Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ I: Lý Thuyết Hinh 1.1: Các thành phần cơ bản của mạng máy tính……………………………10 Hình 1.2: Mô hình chia sẻ tài nguyên của mạng máy tính……………………… 11 Hình 1.3: Mạng cục bộ Lan……………………………………………………… 12 Hình 1. 4: M ng đô ạ th ………………………………………………………………12ị Hình 1.5: mô hình kết nối mạng WAN (mạng diện rộng)……………………… .13 Hình 1.6: Mạng chuyển mạch kênh……………………………………………… .14 Hình 1.7: Mạng chuyển mạch gói………………………………………………… 15 Hình 1.8: Các kiểu mạng theo Topology………………………………………… .16 Hình 1.9: Ki u đi m-ể ể đi m………………………………………………………… .16ể Hình 1.10: Ki u qu ng bá ể ả ………………………………………………………… 17 Hình 1.11: D ng Sao s d ng Hub ạ ử ụ …………………………………………………17 Hình 1.12: D ng sao s d ng ạ ử ụ Swith……………………………………………… .18 Hình 1.13: Dạng vòng ……………………………………………………………….18 Hình 1.14: Dạng định tuyến ……………………………………………………… .19 Hình 1.15: Mô hình m ng ngang ạ hàng…………………………………………… 20 Hình 1.16: Mô hình m ng Khác/Ch ạ ủ …………………………………………… .21 SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 1 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Hình 1.17: Mô hình của OSI ……………………………………………………… 22 Hình 1.18: Ứng dụng của mô hinh OSI trong thực tế …………………………….23 Hình 1.19: Quá trình đóng gói dữ liệu …………………………………………… 24 Hình 1.20: Quá trình m gói d li u ở ữ ệ ……………………………………………….24 Hình 1.21: quá trình tao đ i thông tin gi a các ổ ữ t ng…………………………… .25ầ Hình 1.22: Tìm đường phân phát gói dữ liêu từ nút này sang nút khác……… 27 Hình 1.23: Tìm 3 đường đi tốt nhất trên liên mạng……………………………….28 Hình 1.24: Dựa vào địa chỉ mạng để chọn đường đi …………………………… .29 Hình 1.25: Quá trình cung cấp dịch vụ cho các tầng của Router ……………… 29 Hình 1.26: Qui trình truyền gói dữ liệu từ nguồn tới đích ………………………29 Hình 1.27: Dịch vụ truyền dữ liệu giữa các máy ………………………………….30 Hình 1.28: Quá trình phân phát dữ liệu theo trật tự đã gửi …………………………… 31 Hình 1.29: Điều khiển luồng dữ liệu ……………………………………………….31 Hình 1.30: Cách đánh địa chỉ khác nhau trên cùng một địa điểm ………………32 Hình 1.31: Phân phát và định dạng gói dữ liệu cho tầng ứng dụng …………… 33 Hình 1.32: Biểu diễn các chuỗi ký tự……………………………………………….34 Hình 2.1: Hoạt động của Ethernet ở lớp 1 và lớp 2 trong mô hình OSI ……… .36 Hình 2.2: Các chuẩn của Ethernet …………………………………………………37 Hình 2.3: Cấu trúc Frame ………………………………………………………….37 Hình 2.4: Địa chỉ Mac ………………………………………………………………38 Hình 2.5: Địa chỉ Mac được sử dụng ………………………………………………39 Hình 2.6 Truyền Unicast ……………………………………………………………39 Hình 2.7: Truyền Broadcast ……………………………………………………… 40 Hình 2.8: Truyền Multicast ……………………………………………………… .40 Hình 2.9: Ethernet Unicast………………………………………………………….41 Hình 2.10: Truy nhập đường truyền dùng phương pháp CSMA/CD ………… 43 Hình 2.11: Hình dạng thực tế của Router …………………………………………44 Hình 2.12: Cấu tạo của Router …………………………………………………… 45 Hình 2.13: Vị trí cổng giao tiếp của Router ……………………………………….46 Hình 2.14: Cổng WAN và LAN ……………………………………………………47 Hình 2.15: Phân đoạn mạng Lan với Router …………………………………… .48 Hình 2.16: Hình ảnh thực tế của Switch ………………………………………… .49 Hình 2.17: Đọc thông tin của mạng qua các gói tin ……………………………….50 Hình 2.18: Cấu tạo của Switch …………………………………………………… 51 Hình 2.19: Hoạt động của Switch ………………………………………………… 52 SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 2 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Hình 2. 20: Máy A gửi dữ liệu cho máy B …………………………………………53 Hình 2.21: Switch nhận frame vào port 3 ……………………………………… .53 Hình 2.22: Máy B nhận dữ liệu từ máy A rồi gửi lại dữ liệu cho máy A ……… 54 Hình 2.23: Máy B nhận dữ liệu từ máy A rồi gửi lại dữ liệu cho máy A ……… 54 Hình 2.24: Switch chuyển frame ra port số 3 …………………………………… 55 Hình 2.25: Ghi địa chỉ mac vào cổng ………………………………………………55 Hình 2. 26: Hình dạng thực tế cúa Hub ……………………………………………55 Hình 2.27: Sơ đồ mạng của Hub ………………………………………………… .56 Hình 2.28: Mô tả ghép nối của Bridge với các thiết bị khác …………………… 57 Hình 2.29: hình ảnh thực tế ……………………………………………………… 57 Hình 2.30: Cấu tạo của Repeater ………………………………………………… 58 Hình 2.31: Kết nối của Repeater ………………………………………………… .59 Hình 2.32: Hình ảnh thục tế của Gateway ……………………………………… .59 Hình 2.33: Vị trí của Gatewy trong mạng …………………………………………60 Hình 2.34: Hình ảnh thực tế cảu Card mạng …………………………………… 60 Hình 8. 35: Hình dạng thực tế cáp STP ………………………………………… 62 Hình 2.36: Hình ảnh thực tế của cáp UTP ……………………………………… .63 Hình 8.37: hình ảnh thực tế cáp quang ……………………………………………64 Hình 2.38 Cấu tạo cáp quang ………………………………………………………64 Hình 2.39: Cấu tạo bên trong của cáp quang …………………………………… 65 Hình 2.40: Cấu tạo của cáp đồng trục …………………………………………… 66 Hình 2.41: Sơ đồ kết nối máy tính vào hệ thống dùng Thinet………………… .67 Hình 2.42: Sơ đồ mạng dùng cáp đồng trục ……………………………………….68 Hình 2.43: Sơ đồ bấm cáp UTP ………………………………………………… 68 Hình 2.44: Sơ đồ bấm cáp thảng STP …………………………………………… .69 Hình 2.45: Các đi dây và bấm cáp cheo ………………………………………… 69 Hinh 2.46: Sơ đồ đấu nối của cáp quang ………………………………………… 70 Hình 3.1 Mô hình TCP/IP ………………………………………………………… 71 Hình 3.2: So sánh TCP/IP và OSI ………………………………………………….71 Hình 3.3: Các giao thức tương ứng với các tầng ………………………………….72 Hình 3.4: Quá trình đóng gói dữ liệu ………………………………………………73 Hình 3.5: Sử dung router để kết nối 2 host co địa chỉ Network khác nhau …… 78 Hình 3.6: Địa chỉ quảng bá trục tiếp ……………………………………………….79 Hình 3.7: Địa chỉ quảng bá cục bộ …………………………………………………79 Hình 3.8: giảm kích thước miền quảng bá không dùng Subnet ………………….81 Hình 3.9: giảm kích thước miền quảng bá có dùng Subnet ………………………81 SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 3 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Hình 3.10: Thiết lập địa chỉ IP cho các host trên mỗi subnet ………………… .88 Hình 3.11: Cấu trúc của các gói dữ liệu IP ……………………………………………… 94 Hình 3.12: Giao thức ARP………………………………………………………………… 94 Hình 3.13: Quá trình truyền dữ liệu ……………………………………………….95 Hình 4.1: Cấu hình đường cố định cho router bàng lện iproute …………………97 Hình 4.2: Câu lệnh chỉ cho router biết đường tìm đến mạng đích ra bằng cổng giao tiếp nào …………………………………………………………………………98 Hình 4.3: Câu lệnh này chỉ cho router biết địa chỉ IP của router kế tiếp là gì ….98 Hình 4.4: Cấu hình đường c đố ịnh với cấu trúc mạng ch ỉ có 3 router kết nối đơn giản ………………………………………………………………………………… 99 Hình 4.5: Cấu hình đường mặc định cho router chuyển gói ……………………101 Hình 4.6: Một AS là bao gồm các router hoạt động dưới cùng một cơ chế quản trị…………………………………………………………………………… .104 Hình 4.7: Router thu nhập thông tin về khoảng cách đến các mạng khác …….105 Hình 4.8: Router A nhận được thông tin về các mạng khác từ router B ………106 Hình 4.9: giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết ………………… 107 Hình 4.10: Trạng thái đường liên kết …………………………………………….111 II: Phần Mô Hình Hình 1: Kết nối mạng Internet Hình 2: Chia mạng con Hình 3. Topology mạng đẻ thực hiện những cấu hình router cơ bản Hình 4: Topo mạng cấu hình định tuyến tĩnh Hình 5: Topo mạng cấu hình định tuyến động SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 4 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 5 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ethernet : Là phương pháp truy cập mạng máy tính cục bộ (LAN) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao thức Cấu hình Host Động ARP (Address Resolution): Giao thức bản tin điều khiển liên mạng TCP/IP ( Transfer Control Protocol/Internet Protocol.): là chương trình giao tiếp của mà các chương trình CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) là giao thức truyền thông tin ICMP (Internetwork Control Message Protocol): là một giao thức hoạt động trên layer 2 - Internetwork trong mô hình TCP/IP hoặc layer 3 - Network trong mô hình OSI cho phép kiểm tra DNS (Domain Name System): Hệ thống phân giải tên SMTP (: Simple Mail Transfer Protocol ): giao thức truyền tải thư tín đơn giản UDP (User Datagram Protocol): là những gói tin có điểm xuất phát và điểm đích xác định. LAN (Local Area Network): M c c c bạ ụ ộ MAN (Metropolitan Area Network): M ng đô th ạ ị WAN (Wide Area Network): M ng di n r ng ạ ệ ộ FTP (File Transfer Protocol): Giao thức truyền tập tin SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 6 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, mạng máy tính đã mang lại rất nhiều lợi ích cho việc quản lý, trao đổi thông tin trong các tổ chức doanh nghiệp. Ngày nay các tổ chức và các doanh nghiệp cũng đã bỏ ra những chi phí rất lớn cho việc đầu tư mua các thiết bị mạng, thiết bị bảo mật. xây dựng hệ thống mạng cho đơn vị mình để công việc đạt hiệu quả cao nhất. Việc hiểu rõ các kiến trúc mạng , giao thức mạng , địa chỉ IP, các cách cấu hình và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị mạng là yêu cầu tiên quyết đối với các quản trị mạng, kỹ sư mạng. Khi học tập và đi sâu tìm hiểu nghiên cứu về mạng máy tính em càng nhận ra sự quan trọng tầm ảnh hưởng của mạng là rất rộng lớn, ứng dụng hầu hết trong mọi lĩnh vực kinh tê, chính tri, quân sự Xuất phát từ những ứng dụng lớn đó nên em đã quyết định chọn đề tài “Nghiên Cứu Ứng Dụng Mạng Máy Tính" Nội dung của luận văn gồm hai phần: Phần I: Lý thuyết tổng quan về mạng máy tính Chương 1: Tổng quan mạng máy tính Chương 2: Mạng Lan Chương 3: Mô hình TCP/IP Chương 4: Định tuyến và cấu hình bộ định tuyến Phần II: Xây dựng các bài thực hành mạng máy tính Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do kiến thức có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự phê bình, hướng dẫn và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè. Em xin trân thành cảm ơn sự giúp tận tình của Thầy Tống Văn Luyên cùng các Thầy cô trong khoa Điện Tử đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiêp. SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 7 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Phần I: LÝ THUYẾT VỀ MẠNG MÁY TÍNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1: Giới Thiệu Mạng Máy Tính 1.1. Giới thiệu chung. Mạng máy tính là một hệ thống các máy tính tự trị (Auonomous Computer) được kết nối với nhau bởi các đường truyền vật lý và theo một kiến trúc nào đó. Từ những năm 70 bắt đầu xuất hiện khái niệm mạng truyền thông (Communication Network) trong đó các thành phần chính của mạng là các nút mạng, được gọi là bộ chuyển mạch (Switching Unit) dùng để hướng thông tin tới đích. Các nút mạng được nối với nhau bằng các đường truyền (Communication Subnet hay Communication Line). Các máy tính xử lý thông tin của người sử dụng - (Host) và các trạm cuối (Terminal) được nối trực tiếp vào các nút mạng khi cần có thể trao đổi thông tin qua mạng. Bản thân các nút thường cũng là một máy tính nên có thể đồng thời đóng vai trò máy của người sử dụng. Các máy tính được kết nối thành mạng nhằm: - Làm cho các tài nguyên có giá trị cao, đắt tiền (thiết bị, chương trình, dữ liệu, .) trở nên khả dụng đối với mọi người trên mạng, không phụ thuộc vào khoảng cách địa lý. - Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy nào đó. 1.2. Khái niệm về mạng Mạng máy tính (computer network) là một hệ thống bao gồm nhiều hệ máy tính đơn lẻ (nút mạng) được kết nối với nhau bởi đường truyền vạt lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó. Hinh 1.1: Các thành phần cơ bản của mạng máy tính SV thực hiện: Nguyễn Văn Minh Lớp: LT TC ĐH ĐT1-K1 8 Trường: ĐHCNHN Khoa: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử - Kết nối ( interconnected): dây(wire), sóng (wave) - Kiến trúc ( architecture) cách thức kết nối và trao đổi thông tin. - Nút mạng (node): trạm làm việc các thành phần mạng. + Giao thức truyền thông (protocol): Mô tả những nguyên tắc mà các thành phần mạng cần phải tuân thủ để có thể trao đổi được với nhau. + Topo (mô hình ghép nối mạng): Mô tả cách thức nối các thiết bị với nhau. + Địa chỉ: Mô tả cách định vị một thực thể. + Định tuyến: Mô tả cách dữ liệu được chuyển từ một thiết bị này sang một thiết bị khác thông qua mạng. + Tính tin cậy (reliability) giải quyết vấn đề tính toán vẹn dữ liệu, đảm bảo rằng dữ liệu nhận được chính xác như dữ liệu gửi đi. + khả năng liên tác (interoperability): Chỉ mức độ các sản phẩm phần mềm và phần cứng khác nhau có thể giao tiếp với nhau trong cùng mạng. + An ninh ( security): Gắn liền với việc