Thiết kế mạng LAN cho trường học để nhà trường có thể quản lí công việc một cách dễ dàng và có hiệu quả cao

Website: Email : Tel : 0918.775.368
LờI NóI ĐầU
LờI NóI ĐầU
Ngày nay, nền kinh tế của đất nớc đang ngày một phát triển và đang
hoà nhập với nền kinh tế của khu vực cũng nh của thế giới. Cùng với sự
phát triển đó mạng máy tính đã và đang trở nên rất quan trọng đối với
chúng ta trong mọi lĩnh vực nh: Khoa học, quốc phòng, thơng mại, giáo
dục hiện nay ở nhiều nơi, mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu
đợc.
Mạng LAN (local Area Networks) là một mô hình hiện nay đợc sử
dụng phổ biến trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ, trờng học, công sở
Tuy là một mô hình mạng nhỏ nhng để đáp ứng hầu hết mọi yêu cầu của
ngời sử dụng trong các ứng dụng mạng nh chia sẻ thông tin, tài nguyên trên
mạng, làm việc trong môi trờng tơng tác Với việc sử dụng mạng LAN sẽ
giảm đáng kể chi phí và thiết bị nhng vẫn đảm bảo tính chính xác và yêu
cầu của công việc. Vì vậy em đã lựa chọn đề tài thực tập Thiết kế mạng
LAN cho trờng học để nhà tr ờng có thể quản lí công việc một cách dễ
dàng và có hiệu quả cao.
Qua quá trình học tập, nghiên cứu và tham khảo tài liệu, em đã hoàn
thành đề tài. Tuy nhiên do thời gian thực tập có hạn mà vốn kiến thức của
em còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu xót. Em rất mong sự đóng góp ý
kiến của các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên trong trờng để bản báo
cáo thực tập môn học của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn tận tình của các thầy, cô
giáo bộ môn Điện tử viễn thông, đặc biệt là thầy Phạm Văn Ngọc đã trực
tiếp hớng dẫn em hoàn thành đề tài này.
Chơng 1
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
1
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Tổng quan về mạng máy tính

1.1.Giới thiệu chung về mạng máy tính
1.1.1. Khái niệm mạng máy tính
Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính đợc kết nối với nhau theo
một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau.
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 hây rất nhiều bất tiện cho ng ời dùng. Các máy tính đợc
kết nối thành mạng cho pháp 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, modem ).
Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
Hình 1.1 Một hệ thống mạng máy tính đơn giản.
1.1.2. Phân loại mạng máy tính
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
2
Máy in
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phơng thức kết nối mạng đợc sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng, có
hai phơng thức chủ yếu là điểm - điểm và điểm nhiều điểm.
- Phơng thức điểm - điểm: các đờng truyền riêng biệt đợc thiết
lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền hoặc
nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian nh lu trữ những dữ liệu mà
nó nhận đợc rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu
đó đạt tới đích.
- Phơng thức điểm nhiều điểm: tất cả các trạm phân chia chung
một đờng truyền vật lý. Dữ liệu đợc gửi đi từ một máy tính sẽ có thể đợc tiếp

nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra dịa chỉ đích của dữ
liệu để mỗi máy tính căn ca vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho
mình không nếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua.
Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý:
- GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục
khác nhau. Thông thờng kết nối này đợc 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 thờng kết nối này đợc thực hiện thông qua mạng viễn thông.
- MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong
phạm vi một thành phố. Kết nối này đợc thông qua các môi trờng truyền
thông tốc độ cao ( 50 100 Mbit/s).
- LAN (Local Erea Network) Mạng cục bộ, kết nối các máy
tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thờng khoảng vài trăm mét. Kết
nối đợc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao. Các LAN
có thể đợc kết nối với nhau thành WAN.
Phân loại mạng máy tính theo tôpô:
- Mạng dạng hình sao (Star Topology): ở dạng hình sao, tất cả
các trạm đợc nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phơng thức kết nối là phơng thức
điểm - điểm.
- Mạng hình tuyến ( Bus Topology): Trong dạng hình tuyến,
các máy tính đều đợc nối vào một đờng dây truyền chính (bus). Đờng truyền
chính này đợc giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt goi là
Terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đờng truyền tại đây).
Mỗi trạm đợc nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ

thu phát (Transceiver).

Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
4
Hình 1.2 Topology hình sao




Terminator
Hình 1.3 Topology hình tuyến




T- Connecter
Website: Email : Tel : 0918.775.368
- Mạng dạng vòng ( Ring Topology): Các máy tính đợc liên kết
với nhau thành một vòng tròn theo phơng thức điểm - điểm, qua đó mỗi
một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu đợc
truyền theo từng gói một.
- Mạng 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.

Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
5
Spliter
Station
HUB

Hình 1.5 Sơ đồ mạng kết hợp hình sao và vòng




Repeater
Hình 1.4 Topology dạng vòng
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phân loại mạng máy tính theo chức năng:
- Mạng Client Server : một hay một số máy tính đợc thiết lập để
cung cấp các dịch vụ nh file server, mail server, Web server, Print server,
các máy tính đợc thiết lập để cung cấp các dịch vụ đợc gọi là server, còn các
máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì đợc gọi là Client.
- Mạng ngang hàng (Peer - to Peer): Các máy tính trong
mạng có thể hoạt động vừa nh một Client, vừa nh một Server.
- Mạng kết hợp : Các máy tính thờng đợc thiết lập theo cả hai
chức năng Client - Server và peer to peer.
1.1.3. Mô hình OSI
Mô hình OSI đợc chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm những hoạt
động, thiết bị và giao thức mạng khác nhau.
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
6
Máy in
Hình 1.7 Sơ đồ tiêu biểu về mạng ngang hàng
hahjhhkjjhhhfgfhàng
Máy in
Máy phục vụ
Hình 1.6 Sơ đồ tiêu biểu mạng dựa trên máy phục vụ.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

- Mức 1: Mức vật lý (Physical Layer)
Thực chất của mức này là thực hiện nối kết các phần tử của mạng
thành một hệ thống bằng các phơng pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục
đảm bảo các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đờng truyền
thực cho các chuỗi bit thông tin.
- Mức 2: Mức liên kết dữ liệu (Data Link Layer)
Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dới dạng
chuỗi các bít ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là Frame. Sau đó
đảm bảo truyền liên tiếp các Freme tới mức vật lý, đồng thời xử lí các thông
báo từ trạm thu gửi trả lại. Nhiệm vụ chính của mức này là khởi tạo và tổ
chức các Frame cũng nh xử lí các thông tin liên quan tới nó.
- Mức 3: Mức mạng ( Network Layer)
Mức mạng nhằm bảo đảm tảo đổi thông tin giữa các mạng con trong
một mạng lớn, mức này còn đựơc gọi là mức thông tin giữa các mạng con với
nhau. Trong mức mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đờng khác
nhau để tới đích. Do vậy ở mức này phải chỉ ra đợc con đờng nào dữ liệu có
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
7
7 Application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network
2 Data links
1 Physical
Application protocol
7 Application
6 Presentation
5 Session
4 Transport

3 Network
2 Data links
1 Physical
Presentation Protocol
Sesion protocol
Transport protocol
Network protocol
Data protocol
Physical protocol
Computer
Network
Hình 1.8 Mô hình OSI
Website: Email : Tel : 0918.775.368
thể đi và con đờng nào bị cấm tại thời điểm đó. Thờng mức mạng đợc sử
dụng trong trờng hợp mạng có nhiều con hoặc các mạng lớn và phân bố trên
một không gian rộng với nhều nút thông tin khác nhau.
- Mức 4: Mức truyền (Transport Layer)
Nhiệm vụ của mức này là xử lí các thông tin để chuyển tiếp các chức
năng từ mức trên nó (mức tiếp xúc) đến mức dới nó (mức mạng) và ngợc lại.
Thực chất mức truyền là để đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau
Mức này nhân các thông tin từ các mức tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị
dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng.
- Mức 5: Mức tiếp xúc (Session Layer)
Mức này cho phép ngời sử dụng tiếp xúc với nhau qua mạng. Nhờ mức
tiếp xúc những ngời sử dụng lập đợc các đờng nối với nhau, khi cuộc hội
thoại đợc thành lập thì mức này có thể quản lí cuộc hội thoại đó theo yêu cầu
của ngời sử dụng. Một đờng nối giữa những ngời sử dụng đợc gọi là một
cuộc tiếp xúc. Cuộc tiếp xúc cho phép ngời sử dụng đợc đăng ký vào một hệ
thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển một file giữa 2 máy.
- Mức 6: Mức tiếp nhận (Presentation Layer)

Mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy
vào mạng, nhiệm vụ của mức này là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi
các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển
thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loịa máy khác nhau đều có thể
thâm nhập vào hệ thống mạng.
- Mức 7: Mức ứng dụng (Application Layer)
Mức này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho ngời sử dụng, cung cấp tất
cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho ngời sử dụng, yêu cầu phục vụ chung
nh chuyển các File, sử dụng các Terminal của hệ thống, mức sử dụng bảo
đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho ngời sử dụng khai thác mạng
tốt nhất.
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
8
Website: Email : Tel : 0918.775.368
1.2. Mạng LAN
1.2.1. Khái niệm
Mạng LAN là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2
node bất kỳ trong mạng không vợt quá vài km, và thông thờng mạng
LAN cục bộ đợc xây dựng và cài đặt trong các cơ quan, xí nghiệp
trên phạm vi tơng đối hẹp.
1.2.2. Mô hình mạng LAN
Hình 1.9 Mô hình mạng LAN
1.3. Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN
1.3.1. Card mạng
Card mạng còn đợc gọi là card giao tiếp mạng NIC (Network Interface
Card) đợc lắp đặt trong mỗi máy tính trong mạng cục bộ. Card này có nhiệm
vụ chuyển dữ liệu từ máy tính vào cáp mạng và ngợc lại. Điều này chính là
sự chuyển đổi từ tín hiệu số của máy tính thành các tín hiệu điện hay quang
đợc truyền dẫn trên cáp mạng. Đồng thời nó cũng thực hiện chức năng tổ hợp
dữ liệu thành các gói và xác định nguồn và đích của gói.

Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
9
Website: Email : Tel : 0918.775.368
1.3.2. Hub (Bộ tập trung)
Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm
kết nối day trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN đợc kết nối
thông qua Hub. Hub thờng đợc dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm
của nó ngời ta liên kết với các máy tính dới dạng hình sao. Một hub thông th-
ờng có nhiều cổng nối với ngời sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại
vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BATET từ mỗi trạm
của mạng. Khi tín hiệu đợc truyền từ một trạm tới Hub, nó đợc lặp lại trên
khắp các cổng khác của Hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra
cho phép hoặc không cho phép bởi ngời điều hành mạng từ trung tâm quản lý
hub. Về cơ bản, trong mạng Ethernet, hub hoạt động nh một repeater có
nhiều cổng.
1.3.3. Switch (Bộ chuyển mạch)
Bộ chuyển mạch là sự tiến hoá cuả cầu, nhng có nhiều cổng và dùng
các mạch tích hợp nhanh để giảm độ trễ của việc chuyển khung dữ liệu.
Switch giữa bảng địa chỉ MAC của mỗi cổng và thực hiện giao thức Spanning
Tree. Switch cũng hoạt động ở tầng data link và trong suốt với các giao
thức ở tầng trên.
1.1.4.Repeater (Bộ khuyếch đại)
Repeater là thiết bị trung gian thực hiện chức năng chuyển tiếp ở mức
vật lí, nó có tác dụng khuyếch đại tín hiệu trên đờng truyền do đó đợc sử
dụng để kéo dài cáp mạng. Nó không thể sử dụng để nối các mạng có công
nghệ khác nhau.
Repeater hoạt động tại tầng vật lí, nó tiếp nhận tín hiệu từ một đoạn
mạch tái tạo và truyền đến đoạn mạng kế tiếp. Muốn chuyển gói dữ liệu qua
bộ phát lặp từ đoạn mạng này sang đoạn mạng kế tiếp, gói dữ liệu và giao
thức Logical Link Control (LLC) phải giống nhau trên mỗi đoạn mạng. Bộ

phát lặp không dịch hoặc lọc bất kì tín hiệu nào, để thiết bị này có thể hoạt
động, cả hai đoạn mạng nối bộ chuyển tiếp phải có cùng phơng pháp truy
cập.
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
10
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Hiện nay có hai loại Repeater đang đợc sử dụng là Repeater điện và
Repeater điện quang.
- Repeater điện: nối với đờng dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận
tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng
Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách
của mạng, nhng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa
do độ trễ của tín hiệu.
Ví dụ: với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là
2.8km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater.
- Repeater điện quang: liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là
cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát
trên cáp quang và ngợc lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng
thêm chiều dài của mạng.
Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiệu đi qua
nên nó chỉ đợc dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông và
không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau. Repeater
không làm thay đổi khối lợng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không
tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lựa chọn sử
dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc
độ của mạng.
1.1.5.Bridge ( Cầu nối)
Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc
khác nhau, nó có thể đợc dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu
nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không nh bộ tiếp sức phải phát lại

tất cả những gì nó nhận đợc thì cầu nối đọc đợc các gói tin của tầng liên kết
dũ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trớc khi quyết định có chuyển đi
hay không. Khi nhận đợc các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những
gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối
một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.
1.1.6.Router (Bộ định tuyến)
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
11
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm đợc đ-
ờng đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đI từ trạm gửi thuộc mạng
đầu tiên đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể đợc sử dụng trong
việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đ-
ờng khác nhau để tới đích.
Khi xử lý một gói tin Router phải tìm đợc đờng đi của gói tin qua
mạng. Để làm đợc điều đó Router phải tìm đợc đờng đi tốt nhất trong mạng
dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thờng trên mỗi Router có một
bảng chỉ đờng ( Router table). Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các
mạng trong liên mạng, Router tính đợc bảng chỉ đờng (Router table) tối u
dựa trên một thuật toán xác định trớc.
1.1.7.Cable ( Cáp mạng)
Cáp xoắn
Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại (STP Shield
Twisted Pair) và cáp không bọc kim loại ( UTP Unshield Twisted Pair).
Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống
nhiễu điện tử, có loại có một đôi dây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi
dây xoắn với nhau.
Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tơng tự nh STP nhng kém hơn về
khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc. Đây là loại cáp rẻ, dễ
cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hởng của môi trờng.

Cáp đồng trục
Hiện nay có cáp đồng trục sau:
1. RG 58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet
2. RG - 59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp
Các mạng cục bộ thờng sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5
10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng trục
khác vì nó có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thờng của một đoạn cáp nối
trong mạng là 200m, thờng sử dụng trong dạng Bus.
Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable)
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Th
12