Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng lan

N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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 lm sao s dng cỏc ti nguyờn mt cỏch hiu qu
v trit nht. Trong khi ú mụ hỡnh mng LAN l mt h thng mng
dựng kt ni cỏc mỏy tớnh trong mt phm vi nh (nh , phũng lm
vic, trng hc, ) ỏp ng c cỏc yờu cu trong qun lý mng t ra.
Ngy nay 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.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế và bản thân mong muốn đợc tìm hiểu về
nghành công nghệ mới này, em xin trỡnh by v đề tài " Khảo sát, thiết kế
và xây dựng mạng Lan ".
Trong quá trình thực hiện đề tài em xin chân thành cỏm n thầy giáo:
TS. ng Hi ng ó giỳp em nhit tỡnh trong quỏ trỡnh lm ỏn v
em cng mun gi li cỏm n ti các thầy cô và các bạn trong Khoa Công
Nghệ Điện Tử - Thông Tin Viện i Học Mở Hà Nội ó gúp ý, giỳp em
hon thnh ỏn ny
Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù có nhiều cố gắng song
không thể tránh đợc những thiếu sót và còn nhiều hạn chế. Em rất mong đợc
sự chỉ bảo và đóng góp của các thầy cô và các bạn để giúp em hoàn thiện
hơn về kiến thc.
Em xin chõn thnh cỏm n!
2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và xây dựng mạng LAN

C¸c tõ tiÕng Anh viÕt t¾t trong ®å ¸n
Tõ viÕt t¾t
CPU
DNS
FTP
GAN
HTTP
ICMP
IGMP
IP
ISO
LAN
MAC
MAN
NIC
NLSP
OS - IS
OSI
OSPF
RIP
SMTP
STP
TCP
TCP/IP

UDP
UTP
WAN
WWW

D¹ng ®Çy ®ñ
Center Processor Unit
Domain Name System
File Transfer Protocol
Global Area Network
Hypertext 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
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

3


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Mục lục
Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhng hiệu xuất xử
dụng đờng truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do 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................................................................................................................9
THIT B V NG TRUYN.................................................................31
3.1. Khỏi nim ..........................................................................................48
IP tĩnh.....................................................................................................58
Win 2K...................................................................................................60
Win XP ..................................................................................................60
Kết luận..........................................................................................................63
Chơng 1

Tổng quan về mạng máy tính.
1. Mng mỏy tớnh.
nh ngha: Mng mỏy tớnh l mng ca hai hay nhiu mỏy tớnh c ni
li vi nhau bng mt ng truyn vt lý theo mt kin trỳc no ú.
Mng cú th cú kin trỳc n gin nh hỡnh di õy:

Hỡnh 1.1: mng cc b n gin
Hoc phc tp hn ú l h thng gm nhiu mng n gin ni li vi
nhau

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và xây dựng mạng LAN

Hinh 1.2: Mô hình mạng diện rộng (WAN)

2. Tổng quát một hệ thống mạng:
Một hệ thống mạng tổng quát được cấu thành từ 3 thành phần:
 Đường biên mạng ( Network Edge): Gồm các máy tính (Host) và các
chương trình ứng dụng mạng (Network Application)
 Đường trục mạng ( Network Core): Gồm các bộ chọn đường (router)
đóng vài trò là một mạng trung tâm nối kết các mạng lại với nhau.
 Mạng truy cập, đường truyền vật lý (Access Network , physical
media): Gồm các đường truyền tải thông tin.
2.1. Đường biên mạng: Bao gồm các máy tính (Host) trên mạng nơi thực
thi các chương trình ứng dụng mạng (Network Application). Đôi khi người
ta còn gọi chúng là các Hệ thống cuối (End Systems) với ý nghĩa đây chính
là nơi xuất phát của thông tin di chuyển trên mạng, cũng như là điểm dừng
của thông tin.
Quá trình trao đổi thông tin giữa hai máy tính trên mạng có thể diễn ra
theo hai mô hình: Mô hình Khách hàng / Người phục vụ (Client / server
model) hay Mô hình ngang hàng (peer-to-peermodel).

2.2. Đường trục mạng: Là hệ thống mạng của các bộ chọn đường
(routers), làm nhiệm vụ chọn đường và chuyển tiếp thông tin, đảm bảo sự
trao đổi thông tin thông suốt giữa hai máy tính nằm trên hai nhánh mạng
cách xa nhau.
Câu hỏi đặt ra là làm sao thông tin có thể được truyền đi trên mạng? Người
ta có thể sử dụng một trong hai chế độ truyền tải thông tin là: Chuyển mạch
(circuit switching) và chuyển gói (packet switching).

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và xây dựng mạng LAN

Chuyển mạch (circuit switching): Chế độ này hoạt động theo mô hình
của hệ thống điện thoại. Để có thể giao tiếp với máy B, máy A phải thực
hiện một cuộc gọi (call). Nếu máy B chấp nhận cuộc gọi, một kênh ảo được
thiết lập dành riêng cho thông tin trao đổi giữa A và B. Tất cả các tài
nguyên được cấp cho cuộc gọi này như băng thông đường truyền, khả năng
của các bộ hoán chuyển thông tin đều được dành riêng cho cuộc gọi, không
chia sẻ cho các cuộc gọi khác, mặc dù có những khoảng lớn thời gian hai
bên giao tiếp “im lặng”.
Tài nguyên (băng thông) sẽ được chia thành nhiều những “phần” bằng
nhau và sẽ gán cho các cuộc gọi. Khi cuộc gọi sở hữu một “phần” tài
nguyên nào đó, mặc dù không sử dụng đến nó cũng không chia sẻ tài
nguyên này cho các cuộc gọi khác.
Việc phân chia băng thông của kênh truyền thành những “phần” có thể
được thực hiện bằng một trong hai kỹ thuật: Phân chia theo tần số (FDMAFrequency Division Multi Access) hay phân chia theo thời gian (TDMATime Division Multi Access)
- Mạng chuyển gói: Trong phương pháp này, thông tin trao đổi giữa hai

máy tính (end systems) được phân thành những gói tin (packet) có
kích thước tối đa xác định.

Hình 1.3: mạng chuyển gói
Gói tin của những người dùng khác nhau ( ví dụ của A và B) sẽ chia sẻ
nhau băng thông của kênh truyền. Mỗi gói tin sẽ sử dụng toàn bộ băng
thông của kênh truyền khi nó được phép. Điều này sẽ dẫn đến tình trạng
lượng thông tin cần truyền đi vượt quá khả năng đáp ứng của kênh truyền.
Trong trường hợp này, các router sẽ ứng sử theo giải thuật lưu và chuyển
tiếp (store and forward), tức lưu lại các gói tin chưa gởi đi được vào hàng
đợi chờ cho đến khi kênh truyền rãnh sẽ lần lượt gởi chúng đi.
2.3. Mạng truy cập
6


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Cho phộp ni cỏc mỏy tớnh vo cỏc router ngoi biờn. Nú cú th l nhng
loi mng sau:
Mng truy cp t nh, vớ d nh s dng hỡnh thc modem dial qua
ng in thoi hay ng ADSL.
Mng cc b cho cỏc cụng ty, xớ nghip.
Mng khụng dõy.
Vớ d nh mụ hỡnh mng MegaWAN (ni tnh)
Cho phộp kt ni cỏc mng mỏy tớnh ca doanh nghip (nh cỏc vn
phũng, chi nhỏnh, cng tỏc viờn t xa, v.v... ) thuc cỏc v trớ a lý khỏc
nhau to thnh mt mng duy nht v tin cy thụng qua vic s dng cỏc
liờn kt bng rng ADSL

MegaWAN s dng phng thc chuyn mch nhúm a giao thc (Multil
Protocol Label Switching), giao thc ca mng th h tip theo.

Hỡnh 1.4 mụ hỡnh mng MegaWAN
3. Phân loại mạng máy tính :
3.1. 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

7


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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 đ ợc
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.
3.2. Phân biệt theo phơng pháp chuyển mạch ( truyền dữ liệu )
3.2.1. Mạng chuyển mạch kênh ( circuit - switched network )
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.
Data2

Data3

Data1

S2

A

S4

S1

S6

S3

B

S5

Hình 1.5. Mạng chuyển mạch kênh

8


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhng hiệu
xuất xử dụng đờng truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do 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.
3.2.2 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.
3.2.3 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 nhiều con đờng khác nhau. Căn cứ vào số thứ tự các
gói tin đợc tái tạo thành thông tin ban đầu.

9


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Phơng pháp chuyển mch 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.
3.3. Phân loại mng 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,
3.3.1. 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 2.6).

Hình 1.6. Cấu trúc mạng sao
Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng
cáp, giải 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.
10

N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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 :
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 ti).

3.3.2. 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 đờn 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 1.7. Cấu hình mạng vòng

11


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

3.3.3. 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

Hình 1.8. Cấu trúc mạng hình tuyến
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.
3.3.4. 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

12


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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.

3.4. Phân loại theo chức năng:
3.4.1. 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.
3.4.2.Mạng ngang hàng (Peer- to- Peer):
Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa nh một Client vừa nh

một Server.

13


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Hỡnh 1.9: mng ngang hng.

Chơng 2

Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ
giao thức TCP/IP
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.
14


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Application

Application

Presentation

Presentation

Session

Session

Transport

Transport

Network

Network

Data Link

Data Link

Physical

Physical

Hình 2.1:Mô hình OSI bảy tầng
1.1. Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:
Mô hình OSI (Open System Interconnection ): là mô hình tơng kết
những hệ 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 bảy 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 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.
15


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN



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.
1.2. 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:
- 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 .

16


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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

Hdr: phần đầu gói tin.
Trl: phần kiểm lỗi (tầng liên kết dữ liệu )
Data: phần dữ liệu của gói tin
Hình 2.2: Phương thức xác lập gói tin trong mô hình OSI

17


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

Trên quan điểm mô hình mạng phân tầng , mỗi tầng chỉ thực hiện
một chức 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.
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.
1.3. 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 bầy (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
18


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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:
- 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
19


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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.

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
20


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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 hớng 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. Bộ giao thức TCP/IP:
TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol.
2.1. 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
Applications
Applications
cục bộ cũng nh trên mạng Internet toàn cầu.
Transport
TCP/UDP
TCP/IP đợc xem
là giản lợc của mô hình tham chiếu
OSI với bốn tầng nh
sau:
ICMP
Internetwork
IP
ARP/RARP
Network Interface
And
Hardware

Network Interface
And
Hardware
Hình 2.3: Kiến trúc TCP/IP

21


N TT NGHIP

-

Thit k v xõy dng mng LAN

Tầng liên kết mạng (Network Access Layer).
Tầng Internet (Internet Layer).
Tầng giao vận (Host- to Host Transport Layer).
Tầng ứng dụng (Application Layer).

Tầng liên kết:
Tầng liên kết ( còn đợc gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao
tiếp 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: TCP (Transmission
Protocol) và UDP (User Datagram Protocol).
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 tầng mạng bên dới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian
time- out để đảm bảo bên nhận biết đợc các gói tin đã gửi đi. Do tầng này
đảm bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa.
22


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng . Nó chỉ
gửi các 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 độ tin cậy cần đợc thực hiện bởi tầng
trên.
Tầng ứng dụng:
Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến
trình và các ứng dụng cung cấp cho ngời sử dụng để truy cập mạng. Có rất
nhiều ứng dụng đợc cung cấp trong tầng này mà phổ biến là: Telnet: sử
dụng trong việc truy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): dịch vụ
truyền tệp, Email: dịch vụ th tín điện tử, www (World Wide Web).

User Data
Application
Appl
Header

User Data
TCP

TCP
header

Application data
TCP segment

IP
header

TCP
header

IP

Application data

IP datagram
Ethernet
header

IP
header

TCP
header

Application data

Ethernet
trailer

Ethernet
driver
Ethernet

Ethernet frame
46 to 1500 bytes
Hình 2.4:Quá trình đóng / mở gói dữ liệu trong TCP/IP
23


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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

Hình2.5: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP
2.2. 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:
24

N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

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.

2.3. Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP :
2.3.1. 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.
Khuân dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP đợc thể hiện nh hình vẽ:
Bits
0

4

1
2

3

1
6

2
0

Type of
1 Version IHL Service
2
Words

Identification

3 Time to live Protocol

3
1

Total Length
Flags

Fragment Offset

Header Checksum

4

Source Address

5

Destination Address

6

2
8

2
4

Options

Header

Padding

Data begins here
Hình 2.6: Khuân dạng dữ liệu trong OSI

25


N TT NGHIP

Thit k v xõy dng mng LAN

ý nghĩa các tham số trong IP header:
- Version (4 bit) : chỉ phiên bản hiện hành của IP đợc cài đặt.
- IHL (4 bit): chỉ độ dài phần header tính theo đơn vị từ (word32 bit).
- Type of Service (8 bit): đặc tả tham số về yêu cầu dịch vụ .
- Total length (16 bit): chỉ độ dài toàn bộ IP 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.
Lớp B (10): cho phép đinh danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 trạm
trên mỗi mạng.
26