Khảo sát và thiết kế xây dựng mạng lan cho doanh nghiệp luận văn tốt nghiệp đại học

Kh¶o s¸t, thiÕt kÕ vµ x©y dùng m¹ng LAN cho doanh nghiÖp.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠNG LAN
CHO DOANH NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Lớp

: ThS. Phạm Thị Thu Hiền
: Phan Hoàng Thành
Nguyễn Văn Nam
: 47E Công nghệ thông tin

VINH – 2011
SVTH: Phan Hoàng Thành – Nguyễn Văn Nam

2


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.

Lời cảm ơn
Trong thời gian thực hiện đồ án Phân tích và thiết kế xây dựng mạng

LAN cho doang nghiệp, chúng em đã nhận đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo và
giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo tại trờng Đại Học Vinh. Nhóm chúng em
xin chân thnh cm n các thy cô v các bn ã dnh thi gian giúp chúng em
trong quá trình thc hin án ny .
c bit em xin chân thnh cm n cô giáo - Th.S Phm Th Thu Hin l
ngi ã ng ý hng dn trc tip cho ti ca nhóm chúng em. L ngi tn
tình giúp chúng em v thông tin ca án v các gii pháp mng. Nh vy m
chúng em ã lm hon chnh c đồ án ca mình v quan trng hn ht l chúng
em ã tip thu c nhng kinh nghim thc t trong sut quá trình thc hin
án .

Qua đây chúng em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và
động viên chúng em hoàn thành đồ án này.
Tuy nhiên, vì ây l ln u tiên chúng em trin khai mt mô hình mng
thc t, nên s có nhiu thiu sót, mong thy cô ch bo thêm. Chân thnh cm n
thy cô v các bn ã óng góp ý kin cho mô hình mng ca nhóm chúng em.

Vinh, tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Phan Hoàng Thành
Nguyễn Văn Nam

Mục lục
Lời cảm ơn..............................................................................................
Mục lục...................................................................................................
Các từ viết tắt trong đồ án....................................................................
Lời mở đầu.............................................................................................
Chơng 1. Tổng quan mạng máy tính...................................................

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

2
3
4
5
6

3


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
1.1. Khái niệm mạng máy tính....................................................... 6
1.2. Phân loại mạng máy tính.........................................................7
Chơng 2. Mô hình tham chiếu hệ thống mở
OSI và bộ giao thức TCP/IP................................................... 13
2.1. Mô hình OSI............................................................................. 13
2.2. Bộ giao thức TCP/IP................................................................ 20
Chơng 3. Mạng LAN và thiết kế mạng LAN....................................... 30
3.1. Các thiết bị LAN cơ bản.......................................................... 30
3.2. Thiết kế mạng LAN................................................................. 42
Chơng 4. Khảo sát thiết kế mạng......................................................... 52
4.1. Yêu cầu thiết kế........................................................................ 52
4.2. Phân tích thiết kế hệ thống....................................................... 52
4.3. Cài đặt, cấu hình hệ thống........................................................ 55
4.4. Dự toán chi phí mua thiết bị, vật t............................................ 63
Kết luận..................................................................................................... 66
Hạn chế...................................................................................................... 66
Hớng phát triển........................................................................................ 67
Tài liệu tham khảo.................................................................................. 68

Các từ tiếng Anh viết tắt trong đồ án
Từ viết tắt
CPU
DNS
FTP
GAN
HTTP
ICMP
IGMP
IP
ISO
LAN
MAC
MAN
NIC
NLSP
OS - IS
OSI
OSPF

Dạng đầy đủ
Center Processor Unit
Domain Name System
File Transfer Protocol
Global Area Network
Hyper Text Transfer Protocol
Internet Control Message Protocol
Internet Group Messages Protocol
Internet Protocol

International Standard Oranization
Local Area Network
Media Access Control
Metropolitan Area Network
Network Information Center
Netware Link Servise Protocol
Open System Interconnection Intermediate System To
Intermediate System
Open Systems Interconnect
Open Shortest Path First

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

4


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
RIP
SMTP
STP
TCP
TCP/IP
UDP
UTP
WAN
WWW

Routing Information Protocol
Simple Mail Transfer Protocol
Shield Twisted Pair

Transmission Control Protocol
Transmission Control Protocol/ Internet Protocol
User Datagram Protocol
Unshield Twisted Pair
Wide Area Network
World Wide Web

Lời mở đầu
Từ khi chiếc máy tính đầu tiên ra đời cho đến nay máy tính vẫn khẳng định
vai trò lớn của nó trong sự phát triển kinh tế - xã hội.
Công nghệ thông tin ngày nay đã phát triển vợt bậc, tin học đợc ứng dụng
rộng rãi trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực
quản lý. Đề án 112 Cải cách hành chính về thực hiện chính phủ điện tử của Thủ tớng Chính phủ đã mang lại lợi ích to lớn thiết thực cho công việc quản lý của các
ngành các cấp. Mạng LAN đợc sử dụng rộng rãi và phổ biến, các sở, ban ngành, cơ
quan, xí nghiệp đều lắp đặt hệ thống quản trị mạng này. Tạo điều kiện cho công
việc quản lý thuận tiện nhanh chóng , chính xác hơn, hiệu quả công việc cao hơn.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp chúng em xin trình bày về: Khảo sát, thiết
kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp
Đồ án đợc bố cục làm 4 chơng:
Chơng 1 . Tổng quan về mạng máy tính , trong chơng này trình bày các kiến
thức cơ bản về mạng, phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý (LAN, WAN,
GAN, MAN), theo TOPO và theo từng chức năng.
Chơng 2 . Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ quản thúc mô hình
TCP/IP, trong chơng này trình bày các kiến thức cơ bản về mạng chạy trên bộ giao
thức TCP/IP, mô hình OSI.
Chơng 3 . Mạng Lan và thiết kế mạng Lan , trong chơng này trình bày các
kiến thức cơ bản về LAN, các phơng pháp điều khiển truy cập trong LAN, các công
nghệ và các chuẩn cáp, các phơng pháp đi cáp.
Chơng 4 . Thiết kế mạng LAN.
- Yêu cầu thiết kế.

- Phân tích thiết kế hệ thống.
- Cài đặt cấu hình hệ thống.
- Dự toán chi phí mua vật t, thiết bị.
Mục đích nghiên cứu Đồ án Khảo sát thiết kế và xây dựng mạng LAN doanh
nghiệp chúng em có thể thiết kế và xây dựng các mạng LAN, WAN, và các mạng

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

5


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
khác phục vụ theo yêu cầu của thực tế. Do thời gian và kiến thức có hạn nên bài
viết còn nhiều hạn chế, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Chơng 1

Tổng quan về mạng máy tính.
Vào những năm 50 , những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng
đèn điện tử nên kích thức rất cồng kềnh tiêu tốn nhiều năng lợng. Việc nhập dữ liệu
máy tính đợc thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả đợc đa ra máy in, điều
này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho ngời sử dụng.
Đến những năm 60 cùng với sự phát triển của máy tính và nhu cầu trao đổi dữ
liệu với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứu chế tạo thành công các
thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chình là những dạng sơ khai
của hệ thống máy tính .
Và cho đến những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho
phép mở rộng khả năng tính toán của Trung tâm máy tính đến các vùng xa. Vào
năm 1977 công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trờng mạng của mình cho
phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối bằng dây cáp mạng, và đó chính

là hệ điều hành đầu tiên.
1.1. Khái niệm về mạng máy tính :
Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính đợc kết nối
với nhau theo một cách nào đó. Khác với các trạm truyền hình gửi thông tin đi, các
mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B
thì B có thể trả lời lại A.
Nói một cách khác, một số máy tính đợc kết nối với nhau và có thể trao đổi
thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.
PC1

PC2

1-1:
Môphát
hìnhtừmạng
căn muốn
bản. chia sẻ và dùng chung dữ
Mạng máy tínhHình
ra đời
xuất
nhu cầu
liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ
vời nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa mền, CD Romđiều này
gây nhiều bất tiện cho ngời dùng.
Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng
máy tính thì chúng có thêm những u điễm sau:
- Nhiều ngời có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.
- Một nhóm ngời cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ
liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file ) của đề án, họ trao đổi
thông tin với nhau dễ dàng.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

6


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
- Dữ liệu đợc quản lý tập trung nên an toàn hơn , trao đổi giữa những ngời sử
dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
- Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ).
- Ngời sử dụng trao đổi với nhau th tín dễ dàng (Email ) và có thể sử dụng
mạng nh là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách
mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác nh giá cả thị trờng,
tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó ), hoặc sắp xếp thời
khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của các ngời khác
- Một số ngời sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp
mà các chức năng lại mạnh ).
- Mạng máy tính cho phép ngời lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể
sử dụng các chơng trình tiện ích của các trung tâm máy tính khác cong rỗi,
sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
- Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp
(files) khi có những ngời không đủ quyền truy xuất các tệp tin và th mục đó.
1.2. Phân loại mạng máy tính :
a. Phân loại theo phạm vi địa lý:
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân
bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.
Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng ngời ta có thể phân ra các loại mạng nh
sau:
Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) : là mạng đợc lắp đặt trong
phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km. Kết nối đợc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp

đồng trục thay cáp quang. LAN thờng đợc sử dụng trong nội bộ cơ quan,
xí nghiệp Các LAN có thể đợc kết nối với nhau thành WAN.
Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network) : Là mạng đợc cài đặt
trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính
khoảng 100 Km trở lại.Các kết nối này đợc thực hiện thông qua các môi
trờng truyền thông tốc độ cao (50- 100 Mbit/s ).
Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của mạng có thể
vợt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục.Thông thờng kết nối
này đợc thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể đợc kết
nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network ) : Là mạng đợc thiết lập
trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất. Thông thờng kết
nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm đợc sử dụng nhiều nhất.
b. Phân biệt theo phơng pháp chuyển mạch ( truyền dữ liệu )
+) Mạng chuyển mạch kênh ( circuit - switched network )

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

7


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
Trong trong trờng hợp này khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với nhau thì
giữa chúng sẽ đợc thiết lập một kênh (circuit) cố định và duy trì cho đến khi một
trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ đợc truyền theo con đờng cố định
( hình 1).
Data2

Data3

Data1

S2

A

S4

S1

S6

B

S5
S3
Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhng hiệu xuất xử
1-2.kênh
Mạng
mạch
dụng đờng truyền thấp vìHình
có lúc
bịchuyển
bỏ không
do kênh
cả hai bên đều hết thông tin
cần truyền trong khi các trạm khác không đợc phép sử dụng kênh truyền này và
phải tiêu tốn thời gian thiết lập con đờng (kênh) cố định giữa 2 trạm.
Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.

+) Mạng chuyển mạch bản tin ( Message switched network)
Thông tin cần truyền đợc cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi là bản tin.
Trên bản tin có ghi địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa chỉ nơi nhận để
chuyển bản tin tới đích . Tuỳ thuộc vào điều khiện về mạng, các thông tin khác
nhau có thể đợc gửi đi theo các con đờng khác nhau
Ưu điểm :
Hiệu xuất sử dụng đờng truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà đợc phân chia giữa các trạm.
Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch bản tin) có thể lu dữ thông báo cho đến
khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi, do đó giảm đợc tình trạng tắc nghẽn
mạng.
Có điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ u tiên cho các thông báo.
Có thể tăng hiệu xuất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ
quảng bá để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích.
Nhợc điểm :
Phơng pháp chuyển mạch bản tin là không hạn chế kích thớc của các thông
báo, làm cho phí tổn lu trữ tạm thời cao và ảnh hởng đến thời gian đáp ứng và chất
lợng truyền đi. Mạng chuyển mạch bản tin thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu
th điện tử hơn là với các áp dụng có tính thời gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định
do lu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút.
+) Mạng chuyển mạch gói
Phơng pháp này mỗi thông báo đợc chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các
gói tin (pachet) có khuôn dạng quy định trớc. Mối gói tin cũng chứa các thông tin
điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (ngời gửi) và đích ( ngời nhận) của gói tin.
Các gói tin về một thông báo nào đó có thể đợc gửi đi qua mạng để đến đích bằng

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

8

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
nhiều con đờng khác nhau. Căn cứ vào số thứ tự các gói tin đợc tái tạo thành thông
tin ban đầu.
Phơng pháp chuyển mach bản tin và phơng pháp chuyển mạch gói là gần giống
nhau. Điểm khác biệt là các gói tin đợc giới hạn kích thớc tối đa sao cho các nút
mạng có thể xử lý toàn bộ thông tin trong bộ nhớ mà không cần phải lu trữ tạm thời
trên đĩa. Nên mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh hơn và
hiệu quả hơn so với chuyển mạch bản tin.
c. Phân loại máy tính theo TOPO:
Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí
phần tử của mạng cũng nh cách nối giữa chúng với nhau. Thông thờng mạng có ba
dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star topology ), mạng dạng vòng (Ring
Topology ) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology ). Ngoài ba dạng cấu hình kể
trên còn có một số dạng khác biến tớng từ ba dạng này nh mạng dạng cây, mạng
dạng hình sao - vòng, mạng hình hỗn hợp,

+) Mạng hình sao (Star topology)
Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là các
trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ kết nối trung tâm
của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( hình 2).

trúc tính
mạngvào
saomột bộ tập trung bằng cáp, giải
Mạng dạng sao choHình
phép1-3.
nối Cấu
các máy
pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông qua trục
bus, nên tránh đợc các yếu tố gây ngng trệ mạng.

Mô hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến. Với việc sử dụng các
bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể đợc mở rộng bằng cách tổ chức
nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lý và vận hành.
Ưu điểm :
Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở
một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thờng.
Cấu trúc mạng đơn giản và các giải thuật toán ổn định.
Mạng có thể dễ dạng mở rộng hoặc thu hẹp.
Dễ dàng kiểm soát nỗi, khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng kêt nối điểm điểm nên tận dụng đợc tối đa tốc độ của đờng truyền vật lý.
Nhợc điểm :

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

9


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
Khả năng mở rộng của toàn mạng phục thuộc vào khả năng của trung tâm.
Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.
Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung
tâm.
Độ dài đờng truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong
vòng 100m với công nghệ hiện tai).
+) Mạng dạng vòng (Ring topology)
Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vòng, đờng dây cáp đợc thiết kế làm
thành một vòng tròn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vòng nào đó. Các nút
truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ đợc một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi
phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.
Ưu điểm:
Mạng dạng vòng có thuận lợi có thể mở rộng ra xa, tổng đờng dây cần thiết ít

hơn so với hai kiểu trên.
Mỗi trạm có thể đạt đợc tốc độ tối đa khi truy nhập.
Nhợc điểm : Đờng dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ
hệ thống cũng bị ngừng.

Hình 1-4. Cấu hình mạng vòng
+) Mạng dạng tuyến (Bus topology)
Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bị khác. Các
nút đều đợc nối về với nhau trên một trục đờng dây cáp chính để chuyển tải tín
hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đờng dây cáp chính này.
ở hai đầu dây cáp đợc bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và dữ
liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến.

Terminator

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

Hình1-5. Cấu trúc mạng hình tuyến

10


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.

Ưu điểm :
Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít nhất.
Lắp đặt đơn giản và giá thành rẻ.
Nhợc điểm :
Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lu lợng lớn.
Khi có sự cố hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, lỗi trên đờng dây

cũng làm cho toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động. Cấu trúc này ngày nay ít đợc
sử dụng.
+) Mạng dạng kết hợp
Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến ( star/bus topology) : Cấu hình mạng dạng
này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp
mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology. Ưu điểm của cấu
hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là
mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình dạng này đa lại sự uyển chuyển
trong việc bố trí đờng dây tơng thích dễ dàng đối với bất kỳ toà nhà nào.
Kết hợp cấu hình sao và vòng (Star/Ring Topology). Cấu hình dạng kết hợp
Star/Ring Topology, có một thẻ bài liên lạc đợc chuyển vòng quanh một cái bộ tập
trung.
d. Phân loại theo chức năng:
+) Mạng theo mô hình Client- Server:
Một hay một số máy tính đợc thiết lập để cung cấp các dịch vụ nh file server,
mail server, web server, printer 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.
Ưu điểm: do các dữ liệu đợc lu trữ tập trung nên dễ bảo mật, backup và đồng
bộ với nhau. Tài nguyên và dịch vụ đợc tập trung nên dễ chia sẻ và quản lý, có thể
phục vụ cho nhiều ngời dùng.
Nhợc điểm: các server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ
thống.
+) Mạng ngang hàng (Peer- to- Peer):
Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa nh một Client vừa nh một
Server.

Chơng 2

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

11


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.

Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ giao
thức TCP/IP
2.1.Mô hình OSI (Open Systems Interconnect):
ở thời kỳ đầu của công nghệ nối mạng, việc gửi và nhận dữ liệu ngang qua
mạng thờng gây nhầm lẫn do các công ty lớn nh IBM, HoneyWell và Digital
Equipment Corporation tự đề ra tiêu chuẩn riêng cho hoạt động kết nối máy tính .
Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế ISO(International Standard
Oranization) chính thức đa ra mô hình OSI(Open Systems Interconnect) là tập hợp
các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành cho việc kết nối các thiết bị
không cùng chủng loại.
Mô hình OSI đợc chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạt động thiết bị
và giao thức mạng khác nhau.
Application

Application

Presentation

Presentation

Session

Session

Transport

Transport

Network

Network

Data Link

Data Link

Physical

Physical

a. Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:
Mô hình OSI (Open System Interconnection ): là mô hình tơng kết những hệ
Hình 2-1:Mô hình OSI bảy tầng
thống mở, là mô hình đợc tổ chức ISO đợc đề xuất năm 1977 và công bố năm 1984.
Để các máy tính và các thiết bịi mạng có thể truyền thông với nhau phải có những
quy tắc giao tiếp đợc các bên chấp nhận. Mô hình OSI là mộ khuôn mẫu giúp
chúng ta hiểu đợc các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp.
Trong mô hình OSI có 7 lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập. Sự
tách rời của mô hình nay mang lại lợi ích sau:
- Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản
hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn.
- Chuẩn hoá các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều
nhà cung cấp sản phẩm.
- Ngăn chặn đợc tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hởng đến

các lớp khác, nh vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh
chóng hơn,
- Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các quy tắc cho các nội dung sau:

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

12


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
Cách thức các thiết bị giao tiếp và chuyền thông đợc với
nhau.
Các phơng pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì
đựơc truyền dữ liệu, khi nào thì không đợc.
Các phơng pháp để đảm bảo truyền đúng bên nhận.
Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau.
Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ
truyền dữ liệu thích hợp
Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn.
- Mô hình tham chiếu OSI đợc chia thành 7 lớp với các chức năng sau:
Application Layer ( lớp ứng dụng ): giao diện giữa ứng
dụng và mạng.
Presentation Layer (lớp trình bày ): thoả thuận khuôn
dạng trao đổi dc liệu.
Session Layer (lớp phiên ): cho phép ngời dùng thiết lập
các kết nối.
Transport Layer (lớp vận chuyển ): đảm bảo truyền
thông giữa hai hệ thống.
Network Layer (lớp mạng ): định hớng dữ liệu truyền
trong môi trờng liên mạng

Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu ): xác định truy xuất
đến các thiết bị.
Physical Layer (lớp vật lý ): chuyển đổi dữ liệu thành các
bit và truyền đi.
b. Các giao thức trong mô hình OSI:
Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính đợc áp dụng : Giao thức liên
kết ( Connection- Oriented )và giao thức không liên kết (Connection Less).
- Giao thức liên kết: Trớc khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết
lập một liên kêt logic và các gói tin đợc trao đổi thông qua liên kêt
này, việc có liên kêt logic sẽ nâng cao sự an toàn trong truyền dữ liệu.
- Giao thức không liên kêt : Trớc khi truyền dữ liệu không thiết lập liên
kêt logic mà mỗi gói tin đợc truyền độc lập với các gói tin trớc hoặc
sau nó.
Nh vậy với giao thức có liên kêt , quá trình truyền thông phải gồm ba giai đoạn
phân biệt:

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

13


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
- Thiết lập liên kêt (logic): Hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thơng
lợng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau(truyền
dữ liệu).
- Truyền dữ liệu: dữ liệu đợc truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý
kèm theo ( nh kiểm soat lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/ hợp dữ liệu
). Để tăng cờng độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu .
- Huỷ bỏ liên kêt (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã đợc cấp
phát cho liên kêt để dùng cho liên kêt khác.

Đối với giao thức không liên kêt thì chỉ duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu
mà thôi .
Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet ) đợc hiểu nh là một đơn vị thông tin
dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính. Những thông
điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, đợc tạo thành các gói tin ở
các gói nguồn. Và những gói tin này khi đích sẽ đợc kết hợp lại thành các thông
điệp ban đầu. Mỗi gói tin có thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ, các thông tin điều
khiển và dữ liệu.

Data

Application

hdr

Data

Presentation

hdr

hdr

Data

Session

hdr

hdr

hdr

Data

Transport

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

Network

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

Application

Presentation
Session
Transport
Network
hdr

trl

hdr

Data Link

Data Link

Physical

Physical

Data
hdr

Data

hdr

hdr

Data

hdr

hdr

hdr

Data

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

trl

Trên Hình
quan 2-2:
điểmPh
mô
hình
phân
, mỗi mô
tầnghình
chỉ OSI
thực hiện một chức
ơng
thứcmạng
xác lập
góitầng
tin trong
năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dới và ngợc lại. Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ phần đầu (header) đối với các
gói tin trớc khi chuyển nó đi. Nói cách khác, từng gói tin bao gồm phần đầu
(header) và phần dữ liệu. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ đợc đóng thêm một
phần đầu đề khác và đợc xem nh là gói tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn
cho tới khi gói tin đợc truyền lên đờng dây mạng để đến bên nhận.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

14


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
Tại bên nhận các gói tin đợc gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tơng ứng và đây
cũng là nguyên lý của bất cứ mô hình phân tầng nào.
c. Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI:

Tầng ứng dụng (Application Layer):
Là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác định giao diện giữa các chơng trình
ứng dụng của ngời dùng và mạng. Giải quyết các kỹ thuật mà các chơng trình ứng
dụng dùng để giao tiếp với mạng. Tầng ứng dụng xử lý truy cập mạng chung, kiểm
soát luồng và phục hồi lỗi. Tầng này không cung cấp dịch vụ cho tầng nào mà nó
cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng nh: truyền file, gửi nhận mail, Telnet, HTTP,
FTP,SMTP.
Tầng trình bày (Presentation Layer):
Lớp này chịu trách nhiệm thơng lợng và xác lập dạng thức dữ liệu đợc trao đổi
nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của hệ thống đầu cuối gửi đi, lớp ứng dụng
của một hệ thống khác có thể đọc đợc. Lớp trình bày thông dịch giữa nhiều dạng dữ
liệu khác nhau thông qua một dạng chung, đồng thời nó cũng nén và giải nén dữ
liệu . Thứ tự byte, bit bên gửi và bên nhận quy ớc quy tắc gửi nhận một chuỗi byte
và bit từ trái qua phải hay từ phải qua trái nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có sự
chuyển đổi thứ tự các byte, bit vào trớc hoặc sau khi truyền. Lớp trình bày cũng
quản lý các cấp độ nén dữ liệu làm giảm số bít cần truyền.
Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có thể
có nhiều cách biểu diễn khác nhau . Thông thờng dạng biểu diễn dùng bởi ứng
dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng
dụng đợc chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác nhau.
Tầng phiên (Session Layer)
Lớp này có tác dụng thiết lập quản lý và kết thúc các phiên thông tin giữa hai
thiết bị truyền nhận. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại với
nhau và lập ánh xạ giữa các tên với địa chỉ của chúng. Lớp phiên cung cấp các dịch
vụ cho lớp trình bày, cung cấp sự đồng bộ hoá giữa các tác vụ ngời dùng bằng cách
đặt những điểm kiểm tra vào luồng dữ liệu. Bằng cách này nếu mạng không hoạt
động thì chỉ có dữ liệu truyền sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại. Lớp
này cũng thi hành kiểm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên
nào truyền, khi nào, trong bao lâu.
Trong trờng hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nảy sinh vấn đề hai ngời sử

dụng luân phiên phải lấy lợt để truyền dữ liệu. ở một thời điểm chỉ có một ngời sử
dụng đó quyền đặc biệt đợc gọi các dịch vụ nhất định của tầng phiên. Việc phân bổ
tầng này thông qua việc trao đổi thẻ bài.
Tầng vận chuyển(Transport Layer):
Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và các tầng
trên, nó phân đoạn dữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết dữ liệu vào một luồng
dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việc bàn giao các thông điệp giữa các
thiết bị đáng tin cậy. Tầng này thiết lập duy trì và kết thúc các mạch ảo đảm bảo
cung cấp các dịch vụ sau:

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

15


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
- Xếp thứ tự các phân đoạn: Khi một thông điệp lớn đợc tách thành
nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao , tầng vận chuyển sẽ sắp xếp thứ tự
trớc khi giáp nối các phân đoạn thành thông điệp ban đầu.
- Kiếm soát lỗi: Khi có phân đoạn bị thất bại , sai hoạc trùng lặp, tầng
vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại.
- Kiểm soát luồng : Tầng vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận để xác
nhận. Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ liệu kế tiếp nếu bên
nhận cha gửi tín hiệu xác nhận rằng đã nhận đợc phân đoạn dữ liệu trớc đó đầy đủ.
Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong dữ
liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của tầng mạng.

Tầng mạng (Network Layer):
Chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành
địa chỉ vật lý đồng thời nó cũng chịu trách nhiệm gửi packet từ mạng nguồn đến

mạng đích. Tầng này quyết định hớng đi từ máy nguồn đến máy đích Nó cũng
quản lý lu lợng trên mạng chẳng hạn nh chuyển đổi gói, định tuyến va kiểm soát
tắc nghẽn dữ liệu. Nếu bộ thích ứng mạng trên bộ định tuyến (router) không thể
truyền đủ dữ liệu mà máy tính nguồn gửi đi, tầng mạng trên bộ định tuyến sẽ chia
sẻ dữ liệu thành những đơn vị nhỏ hơn.
Tầng mạng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau nh mạng
Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đờng (quy định bởi
tầng mạng) để chuyển các gói tin từ máy này sang máy khác và ngợc lại.
Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) gồm các tập
hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu.Các gói dữ liệu
đợc truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác trên mạng phải đợc
chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đờng vào
(incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đờng ra (outgoing link) hớng đến đích
của dữ liệu . Nh vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiện các chức năng chọn đờng và chuyển tiếp.
Ngời ta có hai phơng thức đáp ứng cho việc chọn đờng là phơng thức xử lý tập
trung và xử lý tại chỗ:
- Phơng thức chọn đờng xử lý tập trung đợc đặc trng bởi sự tồn tại của
một (hoặc vài trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra
các bảng đờng đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đó gửi các bảng
chọn đờng tới từng nút dọc theo con đờng đã đợc chọn đó. Thông tin
tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đờng chỉ cần cập nhập và
đợc cắt giữ tại trung tâm điều khiển mạng.
- Phơng thức chọn đờng xử lý tại chỗ đợc đặc trng bởi việc chọn đờng đợc thực hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng thời điểm , mỗi nút
phải duy trì các thông tin của mạng và tự xây dựng bảng chọn đờng
cho mình. Nh vậy các thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc
chọn đờng cần cập nhập và đợc cất giữ tại mỗi nút.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

16

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.


Tầng liên kết dữ liệu (Data Link):
Là tầng mà ở đó ý nghĩa đợc gán cho các bit đợc truyền trên mạng. Tầng liên kết
dữ liệu phải quy định đợc các dạng thức, kích thớc , địa chỉ máy gửi và nhận của
mỗi gói tin đợc gửi đi. Nó phải xác định đợc cơ chế truy cập thông tin trên mạng và
phơng tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó đợc đa đến cho ngời nhận đã định.
Tầng liên kết dữ liệu có hai phơng thức liên kết dựa trên cách kết nối các máy
tính , đó là phơng thức điểm- điểm và phơng thức điểm- nhiều điểm. Với phơng thức điểm - điểm các đờng truyền riêng biệt đợc thiết lập để nối các cặp
máy tính lại với nhau. Phơng thức điểm- nhiều điểm tất cả các máy phân chia
chung một đờng truyền vật lý.
Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm bảo
cho dữ liệu nhận đợc giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin có lỗi
không sửa đợc, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra đợc cách thông báo cho nơi gửi biết
gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.
Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm hai loại chính là các giao thức h ớng
ký tự và các giao thức hớng bit. Các giao thức hớng ký tự đợc xây dựng dựa trên
các ký tự đặc biệt của một bộ mã nào đó ( nh ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các
giao thức hớng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân( xâu bít ) để xây dựng các phần tử
của giao thức (đơn vị dữ liệu , các thủ tục), và khi nhận, dữ liệu sẽ đợc tiếp nhận lần
lợt từng bit một.
Tầng vật lý (Physical):
Là tầng cuối cùng của mô hinh OSI, nó mô tả các đặc trng vật lý của mạng: Các
loại cáp để nối các thiết bị, các loại đầu nối đợc dùng, các dây cáp có thể dài bao
nhiêu.Mặt khác các tầng vật lý cung cấp các đặc trng điện của các tín hiệu đợc
dùng để khi chuyển dữ liệu trên cáp từ một máy này đến một máy khác của mạng,
kỹ thuật nối mạch điện tốc độ cáp truyền dẫn. Tầng vật lý không quy định một ý

nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài các giá trị nhị phân là 0 và 1. ở các tầng cao
hơn của mô hình OSI ý nghiã của các bit ở tầng vật lý sẽ đợc xác định.
Một số đặc điểm của tầng vật lý:
- Mức điện thế.
- Khoảng thời gian thay đổi điện thế.
- Tốc độ dữ liệu vật lý.
- Khoảng đờng truyền tối đa.
2.2. Bộ giao thức TCP/IP:
TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol.
a. Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP:
TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất
với nhau. Ngày nay,TCP/IP đợc sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng nh
trên mạng Internet toàn cầu.
TCP/IP đợc xem là giản lợc của mô hình tham chiếu OSI với bốn tầng nh sau:
- Tầng liên kết mạng (Network Access Layer).
SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

17


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
- Tầng Internet (Internet Layer).
- Tầng giao vận (Host- to Host Transport Layer).
- Tầng ứng dụng (Application Layer).
Applications

Applications

Transport

TCP/UDP

Internetwork
Network Interface
And
Hardware

IP

ICMP
ARP/RARP

Network Interface
And
Hardware

Tầng liên kết:
Tầng liên kết ( cònHình
đợc2-3:
gọi Kiến
là tầng
kết dữ liệu hay là tầng giao tiếp
trúcliên
TCP/IP
mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP , bao gồm các thiết bị mạng và
chơng trình cung cấp các thông tin cần thiết có thể hoạt động, truy nhập đờng
truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó.
Tầng Internet:
Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình gói tin trên mạng. Các
giao thức của tầng này bao gồm : IP(Internet Protocol), ICMP (Internet Control

Message Protocol), IGMP (Internet Group Messages Protocol).
Tầng giao vận:
Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứng dụng của
tầng mạng. Tầng này có hai giao thức
chính:
User
DataTCP (Transmission Protocol) và UDP
(User Datagram Protocol).
Application
TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó
sử dụng các cơ chế
nh chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thớc thích hợp cho
Appl
User
tầng mạng bên dới, báo nhận
gói tin,
đặtData
hạn chế thời gian time- out để đảm bảo
Header
bên nhận biết đợc các gói tin đã gửi đi. Do tầng này đảm bảo tính tin cậy, tầng trên
TCP
sẽ không cần quan tâm đến nữa.
UDP cung cấp một
vụ đơn giảndata
hơn cho tầng ứng dụng . Nó chỉ gửi các
TCP dịch Application
header
gói dữ liệu từ trạm này đến trạm kia mà không đảm bảo các gói tin đến đợc tới
đích. Các cơ chế đảm bảo TCP
độ tinsegment

cậy cần đợc thực hiện bởi tầng trên.
IP
Tầng ứng dụng:
IP
TCP
Application
datahình TCP/IP bao gồm các tiến trình và
Tầng ứng
dụng là
tầng trên
cùng của mô
header
header
các ứng dụng cung cấp cho ngời sử dụng để truy cập mạng. Có rất nhiều ứng dụng
IP datagram
đợc cung cấp trong tầng
này mà phổ biến là: Telnet: sử dụngEthernet
trong việc truy cập
driver
mạng
từ xa, IPFTP (File
Transfer Protocol): dịch vụEthernet
truyền tệp, Email: dịch vụ th tín
Ethernet
TCP
Application
data
điện
tử, www
(World

Wide Web).
header
header
header
trailer
Ethernet
Ethernet frame
46 to 1500 bytes
SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

Hình 2-4: Quá trình đóng / mở gói dữ liệu trong TCP/IP

18


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.

Cũng tơng tự nh mô hình OSI khi truyền dữ liệu quá trình tiến hành từ tầng
trên xuống tầng dới, qua mỗi tầng dữ liệu đợc thêm vào một thông tin điều khiển đợc gọi là phần header. Khi nhận dữ liệu thì quá trình này xảy ra ngợc lại, dữ liệu đợc truyền từ tầng dới lên và qua mỗi tầng thì phần header tơng ứng đợc lấy đi và khi
đến tấng trên cùng thì dữ liệu không còn phần header nữa. Hình vẽ 0-10 cho ta thấy
lợc đồ dữ liệu qua các tầng . Trong hình vẽ này ta thấy tại các tầng khác nhau dữ
liệu đợc mang những thuật ngữ khác nhau:
- Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng đợc gọi là stream.
- Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dới gọi là
TCP segment.
- Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dới đợc gọi là IP
datagram.
- Trong tầng liên kết , dữ liệu đợc truyền đi gọi là frame.
Application Layer

UDP

TCP
stream

message

Segment

packet

datagram

datagram

frame

frame

Transport Layer

Internet Layer

Network Access Layer
SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

Hình 2-5: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP

19

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.

b. So sánh TCP/IP với OSI:
TCP/IP với OSI: mỗi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng của
OSI.Bảng sau chỉ rõ mối tơng quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP với OSI:
OSI
Physical Layer va Data link Layer
Network Layer
Transport Layer
Session Layer, Presentation Layer,
Application Layer

TCP/IP
Data link Layer
Internet Layer
Transport layer
Application Layer

Sự khác nhau giữa TCP/IP với OSI chỉ là:
- Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3tầng trên của
mô hình OSI.
- Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độ tin
cậy của việc truyền tin nh ở trong tầng giao vận của mô hình OSI mà
cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP.
c. Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP :
+) Giao thức hiệu năng IP (Internet Protocol):
Giới thiệu chung:
Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ
giao thức TCP/IP . Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năng kết

nối của mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu . IP là giao thức cung cấp dịch
vụ phân phát datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy nghĩa là không
cần có giai đoạn thiết lập liên kết trớc khi truyền dữ liệu , không đảm bảo rằng
datagram sẽ tới đích và không duy trì thông tin nào về những datagram đã gửi đi.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

20


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
Khuân dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP đợc thể hiện nh hình vẽ:

0

4

1 Version IHL
2
Words

1
2

3

Bits
1
6

Type of
Service

Identification

3 Time to live Protocol

2
0

2
4

2
8

3
1

Total Length
Flags

Fragment Offset

Header Checksum

4

Source Address

5

Destination Address

Header

Options
Padding
6
ý nghĩa các tham số trong IP header:
Datahiện
begins
- Version (4 bit) : chỉ phiên bản
hànhhere
của IP đợc cài đặt.
- IHL (4 bit): chỉ độ dài phần header tính theo đơn vị từ (word-32 bit).
- Type of Service (8 bit): đặc tả tham số về yêu cầu dịch vụ .
Hình
2-6:
dữ IP
liệu
trong OSI
- Total length (16
bit):
chỉKhuôn
độ dài dạng
toàn bộ
datagram
tính theo byte.
- Indentification (16 bit) : là trờng định danh.

- Flags (3 bit) : các cờ sử dụng trong khi phân đoạn các datagram.
- Flagment Offset (13 bit): chỉ vị trí của đoạn phân mảnh trong
datagram tính theo đơn vị 64 bit.
- TTL(Time to Live ) : thiết lập thời gian tồn tại của datagram.
- Protocol (8 bit): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp.
- Header checksum (16 bit): kiểm soát lỗi cho vùng IP header.
- Source address (32 bit) : địa chỉ IP trạm đích.
- Option: Khai báo các tuỳ chọn do ngừơi gửi yêu cầu.


Kiến trúc địa chỉ IP (IPv4):
Địa chỉ IP (IPv4):
Có độ dài 32 bits và đợc tách thành 4 vùng , mỗi vùng 1 byte thờng đợc biểu
diễn dới dạng thập phân và cách nhau bởi dấu chấm (.).
VD: 203.162.7.92.
Địa chỉ IPv4 đợc chia thành 5 lớp A, B, C, D, E, trong đó 3 lớp địa chỉ A, B, C đợc dùng cấp phát.
Lớp A (0) cho phép định danh tới 126 mạng với tối đa 16 triệu trạm trên mỗi
mạng.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

21


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
Lớp B (10): cho phép đinh danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 trạm trên mỗi
mạng.
Lớp C (110) : cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 trạm trên mỗi
mạng.

Class A

Class B

Class C

Class D

Class E

0

1

1

1

1

24- bits
hostid

7- bits
netid

0

1

1

1

16- bits

14- bits
netid

0

1

1

hostid
21- bits

8- bits

netid

hostid

0

28- bits
Multicast group ID

1

27- bits
Reserved for future use

0

Lớp D (1110) dung để gửi gói tin IP đến một nhóm các trạm trên mạng (còn gọi
là lớp địa chỉ multicast).
Hình 2-7: Phân lớp địa chỉ IPv4
Lớp E (11110) dùng để dự phòng.
Lớp
A
B
C
D
E

Khoảng địa chỉ
0.0.0.0 đến 127.255.255.255
128.0.0.0 đến 191.255.255.255
192.0.0.0 đến 223.255.255.255
224.0.0.0 đến 239.255.255.255
240.0.0.0 đến 247.255.255.255

Hình 2-8: Bảng các lớp địa chỉ Internet
Địa chỉ mạng con:
Đối với các địa chỉ lớp A, B số trạm trong một mạng là quá lớn và trong thực tế
thờng không có một số lợng trạm lớn nh vậy kết nối vào một mạng đơn lẻ. địa
chỉ mạng con cho phép chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn. Ta có
thể dùng một số bit đầu tiên của trờng hostid trong địa chỉ IP để đặt địa chỉ

mạng con.
Chẳng hạn đối với một địa chỉ thuộc lớp A, việc chia địa chỉ mạng con có thể đợc thực hiện nh sau:
3
1
2
1
6
01
4
8
Class A
0
Net ID
Subnet number
Host ID
Subnet
22
SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam
Hình2-9 : Chia mạng con


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.

Mặt nạ địa chỉ mạng con:
Bên cạnh địa chỉ IP, một trạm cũng cần đợc biết việc định dạng địa chỉ mạng
con: bao nhiêu bit trong trờng hostid đợc dùng cho phần địa chỉ mạng
con(subnetid). Thông tin này đợc chỉ ra trong mặt nạ địa chỉ mạng con (subnet
mask).Subnet mask cũng là một số 32 bit với các bit tơng ứng với phần netid và
subnetid đợc đặt bằng 1 còn các bit còn lại đợc đặt bằng 0.
+) Giao thức hiệu năng UDP(User Datagram Protocol):

UDP là giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận không tin cậy đợc, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận. Khác với TCP, UDP không có
chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có cơ chế báo nhận (ACK), không
sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất
hoặc trùng dữ liệu mà không hề có thông báo cho ngời gửi. Khuôn dạng của UDP
datagram đợc mô tả nh sau:

Bits

0

31

16
Source Port
Length

Destination
Port
Checksum

Data begins here

Port

- Số hiệu cổng nguồn
(Source
Portdạng
-16 bit):
hiệu cổng nơi đã gửi
Hình 2-10:

Khuôn
UDPsố
datagram
datagram.
- Số hiệu cổng đích (Destination Port 16 bit): số hiệu cổng nơi
datagram đã chuyển tới.
- Độ dài UDP (Length 16 bit): độ dài tổng cộng kể cả phần header
của UDP datagram.
- UDP Checksum(16 bit): dùng để kiểm soát lỗi, nếu phát hiện lỗi thì
UDP datagram sẽ bị loại bỏ mà không có một thông báo nào trả lại
cho trạm gửi.
UDP có chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) để định danh
duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP. Nó thờng dùng
cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận.
SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

23


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
+) Giao thức TCP (Tranmission Control Protocol):
TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao thức IP
trong tầng mạng. Nhng không giống nh UDP, TCP cung cấp dịch vụ liên kết tin cậy
và có liên kết .
Có liên kết ở đây có nghĩa là hai ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập liên
kết với nhau trớc khi trao đổi dữ liệu. Sự tin cậy trong dịch vụ đợc cung cấp bởi
TCP đợc thể hiện nh sau:
- Dữ liệu từ tầng ứng dụng gửi đến đợc TCP chia thành các segment có
kích thớc phù hợp nhất để truyền đi.
- Khi TCP gửi 1 segment , nó duy trì một thời lợng để chờ phúc đáp từ

trạm nhận. Nếu trong khoảng thời gian đó phúc đáp không gửi tới đợc
trạm gửi thì segment đó đợc truyền lại.
- Khi TCP trên trạm nhận dữ liệu từ trạm gửi tới trạm gửi 1 phúc đáp tuy
nhiêm phúc đáp không đợc gửi lại ngay lập tức mà thờng trễ một
khoảng thời gian .
- TCP duy trì giá trị tổng kiểm tra (checksum) trong phần Header của dữ
liệu để nhận ra bất kỳ sự thay đổi nào trong quá trình truyền dẫn. Nếu
1 segment bị lỗi thì TCP ở phía trạm nhận sẽ loại bỏ và không phúc
đáp lại để trạm gửi truyền lại segment bị lỗi đó.
TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng. Mỗi của liên kết TCP có vùng đệm
(buffer) giới hạn do đó TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửi truyền một lợng dữ
liệu nhất định (nhỏ hơn khôn gian buffer còn lại). Điều này tránh sảy ra trờng hợp
trạm có tốc độ cao chiếm toàn bộ vùng đệm của trạm có tốc độ chậm hơn.
Khuôn dạng của TCP segment đợc mô tả nh sau:

0
1

Words

4

1
2

3

Bits
1
6

2
0

2

Sequence Number

3

Acknowledgment Number
Reserved

5

Checksum

6

3
1

Destination Port

Source Port

4 Offset

2
8

2
4

Flags

Header

Window
Urgent Pointer

Options

Padding

Data begins here

Các tham số trong khân dạng trên có ý nghĩa nh sau:
Hình-11:
segment
- Source Port (16
bits) là Khuôn
số hiệudạng
cổngTCP
của trạm
nguồn.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

24

Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
- Destination Port (16 bits) là số hiệu cổng của trạm đích.
- Sequence Number (32 bits) là số hiệu byte đàu tiên của segment trừ
khi bit SYN đợc thiết lập. Nếu bit SYN đợc thiết lập thì sequence
number là số hiệu tuần tự khởi đầu ISN (Initial Sequence Number ) và
byte dữ liệu đầu tiên là ISN +1. Thông qua trờng này TCP thực hiện
việc quản lý từng byte truyền đi trên một kết nối TCP.
- Acknowledgment Number (32 bits): Số hiệu của segment tiếp theo mà
trạm nguồn đang chờ để nhận và ngầm định báo nhận tốt các segment
mà trạm đích đã gửi cho trạm nguồn.
- Header Length (4 bits): Số lợng từ (32 bits) trong TCP header, chỉ ra vị
trị bắt đầu của vùng dữ liệu vì trờng Option có độ dài thay đổi. Header
length có giá trị từ 20 đến 60 byte.
- Reserved(6 bits) : dành để dùng trong tơng lai.
- Control bits: các bit điều khiển .
URG : xác định vùng con trỏ khẩn có hiệu lực.
ACK : vùng bao nhận ACK Number có hiệu lực.
PSH : Chức năng PUSH.
RST : khởi động lại liên kết .
SYN :đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự (sequence number)
FIN : không còn dữ liệu từ trạm nguồn.
- Window size(16 bits): cấp phát thẻ để kiểm soát luồng dữ liệu (cơ chế
cửa sổ trợt).
- Checksum (16 bits) : mã kiểm soát lỗi cho toàn bộ segment cả phần
header và dữ liệu .
- Urgent Pointer(16 bits): con trỏ trỏ tới số hiệu tuần tự của byte cuối
cùng trong dòng dữ liệu khẩn cho phép bên nhận biết đợc độ dài của
dữ liệu khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG đợc thiết lập.

- Option (độ dài thay đổi): Khai báo các tuỳ chọn cuat TCP.
- TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng ứng dụng có độ dài
ngầm định là 536 byte. Giá trị này có thể điều chỉnh đợc bằng cách
khai báo trong vùng Option.

Chơng 3

Mạng LAN và thiết kế mạng LAN
3.1 Các thiết bị LAN cơ bản:
Mạng cục bộ LAN là hệ truyền thông tốc độ cao đợc thiết kế để kết nối các
máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt động với nhau trong một

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

25


Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng LAN cho doanh nghiệp.
khu vực địa lý nhỏ nh ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà. Một số
mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc.
Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những ngời sử dụng dùng
chung những tài nguyên quan trọng nh máy in màu, ổ đĩa CD- ROM, các phần
mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trớc khi phát triển công nghệ
LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lợng các chơng trình tiện
ích, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.
a. Các thiết bị nối chính của LAN:
+) Card mạng NIC (Network Interface Card)
Card mạng _ NIC là một thiết bị đợc cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng
kết nối vào mạng.Card mạng đợc coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình
OSI. Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC- Media

Access Control. Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phơng
tiện truyền dẫn trên mạng. Card thực hiện các chức năng quan trọng:
- Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy tính.
- Danh định: cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC.
- Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit để truyền tải.
- Điều khiển truy xuất môi trờng: cung cấp truy xuất có tổ chức để chia
sẻ môi trờng.
- Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trờng bằng cách dùng
các bộ thu phát tích hợp sẵn.
Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN nh:
- Kiểu cáp.
- Topo.
- Phơng pháp truy nhập mạng.
- Tốc độ truyền thông tin.
Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hình OSI, chúng
hoạt động tại tất cả 7 lớp của mô hình OSI: kết nối vật lý với môi trờng mạng bằng
một card mạng với các lớp OSI khác đợc thực hiện bằng phần mềm bên trong host.

SVTH: Phan Hong Thnh Nguyn Vn Nam

26