Mô hình mạng OSI, TCP/IP

Đồ án tốt nghiệp
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 ngời v-
ợt 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 cùng với sự hớng dẫn của các thầy cô giao
khoa điện tử viễn thông 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
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
đợc 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
Ngoài ra khi máy tính nối vào mạng có thể chia sẻ:
2

Đồ án tốt nghiệp
- 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
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
3
Đồ án tốt nghiệp

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:
- Không giới hạn về mặt địa lý
- Dễ bị lỗi hơn trong khi truyền dữ liệu
- Gồm nhiều mạng LAN kết nối với nhau

4
Đồ án tốt nghiệp
- 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:
- Quy mô của tổ chức
- Mức độ bảo mật cần thiết
- Loại kinh doanh
- Mức độ hỗ trợ quản trị
5

Đồ án tốt nghiệp
- 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
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
6
Đồ án tốt nghiệp
network đã trở thành mô hình chuẩn cho mạng máy tính. Trong môi trờng 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.
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
7
Đồ án tốt nghiệp
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:
- 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
8
Đồ án tốt nghiệp
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:
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
9
Đồ án tốt nghiệp
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 hởng
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.
Terminator: Để dừng tín hiệu ở trên, một thành phần đợc gọi là Terminator đợc
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
10
Đồ án tốt nghiệp
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
Một thiết bị gọi là Repeater có thể đợc sử dụng để nối hai cáp. Repeater thờng
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
11
Đồ án tốt nghiệp
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.
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
12

Đồ án tốt nghiệp
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).
Hình 1.14 Star bus topology
13
Đồ án tốt nghiệp
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 tr-
ờng 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
Đồ án tốt nghiệp
1.4 Hệ điều hành mạng
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
Đồ án tốt nghiệp
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 phơng 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.

Đồ án tốt nghiệp
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.
Đồ án tốt nghiệp
Chơng 2
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 đ-
ờng 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 hởng 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).
Đồ án tốt nghiệp
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
Đồ án tốt nghiệp
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
Đồ án tốt nghiệp
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:
- 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.
Đồ án tốt nghiệp
- 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
Đồ án tốt nghiệp
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
Đồ án tốt nghiệp
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.
Đồ án tốt nghiệp

2.2.3 Cấu hình và các thiết lập các tham số
Các card mạng đều có cấu hình riêng và phải thiết lập thích hợp để card mạng có
thể hoạt động một cách thích hợp. Một số card mạng cũ đợc thiết kế đặt trên due
inline package (DIP). DIP - Một dụng cụ để đóng gói và lắp gắn dùng cho các
mạch tích hợp. Chẳng hạn, DIP là cách đóng góp đợc a thích của loại chip DRAM.
Loại vỏ này đợc chế tạo bằng một vật liệu nhựa cứng, bọc kín vi mạch, các đầu ra
của mạch đợc nối với những chân nhọn đầu, hớng xuống dới và xếp thành hai
hàng thẳng song song. Các chân này đợc thiết kế để cắm chắc chắn vào đế cắm;
bạn cũng có thể hàn chúng trực tiếp xuống board mạch in.
Hình 2.15 Card mạng thiết kế trên DIP
Các tham số:
- Interrupt (IRQ)
- Base input/output (I/O) port address
- Base memory address
- Transceiver
Thiết lập các tham số của card mạng có thể sử dụng phần mềm, thiết lập jumper
hoặc cả hai. Đọc kỹ tài liệu tài liệu trớc khi thiết lập các tham số cho card mạng.
Interrupt Request (IRQ) Lines
Là một đờng cho phép các thiết bị nh Keyboard, Disk driver hay NIC có thể gửi
lệnh ngắt hoặc các yêu cầu dịch vụ tới bộ vi xử lý.Interrupt request lines đợc xây
dựng sẵn trong phần cứng máy tính và đợc ấn định các mức độ khác nhau .Vì thế
vi xử lý có thể xác định đợc mức độ u tiên cho các truy vấn. Khi NIC gửi một yêu
cầu tới máy tính, nó sử dụng một lệnh ngắt một tín hiệu điện đợc gửi tới CPU của
máy tính.Mỗi một thiết bị phần cứng trong máy tính sử dụng một đờng ngắt khác
nhau. Đờng ngắt này đợc chỉ định khi thiết lập phần cứng lập. Bảng sau là một số
ví dụ.
IRQ Computer with an 80486 processor (or higher)