Thiết kế xây dựng hệ thống mạng LAN

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ THIẾT BỊ CISCO 7 1.1. Giới thiệu về mạng máy tính 7 1.1.1. Khái niệm về mạng máy tính 7 1.1.2. Lịch sử ra đời của mạng máy tính 7 1.1.3. Các thành phần cơ bản của thành mạng máy tính 8 1.1.4. Phân loại mạng máy tính 9 1.1.4.1. Phân loại theo phân bố của mạng 9 1.1.4.2. Phân loại theo chức năng 9 1.1.5. Ứng dụng của mạng máy tính 10 1.1.6. Các phần của mạng máy tính 11 1.1.6.1. Phần cứng của mạng 11 1.1.6.2. Phần mềm của mạng 15 1.1.7. Ưu điểm và nhược điểm của mạng máy tính 19 1.1.7.1. Ưu điểm 19 1.1.7.2. Nhược điểm 19 1.2. Giới thiệu về thiết bị Cisco 20 1.2.1. Khái niệm về thiết bị Cisco 20 1.2.2. Sự ra đời của Cisco 20 1.2.3. Những mục tiêu mới của Cisco 22 CHƯƠNG II : TÍNH NĂNG CỦA ROUTER VÀ SWITCH 24 2.1. Giới thiệu về Router 24 2.1.1. Nhiệm vụ và phân loại 24 2.1.1.1. Nhiệm vụ 24 2.1.1.2. Phân loại 25 2.1.2. Đặc điểm của Router 26 2.1.2.1. Các thành phần của router 26 2.1.2.2. Các chế độ cấu hình 28 2.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của Router 35 2.1.4. Các dòng đời Routers Cisco 36 2.2. Giới thiệu về Switch 42 2.2.1. Nhiệm vụ và phân loại 42 2.2.1.1. Chức năng và nhiệm vụ 42 2.2.1.2. Phân loại 42 2.2.2. Kiến trúc của Switch 44 2.2.3. Ưu, nhược điểm 45 2.2.4. Các lệnh trên Switch 45 2.2.5. Các dòng đời của Switcsh Cisco 48 CHƯƠNG III : KHẢO SÁT, TRIỂN KHAI MÔ HÌNH VÀ CÀI ĐẶT 53 3.1. Khảo sát 53 3.2. Triển khai mô hình 53 3.2.1. Mô hình tổng thể tòa nhà………………………………………………53 3.2.2. Tầng trệt 54 3.2.2. Tầng 1 56 3.2.3. Tầng 2 57 3.2.4. Tầng 3 58 3.3.Mô hình cấu hình 58 3.3.1.Cấu hình và cài đặt mô hình 60 3.3.1.1.Cấu hình Switch 60 3.3.1.2.Cấu hình Router 61 CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN 64 DANH MỤC VIẾT TẮT CÁC CHỮ VIẾT TẮT DIỄN GIẢI CISCO ISP IXP TCP IP TCPIP OSI ISDN WAN LAN RAM NVRAM DRAM ARP ROM POST CPU AUX RIP IGRP OSPF EGP BGP IS – IS EIGRP NLSP RTMP NAT MAC VTP VLAN Computer Information Services Company Internet Service Provider Internet Exchange Provider Transmission Control Protocol Internet Protocol Transmission Control Protol Internet Protocol Open System Interconnection Intergrated Services Digital Network Wide Area Network Local Area Network Random Access Memory Non Volatile Random Access Memory Dynamic Random Access memory Address Resolution Protocol Read Only Memory Power On Self Test Control Processing Unit Auxiliary Routing Information Protocol Interior Gateway Routing Protocol Open Shortest Path First Exterior Gateway Protocol Border Gateway Protocol Intermediate System to Intermediate System Enhanced Interior Gateway Routing Protocol NetWare Link Services Protocol Routing Table Maintenance Protocol Network Address Translation Protocol Media Access Control VLAN Trunk Protocol Virtuarl Local Area Network LỜI NÓI ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, thời đại của nền kinh tế thị trường, thời đại của Công nghệ thông tin đang bùng nổ trên toàn Thế giới, các công ty, các tổ chức mọc lên ngày càng nhiều, hoạt động của các công ty ngày càng quy mô, đòi hỏi ngày càng nhiều về trình độ cũng như cơ sở hạ tầng, trang thiết bị hiện đại. Từ hệ thống quản lý, vận hành sản xuất, hoạch toán kinh tế…tất cả đều phải nhờ vào công cụ là máy tính và hệ thống mạng máy tính, mới giúp con người có thể làm việc được nhanh chóng đồng thời giúp lưu trữ dữ liệu được lâu dài. Nói một cách đúng hơn là việc sử dụng máy tính và hệ thống mạng máy tính là không thể thiếu cho một công ty, cũng như một tổ chức phi kinh tế nào khác. Không những thế đối với đời sống của chúng ta bây giờ thì việc sử dụng máy tính và mạng máy tính cũng là một điều hết sức quan trọng. Chính vì vậy mà hệ thống mạng máy tính được nghiên cứu và ra đời. Hệ thống mạng máy tính giúp cho chúng ta có thể thực hiện công việc hiệu quả rất nhiều lần, nó giúp cho con người có thể chia sẻ tài nguyên, dữ liệu với nhau một cách dễ dàng, nó cũng giúp chúng ta lưu trữ một lượng lớn thông tin mà rất hiếm khi mất mát hoặc hư hỏng như khi lưu bằng giấy, giúp tìm kiếm thông tin nhanh chóng… và rất rất nhiều ứng dụng khác chưa kế đến việc nó giúp cho con người trong hoạt động giải trí, thư giãn… Vậy thì làm thế nào để thiết kế một mô hình mạng máy tính đảm báo có khoa học, dễ vận hành cũng như dễ thay sửa một khi có sự cố xảy ra? Đó là một yêu cầu lớn đối với những người thiết kế mô hình mạng. Trong bài báo này, nhóm chúng em sẽ đi tìm hiểu và phân tích, thiết kế một mô hình mạng cho doanh nghiệp vừa và nhỏ, qua đó để trau dồi kiến thức cũng như kinh nghiệm cho sau này 2. Mục tiêu nghiên cứu Sau đề tài sinh viên có khả năng ôn tập, thực hành, nắm vững được những kiến hức cơ bản về mạng máy tính như sau: Phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý (LAN, WAN, MAN, GAN), theo TOPO và theo từng chức năng. Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và các bộ quản thúc mô hình TCPIP. Là tìm hiểu và triển khai được mô hình mạng, một giải pháp mạng cho các doanh nghiêp có quy mô vừa và nhỏ. Đảm bảo khả năng tối thiểu về mặt quản trị và bảo mật hệ thống mạng. Góp cho các nhân viên trong công ty hoặc doanh nghiệp có thể trao đổi thông tin, chia sẽ dữ liệu…giúp công việc của các nhân viên thêm thuận tiện và khả năng lao động sẽ đạt hiệu quả cao. Giảm chi phí cho các doanh nghiệp một khoản chi phí lớn. Tìm hiểu và nghiên cứu để hiểu biết về thiết bị Cisco. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Do thời gian thực tập có hạn và khả năng của cả nhóm, nhóm chúng em chỉ nghiên cứu đề tài trong phạm vi: Về không gian: Đề tài được thực hiện tại Công ty HƯNG NAM. Về nội dung: Nghiên cứu việc thiết kế xây dựng mạng cho Công ty HƯNG NAM trên thiết bị Cisco. 4. Phương pháp nghiên cứu Những phương pháp để nghiên cứu trong đồ án BÀI TẬP LỚN PROJECT 2: Phương pháp thu thập thông tin. Khảo sát tình hình thực tiễn, thu thập dữ liệu (thu hập 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, tiếp cận đã biết, tham khảo các hệ thống mạng ở các công ty hiện tại đang được sử dụng. Phác họa bức tranh tổng thể, thiết kế giải pháp. Phương pháp phân tích và đánh giá. + Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý: Thiết kế sơ đồ mạng ở mức lý luận liên quan đến việc chọn lựa mô hình mạng, giao thức mạng và thiết kế đặt các cấu hình cho các thành phần nhận dạng. + Xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng. + Thiết kế sơ đồ ở mức vật lý. + Chọn hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng. + Cài đặt thử. + Kiểm thử. + Bảo trì hệ thống. 5. Những đóng góp của đồ án Đánh giá thực trạng của nghành Quản Trị Hệ Thống Mạng Máy Tính và xác định kết quả nghiên cứu về vấn đề thiết kế xây dựng mạng trên thiết bị Cisco cho Công ty HƯNG NAM, giúp cho các công ty, doanh nghiệp có thể bảo vệ an ninh, an toàn dữ liệu nội bộ, giúp các cán bộ, nhân viên trong công ty truy nhập dữ liệu một các thuận tiện với tốc độ cao và để phát hiện ra những ưu điểm, nhược điểm còn tồn tại trong quá trình thiết hệ thống mạng cho doanh nghiệp vừa và nhỏ. Từ đó đề ra những giải pháp khắc phục nhằm nâng cao trình độ, chuyên môn. 6. Bố cục của đồ án Đồ án thực tập được kết cấu làm 5 chương: Chương I : Giới thiệu về mạng máy tính và thiết bị Switch. Chương II : Tính năng của Switch và Router. Chương III : Khảo sát triển khai mô hình và cài đặt. Chương IV : Kết luận Hướng phát triển CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ THIẾT BỊ CISCO 1.1. Giới thiệu về mạng máy tính 1.1.1. Khái niệm về mạng máy tính Mạng máy tính là một nhóm các máy tính, thiết bị ngoại vi được kết nối với nhau thông qua các thông điệp truyền dẫn như các sóng điện tử, tia hồng ngoại. Giúp cho các thiết bị này có thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng. Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa main, CD Rom…điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng. 1.1.2. Lịch sử ra đời của mạng máy tính Máy tính của thập niên 1940 là các thiết bị cơ – điện tử lớn và rất dễ hỏng. Sự phát minh ra Transitor bán dẫn vào năm 1947 tạo ra cơ hội để làm ra chiếc máy tính nhỏ và đáng tin cậy hơn. Năm 1950, các máy tính lớn Mainframe chạy bởi các chương trình ghi trên thẻ đục lỗ (Punched Card) bắt đầu được dùng trong các học viện lớn. Điều này tuy tạo nhiều thuận lợi với máy tính có khả năng được khả năng được lập trình nhưng cũng có rất nhiều khó khăn trong việc tạo ra các chương trình dựa trên thẻ lỗ đục này. Vào cuối thập niên 1950, người ta phát minh ra mạch tích hợp (IC) chứa nhiều Transitor trên một mẫu bán dẫn nhỏ, tạo ra một bước nhảy vọt trong việc chế tạo các máy tính mạnh hơn, nhanh hơn và nhỏ hơn. Đến nay, IC có thể chứa hàng triệu Transistor trên một mạch. Vào cuối thập niên 1960, đầu thập niên 1970, các máy tính nhỏ được gọi là Minicomputer bắt đầu xuất hiện. Năm 1977, công ty máy tính Apple Computer giới thiệu máy vi tính cũng được gọi là máy tính cá nhân (Personal computer PC). Năm 1981, IBM đưa ra máy tính cá nhân đầu tiên. Sự thu nhỏ ngày càng tinh vi hơn của các IC đưa đến việc sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân tại nhà và trong kinh doanh. Vào giữa thập niên 1980, người sử dụng dùng các máy tính độc lập bắt đầu chia sẻ các tập tin bằng cách dùng modem kết nối với các máy tính khác. Cách thức này được gọi là điểm nối điểm, hay truyền theo kiểu quay số. Khái niệm này được mở rộng bằng cách dùng các máy tính là trung tâm truyền tin trong một kết nối quay số. Các máy tính này được gọi là sàn thông báo (Bulletin Board). Các người dùng kết nối đến sàn thông báo này, để lại đó hay lấy đi các thông điệp, cũng như gửi lên hay tải về các tập tin. Hạn chế của hệ thống là có rất ít hướng truyền tin, và chỉ với những ai biết về sàn thông báo đó. Ngoài ra, các máy tính tại sàn thông báo cần một modem cho mỗi kết nối, khi số lượng kết nối tăng lên, hệ thống không thề đáp ứng được nhu cầu. Qua các thập niên 1950, 1970, 1980 và 1990, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã phát triển các mạng diện rộng mạng WAN có độ tin cậy cao, nhằm phục vụ các mục đích quân sự và khoa học. Công nghệ này khác truyền tin điểm nối điểm. Nó cho phép nhiều máy tính kết nối lại với nhau bằng các đường dẫn khác nhau. Bản thân mạng sẽ xác định dữ liệu di chuyển từ máy tính này đến máy tính khác như thế nào. Thay vì chỉ có thể thông tin với một máy tính tại một thời điểm, nó có thể thông tin với nhiều máy tính cùng lúc bằng cùng một kết nối. Sau này, mạng WAN của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã trở thành Internet. 1.1.3. Các thành phần cơ bản của thành mạng máy tính Bao gồm: Một giao tiếp mạng trên mỗi máy NIC (NIC Network Interface Card). Môi trường truyền (Media) mà các thao tác truyền thông được thực hiện qua đó. Môi trường truyền dẫn có thể là các loại dây dẫn (dây cáp), sóng điện từ, sóng ghiba, tia hồng ngoại. Giao thức truyền thông (Protocol) là các quy tắc quy định cách trao đổi dữ liệu giữa các thực thể. 1.1.4. Phân loại mạng máy tính 1.1.4.1. Phân loại theo phân bố của mạng Mạng máy tính có thể phân bố trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế. Dựa vào phạm vi phân bố của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau: Mạng cục bộ LAN (Local Area Network): Là mạng được lắp đặt trong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao. Mạng LAN thường được sử dụng trong các cơ quan xí nghiệp…Các mạng LAN có thể kết nối thành mạng WAN. Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Netword): Là mạng được cài đặt trong phạm vi đô thị hoặc một trung tâm kinh tế có bán kính khoảng 100 Km trở lại. Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network): Phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới và thậm chí cả châu lục. Thông thường mạng này kết nối thông qua mạng viễn thông. Các mạng WAN có thể kết nối thành các mạng GAN. Mạng toàn cầu GAN (Global Area Netword): Là mạng được thiết lập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất. Thông thường kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. Trong các khái niệm trên mạng WAN và mạng LAN là hai khái niệm được sử dụng nhiều nhất. 1.1.4.2. Phân loại theo chức năng Mạng theo mô hình Client Server: Là một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như: File Server, Mail Server, Web Server, Printer Server…Các máy tính được thiết lập để cung cấp dịch vụ gọi là Server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client. + Ưu điểm: do dữ liệu được lưu trữ tập trung nên dễ bảo mật, Backup và đồng bộ với nhau.Tài nguyên và dịch vụ được tập trung nên dễ chia sẻ và quản lý, có thể phục vụ cho nhiều người dùng. + Nhược điểm: các Server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống. Mạng ngang hàng (Peer to Peer): Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa như một Server. 1.1.5. Ứng dụng của mạng máy tính Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục… Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Người ta thấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn như: Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu. Tăng độ tin cậy của hệ thống: Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (Backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khôi phục nhanh chóng. Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế. Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể được sữ dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất như: + Đáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại. + Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu. + Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán. + Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới. Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học. Ví dụ như làm thế nào để truy xuất thông tin một cách nhanh chóng và tối ưu nhất, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá nhiều đôi khi có thể làm tắc nghẽn trên mạng và gây ra mất thông tin một cách đáng tiếc. Hiện nay việc làm sao có được một hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế cao đang rất được quan tâm. Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giải pháp về công nghệ, một giải pháp có rất nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều cách lựa chọn. Như vậy để đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp thì phải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ưu điểm của từng yếu tố, từng chi tiết rất nhỏ. Để giải quyết một vấn đề phải dựa trên những yêu cầu đặt ra và dựa trên công nghệ để giải quyết. Nhưng công nghệ cao nhất chưa chắc là công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt nhất là công nghệ phù hợp nhất. 1.1.6. Các phần của mạng máy tính 1.1.6.1. Phần cứng của mạng Trong kỹ thuật mạng, việc quan trọng nhất là vận chuyển dữ liệu giữa các máy. Có hai phương thức là: Mạng quảng bá (Broadcast Network): bao gồm một kênh truyền thông được chia sẻ cho mọi máy trong mạng. Mẫu thông tin ngắn gọi là gói (Packet) được gửi ra bởi một máy bất kỳ thì sẽ tới được tất cả máy khác. Trong gói sẽ có một phần ghi địa chỉ gói đó muốn gửi tới. Khi nhận các gói, mỗi máy sẽ kiểm tra lại phần địa chỉ này. Nếu một gói là dành cho đúng máy đang kiểm tra thì sẽ được xử lý tiếp, bằng không bỏ qua. Mạng điểm nối điểm (Point to Point Network): bao gồm nhiều mối nối giữa các cặp máy tính với nhau. Để chuyển từ nguồn tới đích, một gói có thể phải đi qua các máy trung gian. Thường thì có thể có nhiều đường di chuyển có độ dài khác nhau (từ máy nguồn tới máy đích với số lượng máy trung gian khác nhau). Thuật toán để định tuyến đường truyền giữ vai trò quan trọng trong kỹ thuật này. • Mạng LAN LAN (Local Area Network), hay còn gọi là “mạng cục bộ”, là mạng tư nhân trong một tòa nhà, một khu vực (trường học hay cơ quan chẳng hạn) có cỡ chừng vài km. Chúng nối các máy chủ và các máy trạm trong các văn phòng và nhà máy để chia sẻ tài nguyên và trao đổi thông tin.