Mạng máy tính và thiêt kế mạng cục bộ LAN

đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Mục lục
Mục lục.....................................................................................................................1
Lời mở đầu................................................................................................................3
Phần I............................................................................................................................................4
mạng máy tính.......................................................................................................................4
Chơng I........................................................................................................................................5
Lý thuyết cơ sở về mạng máy tính............................................................................5

I. Khái Niệm về Mạng máy tính...........................................................................5
1. Khái niệm.....................................................................................................5
2. Các thành phần cơ bản của mạng máy tính gồm..........................................5
3. Ưu, nhợc điểm của mạng máy tính..............................................................6
II. Phân loại mạng máy tính.................................................................................7
1. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý .....................................................7
2. Phân loại mạng máy tính theo quan điểm xây dựng hệ điều hành ...............8
3. Phân loại mạng máy tính theo kỹ thuật chuyển mạch:.................................8
Chơng II....................................................................................................................................11
Mô hình tham chiếu OSI..................................................................................................11

I. Kiến trúc phân tầng và mô hình tham chiếu OSI.............................................11
1. Kiến trúc phân tầng....................................................................................11
2. Mô hình tham chiếu OSI............................................................................12
II. Mô hình tham chiếu OSI gồm 7 tầng với tên gọi và chức năng nh sau :.........14
III. Mối quan hệ giữa tầng đồng mức và liền mức .............................................17
Chơng III ..................................................................................................................................18
Cấu hình và Các thiết bị mạng...................................................................................18

I. các cấu hình của mạng....................................................................................18
- Ưu điểm:......................................................................................................18
- Nhợc điểm : ................................................................................................18
II. Các thiết bị mạng...........................................................................................22
Chơng IV ..................................................................................................................................28
Đờng truyền vật lý và các phơng pháp ..............................................................28
truy nhập đờng truyền vật lý trong mạng.....................................................28

I. Đờng truyền vật lý...........................................................................................28
1. Đờng truyền hữu tuyến...............................................................................28
2. Đờng truyền vô tuyến (mạng không dây):..................................................29
II. Các phơng pháp truy nhập đờng truyền vật lý................................................30
1. Phơng pháp truy cập đờng truyền có sử dụng sóng mang và phát hiện xung
đột CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect)..........30
2. Phơng pháp Token Bus...............................................................................32
3. Phơng pháp Token Ring.............................................................................33
Chơng V.....................................................................................................................................35
Hệ điều hành mạng.............................................................................................................35

I. Giới thiệu chung về hệ điều hành mạng .........................................................35
1. Hệ điều hành theo giải pháp (1).................................................................35
2. Hệ điều hành theo giải pháp (2):................................................................36
IIII. Giới thiệu hệ điều hành Windows NT.........................................................37
1


®å ¸n tèt nghiÖp

M¹ng m¸y tÝnh

1. Nh÷ng ®Æc ®iÓm chung cña hÖ ®iÒu hµnh:..................................................37
2. C¸ch cµi ®Æt Windows NT..........................................................................39
PhÇn II........................................................................................................................................40
ThiÕt kÕ m¹ng côc bé LAN.............................................................................................40

2


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Lời mở đầu
Tin học - Viễn thông là hai thành phần cốt lõi của công nghệ thông tin.
Trong những năm gần đây, nhiều dự án phát triển công nghệ thông tin ở nớc ta
đã đợc triển khai theo các giải pháp tổng thể trong đó tích hợp hạ tầng truyền
thông. Máy tính với các chơng trình tin học ứng dụng. Mạng máy tính không
còn là một thuật ngữ thuần tuý khoa học mà đang trở thành một đối tợng nghiên
cứu và ứng dụng của nhiều ngời có nghề nghiệp khác nhau, phạm vi ứng dụng
khác nhau.
Trong Đồ án tốt nghiệp này em xin trình bày về "Mạng máy tính và Thiêt
kế mạng cục bộ LAN".
Đồ án tốt nghiệp của em đợc hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của thầy
giáo hớng dẫn: TS. Nguyễn Vũ Sơn cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân.
Mặc dù vậy, bài viết này vẫn không thể tránh khỏi đợc những thiếu sót do trình
độ còn hạn chế, không đợc tham khảo nhiều trên thực tế, do vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô cũng nh các bạn đồng nghiệp.
Cuối cùng, em xin bày đợc bảy tỏ lòng biết ơn của mình tới các thầy cô
giáo trong Khoa Công nghệ Điện tử Thông tin đã giúp em hoàn thành bản đồ
án này.

3


®å ¸n tèt nghiÖp

M¹ng m¸y tÝnh

PhÇn I

m¹ng m¸y tÝnh

4


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Chơng I

Lý thuyết cơ sở về mạng máy tính
I. Khái Niệm về Mạng máy tính

1. Khái niệm.
Mạng máy tính là tập hợp các máy tính cá nhân đợc kết nối với nhau bằng
đờng truyền vật lý theo một kiến trúc mạng nào đó dùng trao đổi dữ liệu và thực
hiện các dịch vụ mạng. Mạng máy tính còn đợc kết nối với các mạng khác nh
mạng số liệu, mạng điện thoại số, để trở thành một mạng đa dịch vụ tích số
(ISBN), mạng này đáp ứng vô số các dịch vụ cho ngời sử dụng.
Một nhóm máy tính và những thiết bị ngoại vi nối kết với nhau đợc gọi là

mạng, còn khái niệm về các máy tính dùng chung tài nguyên đợc gọi là mạng.
Để lập một mạng máy tính ngời ta nối các máy tính lại với nhau bằng dây
cáp, lắp cáp điều hợp mạng (Network adaptor card), cài đặt cấu hình và phần
mềm để cho mạng họat động.
Máy tính
Máy in




Cáp

Hình I-1 Một mạng máy tính đơn giản
2. Các thành phần cơ bản của mạng máy tính gồm.
* Các máy tính cá nhân (PC)
+ Lu giữ tài nguyên cục bộ của mình và tài kho cơ sở dữ liệu dùng chung
của mạng.
5


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

+ Lu giữ các chơng trình phần mềm và chạy chơng trình đó ( các chơng
trình ứng dụng nh Word, EXCELchạy các ngôn ngữ lập trình, các phần
mềm dữ liệu ).
+ Là nơi điều khiển việc truyền nhận dữ liệu và thực hiện các dịch vụ mạng.
* Đờng truyền vật lý: là môi trờng truyền dẫn tín hiệu dữ liệu giữa các máy
tính cá nhân với nhau đảm bảo độ suy hao cho phép gồm:

+ Sử dụng đờng truyền của máy điện thoại thông qua MODEM
+ Cáp đồng trục (cáp béo, cáp gầy )
+ Cáp xoắn (có bọc kim, không có bọc kim )
+ Cáp sợi quang
* Kiến trúc mạng:
+ Các máy tính cá nhân đợc kết nối với nhau theo hình gì (hình trang của
mạng TOPOLOPY gọi tên là TOPO mạng).
+ Tập hợp các quy tắc, quy ớc mà các thực thể tham gia trên mạng phải
tuân theo gọi là giao thức mạng PROTOCOL.
Nghiên cứu mô hình tham chiếu OSI đây là các tiêu chuẩn chung nhất do tổ
chức tiêu chuẩn hoá quốc tế về kiến thức mạng xây dựng lên để các nhà thiết kế
mạng, các ngời sử mạng phải tuân theo.
* Thiết bị mạng và thiết bị ngoại vi (bộ giao tiếp mạng thờng gọi là card
mạng, bộ tập trung (HUB, bộ chuyển tiếp Repeater, bộ cầu nối Bridge, bộ chọn
đờng Router).
* Hệ điều hành mạng và các chơng trình phần mềm.
3. Ưu, nhợc điểm của mạng máy tính.
a. Ưu điểm:
- Mạng máy tính ra đời khắc phục đợc sự hạn chế về không gian và thời
gian của những ngời muốn trao đổi thông tin với nhau bằng máy tính cá nhân khi
cha kết nối mạng.
- Một u điểm rất quan trọng là ngời tham gia vào mạng đều đợc dùng chung
các tài nguyên trên mạng đặc biệt dùng chung các tệp và chơng trình .

6


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

- Giảm tối thiểu các nhân lực trung gian và thời gian không cần thiết trong
công tác quản lý hành chính, hạn chế tối đa việc trao đổi bằng giấy tờ trong các
cơ quan và tổ chức có sử dụng máy tính.
- Mạng máy tính còn cho phép kết nối với các mạng khác để thực hiện vô
số các dịch vụ khác.
b. Nhợc điểm :
- Vấn đề bảo mật các dữ liệu và an toàn trên mạng không cao, nhất là đối
với một mạng có kỹ thuật mạng đơn giản.
- Chi phí xây dựng, lắp đặt và đào tạo ngời sử dụng mạng tơng đối cao, đặc
biệt phải đào tạo những ngời quản trị mạng.
- Khi sử dụng tài nguyên chung trên mạng phải mất thời gian chờ nếu tài
nguyên đó đang có ngời trên mạng sử dụng.
II. Phân loại mạng máy tính

1. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý
Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào các yếu tố chính
đợc chọn để làm chỉ tiêu phân loại chẳng hạn đó là: khoảng cách địa lý, kỹ thuật
truyền mạng hay kiến trúc mạng.
Trớc đây để phân loại mạng máy tính ngời ta thờng quan tâm đến yếu tố địa
lý và các đặc trng về kỹ thuật mà ít chú ý đến khía cạnh ứng dụng của chúng. Vì
vậy ngời ta đã quan tâm đến các loại mạng sau :
* Mạng cục bộ (Local Area Network viết tắt là LAN):
Mạng này đợc lắp đặt trong phạm vi hẹp nội bộ một phòng, một cơ quan,
một khách sạn, trờng học hay căn cứ quân sự với đờng kính vài Km. Số lợng máy
tính tham gia ít, mạng này thờng có đờng kết nối với mạng lớn hơn, kỹ thuật của
mạng này là cơ sở xây dựng các mạng khác lớn hơn.
Mạng LAN thờng phổ biến rộng ở Việt Nam
* Mạng đồ thị (Metropolitan Area Network viết tắt là MAN)
Mạng này đợc xây dựng trên phạm vi lớn hơn nh một trung tâm tỉnh, trung

tâm thành phố và có đờng kết nối với mạng diện rộng có bán kính

< 100Km.

* Mạng diện rộng ( Wide Area Network viết tắt là WAN)
7


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Mạng này đợc xây dựng trên phạm vi một quốc gia nó đợc xây dựng trên cơ
sở một mạng xơng sống để kết nối các mạng đồ thị lại và có cổng Quốc tế để kết
nối với mạng toàn cầu .
* Mạng toàn cầu (Global Area Network viết tắt là GAN)
Đợc xây dựng trên phạm vi toàn thế giới nó là sự kết nối của các trung tâm
thông tin các khu vực.
2. Phân loại mạng máy tính theo quan điểm xây dựng hệ điều hành
- Mạng ngang hàng: đợc đặc trng bằng khả năng chia sẻ tài nguyên cho tất
cả các máy tính trên mạng một cách đồng đều nhau.
- Mạng khách chủ (Client/ server)
Đợc đặc trng bằng khả năng chia sẻ tài nguyên của máy chủ cho tất cả các
máy trạm trên mạng.
3. Phân loại mạng máy tính theo kỹ thuật chuyển mạch:
Mạng chuyển mạch kênh, chuyển mạch thông báo và mạng gói .
* Mạng chuyển mạch kênh (Criant Switched Network)
Trong trờng hợp này khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì
giữa chúng đợc thiết lập một kênh cố định và đợc duy trì cho đến khi một
trong hai bên ngắt liên lạc, các dữ liệu đợc truyền theo một đờng cố định đó.

Mạng chuyển mạch kênh có hạn chế :
- Phải tiêu tốn thời gian để thiết lập một kênh cố định giữa hai thực thể.
Hiệu suất sử dụng đờng truyền thấp vì có lúc kênh không đợc sử dụng.
Trong khi các thực thể khác không đợc phép sử dụng kênh này .

8


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính
DATA 2

S2

DATA 1

A

S4
DATA 3

S1

S6
S3

B

S5

Hình I-2. Mạng chuyển mạch kênh
* Mạng chuyển mạch thông báo (Message Switched Network)
Thông báo (Message) là một đơn vị thông tin của ngời sử dụng có khuôn
dạng đợc qui định trớc. Mỗi thông báo đều có vùng thông tin điều khiển đích của
thông báo. Căn cứ vào thông tin này mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo
tới nút kế tiếp theo đờng dẫn tới đích của nó. Nh vậy mỗi nút cần phải lu giữ tạm
thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo để rời sau đó chuyển tiếp thông
báo đi. Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạch các thông báo khác nhau đợc gửi đi
các con đờng khác nhau .
* Phơng pháp này có u 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 có thể lu trữ thông báo, cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi
thông báo đi do đó giảm đợc tình trạng tắc nghẽn thông tin trên mạng, có thể
điều khiển việc truyền tín bằng cách sắp xếp độ u tiên cho các thông báo.
- Có thể tăng hiệu suất sử dụng dải thông của mạch bằng cách gán địa chỉ
quảng bá để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích.
Nhng do không hạn chế kích thớc của các thông báo do đó chi phí cho việc
lu giữ tạm thời sẽ cao và ảnh hởng đến thời gian đáp ứng của các thông báo cũng
nh chất lợng đờng truyền thấp.

9


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

S2

S4

Message 2

A

Message 1

S1

S6
S3

B

S5

Hình I-3: Mạng chuyển mạch thông báo
* Mạng chuyển mạch gói (Backet switched Network)
Mỗi gói tin cũng chứa thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn và
địa chỉ đích của gói tin. Các gói tin có thể tới đích bằng nhiều con đờng khác
nhau. Điểm khác biệt giữa chuyển mạch gói và chuyển mạch thông báo là các
gói tin đợc giới hạn kích thớc tối đa sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ
gói tin trong bộ nhớ mà không cần lu trữ tạm thời trên đĩa. Do đó mạng chuyển
mạch gói nhanh hơn và hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo.
Nhợc điểm thời gian truyền ngắn do đó thời gian chuyển mạch lớn thì tốc
độ truyền không cao vì nó đòi hỏi thời gian chuyển mạch cực ngắn. Việc tập
trung các gói để tạo lại thông báo ban đầu của ngời sử dụng là khó khăn, đặc biệt
là trong trờng hợp gói tin đợc truyền theo nhiều đờng khác nhau. Do hiện nay có

cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi
cho nút mạng. Và cũng có nhiều u điểm là mềm dẻo và hiệu quả cao nên chuyển
mạch gói đợc dùng phổ biến.
S2
A

S4

S1

S6
S3

B

S5

Hình I-4: Mạng chuyển mạch gói

10


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Chơng II

Mô hình tham chiếu OSI
I. Kiến trúc phân tầng và mô hình tham chiếu OSI

1. Kiến trúc phân tầng.
Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các mạng
máy tính hiện có đều đợc phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng (layering).
Mỗi hệ thống thành phần của mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng, trong đó
mỗi tầng đợc xây lên trớc nó. Số lợng các tầng cũng nh trên và chức năng của
mỗi tầng là tuỳ thuộc vào các nhà thiết kế. Chúng ta sẽ thấy các phân tầng trong
mạng của IBM (SNA), của Digital (DEC net), hay của bộ Quốc phòng Mỹ
(ARPANET) là không giống nhau tuy nhiên, trong hầu hết các mạng, mục
đích của mỗi tầng là cung cấp một số dịch vụ (Services) nhất định cao hơn. Hình
1.5 minh hoạ một kiến trúc phân tầng tổng quát. Với giả thiết A và B là hai hệ
thống (máy tính). Thành phần của mạng đợc nối với nhau.

Hệ thức A

Hệ thức B
Giao thức tầng N

Tầng i+1
Tầng i



Tầng i - 1

Tầng 1

Giao
i+11
Giaothức

thứctầng
tầng
Giao thức tầng i
Giao thức tầng i -1
Giao thức tầng 1

Đờng truyền vật lý



Tầng N

Tầng i+1
Tầng i
Tầng i - 1





Tầng N

Tầng 1

Hình II-1: Minh hoạ kiến trúc phân tầng tổng quát.
Nguyên tắc của kiến trúc mạng phân tầng là: mỗi hệ thống trong mạng đều
có cấu trúc tầng (số lợng tầng, chức năng của mỗi tầng là nh nhau). Sau khi đã
11

đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

xác định đợc số lợng tầng và chức năng mỗi tầng thì công việc quan trọng tiếp
theo là định nghĩa mối quan hệ (giao diện) giữa hai tầng kế nhau và mối quan hệ
(giao diện) giữa hai tầng đồng mức ở hai hệ thống nối kết với nhau. Trong thực
tế dữ liệu không đợc truyền trực tiếp từ tầng thứ i của hệ thống này sang tầng thứ
i của hệ thống khác (trừ đối với tầng thấp nhất trực tiếp sử dụng đờng truyền vật
lý để truyền các xâu bit (0,1) từ hệ thống này sang hệ thống khác). ở đây qui ớc
dữ liệu ở bên hệ thống gửi (Sender) đợc truyền sang hệ thống nhận (Receiver)
bằng đờng truyền vật lý và cứ thế đi ngợc lên các tầng trên. Nh vậy, giữa hai hệ
thống kết nối với nhau (ví dụ A và B trong hình 1.5) chỉ có ở tầng thấp nhất mới
có liên kết vật lý, còn ở các tầng cao hơn chỉ là những liên kết logic (hay liên kết
ảo) đợc đa vào để hình thức hoá hoạt động của mạng thuận tiện cho việc thiết kế
và phần mềm truyền thông.
2. Mô hình tham chiếu OSI.
* Vai trò của OSI:
Khi xây dựng một mạng máy tính bao gồm các hệ thống xác định việc sử
dụng một giao thức tiêu chuẩn hoá làm cho phát triển hệ thống một cách có hiệu
quả và lu thông.
Khi OSI đợc đa vào sử dụng dần dần trong một kiến trúc mạng sẵn có, nó đợc thực hiện phù hợp với kiến trúc mạng thông thờng của kết nối hệ thống sẵn
có. Tuy nhiên để kết nối mạng hệ thống thuộc nhiều loại khác nhau cần thực
hiện việc tơng thích bằng OSI.
* Ưu điểm của việc sử dụng OSI.
Có thể xây dựng các phần cứng và phần mềm tiêu chuẩn mà có chứa OSI
nhằm cải thiện việc liên kết các hệ thống khác nhau.
Chức năng liên lạc đợc tiêu chuẩn hoá theo phân cấp, điều này làm tăng tốc
độ và làm giảm lợng công việc phát triển cần thiết cho việc xây dựng mạng.
Việc sử dụng chung các tài nguyên trên mạng đợc mở rộng, điều này đảm

bảo việc sử dụng có hiệu quả hơn nhiều loại phần cứng và phần mềm.

12


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

* Các nguyên tắc đa ra mô hình tham chiếu OSI :
Để giảm bớt độ phức tạp của công ớc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các
mạng đợc phân tích và thiết kế theo quan điểm phân tầng (Layering).Mỗi hệ
thống thành phần của mạng đợc xem nh một kiến trúc đa tầng trong đó mỗi tầng
xây trên một tầng trớc nó. Số lợng các tầng cũng nh chức năng vào ngời thiết kế.
Để xây dựng mô hình OSI dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau :
- Để đơn giản cần hạn chế số lợng các tầng .
- Tạo ranh giới các tầng sao cho các chức năng khác nhau đợc tách biệt với
nhau và các tầng sử dụng các loại công nghệ cũng đợc tách biệt.
- Các chức năng giống nhau đợc cài đặt vào cùng một tầng.
- Chọn ranh giới các tầng tuỳ theo kinh nghiệm đã đợc chứng minh là thành
công .
- Các chức năng này đợc định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ảnh hởng it nhất đến các tâng kề nó.
- Tạo danh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tơng ứng.
- Tạo một tầng khi dữ liệu đợc xử lý một cách khác biệt .
- Cho phép các thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng làm ảnh
hởng đến các tầng khác .
- Mỗi tầng chỉ có các ranh giới (giao diện ) với các tầng trên và dới nó.
- Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết.
- Tạo các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kế cận .
- Cho phép huỷ bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết.

13


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

II. Mô hình tham chiếu OSI gồm 7 tầng với tên gọi và chức
năng nh sau :
Layer 7

APPLICATION

Layer 6

PRESENTATION

Layer 5

SESSION
TRANPORT

Layer 3

NETWORK
DATA LINK

Layer 1

ứng dụng

Giao thức tầng 6

Trình diễn

Giao thức tầng 5

Layer 4
Layer 2

Giao thức tầng 7

PHYSICAL

Phiên

Giao thức tầng 4

Giao vận

Giao thức tầng 3

Mạng

Giao thức tầng 2

Liên kết dữ liệu

Giao thức tầng 1

Vật lý

Đường truyền vật lý

Hình II-2: Giao thức các tầng
* Tầng vật lý (Physical)
- Liên quan đến việc truyền các dòng bít không có cấu trúc qua đờng truyền
vật lý .
- Thực hiện việc truy nhập đờng truyền vật lý nhờ các thuộc tính cơ điện,
thủ tục, chức năng.
+ Về cơ: Thể hiện việc nối ghép máy tính với đờng truyền vật lý, kích thớc
cấu hình của đờng truyền vật lý cấu trúc giao diện nối ghép.
+ Thuộc tính thủ tục: là các thủ tục truy nhập đờng truyền thủ tục trao đổi
dữ liệu.
+ Thuộc tính về chức năng : thể hiện chức năng từng chân tính hiệu quả của
giao diện nối kết.
A
Máy tính

Mô hình thực của tầng vật lý đợc thể hiện nh sau :
D

C
Cáp đồng
trục
MODEM

E

F
Cáp quang
Bộ biến đổi điện

B
Máy tính

Quang Quang điện

Hình II-3: Mô hình thực của tầng vật lý

14


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Hai máy tính A và B đợc kết nối với nhau bằng đờng truyền cáp đồng trục
và cáp sợi quang. MODEM(C) biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tơng tự truyền
qua cáp đồng trục MODEM(D) thực hiện biến đổi ngợc lại. Bộ biến đổi điện
quang (E) biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu ánh sáng để truyền trên đờng cáp
sợi quang. Bộ biến đổi quang điện (F) thực hiện biến đổi ngợc lại và gửi tín hiệu
dữ liệu cho máy tính B.
* Tầng lên kết dữ liệu (Data link)
Cung cấp các phơng tiện để truyền khối dữ liệu qua liên kết vật lý đảm bảo
một cách tin cậy qua cơ chế đồng bộ hoá, cơ chế kiểm soát lỗi, cơ chế kiểm soát
luồng dữ liệu .
* Tầng mạng (Network)
- Thực hiện việc chuyển tiếp thông tin trong bản thân mạng và qua các

mạng khác .
- Đa ra giải thuật chọn đờng tối u khi truyền dữ liệu vì nó phải hiểu đợc
giao thức của các mạng mà nó nối kết và phải đáp ứng đợc nhiều kiểu dịch vụ
khác nhau cung cấp bởi các mạng khác nhau .
- Ngoài ra tầng mạng cũng thực hiện các chức năng nh tầng khác là kiểm
soát luồng dữ liệu.
* Tầng giao vận
Mô hình OSI đợc chia thành hai nhóm tầng:
- Nhóm 4 tầng thấp: từ tầng vật lý tới tầng giao vận, nhiệm vụ chung của
nhóm là cung cấp các phơng thức tiện để truyền dữ liệu qua liên kết vật lý.
- Nhóm 3 tầng cao là 3 tầng còn lại. Nhiệm vụ chung của nhóm là tập trung
giải quyết các yêu cầu, các ứng dụng, các dịch vụ của ngời sử dụng.
- Tầng giao diện là tầng cao nhất trong nhóm 4 tầng thấp. Nhiệm vụ của nó
là:
+ Ngăn cách ảnh hởng giữa 2 nhóm tầng
+ Thực hiện việc truyền dữ liệu, cung cấp các dịch vụ cho tầng kề trên nó,
tầng kề dới nó.

15


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

+ Đánh giá chất lợng mạng và phân loại mạng theo tiêu chuẩn của mô hình
tham chiếu OSI và đợc chia thành 3 loại mạng sau :
* Mạng loại A: có tỷ suất lỗi và sự cố có báo hiệu chấp nhận đợc
* Mạng loại B: có tỷ suất lỗi chấp nhận đợc còn sự cố có báo hiệu không
chấp nhận đợc. Khi đó tầng giao vận phải phục hồi lại dữ liệu sau sự cố .

* Mạng loại C: có tỷ suất lỗi không chất nhận đợc còn sự cố có báo hiệu
chấp nhận đợc. Khi đó tầng giao vận vừa phải phục hồi lại dữ liệu vừa phải sắp
xếp lại thứ tự dữ liệu.
* Tầng phiên :
Tầng phiên nằm ở danh giới giữa hai nhóm tầng nhiệm vụ của nó là điều
phối các phiên trao đổi dữ liệu, điều khiển các phơng tiện truyền thông thiết lập
và giải phóng nột cách logic phiến ứng dụng đó .
* Tầng trình diễn :
Liên quan đến việc biểu diễn dữ liệu về mặt cú pháp ngữ nghĩa để tất cả các
máy tính trên mạng các thiết bị ngoại vi, các thiết bị mạng đều xử lý tín hiệu dới
dạng mã nhị phân thống nhất .
Mức này sẽ giải quyết thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy vào
mạng
* Tầng ứng dụng
- Mức này liên quan trực tiếp đến ngời sử dụng . Tức là nó sẽ cung cấp
những qui định chung nhất để ngời sử dụng có thể truy cập vào mô hình tham
chiếu OSI .
- Mức này sẽ giải quyết các yêu cầu phục vụ chung các yêu cầu phối ghép
cần thiết nh truyền tệp tin, đăng nhập từ xa, tra cứu tìm kiếm thông tin
Mô hình tham chiếu OSI từ các tiêu chuẩn chung nhất để các nhà thiết
kế mạng các ngời sử dụng mạng phải tuân theo nó là lý thuyết cơ sở áp dụng cho
kỹ thuật mạng máy tính, áp dụng cho kỹ thuật mạng viễn thông hiện nay.

16


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

III. Mối quan hệ giữa tầng đồng mức và liền mức

Mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức và liền mức đợc sử dụng 4 kiểu hàm
nguyên thuỷ để định nghĩa sự tơng tác giữa chúng .
* Request (Hàm yêu cầu): là hàm nguyên thuỷ dùng để gọi một chức năng.
* Indication (hàm chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ
dùng để gọi một chức năng hoặc chỉ dẫn một chức năng đã đợc gọi ở một điểm
truy nhập dịch vụ (SAP)
* Reponse (Hàm trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà ngời sử dụng dịch vụ để
hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyên thuỷ Indication ở
điểm truy nhập dịch vụ (SAP)
* Confirm (Hàm xác định): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ
dùng để hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyên thuỷ
request tại một điểm truy nhập dịch vụ đó.
* Công trình thực hiện một giao thức giữa hai hệ thống A và B đợc thực
hiện nh sau:
- Tầng (N+1) của A gửi xuống tầng N kề dới nó một hàm Request
- Tầng (N) cấu tạo một đơn vị dữ liệu để gửi yêu cầu đó sang tầng (N) của B
theo giao thức tầng (N) đã đợc xác định.
- Nhận đợc yêu cầu tầng (N) của B chỉ báo lên tầng (N+1) kề trên đó bằng
hàm Indication
- Tầng (N+1) của B trả lời bằng hàm Response gửi xuống tầng (N) kề dới
nó.
Tầng (N) của B cấu tạo một đơn dữ liệu để gửi trả lời đó trở về tầng (N) của
A theo giao thức tầng (N) đã xác định .
- Nhận đợc trả lời, tầng (N) của A xác nhận với tầng (N+1) trên nó bằng
Confirm, kiến thức một thao tác giữa hai hệ thống .

17

đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Chơng III

Cấu hình và Các thiết bị mạng
I. các cấu hình của mạng

Mọi kiểu thiết kế mạng đều bắt nguồn từ ba cấu hình cơ bản sau:
- Star (hình sao)
- Bus (trục cáp thẳng)
- Ring (vòng khép kín)
1. Kiểu Star:
ở dạng hình sao tất cả các trạm đợc nối vào một thiết bị trung tâm.
Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm chuyển tới trạm đích của tín hiệu tuỳ
theo yêu cầu truyền thông của mạng thiết bị trung tâm ở đây có thể là bộ chuyển
mạch (Switch), một bộ chọn đợc (Router) hoặc đơn giản là bộ phận kênh (Hub)
vai trò thực chất của bộ trung tâm này việc thực hiện bắt tay giữa các trạm cần
trao đổi thông tin với nhau, thiết lập các liên kết điểm - điểm (Point to point) giữa chúng.
- Ưu điểm:
Thiết lập mạng đơn giản, dễ cấu hình lại mạng (thêm bớt các trạm), dễ dàng
kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng đợc tối đa tốc độ đờng truyền vật lý.
Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định. Việc đụng độ
dữ liệu (Data Collision) là không thể nào xảy ra vì mỗi trạm làm việc đều có đờng dây dành riêng của mình. Trờng hợp có sự cố ở các trạm làm việc sẽ không
ảnh hởng đến các trạm còn lại, và nh vậy hệ thống vẫn hoạt động bình thờng.
Mạng Star có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của ngời sử dụng
và có khả năng tiếp nhận tất cả các phơng thức thâm nhập mạng khác nhau.
- Nhợc điểm :

Độ dài của đờng truyền giữa các trạm và thiết bị trung tâm bị giới hạn ở
phạm vi là 100m đối với công nghệ hiện nay
Khi thiết bị trung tâm có sự cố thì mạng sẽ bị ngừng hoạt động ngay lập tức.
18


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Mạng Star đòi hỏi từng cặp dây riêng rẽ để nối từ bộ tập trung đến các trạm
làm việc và các thiết bị, do đó cũng đòi hỏi một lợng lớn dây cáp dùng để kết
nối, dẫn tới sự quản lý phức tạp cũng nh đòi hỏi yêu cầu cao đối với thiết bị
trung tâm.
Hub


Máy tính





Hình III-1: Mạng hình sao

2. Kiểu Ring:
Cấu hình mạng Ring (vòng khép kín) nối các máy tính trên một vòng cáp,
không có đầu nào bị hở. Mỗi máy tính đóng vai trò nh một bộ chuyển tiếp,
khuếch đại tín hiệu và gửi nó tới máy tính tiếp theo.
Do tín hiệu đi qua từng máy nên sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hởng

đến toàn mạng.
Để tăng độ tin cậy của mạng, tuỳ trờng hợp ngời ta có thể lắp đặt d thừa
các đờng truyền trên vòng tạo thành một vòng dự phòng. Khi đờng trên vòng
chính bị sự cố thì vòng phụ sẽ đợc sử dụng với chiều đi của tín hiệu ngợc với
chiều đi trên mạng chính.
- Mạng Ring có u điểm sau:
Điều khiển hệ thống đơn giản và làm giảm đến mức tối đa khả năng xung
đột dữ liệu trên Bus vì thông tin dữ liệu đợc truyền đi theo một hớng nhất định.
Với cách bố trí nh vậy mạng có thể đợc nới rộng ra xa một cách dễ dàng,
tổng số đờng dây cần thiết ít hơn so vối bố trí theo kiểu Star và gần bằng bố trí
19


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

theo kiểu Bus. Tín hiệu của thông tin đi qua mỗi nút mạng đợc phục hồi và
khuyếch đại lên, do đó khoảng cách nối dây giữa các nút mạng có thể tăng lên.
- Nhợc điểm:
Nếu việc lắp đặt đờng dây quá phức tạp thì vấn đề đặt ra là phải khép kín
cho đúng. Nếu đờng dây bị trục trặc thì cả hệ thống sẽ ngừng hoạt động ngay.



Máy tính



Mạng hình

vòng




Hình III-2: Mạng hình vòng.
3. Kiểu Bus:
ở dạng Bus, tất cả các trạm phân chia chung một đờng truyền chính (Bus).
Đờng truyền này gọi là giới hạn hai đầu bởi một cầu nối đặc biệt gọi là
Terminator. Mỗi một trạm đợc nối vào Bus qua một cầu nối chữ T (T-connector)
hoặc một bộ phận thui phát Transcei. Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu đợc
quảng bá (Broadcast) trên hai chiều của Bus, có nghĩa là mỗi trạm còn lại đều
có thể nhận đợc tín hiệu trực tiếp. Đối với các Bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi
về một phía đợc dội lại trên Bus để có thể đến đợc các trạm còn lại ở phía bên
kia. Nh vậy với Topology này, dữ liệu đờng truyền trên các liên kết điểm và
nhiều điểm (point to - mutiliepoit) hay quảng bá (Broadcast).
Trong trờng hợp này cũng cần phải có giao thức để quản lý truy nhập đờng
truyền. Tuy nhiên ở mức độ quản lý hoặc có thể gần nh thả nổi (truy nhập ngẫu
20


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

nhiên) hoặc là có thể quản lý rất chặt chẽ (truy nhập có điều khiển). Mỗi cách
đều có u nhợc điểm của riêng nó.
Nhằm ngăn không cho tín hiệu dội, có một bộ phận là Terminator (điện trở
cuối) đợc đặt ở mỗi đầu cáp để hấp thu các tín hiệu tự do.
- Ưu điểm của mạng Bus:

Dễ thiết kế, tiết kiệm vì sử dụng ít dây dẫn. Đây là cách bố trí dùng dây cáp
ít nhất và cũng dễ lắp đặt nhất, vì có thể đi dây cáp lần theo bờ t ờng và trần của
toà nhà.
Có thể mở rộng hay thu hẹp mạng một cách dễ dàng.
Các trạm làm việc hay máy phục vụ có thể thao tác một cách độc lập, sai
hỏng của một máy không ảnh hởng đến hoạt động của toàn mạng.
- Nhợc điểm:
Tính ổn định kém, nếu có sự cố trên đờng dây trục chính thì khó có thể phát
hiện ra vì tất cả các trạm làm việc đều nối về đờng dây này. Hơn nữa, một cắt
ngng trên đờng dây để sửa chữa sẽ làm ngừng hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Nếu lu lợng trao đổi dữ liệu trên trục chính tăng lên thì nó có thể gây ùn tắc
và đụng độ khi truyền dữ liệu là không thể tránh khỏi. Vì vậy, độ ổn định và an
toàn cho việc truyền dữ liệu trên mạng là không cao.
Máy tính


Terminator (điện trở cuối)







Đầu nối chữ T

Hình III-3: Mạng Bus.

21

đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

II. Các thiết bị mạng

1. Máy chủ Server
Máy chủ là trung tâm quản lý mọi hoạt động của mạng máy tính bao gồm
việc phân chia tài nguyên chung, trao đổi thông tin giữa các trạm máy tính với
nhau. Loại máy chủ phụ thuộc vào hệ điều hành. Tốc độ CPU càng cao, dung
tích RAM và ổ cứng càng lớn thì máy chủ làm việc càng nhanh và ổn định.
Trong mạng đa chủ khác sao cho mạng hoạt động nh một đơn vị hiệu quả. Một
máy chủ có thể đồng thời đóng vai trò của một trạm trong mạng, khi này nó đợc
gọi là máy chủ không thuần tuý (Undedicated File Server). Máy chủ thuần
tuý (Dedicated Server) không làm thêm nhiệm vụ của các trạm mà chỉ làm chức
năng cung cấp các tài nguyên dùng cho mạng .
2. Repeater (Bộ chuyển tiếp )
Khi tín hiệu di chuyển trên đờng cáp, chúng sẽ trở nên xuống cấp và méo
mó trong một quá trình gọi là sự suy thoái. Nếu cáp đủ dài, quá trình suy thoái
cuối cùng sẽ làm cho tín hiệu không nhận diện đợc. Bộ chuyển tiếp cho phép tín
hiệu truyền đi xa hơn.
Bộ chuyển tiếp hoạt động tại tầng vật lý (Physical) trong mô hình OSI nhằm
tái tạo tín hiệu mạng và truyền lại tín hiệu này đến những đoạn khác.
Một bộ chuyển tiếp đa cổng đóng vai trò nh một Hub đa cổng và kết nối
các loại phơng tiện truyền dẫn khác nhau.

REPEATER





Hình III-4: Bộ chuyển tiếp có thể kết nối các loại phơng tiện truyền dẫn
22


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

3. Bridge (cầu nối)
Giống nh bộ chuyển tiếp, cầu nối có thể kết hợp nhiều đoạn mạng hoặc
nhóm các mạng LAN, cầu nối cũng có thể phân chia mạng nhằm cô lập lợng lu
thông và lỗi. Cầu nối họat động tại tầng Data Link của mô hình OSI.
Cầu nối sử dụng để:
- Mở rộng khoảng cách của phân đoạn mạng.
- Nhằm tăng số lợng máy tính trên mạng.
- Giảm hiện tợng tắc nghẽn trên mạng.
- Nối kết những phơng tiện vật lý khác nhau nh dây xoắn đôi, cáp đồng
trục.



BRIDGE

Hình III-5: Cầu nối kết nối hai mạng
4. Router (Bộ định tuyến)
Router ngoài chức năng Bridge nó còn thông minh hơn là biết chọn các
đờng đợc tối u cho các gói tin.
R
NET 1

NET 2

R
R

R
R
NET 3

NET 4

Hình III-6: Các mạng đợc nối với nhau bằng Router
23


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

Nh vậy các Router cho phép đợc nối với nhau. Để làm đợc điều đó có
Router phải hiểu đợc một số giao thức nào đó của các mạng con mà nó chuyển
gói tin đến vì vậy nó phụ thuộc giao thức của các mạng con mà nó đợc biến đổi

ghi thức (Protocol) cho phù hợp giữa các mạng. Nói cách khác nó biết dọn đờng để đi xa hơn và Router còn có khả năng còn đối tải vì khi một tuyến hở trở
nên quá nặng thì nó chuyển mộtphần tải cho các tuyến khác.
Bộ định tuyến họat động tại tầng Network của mô hình OSI, chúng có thể
chuyển đổi và định tuyến gói dữ liệu qua nhiều mạng.
Bộ định tuyến sử dụng bảng định tuyến để xác định địa chỉ đích cho dữ liệu
đến, bảng định tuyến liệt kê các thông tin:
- Toàn bộ số địa chỉ mạng đã biết.
- Cách kết nối vào mạng khác.
- Các lộ trình có thể có giữa những bộ định tuyến.
- Phí tổn truyền dữ liệu qua các lộ trình đó.
Hiện nay các Router của hãng nổi tiếng nh Ci sao, Bay Net work đều có
thể hiểuđợc nhiều giao thức phổ biến.
5. Brouter (bộ chọn đờng cầu )
Là sự kết hợp các đặc tính tối u của cả cầu nối lẫn bộ định tuyến, Brouter có
thể họat động nh bộ định tuyến cho một giao thức và nối liền mọi giao thức còn
lại.
Làm nhiệm vụ: Định tuyến các giao thức có thể định tuyến đợc. Bắc cầu
các giao thức không thể định tuyến và cung cấp khả năng hoạt động liên mạng
6. Modem (bộ điều chế - giải điều chế )
Modem không phải là thiết bị liên mạng vì nó không nối các mạng qua đờng điện thoại công cộng (PSTN) thì Modem có chức năng biến đổi số thành tơng tự và ngợc lại để truyền th điện tử (Email ); Truyền file,fax trao đổi số lệu
theo tốc độ yêu cầu .

24


đồ án tốt nghiệp

Mạng máy tính

7. CSU / DSU (Channel Service Unit Service)

Đây là các thiết bị nối các mạng nội bộ thông qua PSTN. Nó chuyển đổi
mạng tín hiệu nội bộ thành yêu cầu của PSTN và cô lập mạng nội bộ khỏi nhiễu
từ PSTN.
8. Getway (cổng giao tiếp )
Dùng để nỗi mạng có tổng thể không tơng đồng, tức là nó chuyển đổi nghi
thức có cả 7 tầng .
Gói dữ liệu
APPLICATION

ứng dụng

PRESENTATION

Trình diễn

SESSION

Phiên

TRANPORT

Giao vận

NETWORK

Mạng

DATA LINK

Liên kết dữ liệu

PHYSICAL

Vật lý

Getway

Hình III-7: Cổng giao tiếp xử lý gói dữ liệu
Getway thờng dùng để nối mạng nội bộ với một mạng máy tính lớn. Ví dụ
Internet chuyển đổi các giao thức và tải truyền giữa hai hệ thống hoàn toàn khác
nhau.
+ Chú ý khi dòng các thiết bị nối mạng
Khi ghép các thiết bị nối mạng ở các cấp cao hơn thì tác vụ ghép nối càng
phức tạp hơn và cần phaỉ có thêm năng lực xử lý thực hiện các tác vụ đó. Tuy
nhiên mọi điều kiện tơng đơng, thiết bị ghép cáp càng cao thì độ nối hệ càng lớn
(Getway chậm hơn Router chậm hơn Bridge. Điều đó nói lên một xu hớng chiến
lợc là nếu nối ghép ở tầng càng thấp hơn càng tốt. Nói nh vậy nhng thực tế còn
phải xét nhiều yếu tố khác nữa trong quá trình lựa chọn.
25