Phân tích và thiết kế mạng WAN cho ngân hàng chính sách xã hội

Phạm Lan Anh
MỞ ĐẦU
Công nghệ thông tin hiện đang phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế
giới. Nó được ứng dụng ở khắp mọi nơi, trong mọi lĩnh vực của đời sống, xã
hội…Những phần mềm hỗ trợ quản lý, điều hành với hệ thống mạng LAN,
WAN và Internet đã làm thay đổi một cách cơ bản phương pháp quản lý, điều
hành truyền thống, làm thay đổi hoạt động kinh tế và định hướng chiến lược của
tất cả các tổ chức trong xã hội. Mạng máy tính ra đời đã mang lại giá trị thực tiễn
to lớn cho nhân loại thông qua việc giúp con người xích lại gần nhau hơn, các
thông tin quan trọng và cần thiết được chuyển tải, khai thác và xử lý kịp thời,
chính xác và trung thực, khoảng cách thời gian và không gian được thu hẹp.
Mạng máy tính giúp cho việc chia sẻ nguồn tài nguyên mạng hiệu quả và nhanh
chóng. Hiện nay với sự phát triển nhanh của mạng Internet thì nguồn địa chỉ Ipv4
dần cạn kiệt, do vậy các nhà khoa học máy tính đã và đang nghiên cứu các
phương pháp nhằm tận dụng tối đa địa chỉ IP cũng như việc tìm đường đi cho các
gói thông tin trên mạng một cách an toàn, nhanh chóng, hiệu quả như chia địa chỉ
IP với VLSM, các phương pháp định tuyến như: OSPF, RIPv2, EIGRP
Xuất phát từ những lý do trên em đã tìm hiểu và nghiên cứu để thực
hiện đề tài “”. Mục đích của việc thực hiện đề tài là thông qua lý luận và thực
tiễn, em muốn đi sâu tìm hiểu và nắm chắc hơn về mạng WAN nói riêng và bộ
môn mạng nói chung. Đây là bộ môn mà em thấy có khả năng sẽ phải áp dụng
nhiều trong thực tế công tác của em. Đề tài của em bao gồm các nội dung sau:
Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính, mạng WAN
Chương 2: Giao thức định tuyến OSPF.
Chương 3: Khảo sát, phân tích và thiết kế mạng WAN cho Ngân hàng
Chính sách xã hội Tỉnh Thái Nguyên.
1
Phạm Lan Anh
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH, MẠNG WAN
1.1 Các khái niệm cơ bản

1.1.1. Khái niệm mạng máy tính
Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối
với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với
nhau.
Hình 1.1: Mô hình mạng cơ bản
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 qua đĩa mềm, CD ROM, … điều
này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng.
Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng:
• Sử dụng chung các công cụ tiện ích
• Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung
• Tăng độ tin cậy của hệ thống
• Trao đổi thông điệp, hình ảnh,
• Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …)
• Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
2
Phạm Lan Anh
1.1.2. Phân loại mạng
1.1.2.1 Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý
− GAN (Global Area Network) - Mạng toàn cầu, kết nối máy tính từ các
châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng
viễn thông và vệ tinh.
− WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội
bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường
kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được
kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
− MAN (Metropolitan Area Network) - Mạng đô thị, kết nối các máy tính
trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi
trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s).

− LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong
một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực
hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục hay
cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan, một tổ
chức Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.
1.1.2.2. Phân loại mạng máy tính theo tôpô
− Mạng dạng hình sao (Star topology): Ở dạng hình sao, tất cả các trạm
được nối vào một thiết bị trung tâm, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và
chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối "điểm - điểm".
− Mạng hình tuyến (Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, các máy tính
đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này
được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để
nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào
bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver).
− Mạng dạng vòng (Ring Topology): Các máy tính được liên kết với nhau
thành một vòng tròn theo phương thức "điểm - điểm", qua đó mỗi một trạm có
3
Phạm Lan Anh
thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng
gói một.
− Mạng dạng kết hợp: trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta
có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm
mạnh của mỗi dạng.
1.1.2.3. Phân loại mạng theo chức năng
− Mạng Client / Server: một hay 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 các dịch vụ được gọi là Server, còn các máy
tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client.
Hình 1.2: Mô hình mạng khách chủ
− Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer): các máy tính trong mạng có thể hoạt

động vừa như một Client vừa như một Server.
4
Phạm Lan Anh
Hình1.3: Mô hình mạng ngang hàng
− Mạng kết hợp: Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức
năng Client-Server và Peer-to-Peer.
1.2 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI
1.2.1 Kiến trúc phân tầng
Để máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau chúng cần có
một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó. Giao thức truyền
thông (protocol) là tập các quy tắc quy định phương thức truyền nhận thông tin
giữa các máy tính trên mạng.
Các máy tính hiện tại được thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức
độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thường được
chia thành các tầng, mỗi tầng được xây dựng dựa trên dịch vụ của tầng dưới nó
và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn.
1.2.2 Mô hình OSI
Mô hình OSI đã trở thành mô hình chính thức cho hoạt động truyền thông
mạng, mặc dù vẫn tồn tại các mô hình khác nhưng hầu hết các nhà chế tạo đều
lấy mô hình tham chiếu OSI làm chuẩn cho sản phẩm của mình. Đây là một thực
tế khá đặc biệt khi nhà chế tạo muốn huấn luyện khách hàng sử dụng sản phẩm
của họ. OSI cũng được coi là mô hình tốt nhất, được xem như là công cụ có sẵn
cho việc giảng dạy về truyền nhận dữ liệu trên mạng.
5
Application
Presentation
Sestion
Transport
Network
Datalink

Physical
Hình 1.4: Mô hình OSI
Phạm Lan Anh
1.2.2.1 Các lớp của mô hình OSI
Tầng 1 (Physical): Tầng này định nghĩa các quy cách về điện, các đặc tả
chức năng để kích hoạt,duy trì và kết thúc một liên kết vật lý giữa các hệ thống
đầu cuối. Các đặc trưng như mức điện áp, tốc độ truyền dữ liệu, cự li tối đa, các
đầu nối vật lý và những đặc tính tương tự khác đều được định nghĩa bởi các đặc
tả của lớp vật lý
Tầng 2 (datalink): Tầng liên kết dữ liệu cung cấp khả năng truyền dữ
liệu tin cậy qua một liên kết vật lý. Trong khi làm công việc này tầng liên kết dữ
liệu gắn liền với một lược đồ đánh địa chỉ vật lý, cấu hình mạng, truy xuất mạng,
thông báo lỗi thứ tự phân phát các frame và điều khiển luồng.
Tầng 3 ( network ): Tầng mạng cung cấp kết nối và lựa chọn đường dẫn
tốt nhất giữa hai hệ thống host nằm trên các hệ thống mạng tách biệt về khoảng
cách địa lý.Tóm lại nó là lớp chọn đưòng, định tuyến và đánh địa chỉ
Tầng 4 ( transport): Tầng vận chuyển thực hiện vận chuyển tin cậy giữa
các host. Nó thiết lập và duy trì các mạch ảo đồng thời nó cũng phát hiện lỗi
phục hồi thông tin và điều khiển luồng
Tầng 5( section ): Tầng phiên truyền thông liên host thực hiện thiết lập,
quản lý và kết thúc các phiên giữa các ứng dụng
Tầng 6 ( presention): Tầng trình diễn dữ liệu thực hiện các chức năng
đảm bảo đọc được dữ liệu, định dạng dữ liệu cấu trúc dữ liệu và đàm phán vế cấu
trúc dữ liệu giữa các host
Tầng 7 ( application ): Tầng ứng dụng cung cấp các dịch vụ mạng cho
các ứng dụng như mail, truyền file và mô phỏng đầu cuối.
1.3 Giao thức TCP/IP
Giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) do
Bộ Quốc phòng Mỹ đưa ra năm 1960 được phát triển từ mạng ARPANET, được
Internet dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. Giao thức

TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP
6
Phạm Lan Anh
(Internet Protocol), giao thức này thuộc tầng mạng của mô hình OSI. Hiện nay
các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên kết
với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức
TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc
với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. Nhiệm vụ
chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết
mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong
mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết (connectionlees)
có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.
Mô hình tham chiếu TCP/IP và chồng giao thức TCP/IP tạo khả năng
truyền dữ liệu giữa hai máy tính bất kỳ giữa hai máy tính nào trên thế giới, với
tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.
Mô hình TCP/IP có tầm quan trong trong lịch sử, gần giống như các
chuẩn đã cho phép điện thoại, năng lượng điện, đường sắt, truyền hình, công
nghệ băng hình phát triển cường thịnh.
Mô hình TCP/IP gồm có 4 lớp: lớp ứng dụng (Aplication), lớp vận chuyển
(Transport), lớp mạng (Internet), và lớp truy xuất mạng (Network).
Hình 1.5: Mô hình TCP/IP
7
Phạm Lan Anh
1.3.1 Lớp ứng dụng (The Application layer)
Lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm các giao thức mức cao
chứa chi tiết của lớp trình bày và lớp phiên trong mô hình OSI, như kiểm soát các
giao thức mức cao, các chủ đề về trình bày, mã hóa và điều khiển hội thoại.
TCP/IP tập hợp tất cả các vấn đề liên quan đến lớp ứng dụng vào trong một lớp
và đảm bảo dữ liệu được đóng gói một cách thích hợp cho lớp kế tiếp. TCP/IP có
các giao thức để hỗ trợ truyền file, email và remote login như các ứng dụng: FTP

(File Transfer Protocol), TFTP (Trivial File Transfer Protocol), NFS (Network
File System), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)…
1.3.2 Lớp vận chuyển (The Transport layer)
Lớp vận chuyển đề cập đến vấn đề chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều
khiển luồng và sửa lỗi. Một trong giao thức quan trọng của nó là TCP, TCP cung
cấp các phương thức linh hoạt và hiệu quả để thực hiện các hoạt động truyền dữ
kiệu tin cậy, hiệu suất cao và ít lỗi. TCP là giao thức có tạo cầu nối (connection -
oriented) giữa host gửi và host nhận, nó tiến hành hội thoại giữa nguồn và đích
trong khi bọc thông tin lớp ứng dụng thành các đơn vị gọi là segment. Tạo cầu
nối có không có nghĩa là tồn tại một mạch thực sự giữa hai máy tính (như vậy sẽ
là chuyển mạch kênh – circuit switching), thay vì vậy nó có nghĩa là segment của
bốn lớp di chuyển tới và lui giữa hai host để công nhận kết nối tồn tại một cách
luận lý trong một khoảng thời gian nào đó. Điều này được coi như chuyển mạch
gói (packet switching). Giao thức vận chuyển phân chia và tái thiết lập dữ liệu
của các lớp ứng dụng ở lớp trên thành luồng dữ liệu giống nhau ở các đầu cuối,
các luồng dữ liệu này cung cấp các dịch vụ truyền tải từ đầu cuối này đến đầu
cuối khác trong mạng. Điều khiển End - to – End được cung cấp bởi cửa sổ trượt
(Sliding window) và tính địa chỉ tin cậy trong các cơ sở tuần tự và sự báo nhận là
nhiệm vụ then chốt của lớp vận chuyển.
1.3.3 Lớp mạng (The Internet layer)
Mục tiêu của lớp internet là chuyển các gói bắt nguồn từ bất kỳ mạng nào
trên liên mạng đến được đích trong điều kiện độc lập với đường dẫn và các mạng
8
Phạm Lan Anh
mà chúng trải qua. Giao thức đặc trưng ở lớp này này là IP, nó xác định đường
dẫn tốt nhất và hoạt động chuyển gói diễn ra tại lớp này.
1.3.4 Lớp truy xuất mạng (The Network Access layer)
Lớp này còn được gọi là lớp Host – to – Network, lớp này liên quan đến
tất cả các vấn đề mà một gói IP yêu cầu để tạo ra một liên kết vật lý thật sự, và
sau đó tạo liên kết vật lý khác. Tầng này bao gồm các chi tiết kỹ thuật LAN

WAN và tất cả các chi tiết trong lớp liên kết dữ liệu cũng như lớp vật lý của mô
hình OSI.
1.4 Mạng WAN
Mạng WAN (Wide Area Network) có nghĩa là mạng diện rộng, kết nối
máy tính các mạng LAN, từ các LAN cung cấp truy xuất đến các máy tính hay
các file server tại các vị trí địa lý rộng lớn như trong nội bộ các quốc gia hay giữa
các quốc gia trong cùng một châu lục. Bởi thế nên WAN mở ra khả năng cung
ứng hoạt động thông tin cự ly xa cho các tổ chức, cũng như việc chia sẻ các tài
nguyên trong một mạng LAN chia sẻ với được với các vị trí ở xa. Mạng WAN
cung cấp truyền thông tức thời qua các miền địa lý rộng lớn.
Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các
WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
Mạng WAN được thiết kế để thực hiện các công việc sau:
• Hoạt động qua các vùng tách biệt về mặt địa lý rộng lớn.
• Cho phép user có khả năng thông tin thời gian thực với các user khác.
• Cung cấp kết nối liên tục các tài nguyên xa vào các dịch vụ cục bộ.
• Cung cấp email, www, FTP và các dịch vụ thương mại điện tử.
Các công nghệ WAN phổ biến là:
• Dial – up.
• ISDN (Integrated Services Digital Network).
9
Phạm Lan Anh
• Leased line.
• DSL.(Digital Subcliber Line)
• Frame Relay.
• Các đường truyền dẫn số theo chuẩn Bắc Mỹ và Châu Âu T1, E1, T3, E3.
• Mạng quang đồng bộ SONET.
1.4.1. Các thiết bị trong hệ thống mạng WAN
WAN là một tập hợp các mạng LAN được kết nối với nhau thông qua các
kết nối thông tin liên lạc của các nhà cung cấp dịch vụ, các kết nối WAN không

gắn trực tiếp vào mạng LAN được, do đó cần phải có các thiết bị giao tiếp như
Router, Switch, Communication Server, Modem CSU/DSU TA/NT1.
1.4.1.1. Router
Router là thiết bị có cả cổng giao tiếp LAN và WAN, thiết bị này sử dụng
địa chỉ lớp 3 để chuyển gói dữ liệu ra cổng thích hợp. Router là loại thiết bị mạng
thông minh và chủ động, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý hệ thống
mạng. Router cung cấp khả năng kiểm soát tự động nguồn tài nguyên mạng, hỗ
trợ mục tiêu và nhiệm vụ của một hệ thống mạng bao gồm: cung cấp kết nối,
hoạt động tin cậy, khả năng kiểm soát và sự linh hoạt.
Router là một loại máy tính đặc biệt. Nó cũng có các thành phần cơ bản
giống như máy tính: CPU, bộ nhớ, system bus và các cổng giao tiếp. Tuy nhiên
Router được thiết kế là để thực hiện một số chức năng đặc biệt. Ví dụ: Router kết
nối hai hệ thống mạng với nhau và cho phép hai hệ thống này có thể liên lạc với
nhau, ngoài ra Router còn thực hiện việc chọn đường đi tốt nhất cho dữ liệu.
10
Phạm Lan Anh
Cũng giống như máy tính cần phải có hệ điều hành để chạy các chương
trình ứng dụng thì Router cũng cần có hệ điều hành để chạy các tập tin cấu hình.
Tập tin chứa các câu lệnh và các thông số để điều khiển luồng dữ liệu vào/ra trên
Router. Đặc biệt còn sử dụng các giao thức định tuyến để chọn đường đi tốt nhất
cho các gói dữ liệu. Do đó, tập tin cấu hình cũng chứa các thông tin để cài đặt và
chạy các giao thức định tuyến trên Router.
Các thành phần chính bên trong Router bao gồm: bộ nhớ RAM, NVRAM,
bộ nhớ FLASH, ROM và các cổng nối tiếp.
Cấu tạo bên trong của Router.
RAM: hay còn gọi là RAM động (DRAM-Dynamic RAM) có các đặc điểm và
chức năng như sau:
• Lưu bảng định tuyến.
• Lưu bảng ARP.
• Có vùng nhớ chuyển mạch nhanh.

• Cung cấp vùng nhớ đệm cho các gói dữ liệu.
• Duy trì hàng đợi cho các gói dữ liệu.
• Cung cấp bộ nhớ tạm thời cho tập tin cấu hình của Router khi Router
đang hoạt động.
• Thông tin trên RAM sẽ bị xóa mất khi Router khởi động lại hoặc bị tắt điện.
NVRAM: Đặc điểm và chức năng của NVRAM:
•Lưu trữ tập tin cấu hình khởi động của Router.
•Nội dung của NVRAM vẫn được lưu giữ khi Router khởi động lại hoặc
tắt điện.
11
Phạm Lan Anh
Flash: Đặc điểm của bộ nhớ Flash:
•Lưu hệ điều hành IOS.
•Có thể cập nhật phần mềm lưu động trong Flash mà không cần thay Chip
trên vi xử lí.
• Nội dung của Flash vẫn được lưu giữ khi Router khởi động lại hoặc bị tắt điện.
• Ta có thể lưu nhiều phiên bản khác nhau của phần mềm IOS trong Flash.
• Flash là loại ROM xóa và lập trình được (EPROM).
ROM: Đặc điểm và chức năng của ROM:
• Lưu giữ các câu lệnh của chương trình tự kiểm tra khi khởi động –
POST (Power on self Test).
• Lưu chương trình Bootstrap và hệ điều hành cơ bản.
• Bạn phải thay thế Chip trên Mainboard nếu bạn muốn nâng cấp phần
mềm trong ROM.
Console Interface: Đặc điểm và chức năng của cổng giao tiếp:
• Kết nối Router vào hệ thống mạng để nhận chuyển gói dữ liệu.
• Các cổng có thể gắn trực tiếp trên Mainboard hoặc là dưới dạng Card rời.
 Router LAN và WAN
Router vừa được sử dụng để phân đoạn mạng LAN vừa là thiết bị chính
trong mạng WAN.

12
Phạm Lan Anh
Router phân đoạn mạng LAN.
Router là thiết bị xương sống của mạng Intranet lớn và mạng Internet.
Router hoạt động ở lớp 3 và thực hiện chuyển gói dữ liệu. Để thực hiện hai chức
năng này, mỗi Router phải xây dựng 1 bảng định tuyến và thực hiện trao đổi
thông tin định tuyến với nhau.
Router trong WAN.
Người quản trị mạng có thể duy trì bảng định tuyến bằng cách cấu hình
định tuyến tĩnh, nhưng thông thường thì bảng định tuyến được lưu giữ động nhờ
các giao thức định tuyến và thực hiện trao đổi thông tin mạng giữa các Router.
Một hệ thống mạng được cấu hình đúng phải có đầy đủ các đặc điểm sau:
 Có hệ thống địa chỉ nhất quán từ đầu đến cuối.
 Cấu trúc địa chỉ phải thể hiện được cấu trúc mạng.
 Chọn đường đi tốt nhất.
13
Phạm Lan Anh
 Định tuyến động và tĩnh.
 Thực hiện mạch.
 Vai trò của Router trong mạng WAN
Mạng WAN hoạt động chủ yếu ở lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu.
Vai trò của Router trong WAN
Lớp vật lý trong mạng WAN mô tả các giao tiếp thiết bị dữ liệu đầu cuối
DTE (Data Terminal Equipment) và thiết bị đầu cuối mạch dữ liệu DCE(Data
Cuicuit Terminating Equipment).
Thông thường, DCE là thiết bị ở phía nhà cung cấp dịch vụ và DTE là
thiết bị kết nối vào trong DCE. Theo mô hình này thì DCE có thể là Modem hoặc
CSU/DSU. Chức năng chủ yếu của Router là định tuyến. Hoạt động định tuyến
diễn ra ở lớp ba - lớp mạng trong khi WAN hoạt động ở lớp một và hai. Vậy
Router là thiết bị LAN hay WAN? Câu trả lời là cả hai. Router có thể là thiết bị

LAN và hoặc WAN hoặc thiết bị trung gian giữa LAN và WAN hoặc có thể là
LAN và WAN cùng một lúc.
14
Phạm Lan Anh

Chức năng chủ yếu của Router trong WAN.
Một trong những nhiệm vụ của Router trong mạng WAN là định tuyến gói
dữ liệu ở lớp ba, đây cũng là nhiệm vụ của Router trong mạng LAN. Tuy nhiên,
định tuyến không phải là nhiệm vụ chủ yếu của Router trong mạng WAN. Khi
Router sử dụng các chuẩn và giao thức của lớp vật lí và lớp liên kết dữ liệu để
kết nối các mạng WAN thì lúc này nhiệm vụ chính của Router trong mạng WAN
không phải là định tuyến nữa mà là cung cấp kết nối giữa các mạng WAN với
các chuẩn vật lý và liên kết dữ liệu khác nhau.
1.4.1.2. Switch
Loại switch được sử dụng trong WAN cung cấp kết nối cho hoạt động
thông tin liên lạc bằng điện thoại, video và dữ liệu.
1.4.1.3. Modem và CSU/ DSU
Một kết nối thông tin liên lạc thường sử dụng tín hiệu có định dạng riêng.
Do đó trên một đường tín hiệu số, cần có CSU (Chanel Service Unit) và DSU
(Data Service Unit). Hai thiết bị này thường được tích hợp trong một thiết bị gọi
là CSU/DSU, hoặc cũng có thể được tích hợp trên card giao tiếp của Router.
Khi mạch vòng nội bộ sử dụng tín hiệu tương tự thì cần có Modem. Thiết
bị này có hai loại là Modem điều chế (chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự)
và Modem giải điều chế (chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số).
15
Phạm Lan Anh
1.4.2. Hệ thống cáp của mạng WAN
1.4.2.1. Lớp vật lý của WAN
Các thực hiện thực tế lớp vật lý thay đổi tuỳ vào khoảng cách thiết bị đến
dịch vụ, tốc độ và chính bản thân loại dịch vụ. Các kết nối nối tiếp trong các

mạng WAN như các đường dây thuê riêng chạy PPP (Point to Point Protocol),
Frame Relay hay các dịch vụ quay số theo yêu cầu như ISDN (Integrated Service
Digital Network) hoặc các dịch vụ tốc độ cao băng thông rộng như các kết nối
DSL và modem cáp.
1.4.2.2. Các kết nối WAN nối tiếp
Trong truyền thông đường dài các WAN dùng dạng truyền dẫn nối tiếp là
quá trình truyền bít số liệu nối tiếp nhau qua một kênh đơn. Tiến trình này cung
ứng truyền thông đường dài tin cậy hơn và dùng dải tần số ánh sáng hay điện từ
đặc biệt.
Các tần số được đo theo số chu kỳ trong một giây và được tính bằng Hertz
(Hz), kích thước của dải tần đo theo số bít được truyền trong một giây được gọi
là băng thông.
Trong mạng WAN, kết nối vật lý phía khách hàng được cung cấp bởi một
trong hai loại kết nối nối tiếp đó là bộ kết nối nối tiếp 60 chân và bộ kết nối
thông minh. Còn ở phía nhà cung cấp sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại thiết bị phục
vụ. Khi kết nối với một thiết bị cung cấp tín hiệu định thời như CSU/DSU
(Channel Service Unit/ Data Service Unit) thì có thể dùng cáp DTE (Data
Terminal Equipment) hoặc cáp DCE (Data Communications Equipment).
16
Phạm Lan Anh
1.4.2.3. Router và các kết nối nối tiếp
Các router có nhiệm vụ là định tuyến các gói dữ liệu từ nguồn đến đích
trong một LAN và để cung cấp kết nối đến WAN. Trong môi trường LAN router
chứa broadcast, cung cấp dịch vụ phân giải địa chỉ cục bộ như ARP, RARP và có
thể chia mạng bằng cách dùng một cấu trúc mạng con, router này phải được kết
nối đến LAN và WAN.
Để xác định loại cáp cần xác định là đầu nối DTE hay DCE. DTE là một
điểm của thiết bị user trên một liên kết WAN còn DCE là một điểm thông thường
chịu trách nhiệm chuyển giao số liệu đến nhà cung cấp dịch vụ.
17

Phạm Lan Anh
1.4.2.4. Router và các kết nối ISDN BRI
Có hai loại giao tiếp được dùng trong ISDN BRI đó là BRI/S và BRI/U,
để xác định loại giao tiếp dựa theo ai đang cung cấp thiết bị kết cuối mạng NT1.
Một NT1 là một thiết bị trung gian nằm giữa router và tổng đài ISDN của nhà
cung cấp dịch vụ. Để kết nối cổng ISDN BRI đến thiết bị của nhà cung cấp dịch
vụ dùng cáp UTP cat 5 straight throuth.
1.4.2.5. Router và các kết nối DSL
Cisco 827 ADSL router có một cổng giao tiếp ADSL, kết nối bằng cáp
điện thoại và giắc cắm RJ-11. DSL làm việc qua các đường dây điện thoại chuẩn
dùng chân 3 và 4 trên đầu nối RJ-11.
1.4.2.6. Router và các kết nối cáp
Cisco uRB950 cable access cung cấp một truy xuất mạng tốc độ cao qua
hệ thống truyền hình cáp bằng giao tiếp cáp đồng trục hay F- connector kết nối
trực tiếp vơi hệ thống cáp, đầu nối BNC thường được dùng để nối router với hệ
thống cáp.
1.5.1 Quy trình thiết kế mạng WAN
- Phân tích yêu cầu:
- Phân tích yêu cầu về kỹ thuật:
+ Yêu cầu về hiệu năng mạng
Đánh giá thời gian đáp ứng giữa các trạm hay các thiết bị trên mạng,
Đánh giá độ trễ đối với các ứng dụng khi người dùng truy nhập hay yêu
cầu .
+ Yêu cầu các đòi hỏi về băng thông của các ứng dụng trên mạng,
Đánh giá công suất mạng đáp ứng khi người sử dụng tăng đột biến tại các
điểm cổ chai.
+ Các yêu cầu về quả lý mạng.
18
Phạm Lan Anh
- Phân tích yêu cầu về ứng dụng:

Các ứng dụng cần triển khai ngay trên mạng,
Các ứng dụng có khả năng triển khai trong tương lai,
Số người sử dụng trên từng ứng dụng ,
Giải thông cần thiết cho từng ứng dụng,
Các giao thức mạng cần dùng, và sẽ dùng,
Phân bố thời gian dùng mạng,…
+ Yêu cầu về quản lý mạng:
Xác định phương thức-kỹ thuật quản lý mạng,
Phương thức quan sát hiệu năng mạng,
Phương thức phát hiện lỗi của mạng,
Phương thức quản lý cấu hình mạng.
+ Yêu cầu về an ninh-an toàn mạng:
Xác định các kiểu an ninh-an toàn,
Xác định các yêu cầu cần bảo vệ khi kết nối với mạng ngoài,
và kết nối với internet.
Xác định các yêu cầu về ứng dụng và các ràng buộc về tài
chính, thời gian thực hiện, yêu cầu về chính trị của dự án, xác định
nguồn nhân lực, xác định các tài nguyên đã có và có thể tái sử
dụng.
Lựa chọn mô hình,công nghệ kết nối
Lựa chọn phần cứng (thiết bị, công nghệ kết nối, , ),
Lựa chọn router
Lựa chọn gateway
Lựa chọn modem, NTU,
19
Phạm Lan Anh
Lựa chọn Access server
Lựa chọn bộ chuyển mạch WAN
Lựa chọn các Server ứng dụng
Lựa chọn phần mềm,

Lựa chọn hệ điều hành mạng
Lựa chọn các hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Lựa chọn các phương thức giao tác trên mạng
Đánh giá khả năng,
Triển khai thử nghiệm
20
Phạm Lan Anh
CHƯƠNG II
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF
2.1 VLSM (Variable Length Subnet Mask)
2.1.1. Định nghĩa VLSM
Khi Internet phát triển đòi hỏi phải có không gian địa chỉ IP lớn hơn cho
nên người quản trị mạng phải có cách sử dụng không gian địa chỉ một cách hiệu
quả hơn. Một trong các kỹ thuật phổ biến là VLSM (Variable Length Subnet
Mask)- kỹ thuật phân phối địa chỉ IP thay đổi chiều dài subnet mask. Với VLSM
người quản trị mạng có thể chia địa chỉ mạng có subnet mask dài cho mạng có ít
host và địa chỉ mạng có subnet mask ngắn cho mạng có nhiều host.
Để sử dụng VLSM thì hệ thống mạng phải chạy giao thức định tuyến có
hỗ trợ VLSM như: OSPF (Open Shortest Path First), Integrated IS - IS
(Integrated Intermediate System to Intermediate System), EIGRP (Enhanced
Interior Gateway Routing Protocol), RIPv2 và định tuyến cố định.
VSLM cho phép sử dụng chiều dài subnet mask khác nhau trong một địa
chỉ mạng lớn cho nên VLSM còn được gọi là chia subnet trong một subnet lớn
hơn, giúp tận dụng tối đa địa chỉ. Thông thường khi định tuyến theo lớp địa chỉ
thì toàn bộ hệ thống mạng phải có cùng subnet mask nhưng với VLSM thì có thể
chia một địa chỉ mạng lớn thành nhiều địa chỉ mạng con có kích thước khác nhau
ví dụ như:
Địa chỉ có 30 bit subnet mask (255.255.255.252) dùng cho các kết nối
mạng, địa chỉ mạng có 24 bít (255.255.255) subnet mask dùng cho mạng có dưới
254 user…

Khi định tuyến theo lớp địa chỉ sự phí phạm không gian địa chỉ luôn tồn
tại mà khi subnet đầu tiên và subnet cuối cùng không được sử dụng và khi các
kết nối serial giữa hai router là kết nối điểm đến điểm chỉ cần rất ít địa chỉ IP cho
nên sự lãng phí là rất lớn đặc biệt là khi hệ thống mạng lớn. Với VSLM thì sự phí
21
Phạm Lan Anh
phạm đó được giảm tối thiểu khi ta phân các subnet lớn thành các subnet nhỏ
hơn.
2.1.2. Tính toán chia subnet với VLSM
Để tính toán chia mạng với VLSM, trước tiên chúng ta xét mạng LAN lớn
nhất trong hệ thống mạng WAN, thông qua đó tính số bít cần mượn để chia
thành các subnet nhỏ hơn và đáp ứng được không gian địa chỉ cho mạng đó. Sau
đó xét đến mạng LAN lớn kế tiếp và tiếp tục chia thành các subnet nhỏ hơn. Quá
trình lặp lại như vậy cho đến khi các mạng LAN được đáp ứng đầy đủ địa chỉ IP.
2.1.3. Tổng hợp địa chỉ IP
Quá trình tổng hợp địa chỉ IP thực chất là quá trình ngược của bài toán
chia địa chỉ theo VLSM, quá trình này tổng hợp các subnet nhỏ thành một subnet
lớn đại diện chung cho toàn bộ subnet. Khi sử dụng VLSM nên phân bố các
subnet liền nhau ở liền nhau để có thể tổng hợp địa chỉ dễ dàng hơn. Việc tổng
hợp địa chỉ IP giúp thu gọn kích thước bảng định tuyến trên router.
Để thực hiện việc tổng hợp địa chỉ IP thì cần phải chạy giao thức định
tuyến không theo địa chỉ vì các giao thức này có truyền thông tin về subnet mask
đi kèm với địa chỉ IP subnet trong các thông tin định tuyến.
Các nguyên tắc khi thực hiện tổng hợp địa chỉ IP là:
• Mỗi router phải biết địa chỉ cụ thể của tất cả các mạng kết nối trực tiếp
vào nó.
• Mỗi router không cần phải gửi thông tin chi tiết về mỗi subnet của nó cho
các router khác nếu như nó có thể tổng hợp các subnet thành một địa chỉ đại diện
được.
• Khi tổng hợp địa chỉ, bảng định tuyến của các router tầng trên sẽ được rút

gọn lại.
22
Phạm Lan Anh
2.1.4 Cấu hình VLSM
Sau khi chia địa chỉ theo VLSM xong thì công việc tiếp theo là cung cấp
địa chỉ IP cho từng thiết bị trong hệ thống, việc cấu hình địa chỉ IP cho các cổng
giao tiếp của router tiến hành như sau:
Từ chế độ người sử dụng (User mode) chuyển sang chế độ đặc quyền
(Privileged Mode) bằng lệnh Enable: Router> Enable
Sau đó chuyển sang chế độ cấu hình tổng thể (Global Configuation Mode)
bằng lệnh Config terminal: Router# Config terminal
Vào cổng tương ứng cần cấu hình bằng lệnh:
Interface <loại cổng> <số hiệu cổng>
Ví dụ:
Router(config)# interface serial 0
Và thiết lập địa chỉ IP cho cổng bằng lệnh:
Router(config-if) #ip address <địa chỉ IP> <subnet mask>
Ví dụ:
Router(config-if) #ip address 192.168.10.137 255.255.255.25
2.2 OSPF đơn vùng
2.2.1 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liến kết
2.2.1.1 Tổng quan về giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Giao thức định tuyến nội vi (IGP) có hai loại chính là định tuyến theo
vectơ khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Cả hai loại giao
thức định tuyến này đều thực hiện định tuyến trong phạm vi một hệ tự quản và
thực hiện cùng một nhiệm vụ nhưng sử dụng hai phương pháp khác nhau.
Thuật toán định tuyến theo vector khoảng cách không cung cấp được
thông tin cụ thể về cấu trúc đường đi trong mạng và không có nhận biết về các
router trên đường đi. Còn thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết hay
23

Phạm Lan Anh
còn gọi là thuật toán chọn đường ngắn nhất (SPF - Shortest Path First), lưu giữ
một cơ sở dữ liệu phức tạp các thông tin về cấu trúc hệ thống mạng. Thuật toán
này có đầy đủ thông tin về các router trên đường đi và cấu trúc kết nối của
chúng. Hoạt động cập nhật chỉ được thực hiện khi có sự kiện thay đổi, do đó
băng thông được sử dụng hiệu quả hơn và mạng hội tụ nhanh hơn, không bị lặp
vòng và khi có sự thay đổi trạng thái của một đường liên kết thông tin được phát
ra cho tất cả các router trong mạng.
Tuy vậy, định tuyến theo trạng thái đường liên kết cấu hình phức tạp hơn
và đòi hỏi nhiều bộ nhớ và năng lượng xử lý hơn. OSPF là một trong những giao
thức quan trọng nhất của thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết, để
cấu hình OSPF cần phải khởi động OSPF trên router sau đó khai báo các mạng
mà OSPF được phép hoạt động trên đó.
2.2.1.2 Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thu thập thông tin về
đường đi từ tất cả các router khác trong cùng hệ thống mạng hay trong một vùng
đã được xác định. Khi tất cả các thông tin đã được thu thập đầy đủ thì sau đó mỗi
router sẽ tự tính toán để chọn ra đường đi tốt nhất cho nó đến các mạng đích
trong hệ thống. Như vậy mỗi router có một cái nhìn riêng và đầy đủ về hệ thống
mạng, khi đó chúng sẽ không còn truyền đi các thông tin sai lệch mà chúng nhận
được từ các router láng giềng.
Các hoạt động của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:
• Đáp ứng nhanh theo sự thay đổi của hệ thống mạng.
• Gửi cập nhật khi hệ thống mạng có sự thay đổi.
• Gửi cập nhật định kỳ để kiểm tra trạng thái đường liên kết.
• Sử dụng cơ chế hello để xác định router láng giềng có còn kết nối
được hay không.
Mỗi router gửi multicast gói hello để giữ liên lạc với các router láng
giềng, gói hello mang thông tin về các mạng kết nối trực tiếp vào router. Các đặc
24

Phạm Lan Anh
điểm hoạt động của router sử dụng giao thức định tuyến theo trạng thái đường
liên kết là:
• Sử dụng thông tin từ gói hello và LSAs nhận được từ các router láng
giềng để xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng.
• Sử dụng thuật toán SPF để tìm ra đường đi ngắn nhất đến từng mạng.
• Lưu kết quả chọn đường trong bảng định tuyến.
2.2.1.3 Thông tin định tuyến được duy trì như thế nào
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng các thành
phần: LSAs, cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng, thuật toán SPF, cây SPF,
bảng định tuyến với đường đi và cổng ra tương ứng để định tuyến cho gói dữ liệu
như sau:
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được thiết kế để khắc
phục các nhược điểm của giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách như: Giao
thức định tuyến theo vectơ khoảng cách chỉ trao đổi thông tin định tuyến với các
router kết nối trực tiếp với mình, trong khi giao thức định tuyến theo trạng thái
đường liên kết thực hiện trao đổi thông tin định tuyến trên một vùng rộng lớn.
Khi có một sự cố xảy ra trong mạng giao thức định tuyến theo trạng thái đường
liên kết lập tức phát các gói LSAs ra trên toàn vùng bằng 1 địa chỉ multicast đặc
biệt. Tiến trình này thực hiện gửi thông tin ra tất cả các cổng, trừ cổng nhận được
thông tin. Mỗi router nhận được một LSA, cập nhật thông tin mới này vào cơ sở
dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Sau đó router chuyển tiếp gói LSA này cho
tất cả các thiết bị láng giềng khác. LSAs làm cho mọi router trong vùng thực hiện
tính toán lại đường đi. Chính vì vậy số lượng router trong một vùng nên có giới
hạn.
Một kết nối tương ứng với một cổng trên router. Thông tin về trạng thái
của một liên kết bao gồm thông tin về một cổng của router và mối quan hệ với
các router láng giềng trên cổng đó. Ví dụ như: thông tin về một cổng trên router
bao gồm địa chỉ IP, subnet mask, loại mạng kết nối vào cổng đó… Tập hợp tất cả
25