Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 1 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3 DANH MỤC HÌNH VẼ 3 DANH MỤC BẢNG BIỂU 4 LỜI MỞ ĐẦU 5 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ 7 1. 1. Mạng cục bộ - Kiến trúc mạng cục bộ 7 1. 1. 1. Khái niệm 7 1. 1. 2. Các hình trạng (Topo) mạng 7 1. 1. 3. Các phƣơng thức truy nhập đƣờng truyền 11 1. 2. Các chuẩn kết nối mạng cục bộ 12 1. 3. Các kỹ thuật mạng cục bộ 13 1. 3. 1. Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) 13 1. 3. 2. Mạng cục bộ Token Ring 13 1. 3. 3. FDDI (Fiber Distributed Data Interconnection) 14 1. 3. 4. Mạng LAN ATM 14 1. 4. Mở rộng và phân đoạn mạng LAN 15 1. 4. 1. Cách mở rộng mạng LAN 15 1. 4. 2. Phân đoạn mạng LAN 16 1. 5. Các mô hình thiết kế mạng LAN 18 1. 5. 1. Mô hình phân cấp (Hierarchical models) 18 1. 5. 2. Mô hình an ninh – an toàn (Secure models) 19 CHƢƠNG 2: QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG MẠNG CỤC BỘ 20 2. 1. Phân tích thiết kế hệ thống mạng 20 2. 1. 1. Thu thập yêu cầu khách hàng 20 2. 1. 2. Phân tích yêu cầu 21 2. 2. Thiết kế giải pháp 22 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 2 2. 2. 1. Thiết kế sơ đồ mạng ở mức lý luận (Logic) 22 2. 2. 2. Xây dựng chiến lƣợc khai thác và quản lý tài nguyên mạng 23 2. 2. 3. Thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý 23 2. 2. 4. Chọn hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng 23 2. 3. Cài đặt hệ thống mạng 24 2. 3. 1. Lựa chọn, lắp đặt các thiết bị phần cứng 24 2. 3. 2. Cài đặt và cấu hình phần mềm 24 2. 4. Kiểm thử mạng 25 2. 5. Bảo trì hệ thống 25 CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI THỰC TẾ 26 3. 1. Yêu cầu đặt ra (Nâng cấp hệ thống mạng cho Sở LĐ-TB xã hội Hà Nội) 26 3. 2. Khảo sát hiện trạng thực tế 27 3. 3. Phân tích, thiết kế hệ thống mạng 27 3. 4. Kế hoạch thực hiện (cài đặt, kiểm thử và bảo trì) 34 3. 4. 1 Cài đặt mạng 34 3. 4. 2 Kiểm thử hệ thống mạng 35 3. 4. 3 Bảo trì hệ thống mạng 35 3. 5. Danh sách các thiết bị và bảng giá 35 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Tên đầy đủ 1 ATM Asynchronous Transfer Mode 2 CNTT Công nghệ thông tin 3 CSDL Cơ sở dữ liệu 4 CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 5 DHCP Dynamic Host Configuration Protocol 6 FDDI Fiber Distributed Data Interface 7 LAN Local Area Network 8 LĐ-TB-XH Lao động thƣơng binh xã hội 9 WAN Wide Area Network DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. 1: Mạng hình sao 7 Hình 1. 2: Mạng hình tuyến 8 Hình 1. 3: Mạng hình vòng 9 Hình 1. 4: Mạng dạng kết hợp 10 Hình 1. 5: Mô hình mạng phân cấp 18 Hình 1. 6: Mô hình tƣờng lửa 3 phần 19 Hình 3. 1: Sơ đồ tổng quan Sở LĐ-TB-XH Hà Nội 27 Hình 3. 2: Sơ đồ Logic mạng LAN 28 Hình 3. 3: Sơ đồ tổng thể tòa nhà Sở LĐ-TB-XH Hà Nội 29 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Quá trình mở rộng mạng ở các tầng 15 Bảng 2: Tổng kết thực hiện phân đoạn mạng bằng các thiết bị kết nối khác nhau: 17 Bảng 3: Danh sách thiết bị đã có 35 Bảng 4: Số mét dây mạng dự kiến cho tòa A 37 Bảng 5: Số mét dây mạng dự kiến cho tòa B 38 Bảng 6: Số mét dây mạng dự kiến cho tòa C 39 Bảng 7: Bảng báo giá thiết bị: 39 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 5 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay trong khoa học máy tính một trong những lĩnh vực quan trọng là lĩnh vực mạng máy tính. Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính đƣợc 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 sẻ dữ liệu thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, CDroom…. Vì vậy hạ tầng mạng máy tính là phần không thể thiếu trong các tổ chức hay các công ty. Trong điều kiện kinh tế hiện nay hầu hết đa số các tổ chức hay công ty 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 đƣợc thuận lợi, đảm bảo tính an toàn dữ liệu cũng nhƣ tính bảo mật dữ liệu. Mặt khác mạng LAN còn giúp các nhân viên trong tổ chức 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 ngƣời quản trị mạng phân quyền sử dụng tài nguyên cho từng đối tƣợng là ngƣời dùng một cách rõ ràng và thuận tiện giúp cho những ngƣời có trách nhiệm lãnh đạo công ty dễ dàng quản lý nhân viên và điều hành công ty. Trên cơ sở đó, nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ thống mạng cục bộ - LAN”. Mục tiêu của đề tài bao gồm: 1. Tìm hiểu tổng quan về mạng cục bộ và lý thuyết thiết kế hệ thống mạng cục bộ. 2. Triển khai, thực hiện xây dựng một hế thống mạng LAN trên thực tế. Bố cục của đề tài gồm 3 chƣơng đƣợc bố trí nhƣ sau:  Chƣơng 1: Tổng quan về mạng cục bộ Trình bày về các kiến trúc, các chuẩn kết nối, các kỹ thuật mạng cục bộ. Đồng thời đƣa ra các phân đoạn mạng và các mô hình thiết kế của mạng LAN.  Chƣơng 2: Quy trình thiết kế mạng cục bộ Trình bày chi tiết các bƣớc cần phải thực hiện để xây dựng một mạng cục bộ và các vấn đề liên quan. Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 6  Chƣơng 3: Mô hình triển khai thực tế Đƣa ra mô hình mạng cục bộ trong điều kiện thực tế và kế hoạch thực hiện chi tiết. Do vốn kiến thức và trình độ hiểu biết còn hạn chế, hơn nữa do kinh nghiệm chƣa nhiều nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, sai lầm. Chúng em rất mong nhận đƣợc những nhận xét, đánh giá của các thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn. Chúng em xin cám ơn cô giáo Lê Thị Hồng Vân đã nhiệt tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, cung cấp cho chúng em những tài liệu bổ ích. Giúp chúng em hoàn thành đề tài này. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện Đặng Ngọc Giang Nguyễn Thái Hà Nguyễn Hoàng Việt Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 7 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính đƣợc kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. 1. 1. Mạng cục bộ - Kiến trúc mạng cục bộ 1. 1. 1. Khái niệm Mạng cục bộ (LAN) là hệ thống tốc độ cao đƣợc thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ nhƣ trong một tòa nhà hay một khu công sở nào đó. 1. 1. 2. Các hình trạng (Topo) mạng Cấu trúc Topo (Network Topology) của LAN là kiến trúc hình học thể hiện cách bố trí các đƣờng cáp, sắp xếp các máy tính để kết nối thành mạng hoàn chỉnh. Hầu hết, các mạng LAN ngày nay đều đƣợc thiết kế để hoạt động dựa trên một cấu trúc mạng định trƣớc. Điển hình và sử dụng nhiều nhất là các cấu trúc: dạng hình sao, dạng hình tuyến, dạng vòng cùng với những cấu trúc kết hợp của chúng. 1. 1. 2. a. Mạng hình sao (Star Topology) Mạng dạng hình sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức nǎng cơ bản là: - Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận đƣợc phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau. - Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin. - Thông báo các trạng thái của mạng. Hình 1. 1: Mạng hình sao Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 8 Các 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 thƣờng. - 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 ngƣời sử dụng. Các 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). 1. 1. 2. b. Mạng hình tuyến (Bus Topology) Thực hiện theo cách bố trí hành lang, các máy tính và các thiết bị khác – các nút, đều đƣợc nối về với nhau trên một trục đƣờng dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đƣờng dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp đƣợc bịt bởi một thiết bị gọi là “terminator”. Các tín hiệu và dữ liệu khi truyền đi dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến. Hình 1. 2: Mạng hình tuyến Các ưu điểm của mạng hình Bus: - Dùng dây cáp ít, dễ lắp đặt. - Không giới hạn độ dài cáp. Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 9 Các nhược điểm của mạng hình Bus: - Sẽ gây ra nghẽn mạng khi chuyển lƣu lƣợng dữ liệu lớn. - Khi một trạm trên đƣờng truyền bị hỏng thì các trạm khác cũng phải ngừng hoạt động. 1. 1. 2. c. Mạng hình vòng (Ring Topology) Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đƣờng dây cáp đƣợc thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ đƣợc một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận. Hình 1. 3: Mạng hình vòng Các ưu điểm của mạng hình vòng: - Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đƣờng dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. - Mỗi trạm có thể đạt tới tốc độ tối đa khi truy nhập. Các nhược điểm của mạng hình vòng: Đƣờng dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng. Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 10 1. 1. 2. d. Mạng dạng kết hợp Là sự kết hợp của các kiểu kết nối khác nhau. Hình 1. 4: Mạng dạng kết hợp Kết hợp hình sao và tuyến (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 Bus Topology. Ƣu 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 đƣa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đƣờng dây tƣơng thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào. Kết hợp hình sao và vòng (Stars/Ring Topology): Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) đƣợc chuyển vòng quanh một cái HUB trung tâm. Mỗi trạm làm việc (workstation) đƣợc nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết. [...]... chuẩn kết nối mạng cục bộ IEEE là tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hoá mạng cục bộvới đề án IEEE 802 với kết quả là một loạt các chuẩn thuộc họ IEEE 802 x ra đời và là chuẩn đặc tả kiến trúc mạng, kết nối giữa các mạng và việc quản trị mạng đối với mạng cục bộ  IEEE 802.2: Là chuẩn đặc tả tầng dịch vụ giao thức của mạng cục bộ  IEEE 802.3: Là chuẩn đặc tả một mạng cục bộ dựa trên mạng Ethernet... mạng ngoài 19 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ CHƢƠNG 2: QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG MẠNG CỤC BỘ Ngày nay, mạng máy tính đã trở thành một hạ tầng cơ sở quan trọng của tất cả các cơ quan, tổ chức Nó đã trở thành một kênh trao đổi thông tin không thể thiếu đƣợc trong thời đại công nghệ thông tin Tuy nhiên, việc khai thác một hệ thống mạng có hiệu quả để hỗ trợ cho công tác... kết các mạng LAN có tầng vật lý khác nhau Cầu nối (Bridge) Phân chia vùng đụng độ để cải thiện hiệu suất mạng 15 Bộ chuyển hoán vị (Switch) Thực tập cơ sở chuyên ngành Tầng mạng Thiết kế hệ thống mạng cục bộ Mở rộng kích thƣớc và số Router lƣợng máy tính trong mạng, hình thành mạng WAN Các tầng còn lại Nối kết các ứng dụng lại với nhau Gateway 1 4 2 Phân đoạn mạng LAN Mục đích của phân đoạn mạng cục. .. có trên mạng? (Dịch vụ chia sẻ tập tin, chia sẻ máy in, Dịch vụ web, Dịch vụ thƣ điện tử, Truy cập Internet hay không ?, ) Mô hình mạng là gì? (Workgroup hay Client / Server ? ) 21 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ - Mức độ yêu cầu an toàn mạng - Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên mạng 2 2 Thiết kế giải pháp Bƣớc kế tiếp trong tiến trình xây dựng mạng là thiết kế giải... ngƣời dùng trong mạng đƣợc nhóm lại thành từng nhóm và việc phân quyền đƣợc thực hiện trên các nhóm ngƣời dùng 2 2 3 Thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý Căn cứ vào sơ đồ thiết kế mạng ở mức luận lý, kết hợp với kết quả khảo sát thực địa bƣớc kế tiếp ta tiến hành thiết kế mạng ở mức vật lý Sơ đồ mạng ở mức vật lý mô tả chi tiết về vị trí đi dây mạng ở thực địa, vị trí của các thiết bị nối kết mạng nhƣ Hub,... của hệ thống Nội dung kiểm thử dựa vào bảng Đặc tả yêu cầu mạng đã đƣợc xác định lúc đầu 2 5 Bảo trì hệ thống Mạng sau khi đã cài đặt xong cần đƣợc bảo trì một khoảng thời gian nhất định để khắc phục những vấn đề phát sinh xảy trong tiến trình thiết kế và cài đặt mạng 25 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI THỰC TẾ 3 1 Yêu cầu đặt ra (Nâng cấp hệ thống. .. trong thiết kệ mạng và bảo toàn vốn đầu tƣ 3 3 2 a Thiết kế sơ đồ mạng ở mức Logic WAN Khu nhà A ADSL 50m Switch Switch PC Khu nhà B Switch Switch Switch PC 110m SERVER Khu nhà C Switch Switch Hình 3 2: Sơ đồ Logic mạng LAN 28 PC Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ 3 3 2 b Xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng Mô hình mạng của Sở LĐ-TB-XH Hà Nội là mô hình mạng cục. .. thiểu trên mạng: 10/100Mbps 3 3 2 Thiết kế giải pháp Hệ thống mạng máy tính đƣợc thiết kế dựa trên nên tảng công nghệ Fast Ethernet, một công nghệ tiên tiến phổ cập trên thế giới hiện nay và trên cơ sở giải pháp kiến trúc hệ thống mạng tổng thể, một giải pháp mạng theo phân tầng chức năng và module hóa các thành phần mang lại tính chuẩn hóa cao, tính module hóa và tính dễ quản trị mạng Qua đó, hệ thống. .. giữa những ngƣời dùng trong mạng cục bộ nhƣng có yêu cầu quản lý ngƣời dùng trên mạng thì phải chọn Mô hình Domain 22 Thực tập cơ sở chuyên ngành - Thiết kế hệ thống mạng cục bộ Nếu hai mạng trên cần có dịch vụ mail hoặc kích thƣớc mạng đƣợc mở rộng, số lƣợng máy tính trong mạng lớn thì cần lƣu ý thêm về giao thức sử dụng cho mạng phải là TCP/IP Mỗi mô hình mạng có yêu cầu thiết đặt cấu hình riêng Những... (mạng WAN) 12 Thực tập cơ sở chuyên ngành Thiết kế hệ thống mạng cục bộ  IEEE 802.9: Là chuẩn đặc tả một mạng tích hợp dữ liệu và tiếng nói bao gồm một kênh di bộ 10 Mb/s và 96 kênh 64 Kbps Chuẩn này đƣợc xây dựng cho các môi trƣờng truyền dẫn có lƣu lƣợng lớn và cấp bách  IEEE 802.10: Là chuẩn đặc tả về an toàn thông tin trong mạng cục bộ có khả năng liên tác  IEEE 802.11: Là chuẩn đặc tả mạng cục