Báo cáo tốt nghiệp Tổng quan về mạng máy tính, mạng Lan

Báo cáo tốt nghiệp

Lời nói đầu
Chúng ta đã và đang sống trong thời kỳ phát triển nhanh chóng và sôi
động của công nghệ tin học, cũng nh tất cả các sản phẩm trí tuệ của con ngời,
máy tính càng trở nên mạnh mẽ hơn, dễ sử dụng hơn, hiệu quả cao hơn.
Dần dần các máy tính đơn lẻ đợc kết nối với nhau thành mạng máy tính và
ngày nay đã trở thành không thể thiếu của hầu nh bất kỳ tổ chức nào. Mạng máy
tính cho phép ngời sử dụng liên lạc với nhau, chia sẻ thông tin, chia sẻ tài
nguyên, cộng tác và kết hợp sức mạnh. Quy mô mạng máy tính không còn tính
bằng đờng biên giới, nó đã vợt qua khuôn khổ một quốc gia riêng lẻ, cùng với
hàng loạt dịch vụ, đã đáp ứng đợc hầu hết các nhu cầu thông tin của con ngời ở
mọi lúc, mọi phơng diện.
Chính vì vậy những vấn đề về tin học viễn thông nói chung và mạng máy
tính nói riêng sẽ trở thành kiến thức phổ thông, em cũng nh các bạn khác ham
hiểu biết về mạng máy tính. Vì vậy trong phần đồ án này, em xin trình bày tổng
quan về mạng máy tính - mạng LAN.
Do giới hạn của bản báo cáo và trình độ của ngời thực hiện còn hạn chế
nên không tránh khỏi thiếu sót, em mong đợc sự thông cảm và chỉ bảo của các
thầy giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp cho em đợc hoàn thiện hơn nữa.
Sau cùng em xin phép đợc bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hớng
dẫn Nguyễn Thống Nhất đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản báo cáo tốt
nghiệp này.


Báo cáo tốt nghiệp

chơng i

Tổng quan chung về mạng máy tính
I.1. Khái niệm về mạng và nối mạng

ở mức độ cơ bản nhất, mạng (network) bao gồm hai máy tính nối với
nhau bằng cáp (Cable) sao cho chúng có thể dùng chung dữ liệu. Mọi mạng máy
tính, cho dù có tinh vi, phức tạp đến đâu chăng nữa, cũng đều bắt nguồn từ hệ
thống đơn giản đó. Cái ý tởng nối hai máy tính bằng cáp nghe có vẻ không có gì
phi thờng, nhng nếu nhìn lại thì đó chính là một thành tựu lớn lao trong công
nghệ truyền thông.
Mạng máy tính từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung (Share) dữ liệu.
Máy tính cá nhân là công cụ tuyệt vời giúp tạo dữ liệu, bảng tính, hình ảnh và
nhiều dạng thông tin khác, nhng khôngcho phép bạn nhanh chóng chia sẻ dữ liệu
bạn tạo nên. Không có hệ thống mạng, dữ liệu phải đợc in ra giấy thì ngời khác
mới có thể hiệu chỉnh hay sử dụng. Cùng lắm thì bạn chỉ có thể chép tập tin lên
đĩa mềm và trao đĩa cho ngời khác chép vào máy họ. Nếu ngời khác thực hiện
thay đổi cho tài liệu thì bạn vô phơng hợp nhất các thay đổi. Phơng thức làm việc
nh thế đã và vẫn còn đợc gọi là làm việc trong môi trờng độc lập (stand alone
environment).
Nếu ngời làm việc ở môi trờng độc lập nối máy tính của mình với nhiều
ngời khác, thì ngời này có thể sử dụng dữ liệu tên các máy tính và cả máy in.
Một nhóm máy tính và những thiết bị ngoại vi nối kết với nhau đợc gọi là mạng,
còn khái nhiệm về các máy tính nối với nhau dùng chung tài nguyên đợc gọi là
nối mạng (networking).

2


Báo cáo tốt nghiệp

Máy tính

Máy in

Cáp

Hình 1.1. Thể hiện một hệ thống mạng đơn giản
Các máy tính cấu thành mạng có thể dùng chung những thứ sau:
- Dữ liệu
- Thông điệp
- Hình ảnh
- Máy fax
- Modem
- Các tài nguyên phần cứng khác.
Danh sách này không ngừng mở rộng, do con ngời thờng xuyên tìm ra
những cách thức mới giúp chia sẻ thông tin và giúp tiếp bằng phơng tiện máy
tính.
I.2. Ưu điểm của mạng

- Việc nối các mạng máy vi tính cá nhân (Personal Computer) đơn lẻ với
các thiết bị dùng chung và tổ chức thành mạng có rất nhiều lợi ích, cơ bản nh
sau:
+ Kinh tế trong đầu t thiết bị: nhờ nối mạng, ngời ta có thể tiết kiệm bằng
cách giảm số lợng máy in (printer), số lợng ổ đĩa (Driver Disk), giảm tối đa cấu
hình của máy trạm (Workstation).

3


Báo cáo tốt nghiệp

+ Kinh tế về mặt sử dụng tài nguyên: nhờ nối mạng thông tin, dữ liệu chỉ
cần nhập một lần và đợc lu trữ ở một nơi, do đó tiết kiệm đợc thời gian cập nhật

thông tin (Update Communication) và dung lợng ổ đĩa.
+ Thông tin đợc nối mạng cho nên chính xác hơn, nhanh hơn do không
phải cập nhật nhiều lần, nhiều nơi và giá trị sử dụng thông tin tăng lên do có
nhiều ngời cùng khai thác một thông tin trong cùng một thời gian.
+ Ngời sử dụng có thể ngồi một nơi và khai thác dữ liệu ở nơi khác, đó là
do sử dụng dịch vụ truy nhập từ xa (Remote Access Control).

4


Báo cáo tốt nghiệp

chơng ii
đờng truyền vật lý thiết bị kết nối
trong mạng máy tính

1. Tổng quan về đờng truyền vật lý thiết bị kết nối trong mạng
máy tính

Đờng truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu điện tử giữa các mạng
máy tính. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dới dạng các xung
nhị phân. Tất cả các tín hiệu đợc truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng
sóng điện từ và có tần số trải từ các tần số radio tới các sóng cực ngắn (vi ba), và
tia hồng ngoại. Tuỳ theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đờng truyền vật
lý khác nhau để truyền các tín hiệu. Các tần số Radio có thể truyền bằng cáp
điện hoặc bằng phơng tiện quảng bá (Radio broadcashing) sóng cực ngắn (viba)
thờng đợc dùng để truyền các trạm mặt đất và các vệ tinh, các tính hiệu quảng bá
từ một trạm phát tới nhiều trạm thu (nh mạng điện thoại tổ ong là một minh
hoạ). Tia hồng ngoại là lý tởng đối với nhiều loại truyền thông mạng, nó có thể
đợc truyền giữa hai điểm hoặc quảng bá từ một điểm tới nhiều máy thu.

Tia hồng ngoại và các tần số cao hơn ánh sáng có thể đợc truyền qua
các cáp sợi quang, khi xét lựa chọn đờng truyền vật lý đặc trng cơ bản của
chúng là:
- Giải thông: giải thông của một đờng truyền chính là độ đo phạm vi tần
số mà nó có thể đáp ứng đợc. Giải thông phụ thuộc vào độ dài cáp, cáp càng
ngắn thì giải thông lớn hơn so với cáp dài. Giải thông của đờng điện thoại là 400
đến 4.000 HZ. Có nghĩa là nó có thể truyền đợc tín hiệu với các tần số nằm trong
phạm vi tần số từ 400 đến 4.000 chu kỳ/ giây.
- Thông lợng: Thông lợng là tốc độ truyền dữ liệu trên đờng truyền, tính
bằng số bít trên một giây.

5


Báo cáo tốt nghiệp

- Độ suy hao: Độ suy hao là độ đo sự yếu đi của tín hiệu trên đờng truyền.
Cáp càng dài thì suy hao càng lớn.
- Độ nhiễu điện từ: Độ nhiễu điện từ gây ra bởi tiếng ồn điện từ bên ngoài
làm ảnh hởng đến tín hiệu trên đờng truyền.
Có hai loại đờng truyền: hữu tuyến (Cable) và vô tuyến (Wireless) đợc sử
dụng trong việc kết nối mạng máy tính.
+ Đờng truyền hữu tuyến gồm có: cáp đồng trục, cáp xoắn đôi (trong đó
có bọc kim và không có bọc kim), cáp sợi quang.
+ Đờng truyền vô tuyến gồm có: radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại.
2. Quá trình truyền dữ liệu trên mạng

- Quá trình khai thác tài nguyên trong mạng dẫn đến quá trình truyền dữ
liệu giữa các máy tính trong mạng.
- Quá trình truyền dữ liệu giữa 2 máy tính gồm 3 bớc cơ bản sau:

+ Mã hoá dữ liệu trớc khi chuyển thành tín hiệu.
+ Truyền tín hiệu.
+ Tiếp nhận tín hiệu
Bớc 1: Dữ liệu đợc chia cắt thành từng khối hay từng gói nhỏ, sau đó mã
hoá dạng tín hiệu tơng tự và bổ xung một số thông tin khác nh: địa chỉ nơi nhận,
nơi gửi, tốc độ truyền, kiểu truyền, v.v...
Bớc 2: Làm nhiệm vụ truyền tín hiệu đã đợc mã hoá thành từng gói nh đã
làm ở bớc 1.
Bớc 3: Nhân và giải mã, trong bớc này máy nhận tín hiệu đợc truyền đến,
chuyển tín hiệu dạng tơng tự thành dạng số, lọc bỏ thông tin không phải là dữ
liệu để tiếp nhận lại dữ liệu.

6


Báo cáo tốt nghiệp
3. Số hiệu ngắt

- Khi cài đặt card mạng vào máy tính cũng giống nh cài đặt các thiết bị
mới, chúng ta cần phải khai báo số hiệu ngắt (Interrup Numeric).
- Mỗi card mạng chỉ có thích hợp với một vài số hiệu ngắt nào đó sao cho
việc chọn đó không làm xung đột với số hiệu ngắt của các thiết bị khác.
4. Gói dữ liệu

Là gói (packet) mà máy tính dùng để gói khi cắt các file dữ liệu trong quá
trình truyền dữ liệu. Việc chuyển thành gói nh vậy có các lợi ích sau:
- Tốc độ làm việc trên toàn bộ hệ thống mạng nhanh hơn.
- Đờng truyền không luôn bận vì một ngời, các máy khác có thể gửi gói
thông tin trong khi một máy khác đang cởi gói vừa nhận đợc.
- Nếu quá trình (truyền - nhận) bị sai sót thì các máy chỉ cần (truyền nhận) lại các gói bị sai mà không cần (truyền - nhận) lại toàn bộ file. Do vậy

mạng làm việc hiệu quả hơn. Truyền từng gói dữ liệu là nguyên tắc chung của
mọi mạng.
5. Giao thức trên mạng

Các card mạng (NIC) đợc thiết kế để phục vụ cho việc giao/ nhận các gói
dữ liệu hoặc truyền thông tin trên mạng.
Trong các card mạng đã cài sẵn các chơng trình cung cấp cách thức để
liên lạc với các trạm trên mạng, cách thức này đợc gọi là giao thức (protocol).
a. Giao thức Token Passing
Là giao thức mà trong đờng truyền liên tục có một thẻ bài mà ta có thể
hình dung nh một chiếc xe chạy vòng quanh mạng liên tục, trạm nào muốn gửi
dữ liệu thì ném gói hàng có địa chỉ nơi nhận vào xe.
Vì chỉ có một xe nên việc đụng độ dữ liệu là không xảy ra nên hiệu xuất
truyền dữ liệu là không thay đổi khi ngời dùng trong mạng tăng lên.

7


Báo cáo tốt nghiệp

b. Giao thức chuyển mạch (Circuit Switching Protocol)
Là giao thức hoạt động theo cách thức sau: một nút có thể phát ra tín hiệu
yêu cầu thâm nhập vào mạng, nếu vào lúc này đờng cáp không bận thì mạch
điều khiển cho phép nút này đợc thâm nhập vào đờng cáp, còn khi đờng cáp bận,
nghĩa là đang có giao lu giữa hai nút, thì việc xâm nhập sẽ bị từ chối.
c. Giao thức điều khiển và truy nhập vòng (Control Access Polling Protocol
Là giao thức hoạt động theo cách thức sau: Một bộ phận điều khiển trung
tâm sẽ theo dõi hoạt động của các nút (bằng cách hỏi vòng) và cho phép thâm
nhập khi nút có yêu cầu. Giao thức này khác với giao thức chuyển mạch ở trên vì
bộ phận điều khiển chung sẽ xác định những nút nào cần đợc thâm nhập mà

không phải bản thân các nút có quyền tự quyết định.
d. Giao thức truy nhập nhiều nút (Carrier Sense Multiple Access)
Là cùng một lúc nhiều nút thâm nhập vào mạng, giao thức này thờng đợc
dùng trong sơ đồ Bus. Các nút thờng xuyên hỏi đờng cáp có rảnh dsdể gửi
hàng hoặc gói hàng đi qua có phải là gửi cho nó hay không. Nếu cùng lúc có hơn
một nút đều muốn sử dụng đờng truyền, thì giao thức phải phát hiện điêù này và
ra lệnh cho một nút đợc thâm nhập còn các nút khác phải ngừng thâm nhập và
chờ lần sau.
Trên cơ sở của 4 giao thức trên, ngời ta có thể kết hợp tạo ra rất nhiều giao
thức khác nhau, tuy nhiên một mạng chỉ có thể trao dữ liệu với nhau khi có cùng
một giao thức.
6. Kiểu gói dữ liệu

- Gọi cách thức gói dữ liệu (packet) là Media của mạng, một cách thức gói
cụ thể của một Media gọi là Frame.
- Với Media của Ethernet có 4 kiểu Frame sau:
+ Frame 802.3
+ Frame 802.2
+ Frame Ethernet II

8


Báo cáo tốt nghiệp

+ Ethernet SNAP
7. Nối vật lý

Để nối vật lý mạng cần tiến hành các bớc sau:
- Phân tích kỹ thuật: Chủ, hàng, thử (test) từng cặp.

- Cài đặt card mạng vào main boad của CPU.
- Đặt các thông số kỹ thuật cho card mạng và test khả năng làm việc của
nó trong bớc này cần dùng với nút bịt đầu cuối và thực hiện với tất cả các máy.
8. Nối logic

Là bớc tiếp theo tạo nên sự liên kết giữa máy chủ (Server) và trạm làm
việc (Workstation) về phơng diện phần mềm (Software).
Tuỳ thuộc vào hệ điều hành mạng (Operating System) chúng ta có cách
nối logic khác nhau, song các bớc tiến hành cơ bản nh sau:
- Cài đặt hệ điều hành trên máy chủ (Serverr).
- Cài đặt hệ điều hành trên máy trạm (Workstation).
9. An toàn thông tin trên mạng

Mục tiêu cuối cùng của việc kết nối mạng là để nhiều ngời sử dụng từ
những vị trí địa lý khác nhau có thể sử dụng chung tài nguyên, đặc biệt là tài
nguyên thông tin. Do đặc điểm ngời sử dụng phân tán về mặt địa lý nên việc bảo
vệ các tài nguyên đó khó tránh khỏi sự mất mát, xâm nhập vô tình hay cố ý.
Trong môi trờng mạng phức tạp hơn nhiều so với một PC đơn lẻ một ngơi sử
dụng. Thuật ngữ an toàn mạng (Network Security) thực chất cần đợc định nghĩa
theo quan điểm an toàn thông tin trên mạng. Về bản chất phân loại các vi phạm
thành 2 loại vi phạm thụ động và vi phạm chủ động. Thụ động và Chủ động
ở đây đợc hiểu theo nghĩa có can thiệp vào nội dung và luồng thông tin trao đổi
hay không ? Vi phạm Thụ động chỉ nhằm đặt mục tiêu cuối cùng là nắm bắt đợc thông tin có thể không biết đợc nội dung nhng cũng có thể dò ra đợc ngời gửi,
ngời nhận nhờ vào thông tin. Hơn thế nữa kẻ xấu còn có thể kiểm tra đợc số lợng, độ dài và tần số trao đổi để biết đợc đặc tính của dữ liệu. Nh vậy các vi
phạm thụ động không làm sai lạc hoặc huỷ bỏ nội dung và luồng thông tin trao
9


Báo cáo tốt nghiệp

đổi trên mạng. Trong khi đó các vi phạm Chủ động lại có thể biến đổi, xoá bỏ,
làm trễ, xắp xếp lại thứ tự, hoặc lặp lại các gói tin ngay tại thời điểm đó, hoặc
sau đó một thời gian. Hơn thế nữa, một số thông tin ngoại lai còn có thể đợc đẩy
vào để làm sai lệch nội dung của thông tin gốc hoặc nhằm các mục đích không
bình thờng khác.
Một hình thức vi phạm Chủ động khác làm vô hiệu hoá các chức năng
phục vụ ngời dùng một cách tạm thời hoặc lâu dài. Kẻ vi phạm trong thực tế có
thể thâm nhập vào bất kỳ điểm nào mà thông tin kẻ đó quan tâm đi qua hoặc đợc
cất giữ. Điểm đó có thể ở trên đờng truyền, ở máy tính chủ nhiều ngời dùng hoặc
các giao diện kết nối liên mạng (bridge, router, gateway).
Trong quan hệ tơng tác ngời - máy, các thiết bị ngoại vi, đặc biệt là
terminal chính là cửa ngõ thuận lợi nhất cho các loại thâm nhập. Ngoài ra còn có
thể kể đến khả năng phát xạ điện tử của máy tính làm cho nó trở thành vật
chuyển giao thông tin. Bằng một thiết bị chuyên dụng, ngời ta có thể đón bắt các
tia phát xạ này và giải mã chúng. Ngời ta có thể sử dụng các tia bức xạ đợc điều
khiển từ bên ngoài để tác động lên máy tính gây lỗi và sự cố đối với thiết bị và
dữ liệu. Tất cả những tệ hại đó cũng có thể xảy ra đối với đờng truyền.
Các mức bảo vệ an toàn mạng

Information

Acces
s right

Data
encryp

Login/
Passw

ition

Physic
al
Protect

Fir
e
wal

ion

ls

ord

Hình: Các lớp rào chắn bảo vệ thông tin trên mạng
Vì không thể có một giải pháp an toàn tuyệt đối nên ngời ta thờng phải sử
dụng đồng thời nhiều mức bảo vệ khác nhau tạo thành nhiều lớp rào chắn đối

10


Báo cáo tốt nghiệp

với các hoạt động xâm phạm. Việc bảo vệ thông tin trên mạng chủ yếu là bảo vệ
thông tin cất giữ trong các máy tính, đặc biệt là trong các server của mạng.
Bởi thế ngoài một số biện pháp nhằm chống thất thoát thông tin trên đờng
truyền, mọi cố gắng tập trung vào việc xây dựng các mức rào chắn từ ngoài
vào trong cho các hệ thống kết nối vào mạng. Hình trên đã mô tả các lớp rào

chắn thong dụng hiện nay để bảo vệ thông tin tại các trạm của mạng. Lớp bảo
vệ trong cùng là quyền truy nhập nhằm kiểm soát tài nguyên của mạng và quyền
hạn trên taì nguyên đó. Việc kiểm soát thờng là ở mức tệp (file).
Lớp bảo vệ tiếp theo là đăng ký tên, mật khẩu thực ra đây cũng là kiểm
soát quyền truy nhập nhng không phải truy nhập ở mức thông tin mà ở mức hệ
thống. Đây là phơng pháp bảo vệ phổ biến nhất vì nó đơn giản, ít phí tổn.
Để bảo mật thông tin truyền trên mạng, ngời ta sử dụng các phơng pháp
mã hoá. Dữ liệu đợc biến đổi từ dạng nhận thức đợc sang dạng không nhận thức
đợc theo một thuật toán nào đó và sẽ biến đổi ngợc lại (giải mã) ở trạm nhận,
đây là lớp bảo vệ thông tin rất quan trọng và đợc sử dụng rộng rãi trong môi trờng mạng.
Bảo vệ vật lý nhằm ngăn cản các truy nhập vật lý bất hợp pháp vào hệ
thống, ngăn cấm tuyệt đối ngời không phận sự vào phòng đặt máy mạng, dùng ổ
khoá trên máy tính hoặc cài cơ chế báo động dùng các trạm không ổ đĩa mềm.
Để bảo vệ từ xa một máy tính hoặc cho cả một mạng nội bộ (intranet), ngời ta thờng dùng các biện pháp đặc biệt là tờng lửa (fire wall). Chức năng của tờng lửa là ngăn chặn các thâm nhập trái phép. Và thậm chí có thể lọc bỏ các
gói tin mà ta không muốn gửi đi hoặc nhận vào vì những lý do nào đó.
Phơng thức bảo vệ này đợc sử dụng nhiều trong môi trờng liên mạng
Internet.

11


Báo cáo tốt nghiệp

chơng iii
những vấn đề cơ bản của mạng máy tính

1. Kiến trúc mạng

Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách nối các
mạng máy tính với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc, quy ớc mà tất cả các thực

thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt
động tốt. Cách nối các máy tính đợc gọi là hình dạng (topology) của mạng (mà
từ đây để cho gọn ta gọi là topo của mạng). Còn tập hợp các quy tắc, quy ớc
truyền thông thì đợc gọi là giao thức (protocol) của mạng. Topo và giao thức
mạng là hai khái nhiệm rất cơ bản của mạng máy tính. Vì vậy ta sẽ nghiên cứu
kỹ hơn ở những phần sau của đồ án này.
1.1. Topo mạng
Có hai kiểu nối mạng chủ yếu là điểm - điểm (point to point) và quảng bá
(broadcast hay point to multipoint).
Theo kiểu điểm - điểm, các đờng truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi
nút đều có trách nhiệm lu trữ tạm thời, sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích.
Do cách thức làm việc nh thế nên mạng kiểu này gọi là mạng lu và chuyển tiếp
(store and forward).
Hình dới đây thể hiện một số topo mạng điểm - điểm.

Star (hình sao)
Loop (chu trình)
Tree (cây)
Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia chung một đờng truyền vật
lý. Dữ liệu đợc gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể đợc tiếp nhận bởi tất cả các nút
còn lại, bởi vậy cần chia ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó
kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình hay không.

12


Báo cáo tốt nghiệp

Hình dới đây cho một số ví dụ topo của mạng quảng bá

Ring (vòng)
Bus (xa lộ)
Satrilite (vệ tinh)
Trong các topo dạng bus và vòng cần có một số cơ chế trọng tài để giải
quyết xung đột khi nhiều nút muốn truyền tin cùng một lúc. Việc cấp phát đờng truyền có thể là tĩnh hoặc động.
Cấp phát tĩnh thờng dùng cơ chế quay vòng (round robin) để phân chia
đờng truyền theo các khoảng thời gian định trớc.
Còn cấp phát động là cấp phát theo yêu cầu để hạn chế thời gian chết
vô ích của đờng truyền.
Trong topo dạng vệ tinh (hoặc radio) mỗi nút cần có một anten để thu và
phát sóng.
1.2. Giao thức mạng
Việc trao đổi thông tin cho dù là đơn giản nhất, cũng đều phải tuân theo
những quy tắc nhất định. Ngay cả hai ngời nói chuyện với nhau muốn cho cuộc
nói chuyện có kết quả thì ít nhất cả hai cũng phải ngầm tuân thủ quy tắc: khi ngời này nói thì ngời kia phải nghe và ngợc lại. Việc truyền tin trên mạng cũng vậy
cần phải có những quy tắc, quy ớc về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ
nghĩa) của dữ liệu cho tới thủ tục gửi, nhận dữ liệu kiểm soát hiệu quả và chất lợng truyền tin và xử lý các lỗi và các sự cố. Yêu cầu về xử lý và trao đổi thông
tin của ngời sử dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều và phức tạp hơn. Tập
hợp tất cả các quy tắc, quy ớc đó đợc gọi là giao thức (protocol) của mạng. Các
mạng khác nhau có thể sử dụng các giao thức khác nhau tuỳ sự lựa chọn của ngời thiết kế.

13


Báo cáo tốt nghiệp
2. Phân loại mạng
2.1. Phân loại theo khoảng cách địa lý

Nếu lấy Khoảng cách địa lý làm yếu tố chính để phân loại thì ta có các
loại mạng la: mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng và mạng toàn cầu.

- Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN) là mạng đợc cài đặt trong
phạm vi tơng đối nhỏ (VD: một toà nhà, khu trờng...) với khoảng cách giữa các
nút mạng chỉ trong vài chục km trở lại.
- Mạng đô thị (Metropolitan Area Nework - MAN) là mạng đợc cài đặt
trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế xã hội có bán kính khoảng
100km trở lại.
- Mạng diện rộng (Wide Area Network - WAN) là mạng trong đó phạm vi
của mạng có thể vợt qua biên giới quốc gia và thậm chí của lục địa.
- Mạng toàn cầu (Global Area Nework - GAN) phạm vi của mạng trải
rộng khắp lục địa của trái đất, khoảng cách địa lý có tính chất tơng đối, đặc biệt
trong thời gian ngày nay, những tiến bộ ngày càng phát triển của công nghiệp
truyền dẫn và quản lý mạng. Nên danh giới khoảng cách địa lý giữa các mạng là
mờ nhạt.
2.2. Phân loại theo cung cầu tài nguyên

Loại mạng bình đẳng (Peer to Peer): là mạng mà trong đó vai trò của tất
cả các máy là ngang nhau (đều là máy trạm làm việc (workstation)) trong quá
trình khai thác tài nguyên.
Workstation

Workstation

Workstation

Hình vẽ: Mạng Peer to Peer

14

Printer

Báo cáo tốt nghiệp

Loại mạng khách/ chủ (Client/ Server): là hệ thống mạng có ít nhất một
máy chủ (Server), đó là máy mà trên đó cài đặt phần mềm điều hành hệ thống
của mạng.

Workstation

Workstation

Workstation

Server

Printer

Hình vẽ: Mạng Client/ Server
Loại mạng hỗn hợp: Mạng hỗn hợp là mạng trong quá trình khai thác tài
nguyên, các máy có lúc quan hệ với nhau bình đẳng, có lúc quan hệ với nhau
theo kiểu khách/ chủ.
Workstation

Workstation

Server

Printer

Workstation

Hình vẽ: Mạng hỗn hợp
15

Workstation


Báo cáo tốt nghiệp
3. Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch

Switching làm yếu tố để phân loại thì ta sẽ có: mạng chuyển mạch kênh,
mạng chuyển mạch thông báo, mạng chuyển mạch gói:
- Mạng chuyển mạch kênh (Circuit - Switched Networks): trong trờng hợp
khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin thì giữa chúng sẽ thành lập một kênh
(Circuit) cố định và đợc duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các
dữ liệu chỉ đợc truyền theo một con đờng nhất định đó.
Nhợc điểm:
+ Thời gian tiêu tốn cho việc thiết lập một kênh, cố định giữa hai thực thể.
+ Hiệu suất sử dụng đờng truyền không cao vì có lúc kênh bị bỏ không do
cả hai bên đều hết thông tin. Trong khi các thực thể khác không đợc phép sử
dụng kênh này.
- Mạng chuyển mạch thông báo (Massage - Switched Networks): thông
báo (Massage) là một đơn vị thông tin ngời dùng các nút của mạng căn cứ vào
địa chỉ đích của thông báo để chọn nút kế tiếp trên đờng dẫn tới đích. Nh vậy,
các nút cần lu trữ tạm thời và đọc các tin nhận đợc, quản lý việc chuyển tiếp các
thông báo đi tuỳ thuộc vào điều kiện mạng mà các thông báo khác nhau đợc gửi
đi trên những đờng khác nhau.
Ưu điểm:
+ Hiệu suất sử dụng đờng truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền
mà đợc phân chia giữa nhiều thực thể.

+ Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch thông báo) có thể lu trữ thông báo
cho tới khi kênh truyền rồi mới gửi thông báo đi, do đó giảm đợc tình trạng tắc
nghẽn trên mạng.
+ Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ u tiên cho các
thông báo.
+ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa
chỉ quảng bá (broadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích.

16


Báo cáo tốt nghiệp

- Mạng chuyển mạch gói (Packet - Switched Networks): mỗi thông báo đợc chia thành nhiều phần nhỏ gọi là các gói tin (Packet) có khuôn dạng quy định
trớc. Mỗi gói tin đều chứa đựng các thông tin điều khiển trong đó có địa chỉ
nguồn (ngời gửi) và đích (nhận) của gói tin. Các gói tin đợc giới hạn kích thớc
tối đa sao cho các nút mạng (nút chuyển mạch) có thể xử lý toàn bộ gói tin trong
bộ nhớ mà không cần lu trữ tạm thời trên đĩa nên tốc độ xử lý tin nhanh hơn,
hiệu quả hơn chuyển mạch thông báo.
Khó khăn là loại mạng này là việc tập hợp các gói tin để tạo thông báo
ban đầu của ngời sử dụng đặc biệt khi truyền theo nhiều đờng khác nhau. Cần
phải cài đặt các cơ chế đánh dấu gọi tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc
bị truyền lỗi cho nút mạng do hiệu suất cao hơn nên hiện nay đợc dùng phổ biến.
data 2
data 1

data 3
S2

A

S4

S1

S6
S3

B

S5

Hình: Mạng chuyển mạch kênh
S2
A

message 1

S4

S1

S6
S3

S5
message 2

Hình: Mạng chuyển mạch thông báo.
17

B


B¸o c¸o tèt nghiÖp

1

S2

A

S4
1

4 1

43 21

4

S1
3

2

S6

B

2

S3

S5

43

H×nh: M¹ng chuyÓn m¹ch gãi
4. Ph©n lo¹i theo s¬ ®å (TOPOLOGY)

4.1. S¬ ®å bus
Workstation

Workstation

Server

Workstation

4.2. S¬ ®å Star
Server

Hub

Hub

Workstation

18

Workstation


B¸o c¸o tèt nghiÖp

4.3. S¬ ®å Ring
Workstation

Workstation

Workstation

Workstation

4.4. S¬ ®å m¹ng hçn hîp

Workstation

Workstation

Server

Hub

Workstation

Workstation

Workstation

19

Printer


Báo cáo tốt nghiệp
5. Kiến trúc phân tầng - chuẩn hoá mạng
5.1. Kiến trúc phân tầng

Để giảm đi những khó khăn trong việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết
các mạng máy tính đều đợc thiết kế và cài đặt theo kiến trúc phân tầng
(layering). Mỗi hệ thống và thành phần của mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa
tầng, mỗi tầng đợc xây dựng trên tầng trớc nó. Số lợng, chức năng của mỗi tầng
tuỳ thuộc vào các nhà thiết kế, tuy nhiên trong các mạng, mục đích của mỗi tầng
là để cung cấp một số dịch vụ cho tầng cao hơn.
Hệ thống A
Tầng N

Hệ thống B
Giao thức tầng N

...
Tầng i + 1

Tầng N
...

Giao thức tầng i + 1

Tầng i + 1

Tầng i

Tầng i

...

...

Tầng 1

Giao thức tầng 1

Tầng 1

Đờng truyền vật lý

Hình: Kiến trúc phân tầng tổng quát
A và B là hai hệ thống máy tính thành phần của mạng đợc nối với nhau.
Nguyên tắc của kiến trúc phân tầng: Mỗi một hệ thống trong một mạng
đều có cấu trúc phân tầng, số lợng tầng, chức năng của mỗi tầng là nh nhau.
Tầng i của hệ thống B các quy tắc và quy ớc dùng trong thoại là giao thức mức I.
Giữa 2 tầng kế nhau tồn tại một giao diện (interface) xác định các thao tác của
tầng dới cung cấp lên tầng trên.

20


Báo cáo tốt nghiệp

Trong thực tế dữ liệu không truyền trực tiếp từ tầng i của hệ thống này
sang tầng i của hệ thống khác, trừ trờng hợp tầng thấp nhất trực tiếp sử dụng đờng truyền vật lý để truyền các xâu bít (0, 1) từ hệ thống này sang hệ thống
khác. Dữ liệu đợc truyền từ hệ thống gửi (Sender) sang hệ thống nhận (Receiver)
bằng đờng truyền vật lý và cứ thế dữ liệu lại đi ngợc lên các tầng trên. Khi hai hệ
thống liên kết với nhau thì tầng thấp nhất mới có liên kết vật lý còn ở các tầng
cao hơn chỉ có liên kết (logic) ảo đợc đa vào để hình thức hoá các hoạt động của
mạng, thuận tiện cho việc thiết kế, các phần mềm truyền thông.
5.2. Chuẩn hoá mạng

Tình trạng không tơng thích giữa các mạng gây trở ngại cho những ngời
sử dụng, tác động đến mức tiêu thụ sản phẩm mạng. Do vậy các nhà nghiên cứu
và thiết kế mạng cần có mô hình chuẩn để làm căn cứ, tạo ra những sản phẩm có
tính chất mở về mạng đa tới dễ phổ cập, sản xuất và sử dụng.
Hai tổ chức chuẩn chính là ISO và CCITT.
a. Tổ chức ISO (International Standard Organition):
Là tổ chức hoá quốc tế, hoạt động dới sự bảo trợ của liên hiệp quốc với
thành viên là các cơ quan tiêu chuẩn hoá của các quốc gia. ISO đợc ý thức thành
các ban kỹ thuật phụ trách các vấn đề khác nhau, trong đó TK 97 đảm bảo chuẩn
hoá lĩnh vực xử lý thông tin. Mỗi Technical Commitee (TC) lại đợc chi thành
nhiều tiểu ban gồm nhiều nhóm cộng tác đảm nhiệm các vấn đề chuyên sâu khác
nhau.
Các chuẩn do Hội đồng ISO ban hành nh là chuẩn quốc tế chính thức
(International Standard - IS).
b. Tổ chức CCITT (Commictee Consultatif International pour Telegraphe
et Telephone).
Là tổ chức t vấn quốc tế về điện tín và điện thoại, hoạt động dới sự bảo trợ
của Liên hiệp quốc, các thành viên chủ yếu là các cơ quan bu chính - viễn thông
của các quốc gia hoặc t nhân.
Phơng thức làm việc của CCITT giống nh ISO nhng các sản phẩm không

đợc gọi là chuẩn mà gọi là khuyến nghị (Recommentdation). CCITT đã đa ra các
khuyến khi loại V liên quan đến vấn đề truyền dữ liệu, khuyến nghị loại X liên
quan đến các mạng truyền dữ liệu công cộng và loại I dành cho các mạng ISDN.
21


Báo cáo tốt nghiệp

Ngoài ISO, CCITT trên thế giới còn có các tổ chức khác nh: ECMA, ANSI, IEEE
là những tổ chức đã có nhiều đóng góp trong chuẩn hoá mạng.
CCITT

LEYER

Service
Layer Protocol
Definition

ISO
Service
Definition

X.400 - X430 mhs
X. 217

X.288 RTSE
X.229 ROSE

9640 vt
Application

8649

X.227 ROSE
X.216

X.226

Layer Protocol

8571 STAM
8650 CASE
8831 JIM

Presentation

8822

8823

X.208

8824

X.209

8825

X.215

X.225

Session

8326

8827

X.214

X.224

Transport

8072

8073

O.931
X.213

X.212

X.25
X.25

8208
Network

8.348

8878
8473

X.300 - X.352

8648

LAPB

7776

1.440/ I.44 J

Data link

8886, 8802/2

LAPD

7809
8022

8802/3
X.211

X.21

Physical

8802/4
8802/5 ...

Hình: Các chuẩn quan trọng đã phát triển bởi ISO và CCITT

22


Báo cáo tốt nghiệp

6. Máy chủ
Máy chủ (Server) có vai trò đặc biệt quan trọng trong hệ thống mạng, nơi
cập nhật và lu trữ thông tin, nó thờng xuyên phải tiếp nhận, phân tích các yêu
cầu khác nhau của các thành viên trong mạng, về tài nguyên, thiết bị, thời gian
hoạt động 24/24, v.v... Cho nên máy chủ phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Dung lợng bộ nhớ cao (RAM), càng lớn càng tốt.
- Dung lợng đĩa cứng lớn (Volum Hard Disk), càng lớn càng tốt.
- Tốc độ làm việc nhanh (chíp tốc độ vi xử lý cao và main board có đờng
truyền tốc độ cao).
- Có thể ghép nối nhiều CPU (Center Prosser Unit) là bộ xử lý trung tâm.
- phải đợc thiết kế sẵn có khả năng phòng ngừa tất cả các sự cố (khách
quan và chủ quan).
7. Các máy trạm

Các máy trạm (Work Station) không có các yêu cầu gì đặc biệt, tuy nhiên
cấu hành càng mạnh càng tốt, có thể có ổ đĩa cứng.
8. Card mạng

Có rất nhiều loại card mạng (Network Interface Card - NIC) khác nhau,
tuy nhiên nên chọn loại phổ dụng.

Tên gọi

Họ Card

Novell NE - 2000

Ethernet

Novell RX - Net/ 2 (PS/ 2)

ARC net

Novell NE/ 2 (PS/ 2)

Ethernet

IBM - Token Ring/ A (PS/ 2)

Token Ring

3 Com 3C 501

Ethernet

3 Com 3C 509

Ethernet

3 Com 3C 523

Ethernet

3 Com 3C 579

Ethernet
23


Báo cáo tốt nghiệp

9. Các cút nối mạng

a. Cút nối mạng dùng cho cáp mỏng
- Cút nối cáp với cáp (BNC terminator)
- Cút nối cáp với máy (BNC T connector)
- Cút bịt đầu cuối (BNC terminator)
- BNC ground terminator
- BNC Bay OnetNeil Concelman.
b. Cút nối mạng Ethernet dùng cho cáp dầy
- Transceiver: Cút nối cáp với cáp.
- Dix Connector: Cút nối cáp với máy.
- N Series Terminator: Cút bịt đầu cuối.
- N Series Barrel Connector.
- Transceiver Cable.
10. Cáp dùng cho mạng
10.1. Giới thiệu chung

Ngày nay, phần mềm mạng đợc nối bằng dây dẫn hoặc cáp thuộc loại nào
đó, đóng vai trò nh phơng tiện truyền tín hiệu giữa các máy tính trên mạng. Rất
nhiều loại cáp có thể đáp ứng đợc các yêu cầu và quy mô khác nhau, từ nhỏ đến

lớn.
Chính vì vậy chơng này sẽ tóm tắt đặc tính kỹ thuật của các loại cáp đang
có trên thị trờng. Cũng qua đó đề cập đến những nguyên lý của hệ thống cáp có
các cấu trúc và vai trò các chuẩn về cáp.
10.2. Môi trờng truyền

24


Báo cáo tốt nghiệp

Mặc dù cáp đồng là môi trờng truyền phổ thông nhất của LAN. Nhng
những môi trờng khác nhau thì ta cũng có thể truyền đợc bằng các phơng tiện
truyền khác nhau. Đợc thể hiện bằng bảng dới đây.
Môi trờng truyền

Sử dụng

Ưu điểm

Copper (cáp đồng)

Lớn hơn 155 Mbps

Rẻ, dễ cài đặt

Optical Fibre (cáp quang)

Tốc độ cao, môi trờng có nhiều

Tốc độ, chống nhiễu, khoảng cách

Radio (vô tuyến)

Địa thế đặc biệt

Triển khai nhanh, không phải đục tờng đi cáp

Infra - red (hồng ngoại)

Địa thế đặc biệt

Triển khai nhanh, không phải đục tờng đi cáp

Việc lựa chọn loại cáp nào cho LAN còn phải phụ thuộc vào đặc tính
truyền dẫn và giá của loại cáp.
Bảng dới đây mô tả đặc tính truyền dẫn của cáp.
Loại cáp
Thick Coaxial
(Cáp đồng trục béo)
Thin Coaxial
(Cáp đồng trục gầy)
Shield Twisted Pair (STP)
(Cáp xoắn có bọc kim)
Unshield Twisted Pair (USTP)
(Cáp xoắn không bọc kim)
Foil Twisted Pair (FTP)
(Cáp xoắn có lá kim loại chống nhiễu)
Shield Foil Twisted Pair (SFTP)
(Cáp xoắn có lá kim loại và bọc kim)

Optical Fibre
(Cáp quang)

Kiểu LAN

Tốc độ
tối đa

Độ dài đoạn

Tần số
hoạt động

Ethernet

10 Mbps

500 m

20 MHZ

Ethernet

10 Mbps

200 m

20 MHZ

Token Ring

16 Mbps

90 m

16 MHZ

155 Mbps

90 m

100 MHZ

155 Mbps

90 m

100 MHZ

155 Mbps

90 m

10 MHZ

1000 Mbps

2 km

62,5 MHZ

Fast Ethernet
ATM
Fast Ethernet
ATM
Fast Ethernet
ATM
FDDI

Điểm quan trọng nhất cần quan tâm khi chọn loại cáp là làm sao để đảm
bảo đợc tốc độ truyền dữ liệu cần thiết cho máy tính. Phần chi phí đáng kể để
xây dựng LAN là chi phí cho hệ thống cáp.
25