏ bọc ít bị tác động bởi nhiễu điện và truyền tín hiệu xa hơn cáp xoắn đôi trần. 3.3.2 Cáp đồng trục Cáp đồng trục là loại cáp điện với một lõi dẫn điện được bọc lại bởi một lớp điện môi không dẫn điện, chung quanh quấn thêm một lớp bện kim loại, ngoài cùng lại có vỏ bọc cách điện. Cáp đồng trục thường dùng làm đường truyền cho tín hiệu vô tuyến. Ứng dụng của nó bao gồm các đường cấp giữa thiết bị thu phát sóng vô tuyến và ăng ten của chúng, các kết nối mạng máy tính, và làm cáp truyền hình. 3.3.3 Cáp quang Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 19 Khảo sát,thiết kế và xây dựng mạng LAN Khoa CNTT của Trường Đại Học Cần Thơ Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của một sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn. 3.4 MÔ HÌNH AN TOÀN – AN NINH MẠNG An ninh – an toàn mạng là giữ không cho người bên ngoài xâm nhập vào bên trong mạng nội bộ của họ. Vậy khi kết nối LAN phải triển khai cơ chế nào để thực hiện yêu cầu an ninh an toàn. Chúng ta gọi đó là an toàn hệ thống mạng, chúng ta có thể dùng firewall, hoặc một chương trình antivirus để bảo vệ hệ thống mạng. Chúng ta cần bảo vệ những gì trên mạng?  Là các dịch vụ mạng đang triển khai.  Là các thông tin quan trọng mà mạng đó đang lưu giữ, hay cần lưu chuyển.  Là các tài nguyên phần cứng và phần mềm mà hệ thống mạng đó có để cung ứng cho những người dùng mà nó cho phép. 3.5 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ 3.5.1 Phân tích yêu cầu Khi đã có được yêu cầu từ phía khách hang, ta tiếp tục đi phân tích yêu cầu để xây dựng bảng “Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng”, trong đó xác định rõ những vấn đề sau: ­ Những dịch vụ nào cần có trên mạng? (Dịch vụ chia sẻ tập tin, chia sẻ máy in, dịch vụ web, dịch vụ mail, truy cập internet...) GVHD: Nguyễn Công Huy SVTH: Nguyễn Nhật Tường 20