Lý thuyết mạng máy tính và các giao thức truyền thông, mô hình osi, tcp/ip

Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Lời Mở Đầu
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, máy tính trở nên phổ biến
với mọi ngời, nó mang lại cho con ngời khả năng to lớn và làm đợc những
công việc phi thờng : tính toán nhanh, chính xác các phép toán phức tạp, điều
khiển tự động và làm việc theo sự lập trình của con ngời. Máy tính ra đời
không chỉ là công cụ giải phóng sức lao động, hỗ trợ tối đa trong sản xuất mà
còn là phơng tiện học tập, giải trí bổ ích trong đời sống của mọi ngời. Sự phát
triển của máy tính cũng nh công nghệ thông tin sẽ mang lại những thành tựu
to lớn cho sự phát triển kinh tế của đất nớc. Là phơng tiện tiếp cận nhanh nhất
đến các thành tựu của khoa học kỹ thuật.
Sức mạnh của máy tính đợc tăng lên nhiều lần khi các máy tính đợc kết nối
thành một mạng máy tính. Là cơ sở hạ tầng cho phép truyền dữ liệu, trao đổi
thông tin và điều khiển từ xa, tạo nên một môi trờng giao tiếp, liên kết mọi ng-
ời vợt qua hạn chế về khoảng cách. Với mạng máy tính toàn cầu chúng ta có
thể dễ dàng tiếp cận với thế giới bên ngoài, tiếp cận với những thành tựu khoa
học tiên tiến nhất trên thế giới.
Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin trong sản xuất và phát triển kinh tế là
mục tiêu hàng đầu của đất nớc. Mạng máy tính trở thành một lĩnh vực nghiên
cứu, phát triển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ thông tin, bao gồm rất
mhiều vấn đề từ kiến trúc, đến nguyên lý thiết kế, cài đặt và mô hình ứng
dụng. Mạng viễn thông nói chung và máy tính và mạng máy tính nói riêng là
công cụ không thể thiếu trong hoạt động của bộ máy nhà nớc, các doanh
nghiệp, trờng học, ... và rất nhiều các lĩnh vực sản xuất khác. Nó đóng vai trò
nh cầu nối để trao đổi thông tin giữa các chính phủ, các tổ chức xã hội và giữa
mọi ngời với nhau.
Qua thời gian thực tập tại công ty FPT cùng với sự hớng dẫn của các thầy cô
giao khoa điện tử viễn thông trờng đại học Bách Khoa Hà Nội và các tài liệu
thu thập đợc em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp về lý thuyết về mạng máy
tính, các giao thức truyền thông và các ứng dụng bao gồm những kiến thức cơ
bản về các loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, và các thiết bị kết nối

mạng, mô hình OSI,TCP/IP Với mong muốn tìm hiểu kỹ về công nghệ
thông tin, mạng máy tính để có thể xây dựng, ứng dụng tối đa các tiện ích mà
mạng máy tính mang lại trong các lĩnh vực truyền thông và phát triển phần
mềm
1
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Chơng 1
Giới thiệu mạng máy tính
1.1 Thế nào là một mạng máy tính
Một mạng máy tính là một hệ thống trong đó gồm một số các máy tính độc lập đ-
ợc nối với nhau để chia sẻ dữ liệu và các thiết bị ngoại vi nh đĩa cứng và máy in
Một mạng máy tính đơn giản nhất gồm hai máy tính đợc nối với nhau bởi cáp cho
phép chúng chia sẻ dữ liệu. Tất cả các mạng máy tính đều bắt nguồn từ hệ thống
đơn giản này. Mạng máy tính ra đời khi có sự cần thiết phải chia sẻ dữ liệu. Máy
tính cá nhân là một công cụ rất mạnh, có thể xử lý, thao tác trên một khối lợng lớn
dữ liệu một cách nhanh chóng nhng nó không cho phép ngời dùng có thể chia sẻ
dữ liệu. Khi cha có mạng ngời dùng hoặc in tài liệu hoặc copy file ra đĩa khác để
mang đi đến máy tính khác và copy vào máy tính đó. Đó đợc xem nh môi trờng
làm việc độc lập.
Hình 1.1 Môi trờng độc lập
Với số lợng dữ liệu cần chia sẻ lớn và khoảng cách xa thì việc copy ra đĩa
mềm không thể đáp ứng đợc công việc. Và để có thể chia sẻ dữ liệu với nhau
thì các máy tính phải kết nối với nhau, sự kết nối các máy tính cùng với các
thiết bị ngoại vi tạo thành một mạng máy tính.
1.1.1 Tại sao phải sử dụng máy tính
Với khả năng to lớn của máy tính cá nhân ngày nay thì tại sao mạng máy tính
là cần thiết? Mạng máy tính là cần thiết vì mạng máy tính tăng hiệu quả và
giảm giá thành. Mạng máy tính có đợc những cái đó vì ba nguyên nhân chính
sau:
- Chia sẻ thông tin (hay dữ liệu)

- Chia sẻ phần cứng và phần mềm
- Quản lý và hỗ trợ tập trung
2
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Ngoài ra khi máy tính nối vào mạng có thể chia sẻ:
- Tài liệu(biên bản , bảng tính , hoá đơn )
- Thông tin Email
- Phần mềm xử lý văn bản
- Phần mềm quản lý cấu hình phần mềm
- File hình ảnh , audio, video
- Máy in
- Máy fax
- Modem
- CD-ROM và các loại đĩa cứng khác
Và còn rất nhiều thứ có thể chia sẻ trên mạng. Khả năng của mạng máy tính là
không thể thay đổi trớc khi tìm ra một cách trao đổi dữ liệu khác không dùng
mạng máy tính.
Chia sẻ thông tin (dữ liệu )
Khả năng chia sẻ thông tin nhanh chóng và không đắt đợc chứng minh là một
trong những tính năng thông dụng nhất của mạng máy tính. Nhiều báo cáo
tổng kết rằng Email là dịch vụ sử dụng số một của ngời sử dụng Internet. Rất
nhiều các doanh nghiệp đầu t vào mạng máy tính để tận dụng các lợi ích của
mạng dựa trên Email và các chơng trình tiện ích khác nh chơng trình đặt
lịch
Sử dụng các tài nguyên có sẵn trên mạng có thể giảm các giao tiếp bằng giấy
tờ, tăng hiệu quả và dữ liệu có thể sử dụng đồng thời bởi nhiều ngời sử dụng.
Ngời quản lý có thể sử dụng các tiện ích để giao tiếp nhanh chóng và hiệu quả
với nhiều ngời để tổ chức công việc và lên kế hoạch công việc.
Chia sẻ phần cứng và phần mềm
Trớc khi có mạng máy tính ngời sử dụng máy tính phải có riêng máy in, máy

vẽ và các thiết bị ngoại vi khác. Chỉ có một cách để chia sẻ máy in là ngồi
ngay tại máy tính nối với máy in.
Hình 1.2 Máy in với máy tính đơn lẻ
3
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Với mạng máy tính cho phép nhiều ngời có thể chia sẻ dữ liệu và các thiết bị ngoại
vi khác. Nếu nhiều ngời cần sử dụng máy in họ có thể sử dụng chung một máy in
trên mạng

Hình 1.3 Chia sẻ máy in với môi trờng mạng
Mạng máy tính cho phép chia sẻ và chuẩn hoá các ứng dụng nh : chơng trình
xử lý văn bản, bảng tính, database để chắc chắn rằng tất cả mọi ng ời đều sử
dụng cùng một phần mềm và đúng phiên bản của nó.
Quản lý và hỗ trợ tập trung
Mạng máy tính cho phép dễ dàng quản lý và hỗ trợ các dịch vụ một cách tập
trung, các máy tính có thể đợc hỗ trợ và quản lý bởi một máy chủ.
1.1.2 Hai loại mạng chính LAN và WAN
Có rất nhiều cách phân chia mạng máy tính. Mạng máy tính có thể phân chia
vào hai nhóm tuỳ thuộc vào kích cỡ và chức năng của nó.
Local Area Network ( LAN )
Một mạng LAN (Local area Network) là một mạng gồm các máy tính nối với nhau
theo một cách cơ bản. Mạng LAN có thể đơn giản ( hai máy tính nối với nhau bởi
một dây cáp) đến phức tạp (hàng trăm máy tính và các thiết bị ngoại vi đợc nối với
nhau trong một tổ chức)
- Truyền dữ liệu với tốc độ cao
- Tồn tại trong một khoảng vật lý hạn chế
- Công nghệ mạng thờng không đắt
Wide Area Network ( WAN )
Mạng WAN cung cấp kết nối cho khoảng cách xa trong phạm vi đất nớc hay toàn
cầu, đợc kết nối với nhau theo đờng điện thoại hay vệ tinh. Một công ty đa quốc

gia có thể có mạng WAN để kết nối các văn phòng ở các quốc gia khác nhau trên
thế giới. Các thuộc tính của mạng này là:
4
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
- Không giới hạn về mặt địa lý
- Dễ bị lỗi hơn trong khi truyền dữ liệu
- Gồm nhiều mạng LAN kết nối với nhau
- Phức tạp hơn mạng LAN
- Công nghệ dắt hơn
1.2 Cấu hình mạng
Cấu hình mạng là phơng thức cài đặt để xác định cách máy tính chia sẻ thông
tin, mô hình của mạng
1.2.1 Khái quát cấu hình mạng
Thông thờng tất cả các mạng có những thành phần, chức năng, đặc tính chung
bao gồm :
- Server: máy tính cung cấp các tài nguyên chia sẻ cho ngời sử dụng trên
mạng.
- Client: máy tính truy cập các tài nguyên trên mạng do máy tính server cung
cấp.
- Media: Dây nối các máy tính với nhau.
- Shared data: Các file cung cấp cho client bởi server trên mạng
- Shared printer và các thiết bị ngoại vi khác:các tài nguyên khác đợc cung
cấp bởi server.
- Resources : các dịch vụ hay tài nguyên khác có sẵn trên mạng
Hình 1.4 Các thành phần chung của mạng
Cùng với các thành phần trên nhng mạng có thể chia làm hai loại:
- Mạng ngang hàng (Peer to Peer )
- Mạng dựa trên máy chủ (Server based)
Việc phân biệt hai loại mạng Peer to peer và server based là rất quan trọng vì
mỗi loại có các khả năng khác nhau. Chọn mạng nào phụ thuộc vào các nhân

tố sau:
5
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
- Quy mô của tổ chức
- Mức độ bảo mật cần thiết
- Loại kinh doanh
- Mức độ hỗ trợ quản trị
- Số lợng vận chuyển trên mạng
- Sự đòi hỏi của ngời sử dụng mạng
- Ngân sách chi phí cho mạng
1.2.1 Mạng peer to peer
Trong mạng peer to peer không có máy chủ và không có phân cấp cho các
máy tính trong mạng.Tất cả các máy tính là nh nhau. Mỗi máy tính có thể xem
là client cũng có thể xem nh server cung cấp tài nguyên cho máy tính khác.
Không có ngời quản trị cho toàn bộ mạng. Các đặc tính của mạng Peer to
peer:
Cỡ
Mạng peer to peer cũng đợc gọi là Workgroup. Một workgroup biểu thị cho
một nhóm ngời. Thờng có khoảng 10 hoặc ít hơn máy tính trong một mạng
peer to peer.
Giá thành
Mạng peer to peer thờng đơn giản bởi vì mỗi máy tính có chức năng nh một
client và một server. Không cần có một server mạnh hay các thành phần khác
cho một mạng tốc độ cao nên mạng peer to peer thờng rẻ hơn mạng server
based.
Hệ điều hành
Mạng peer to peer có thể xây dựng trên nhiều hệ điều hành và không cần thêm
các phần mềm khác để xây dựng mạng peer to peer. Các hệ điều hành nh :
- Microsoft Windows 9X,NT Workstation
- Novell Personal NetWare

- AppleTalk (the networking system for Apple Macintosh computers)
- Artisoft LANtastic
Nơi thích hợp dùng mạng peer to peer
6
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Mạng peer to peer là môi trờng lựa chọn tốt khi:
- Có 10 hoặc ít hơn ngời sử dụng
- Ngời sử dụng chia sẻ tài nguyên , máy in nhng không cần có server .
- Không cần bảo mật
- Tổ chức và mạng sẽ đợc phát triển trong tơng lai.
1.2.2 Server based network
Trong môi trờng có hơn 10 ngời sử dụng mạng peer to peer sẽ không đáp ứng
đầy đủ. Do đó hầu hết các mạng phải có một máy chủ chuyên dụng. Server
based network đã trở thành mô hình chuẩn cho mạng máy tính. Trong môi tr-
ờng mạng server based tài nguyên đợc đặt trên một hay một nhóm các máy
chủ, các máy tính client truy nhập tài nguyên và các dịch vụ của server. Các
hệ điều hành thiết kế cho mô hình mạng này gồm :
- Novell NetWare
- Banyan VINES
- OpenVMS
- IBM OS/2 LAN Server
- Microsoft Windows NT Server
Khi mạng tăng kích cỡ (số máy tính kết nối, khoảng cách kết nối tăng) thì cần
có thêm một vài server. Có rất nhiều loại server trong nhiều mạng lớn:
File và print server
Quản lý các ngời truy cập và sử dụng file và máy in .
Application server
Application server lu giữ các chơng trình server trong ứng dụng client/server
cũng nh dữ liệu có sẵn cho client. Một chơng trình client truy cập dữ liệu từ
một application server. Ví dụ khi bạn cần tìm danh sách các nhân viên từ

database của server, server sẽ trả về một tập dữ liệu về các nhân viên
Mail server
Mail server hoạt động nh application server, dữ liệu đợc tải về client từ server.
Fax server
Fax server quản lý vận chuyển fax đến và đi của mạng bởi chia sẻ một hay
nhiều fax modem.
7
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Communication server
Communication server quản lý luồng dữ liệu và thông tin e mail của mạng với
mạng khác. Ngời sử dụng từ xa truy cập vào máy server thông qua modem và
đờng điện thoại.
Directory service server
Directory service server quản lý ngời dùng và bảo mật các thông tin trên
mạng. Ví dụ một vài phần mềm server ghép các máy tính vào trong một nhóm
logic (gọi là Domain) cho phép ngời sử dụng có thể truy cập các tài nguyên
trên mạng.
Hình 1.5 Các server chuyên dụng
Lợi ích của mạng server based
Mặc dù khó để cài đặt, cấu hình, quản lý nhng mạng server based có rất nhiều
u điểm hơn mạng peer to peer:
- Chia sẻ tài ngyên
- Bảo mật
- Dữ liệu dự phòng
- Số lợng ngời dùng
1.3 Topology (Cấu trúc liên kết, Sơ đồ hình học)
Topology đợc xem nh sự sắp xếp hay cấu trúc vật lý của máy tính, cáp và các
thành phần khác của mạng. Topology của mạng ảnh hởng đến khả năng của
nó. Khi lựa chọn một trong các loại topology sẽ tác động tới:
8

Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
- Loại thiết bị mạng cần
- Khả năng của các thiết bị
- Sự phát triển của mạng
- Cách quản lý mạng
1.3.1 Thiết kế topology
Xem xét các loại topology khác nhau sẽ thấy đợc khả năng khác nhau của các
loại mạng. Topology không chỉ xác định loại cáp xử dụng mà còn xác định
xem cáp đợc đi nh thế nào : dới sàn,trên trần hay trên tờng Topology cũng
xác định cách máy tính trao đổi trên mạng. Các loại topology khác nhau thì
cần các phơng thức truy cập khác nhau và chính các phơng thức đó ảnh hởng
rất lớn đến mạng.
1.3.2 Các Topology chuẩn
Tất cả các mạng đều thiết kế từ bốn topology sau:
- Bus
- Ring
- Start
- Mesh
Bốn loại topoplogies này có thể kết hợp tạo ra rất nhiều các topologies khác
nhau:
9
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Bus
Hình 1.6 Bus topology
Bus topology thờng đợc xem nh linear bus bởi vì các máy tính nối với nhau
thành một đờng thẳng. Đó là cách thông dụng và đơn giản nhất của mạng máy
tính. Hình 1.6 là một mạng bus topology thông thờng, nó bao gồm một đờng
cáp đợc gọi là TRUNC nối kết tất cả các máy tính trong mạng.
Truyền thông trên bus
Máy tính trên mạng bus topology truyền thông bởi đánh địa chỉ dữ liệu tới một

máy tính đặc biệt và gửi dữ liệu trên cáp nh các tín hiệu điện. Để hiểu máy
tính truyền thông nh thế nào trên bus cần làm quen với các khái niệm:
- Sending the signal
- Signal bounce
- Terminator
Sending the signal : Dữ liệu trên mạng ở dạng tín hiệu điện đợc gửi đến tất cả
các máy tính trên mạng. Chỉ một máy tính có địa chỉ trùng với địa chỉ mã hoá
trong tín hiệu đợc truy nhập thông tin. Bởi vì tại một thời điểm chỉ có một
máy tính có thể gửi tín hiệu nên số máy tính trên mạng sẽ ảnh hởng tới tốc độ
mạng. Không có phơng pháp chuẩn để đo ảnh hởng của số máy tính trên
mạng tới tốc độ của mạng . Không Phải chỉ có số lợng máy tính ảnh hởng tới
tốc độ của mạng. Sau đây là một số các nhân tố khác ảnh hởng tới tốc độ của
mạng:
Khả năng của phần cứng máy tính trên mạng
Tổng số các lệnh chờ để thực hiện
Loại ứng dụng đợc chạy trên mạng
Loại cáp đợc sử dụng trên mạng
Khoảng cách giữa các máy tính trên mạng
Signal Bounce : Vì dữ liệu hay tín hiệu điện đợc gửi đi toàn bộ mạng nên nó
truyền từ đầu này tới đầu kia của cáp. Nếu tín hiệu không bị ngắt nó sẽ ảnh h-
ởng tới các máy tính khác, ngăn cản các máy tính khác gửi tín hiệu. Do đó tín
hiệu phải bị dừng sau khi đã tìm thấy đích phù hợp.
10
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Terminator: Để dừng tín hiệu ở trên, một thành phần đợc gọi là Terminator đ-
ợc đặt ở cuối của mỗi cáp để hấp thụ tín hiệu tự do. Tất cả các đầu cáp không
nối vào máy tính hay connector thì đều phải nối với một Termonator.

Hình 1.7 Terminator để hấp thụ tín hiệu tự do
Phá vỡ truyền thông trên mạng

Khi cáp bị đứt ở đâu đó trên mạng nếu nó chia mạng thành hai phần riêng biệt
thì ít nhất có một phần cáp không đợc nối kết . Khi đó nó sẽ không có
terminator, tín hiệu sẽ không bị hấp thụ và mạng sẽ dừng hoạt động. Đó là một
trong một số nguyên nhân làm mạng bị hỏng. Hình 1.8 minh hoạ cáp bị đứt,
mạng sẽ không làm việc .
Hình 1.8 Đứt dây cáp
Mở rộng mạng
Khi mạng cần mở rộng thì cáp trong Bus topology có thể đợc mở rộng theo
các cách sau:
Một thành phần đợc gọi là barrel connector có thể nối kết hai phần của
cáp với nhau. Tuy nhiên Connector có thể làm giảm tín hiệu.
Hình 1.9 BNC connector có thể sử dụng để nối các đoạn mạng
11
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Một thiết bị gọi là Repeater có thể đợc sử dụng để nối hai cáp. Repeater th-
ờng tốt hơn connector hay đoạn cáp dài vì tín hiệu qua repeater đợc hồi
phục trớc khi đợc truyền đi.
Hình 1.10 Reapeater để mở rộng mạng
Star
Trong Star topology đoạn cáp từ mỗi máy tính nối tới một bộ phận trung tâm
đợc gọi là hub. Hình 1.11 minh hoạ bốn máy tính đợc nối với một hub trong
một mạng star.
Hình 1.11 Star topology
Tín hiệu đợc gửi từ một máy tính qua Hub tới tất cả các máy tính trên mạng.
Mạng star có u điểm là quản lý tài nguyên tập trung. Tuy nhiên mỗi máy tính
đều nối vào bộ tập trung nên cần nhiều cáp và nếu bộ tập trung bị hỏng thì
toàn bộ mạng sẽ ngừng hoạt động. Nhng nếu chỉ một máy tính bị hỏng thì
không ảnh hởng gì tới mạng.
Ring
Ring Topology nối các máy tính thành vòng tròn. Không giống bus topology

không có terminator ở cuối. Tín hiệu truyền vòng tròn theo một hớng và
truyền qua máy tính khác. Hình 1.12 nối một server và bốn máy tính thành
một vòng, nếu một máy tính hỏng sẽ ảng hởng tới các máy tính khác.
12
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Hình 1.12 Ring Topology
Mesh
Một mạng Mesh topology thờng đầy đủ và tin cậy. Trong mạng Mesh
topology mỗi máy tính thờng nối với tất cả các máy tính trong mạng bằng các
đờng cáp khác nhau. Cấu hình nh vậy cung cấp đầy đủ cho toàn mạng vì vậy
nếu một cáp bị hỏng sẽ không ảnh hởng tới các cáp khác. Tuy mạng Mesh
topology giảm lỗi và tăng khả năng tin cậy nhng có nhợc điểm là đắt vì sử
dụng rất nhiều cáp.
Hình 1.13 Mesh topology
Ngoài ra có rất nhiều các topology khác là kết hợp của các loại topology bus,
start, ring và mesh.
Star bus
Start bus là sự kết hợp giữa bus và star topology. Trong bus star topology một
vài mạng star topology đợc nối với nhau theo bus topology. Nếu một máy tính
bị hỏng nó sẽ không ảnh hởng tới các máy tính khác trên mạng. Nếu một hub
bị hỏng thì các máy tính nối trên hub cũng không hoạt động. (Chi tiết về hub
sẽ đợc trình bày ở phần sau).
13
§å ¸n tèt nghiÖp Ph¹m B¸ TuÊn
H×nh 1.14 Star bus topology
14
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Star Ring topology
Star Ring giống nh star bus topology các máy tính nối theo star topology đợc
nối với nhau sử dụng hub và các hub này lại đợc nối với nhau theo kiểu ring

topology nhờ một main hub.
Hình 1.15 Star Ring topology
Tất cả các loại topology đều có u nhợc điểm và lựa chon loại nào tuỳ theo từng
trờng hợp cụ thể:
Topology Ưu điểm Nhợc điểm
Bus Sử dụng cáp là kinh tế.
Không đắt và dễ làm việc.
Hệ thống tin cậy và đơn
giản. Dễ mở rộng.
Mạng bị chậm khi có nhiều
máy.
Khi một máy hỏng sẽ ảnh hởng
tới toàn mạng.
Ring Trong mạng này tất cả các
máy tính đều tơng đơng
nhau. Tốc độ không ảnh h-
ởng khi tăng nhiều máy.
Lỗi một máy có thể ảnh hởng
tới nhiều máy. Khi cần cấu
hình lại mạng thì toàn bộ mạng
ngừng hoạt động.
Star Sửa và thêm máy vào mạng
là dễ. Kiểm soát và quản lý
tập trung. Lỗi một máy tính
không ảnh hởng tới các máy
khác.
Nếu bộ tập trung bị hỏng thì
toàn bộ mạng ngừng hoạt động.
Mesh Hệ thống tin cậy và ít lỗi. Đắt vì sử dụng nhiều cáp.
Bảng 1.1 Ưu nhợc diểm của các Topology

1.4 Hệ điều hành mạng
15
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Một máy tính không thể làm việc nếu không có hệ điều hành, một mạng máy
tính cũng không thể hoạt động nếu không có hệ điều hành mạng. Không có hệ
điều hành mạng thì máy tính không thể chia sẻ tài nguyên và không thể truy
cập các tài nguyên của máy tính khác. Tuỳ thuộc vào nhà sản xuất hệ điều
hành mạng mà phần mền mạng của máy tính để bàn có thể có sẵn hoặc có thể
tích hợp vào. Novell Netware là một vệ điều hành mạng thông dụng mà phần
mền mạng của máy tính client đợc cài thêm vào hệ điều hành đang hoạt động.
Một máy tính cần cả hệ điều hành để chạy độc lập và cần cả phần mềm mạng
để truy cập mạng. Ngoài ra phần mềm hệ điều hành mạng đợc tích hợp sắn
trong vào hệ điều hành nh Windows 2000 Server Professional Windows NT
server/Workstation, Windows 9x và Apple Talk. Mỗi cấu hình, hệ điều hành
và phần mền diều khiển mạng riêng hay hệ điều hành tích hợp sẵn đều có u
điểm và nhợc điểm. Hệ điều hành phối hợp hoạt động giữa máy tính và chơng
trình,nó điều khiển, phân phối các tài nguyên phần cứng nh:
- Bộ nhớ
- CPU time
- Đĩa cứng
- Các thiết bị ngoại vi
Multitasking
Hệ điều hành multitasking cho phép máy tính xử lý nhiều tác vụ cùng một lúc. Hệ
điều hành multitasking chạy nhiều ứng dụng trong khả năng cho phép của bộ vi xử
lý. Nếu có nhiều tác vụ hơn bộ vi xử lý có thể cho phép thì máy tính phải sắp xếp
các tác vụ đó theo thứ tự và máy tính sẽ chuyển đổi đẻ xử lý các tác vụ đó. Có hai
loại hệ điều hành multitasking:
Preemptive :Trong hệ điều hành preemtive multitasking hệ đièu hành
có thể giành quyền sử dụng vi xử lý ngay cả khi chơng trình cha kết
thúc.

Nonpreemptive : Trong hệ điều hành Nonpreemtive multitasking tác vụ tự
kiểm soát tài nguyên vi xử lý.Các tác vụ khác không thể đợc thực hiện cho
tới khi tác vụ đang xử dụng từ bỏ uyền sử dụng tài nguyên vi xử lý.
Có rất nhiều hệ điều hành vì vậy khi chọn hệ điều hành điều đầu tiên là xác định
các dịch vụ mạng mong muốn. Các dịch vụ mạng chuẩn bao gồm bảo mật, chia sẻ
file, chia sẻ máy in, chia sẻ tin tức
Lựa chọn hệ điều hành
16
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Tuỳ thuộc vào kiến trúc mạng và mức độ bảo mật mà ta có thể lựa chọn các hệ
điều hành khác nhau. Nếu môi trờng ít ngời sử dụng , không đòi hỏi bảo mật
cao thì mạng peer to peer là thích hợp và có thể sử dụng bất kỳ hệ điều hành
nào. Sau khi xác định chế độ bảo mật ta cần xác định loại liên kết giữa các
thành phần trên mạng. Mỗi loại hệ điều hành có cách giao tiếp khác nhau. Nếu
chọn mạng peer to peer thì lựa chọn này có thể giảm bớt.Nếu chọn mạng
Server based thì cần chú ý tới cách liên kết trên mạng. Các dịch vụ đợc cung
cấp trên server và cách các máy client truy xuất các dịch vụ đó. Khi chọn hệ
điều hành điều đầu tiên cần xác định là các dịch vụ mạng cần cung cấp. Các
dịch vụ chuẩn nh bảo mật, File Sharing, Printing và Messaging. Ngoài ra còn
các dịch vụ khác nh phơng thức liên kết với nhau trên mạng, xác định rõ ph-
ơng thức liên kết trên mạng sẽ tốt cho việc lựa chọn hệ điều hành.
1.4.1 Netware
Netware là hệ điều hành của Novell đang đợc sử dụng rộng rãi cho các mạng nhỏ
cũng nh các mạng lớn. Với rất nhiều các phiên bản từ trớc tới nay Netware đang là
một trong các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay. Hệ đièu hành
Netware bao gồm cả ứng dụng server và client. ứng dụng client đựoc thiết kế có
thể chạy trên các hệ hiều hành client khác. ứng dụng server có thể đợc truy cập từ
các máy tính chạy MS-DOS, Windows, OS/2, AppleTalk và Unix. Hệ đièu hành
mạng Netware thờng đợc lựa chọn trong môi trờng lẫn lộn. Tuy nhiên trong một
mạng nhỏ thì sử dụng Netware sẽ khá đắt và đoig hỏi có kinh nghiệm quản trị.

Version mới nhất của hệ điều hành Netware là 5. Từ version 4.11 Netware đã giới
thiệu một dịch vụ mới Novel Directory Service (NDS). NDS cung cấp dịch vụ tên
cũng nh các dịch vụ bảo mật, routing, messaging, management, file sharing và
printing Sử dụng X500 directory architecture, nó tổ chức tất cả các tài nguyên
mạng bao gồm user, group, printer, servers.
Các hệ đièu hành khác cũng cung cấp phơng thức cho phép liên kết với Netware
server. Ví dụ Window NT cung cấp Gateway Service for Netware(GSNW). ới dịch
vụ này một Window server có thể truy cập các dịch vụ của Netware server.
1.4.2 Unix
Unix là hệ điều hành free không thuộc một công ty nào, đợc dùng phổ biến trong
khoa học và giáo dục. Đây là hệ điều hành đa nhiệm, đa ngời sử dụng, bảo mật tốt
và ổn định. Một nhợc điểm của Unix là có rất nhiều phiên bản khác nhau đợc phát
triển gây khó khăn cho ngơì dùng, và Unix thờng đòi hỏi chạy trên máy tính lớn
Mainframe. Hiện nay có một số phiên bản cho phép chạy trên máy tính có cấu
hình mạnh nh SCO UNIX hay hệ điều hành LINUX đợc phát triển dựa trên UNIX
đang đợc sử dụng rộng rãi.
17
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
1.4.3 Windows NT
Windows NT là hệ điều hành của Microsoft, công ty phần mền lớn nhất thế giới.
Windows NT là hệ điều hành đa nhiệm, đa ngời sử dụng. Đặc điểm của nó là sử
dụng đơn giản và đang đợc sử dụng rất nhiều. Phiên bản mới nhất là họ sản phẩm
Windows 2000 server family. Không giống nh Netware, Window NT kết hợp hệ
điều hành và hệ điều hành mạng là một. Window NT server đợc cấu hình để cung
cấp các tài nguyên và các dịch vụ mạng. Window Workstation cung cấp các chức
năng client của mạng. Window NT hoạt động trên mô hình gọi là Domain. Một
domain là một tập hợp các máy tính mà chia sẻ cùng cơ sở dữ liệu, và chính sách
bảo mật. Mỗi domain có một tên duy nhất. Trong một domain một máy tính
server phải đợc thiết kế nh một Primary Domain Controller(PDC). Máy này có
trách nhiệm quản lý các dịch vụ directory, authenticate tát cả các user truy cập

vào mạng.
Chơng 2
18
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Các thiết bị mạng cơ bản
Mạng máy tính đợc xây dựng từ phần cứng và phần mền.Phần cứng là card
mạng(NIC), cáp để kết nối và các thiết bị ngoại vi. Phần mền là hệ diều
hành,giao thức truyền thông và driver cho các card mạng
2.1 Cáp mạng
Các máy tính trong mạng đợc nối với nhau bởi cáp mạng. Tuỳ vào các loại
mạng và kích thớc của mạng khác nhau ta có thể chọn các loại cáp khác nhau.
Có rất nhiều loại cáp nhng có thể chia cáp vào ba nhóm chính sau:
- Cáp đồng trục
- Cáp xoắn
- Cáp quang
2.1.1 Cáp đồng trục
Hiên tại cáp đồng trục đợc sử dụng rất phổ biến. Có rất nhiều nguyên nhân để
sử dụng cáp đồng trục: Không đắt, nhẹ, mềm dẻo và dễ sử dụng. Trong dạng
đơn giản cáp đồng trục gồm một lõi đồng đợc quấn quanh bởi một lớp cách
điện. Tiếp theo là một lớp lới bảo vệ bằng kim loại và một lớp bao bọc ngoài
cùng.
Hình 2.1 Cáp đồng trục
Lõi của cáp đồng trục mang tín hiệu điện. Bao quang lõi là một lớp cách điện.
Lớp lới kim loại hoạt động nh đất nó bảo vệ lõi tránh nhiễu tín hiệu và
Crosstalk (Crosstalk là hiện tợng nhiễu xuyên âm, một loại nhiễu đặc biệt sinh
ra bởi các đờng cáp truyền đặt quá gần nhau. Đôi khi ta nghe đợc các xuyên
âm trên điện thoại). Phần lõi dẫn điện và lớp lới kim loại phải đợc cách biệt
nhau. Nếu chúng tiếp xúc sẽ gây ngắn mạch và nhiễu. Lớp vỏ cách điện ngoài
cùng thờng đợc làm bằng cao su hoặc nhựa. Cáp đồng trục thờng ít bị ảnh h-
ởng và suy giảm tín hiệu trên đờng truyền hơn cáp xoắn. (Suy giảm tín hiệu:

Attenuation là hiện tợng tín hiệu bị suy giảm khi truyền trên cáp trong khoảng
cách xa).
19
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Hình 2.2 Tín hiệu bị suy giảm
Có hai loại cáp đồng trục: Cáp đồng trục dày và cáp đồng trục mỏng (thinnet
and thicknet). Ta có thể chọn cáp tuỳ theo trờng hợp mạng khác nhau.
Cáp Thinnet
Cáp Thinnet là loại cáp dẻo khoảng 0.46 centimet. Bởi vì dẻo và dễ làm việc
nên cáp này có thể dùng hầu hết cho các loại mạng. Hình 2.3 minh hoạ cáp
Thinnet nối trực tiếp với card mạng.
Hình 2.3 Cáp thinnet nối trực tiếp với card mạng
Cáp thinnet có thể truyền tín hiệu khoảng 185 mét trớc khi tín hiệu bị suy
giảm. Nhà sản xuất có thể sản xuất các loại cáp khác nhau, cáp thinnet nằm
trong nhóm RG-58 và có trở kháng 50 ohm. Bản chất để phân biệt thinnet vào
nhóm RG-58 vì nó là lõi đồng. Hình 2.4 minh hoạ hai loại cáp thinnet lõi đặc
và lõi bện.
Hình 2.4 Cáp thinnet lõi bện và lõi đặc
Cáp Mô tả
RG-58/U Cáp lõi đặc
RG-58A/U Cáp lõi bện
RG-58 C/U Một loại đặc biệt của RG-58A/U
RG-59 Dùng cho truyền băng rộng VD Cáp TV
RG-6 Đờng kính lớn hơn và tốc độ cao hơn nhng cũng sử dụng cho
truyền băng rộng
Bảng 2.1 Các loại cáp Thinnet
20
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Cáp Thicknet
Cáp thicknet có đờng kính 1.27 centimet. Cáp Thicknet có lõi dầy hơn cáp

thinnet. Hình 2.5 minh hoạ sự khác nhau giữa cáp thicknet thinnet.
Hình 2.5 Cáp thicknet và thinnet
Lõi càng dầy thì truyền tín hiệu càng xa. Có nghĩa là cáp thicknet có thể
truyền tín hiệu xa hơn cáp thinnet. Thicknet có thể mang tín hiệu khoảng 500
mét. Do đó trong một vài trờng hợp nó đợc sử dụng nh xơng sống để nối một
vài mạng nhỏ với nhau.
Các phần cứng nối kết cáp
Cả cáp thinnet và thicknet đều sử dụng một thành phần kết nối đợc biết nh là
BNC connector để nối giữa cáp và máy tính. Có một vài loại BNC connector:
BNC cable connector: Hoặc là đợc hàn hoặc vặn vào cuối cáp. Hình 2.6 là
một loại BNC cable connector:
Hình 2.6 BNC cable connector
BNC T connector: Nối card mạng trong máy tính với cáp mạng
Hình 2.7 BNC T connector
21
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
BNC barrel connector : Là loại connector nối hai đoạn cáp thinnet để tạo
thành một đoạn dài hơn.
Hình 2.8 BNC barrel connector
BNC Terminator: Nối cuối mỗi đoạn cáp để hấp thụ tín hiệu tự do.
Hình 2.9 BNC Terminator
2.1.2 Cáp xoắn
Dạng đơn giản nhất của cáp xoắn gồm hai sợi dây riêng biệt đợc quấn với
nhau. Hình 2.10 minh hoạ hai loại cáp xoắn là cáp xoắn có vỏ bọc(STP) và cáp
xoắn không có vỏ bọc(UTP).
Hình 2.10 Cáp xoắn UTP và STP
Cáp xoắn không có vỏ bọc(UTP)
Là loại cáp xoắn thông dụng nhất và nhanh chóng trở thành chuẩn của của cáp
mạng LAN. Độ dài tối đa của đoạn cáp này khoảng 100 mét. Để đồng bộ cho
các sản phẩm đối với khách hàng ngời ta chia cáp UTP thành 5 loại khác

nhau:
22
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
- Category 1: Đây là loại cáp xoắn sử dụng cho cáp TV truyền thống, nó
truyền tín hiệu thoại nhng không thể truyền dữ liệu.
- Category 2: Đây là loại cáp truyền dữ liệu có thể lên tới 4Mbps. Nó gồm
bốn cặp dây.
- Category 3: Đây cũng là loại cáp truyền dữ liệu,nó có thể lên tới 16Mbps
cũng gồm bốn cặp dây.
- Category 4: Đây cũng là loại cáp truyền dữ liệu,nó có thể lên tới 20Mbps
cũng gồm bốn cặp dây.
- Category 5: Đây cũng là loại cáp truyền dữ liệu, nó có thể lên tới
100Mbps cũng gồm bốn cặp dây.
Hầu hết các hệ thống điên thoại đều sử dụng cáp UTP.
Cáp xoắn có vỏ bọc(STP)
Cáp xoắn có vỏ bọc thờng sử dụng một vỏ kim loại để bọc các cặp dây để bảo
vệ tín hiệu truyền từ ảnh hởng bên ngoài.
Các thành phần kết nối
STP sử dụng RJ 45 telephone connector để kết nối với máy tính. Ngoài ra còn
một số thiết bị phần cứng để giúp các tổ chức lớn sử dụng dễ hơn.
Hình 2.11 Các thành phần sử dụng cho cáp xoắn
23
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
2.1.3 Cáp quang
Cáp quang gồm một lõi rất mỏng bằng thuỷ tinh đợc bao bọc bởi một lớp thuỷ
tinh có phủ sơn. Ngoài cùng là một lớp bảo vệ. Cáp quang truyền tín hiệu
không nhiễu và rất nhanh. Tốc độ thông thờng là 100Mbps và có thể lên tới
1Gbps
Hình 2.12 Cáp quang
Loại cáp Giá Lắp đặt Khả năng Nhiễu

Coaxial Thin
<STP,
không
đắt
Dễ 10Mbps, 185m,
thông dụng hơn
UTP
ít ảnh hởng
Coaxial >STP Dễ 10 Mbps,500 m
ít ảnh hởng
Shielded Twisted-
Pair (STP)
>UTP Rất dễ 16 Mbps, 100m,
thông dụng hơn
UTP, có thể tới 500
Mbps
ít ảnh hởng
Unshielded
Twisted-Pair
(UTP)
Rẻ nhất Dễ 10 Mbps, 100 m,
thông dụng
ảnh hởng
Fiber-Optic Đắt nhất Khó 100 Mbps, 10 km
không ảnh h-
ởng
Bảng 2.2 So sánh các loại cáp
2.2 Card mạng
Card mạng cung cấp một giao diện giữa cáp và máy tính.Hình 2.13 minh hoạ
một card mạng nối với một cáp đồng trục.

Hình 2.13 Card mạng
24
Đồ án tốt nghiệp Phạm Bá Tuấn
Card mạng đợc cắm trong khe mở rộng trên mỗi máy tính trên mạng. Nhiêm
vụ của card mạng là:
- Chuẩn bị tín hiệu từ máy tính cho cáp mạng
- Truyền tín hiệu tới máy tính khác
- Điều khiển dòng dữ liệu từ máy tính và hệ thống cáp.
- Nhận tín hiệu từ cáp và chuyển nó sang tín hiệu byte có thể hiểu bởi máy
tính.
2.2.1 Chuẩn bị dữ liệu cho cáp mạng
Trớc khi tín hiệu đợc truyền đi trên mạng card mạng phải chuyển tín hiệu từ
dạng tín hiệu máy tính sang tín hiệu có thể truyền trên mạng. Dữ liệu truyền
trong máy tính dọc theo hệ thống gọi là Bus. Các bus có thể là 8-bit,16-bit, 32
bit tuỳ vào máy tính nh vậy dữ liệu có thể truyền 8, 16 hay 32 bit đồng thời.
Ta gọi là truyền song song. Mặt khác trên cáp mạng dữ liệu đợc truyền thành
một dòng các bit (Truyền nối tiếp). Card mạng phải chuyển dữ liệu truyền
song song trên máy tính thành tín hiệu nối tiếp truyền trên mạng.
Hình 2.14 Card mạng chuyển tín hiệu từ song song sang nối tiếp.
2.2.2 Gửi và điều khiển dữ liệu
- Khi gửi dữ liệu trên mạng thì card mạng phải đảm bảo:
- Cỡ lớn nhất của dữ liệu có thể truyền trên mạng.
- Xác nhận số lợng dữ liệu đợc gửi.
- Khoảng thời gian truyền các gói dữ liệu.
- Tổng thời gian đợi trớc khi xác nhận đợc gửi đi.
- Số lợng dữ liệu mà card mạng có thể lu trữ.
- Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng
Khi một loại card mạng mới hơn, nhanh hơn giao tiếp với một card mạng cũ
hơn và chậm hơn thì card mạng mới hơn phải có sự điều chỉnh để phù hợp với
card mạng cũ.

25