Đồ án TN Nghiên cứu mạng LAN cho doanh nghiệp vừa và nhỏ

-1Đồ án tốt nghiệp

Lời mở

đầu

LỜI MỞ ĐẦU
Chương 1: “Tổng quan về mạng máy tính”. Chương này sẽ giới thiệu về
khái niệm, cấu trúc của mạng máy tính và mạng LAN, các mô hình chạy
chạy bên trong nó.
Chương 2: “Thiết bị và các giao thức kết nối mạng nội bộ LAN”.
Chương này sẽ tập trung nói về các thiết bị vật lý cần thiết trong một mạng
nội bộ và các loại giao thức để một mạng LAN có thể hoạt động.
Chương 3: “Phân tích thiết kế mạng nội bộ LAN”. Chương này sẽ nêu rõ
các bước thực hiện từ việc thiết kế cho đến vấn đề cài đặt, vận hành mạng.
Chương 4: “Xây dựng hạ tầng mạng nội bộ LAN cho doanh nghiệp vừa
và nhỏ”. Chương này sẽ mô phỏng một mạng doanh nghiệp nhỏ và tiến hành
cấu hình các giao thức cơ bản theo yêu cầu được đặt ra.
Qúa trình thực hiện đồ án còn gặp nhiều khó khăn vì thời gian không cho phép, kiến
thức cũng như kinh nghiệp thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, em
mong nhận được sự góp ý, đánh giá chân thành của các Thầy Cô để đề tài hoàn
thiện hơn.


-Đồ án tốt nghiệp

Mục lục

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................i
MỤC LỤC..................................................................................................................... ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................................................x
DANH MỤC BẢNG..................................................................................................xiii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH...................................................1
1.1 Lịch sử ra đời của mạng máy tính.......................................................................1
1.2 Khái niệm cơ bản của mạng máy tính .................................................................1
1.3 Kiến trúc cơ bản của mạng LAN.........................................................................2
1.4 Một số mô hình mạng LAN.................................................................................3
1.4.1 Mô hình mạng LAN kết nối dây...................................................................3
1.4.1.1 Mạng dạng sao (Star Topology).............................................................3
1.4.1.2 Mạng dạng tuyến (Bus Topology)..........................................................4
1.4.1.3 Mạng dạng vòng (Ring Topology).........................................................5
1.4.2 Mô hình mạng LAN kết nối không dây........................................................6
1.5 Mô hình OSI .......................................................................................................7
1.5.1 Truyền thông host – to – host........................................................................7
1.5.2 Mô hình OSI.................................................................................................9
1.5.2.1 Giới thiệu...............................................................................................9
1.5.2.2 Giao thức..............................................................................................11
1.5.2.3 Nguyên tắc hoạt động của mô hình OSI...............................................11
1.6 Mô hình TCP/IP [1]...........................................................................................14


-Đồ án tốt nghiệp

Mục lục

1.6.1 Mô hình TCP/IP..........................................................................................14
1.6.2 Nguyên tắc hoạt động của mô hình TCP/IP................................................16
1.6.3 Một số ứng dụng TCP/IP............................................................................18
1.7 Kết luận chương.................................................................................................18

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ VÀ CÁC GIAO THỨC KẾT NỐI MẠNG NỘI BỘ LAN....20
2.1 Các thiết bị mạng...............................................................................................20
2.1.1 Thiết bị định tuyến Router .........................................................................20
2.1.2 Thiết bị chuyển mạch Switch .....................................................................21
2.1.3 Hub ............................................................................................................21
2.1.4 Cáp mạng....................................................................................................22
2.1.5 Card mạng NIC...........................................................................................26
2.1.6 Cổng ra vào Gateway .................................................................................26
2.1.7 Bộ điều giải Modem....................................................................................27
2.2 Các giao thức kết nối.........................................................................................27
2.2.1 Giao thức Internet (Internet Protocol) ........................................................27
2.2.2 Giao thức chuyển mạch...............................................................................32
2.2.2.1 VLAN (Virtual LAN)...........................................................................32
2.2.2.2 Trunking...............................................................................................35
2.2.2.3 VTP (VLAN Trunking Protocol)..........................................................38
2.2.2.4 STP (Spanning Tree Protocol)..............................................................40
2.2.2.5 Định tuyến giữa các VLAN..................................................................45
2.2.3 Giao thức định tuyến ..................................................................................49
2.2.3.1 Tổng quan............................................................................................49
2.2.3.2 Định tuyến tĩnh....................................................................................49


-Đồ án tốt nghiệp

Mục lục

2.2.3.3 Giao thức định tuyến động RIP (Routing Information Protocol)..........51
2.2.3.4 Giao thức định tuyến OSPF (Open Shortest Path First).......................51
2.2.3.5 Giao thức định tuyến EIGRP (Enhance Interio Gateway Routing
Protocol)..........................................................................................................54

2.2.4 Các giao thức và dịch vụ IP........................................................................58
2.2.4.1 Telnet (Terminal Network)...................................................................58
2.2.4.2 Ping (Packet Internet Grouper) ............................................................60
2.2.4.3 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)...................................62
2.2.4.4 ACL (Access Control List) ..................................................................63
2.2.4.5 NAT (Network Access Translation) .....................................................65
2.2.4.6 DNS (Domain Name System) .............................................................69
2.2.4.7 Mail server ..........................................................................................69
2.2.4.7 Web server ...........................................................................................70
2.3 Kết luận chương.................................................................................................70
CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ MẠNG NỘI BỘ LAN....................................71
3.1 Phân tích thiết kế hệ thống ................................................................................71
3.1.1 Thu thập yêu cầu khách hàng......................................................................71
3.1.2 Phân tích yêu cầu........................................................................................72
3.1.3 Thiết kế giải pháp........................................................................................72
3.1.4 Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý.............................................................73
3.1.5 Xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng.......................73
3.1.6 Thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý...............................................................73
3.1.7 Chọn hệ điều hành mạng và các phần mềm ứng dụng................................74
3.2 Cài đặt mạng......................................................................................................74


-Đồ án tốt nghiệp

Mục lục

3.2.1 Lắp đặt phần cứng.......................................................................................74
3.2.2 Cài đặt và cấu hình phần mềm....................................................................74
3.3 Kiểm thử mạng .................................................................................................75
3.4 Bảo trì hệ thống .................................................................................................75

3.5 Kết luận chương.................................................................................................75
CHƯƠNG 4

XÂY DỰNG HẠ TẦNG MẠNG NỘI BỘ LAN CHO DOANH

NGHIỆP VỪA VÀ NHỎ.............................................................................................76
4.1 Hồ sơ thiết kế mạng...........................................................................................76
4.1.1 Các yêu cầu và các dịch vị triển khai..........................................................76
4.1.2 Mô hình luận lý...........................................................................................76
4.1.3 Mô hình vật lý.............................................................................................78
4.1.4 Hồ sơ thiết bị...............................................................................................78
4.2 Cấu hình............................................................................................................. 78
4.3 Kết luận chương.................................................................................................93
KẾT LUẬN.................................................................................................................94
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. 95
NHẬN XÉT GVHD.....................................................................................................96
NHẬN XÉT GVĐD.....................................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................98


-6Đồ án tốt nghiệp

Danh mục chữ viết tắt

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ST

Viết tắt

Cụm từ

Ý nghĩa

1

ACL

Access Control List

Danh sách điều khiển truy nhập

2

BPDU

Bridge Protocol Data Unit

Đơn vị dữ liệu giao thức cầu

3

DHCP

Dynamic Host Configuration Giao thức cấu hình host tự động

T

Protocol
4

DNS

Domain Name System

Giao thức phân giải tên miền

5

FCS

Fram Check Sequence

Phần kiểm lỗi

6

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức chạy trên nền TCP cho
phép truyền các file ASCII hoặc
nhị phân theo hai chiều

7

HDLC

High-level Data Link Control

Giao thức liên kết dữ liệu mức
cao

8

IBM

International

Business Tập đoàn công nghệ máy tính đa

Machines
9

IEEE

Institute

quốc gia
of

Electrical

and Viện kỹ nghệ điện và điện tử

Electronics Engineers
10

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

11

LAN

Local Area Network

Mạng nội bộ

12

NAT

Network Access Translation

Giao thức chuyển đổi địa chỉ truy
nhập mạng

13

NIC

Network Interface Card

Card giao tiếp mạng

14

MAC

Media Access Control

Điều khiển truy nhập môi trường


-7Đồ án tốt nghiệp

Danh mục chữ viết tắt

15

OSI

Open System Interconnection

Kết nối hệ thống mở

16

OSPF

Open Shortest Path First

Giao thức định tuyến link - state

17

PDU

Protocol Data Unit

Nhóm các thông tin được bổ sung
hoặc xóa bỏ trong một lớp của
mô hình OSI

18

RIP

Routing Information Protocol

Giao thức định tuyến vector
khoảng cách

19

SMTP

Simple Network Management Ứng dụng chạy trên nền UDP,
Protocol

cho phép quản lý và giám sát các
thiết bị mạng từ xa

20

STP

Spanning Tree Protocol

Giao thức ngăn chặn sự lặp vòng

21

STP

Shield Twisted Pair

Cáp xoắn đôi có lớp bảo vệ

22

TCP

Transmission Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền vận

23

TFTP

Trivial File Transfer Protocol

Giao thức truyền file chạy trên
nền UDP

24

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức gói dữ liệu người dùng

25

UTP

Unshied Twisted Pair

Cáp xoắn đôi không có vỏ bảo vệ

26

VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng LAN ảo

27

VTP

VLAN Trunking Protocol

Giao thức mạch nối VLAN

28

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng


-Đồ án tốt nghiệp

Danh mục hình vẽ

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô hình mạng máy tính..................................................................................2
Hình 1.2 Mô hình mạng LAN kết nối có dây.................................................................3
Hình 1.3 Mô hình mạng dạng sao..................................................................................4
Hình 1.4 Mô hình mạng dạng tuyến..............................................................................5
Hình 1.5 Mô hình mạng dạng vòng...............................................................................6
Hình 1.6 Mô hình mạng không dây...............................................................................7
Hình 1.7 Truyền thông host – to – host..........................................................................7
Hình 1.8 Mô hình tham chiếu OSI...............................................................................10
Hình 1.9 Qúa trình Encapsulation khi đi từ lớp trên xuống lớp dưới...........................12
Hình 1.10 Qúa trình De-encapsulation khi đi từ lớp dưới lên lớp trên.........................13
Hình 1.11 Đơn vị dữ liệu của các lớp...........................................................................14
Hình 1.12 Mô hình tham chiếu TCP/IP........................................................................15

Hình 1.13 So sánh mô hình TCP/IP và OSI.................................................................17
Hình 2.1 Thiết bị định tuyến Router............................................................................20
Hình 2.2 Thiết bị chuyển mạch Switch........................................................................21
Hình 2.3 Thiết bị Hub..................................................................................................22
Hình 2.4 Cáp UTP.......................................................................................................23
Hinh 2.5 Cáp STP........................................................................................................23
Hình 2.6 Đầu nối RJ45................................................................................................24
Hình 2.7 Cáp console...................................................................................................25
Hình 2.8 Card mạng.....................................................................................................26


-Đồ án tốt nghiệp

Danh mục hình vẽ

Hình 2.9 Cổng ra vào Gateway....................................................................................27
Hình 2.10 Bộ giải điều chế Modem.............................................................................27
Hình 2.11 Cấu trúc địa chỉ IP.......................................................................................28
Hình 2.12 Địa chỉ lớp A...............................................................................................29
Hình 2.13 Địa chỉ lớp B...............................................................................................29
Hình 2.14 Địa chỉ lớp C...............................................................................................30
Hình 2.15 Ví dụ về chia VLAN trên Switch................................................................33
Hình 2.16 Chia VLAN trên nhiều switch.....................................................................34
Hình 2.17 Đấu nối giữa các VLAN..............................................................................34
Hình 2.18 Đường Trunk kết nối các VLAN trên hai switch.........................................36
Hình 2.19 Ví dụ về Router on a stick...........................................................................45
Hình 2.20 Cửa sổ chương trình cmd.exe......................................................................61
Hinh 2.21 PC ping đến địa chỉ 8.8.8.8 thành công.......................................................61
Hình 2.22 Router ping router thành công.....................................................................62
Hình 4.1 Mô hình luận lý của mạng doanh nghiệp......................................................77

Hình 4.2 Mô hình vật lý của mạng doanh nghiệp........................................................78
Hình 4.3 Kết quả sau khi tạo VLAN............................................................................80
Hình 4.4 Kết quả cấu hình đường trunk.......................................................................81
Hình 4.5 Kết quả cấu hình định tuyến VLAN..............................................................85
Hình 4.6 Địa chỉ IP được cấp cho PC thuộc VLAN10 phòng kinh doanh...................87
Hình 4.7 Cấu hình cho Web server..............................................................................88
Hình 4.8 Cấu hình cho DNS server..............................................................................88
Hình 4.9 PC truy cập Web server bằng tên miền..........................................................89
Hình 4.10 PC truy cập Web server bằng địa chỉ IP......................................................89


-Đồ án tốt nghiệp

Danh mục hình vẽ

Hình 4.11 PC thuộc phòng kinh doanh telnet đến router trung tâm thất bại.................90
Hình 4.12 PC thuộc phòng kỹ thuật telnet đến router trung tâm thành công................91
Hình 4.13 PC thuộc phòng kinh doanh không đi được Internet...................................92
Hình 4.14 PC thuộc phòng giám đốc có thể đi Internet...............................................92


-11Đồ án tốt nghiệp

Danh mục bảng

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Các mode cấu hình trunking trên cổng switch..............................................37
Bảng 2.2 Gía trị cost của một số cổng Ethernet LAN..................................................42
Bảng 2.3 Gía trị cost OSPF của một số cổng thông dụng............................................54
Bảng 2.4 Các tham số tính metric EIGRP trên cổng....................................................57

-1Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
1.1 Lịch sử ra đời của mạng máy tính
Vào giữa những năm 50, những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng
đèn điện tử nên kích thước rất cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc nhập dữ
liệu vào máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy
in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho người sử dụng.
Đến giữa những năm 60, cùng với sự phát triển của các ứng dụng trên máy tính và nhu
cầu trao đổi thông tin 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 chính là những
dạng sơ khai của hệ thống mạng máy tính.
Đến đầu những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho phép mở
rộng khả năng tính toán của các trung tâm máy tính đến các vùng ở xa. Đến giữa
những năm 70, IBM đã giới thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được thiết kế chế tạo
cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại. Thông qua dây cáp mạng, các thiết bị đầu cuối có
thể truy cập cùng một lúc đến một máy tính dùng chung. Đến năm 1977, công ty
Datapoint Corporation đã tung ra thị trường hệ điều hành mạng của mình là “Attache
Resource Computer Network” cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối
lại bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành mạng đầu tiên.

1.2 Khái niệm cơ bản của mạng máy tính
Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau
theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau.
Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẽ và dùng chung dữ liệu.
Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẽ với nhau

phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, đĩa CD, thẻ nhớ và USB. Điều
này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho
phép các khả năng:


-2Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

 Sử dụng chung các công cụ tiện ích.
 Chia sẽ kho dữ liệu dùng chung.
 Tăng độ tin cậy của hệ thống.
 Trao đổi thông điệp, hình ảnh.
 Dùng chung các thiết bị ngoại vi.
 Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
Hình 1.1 mô tả mô hình mạng máy tính cơ bản.

Hình 1.1 Mô hình mạng máy tính [2]

1.3 Kiến trúc cơ bản của mạng LAN
Mạng nội bộ LAN là hệ thống tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các
thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như
một tầng của tòa nhà hoặc trong cùng một tòa nhà. Một số mạng LAN có thể kết hợp
cùng với nhau trong cùng một khu vực làm việc.
Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung
những tài nguyên quan trọng như máy in màu, ổ đĩa CD, các phần mềm ứng dụng và
những thông tin cần thiết khác. Trước khi phát triển công nghệ LAN, các máy tính là
độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích. Sau khi kết nối
mạng, rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.

-3Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

1.4 Một số mô hình mạng LAN
1.4.1 Mô hình mạng LAN kết nối dây
Đối với mô hình mạng LAN này ta sử dụng mô hình dạng sao tập trung do nó có các
đăc điểm sau:
 Không đụng độ hay ách tắc trên đường truyền tuyến.
 Lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình.
 Nếu có trục trặc trên một trạm thì toàn mạng không ảnh hưởng qua đó dễ dàng
kiểm soát lỗi và khắc phục sự cố.
 Độ dài giữa hai nút mạng dưới 100m, cần nhiều cable.
Hình 1.2 thể hiện mô hình mạng LAN kết nối có dây.

Hình 1.2 Mô hình mạng LAN kết nối có dây

Một số mạng được kết nối hiện nay:
1.4.1.1 Mạng dạng sao (Star Topology)
Hình 1.3 thể hiện mô hình mạng dạng sao.


-4Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Hình 1.3 Mô hình mạng dạng sao

Mạng dạng hình 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. Mạng dạng hình sao cho phép nối các máy
tính vào một bộ tập trung (Hub) bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy
tính với Hub không cần thông qua trục bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng.
 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 thường.
 Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.
 Mạng có thể dễ dàng mở rộng hoặc thu hẹp.
 Nhược điểm:
 Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ 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. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế.
1.4.1.2 Mạng dạng tuyến (Bus Topology)
Hình 1.4 mô phỏng mô hình mạng dạng tuyến.


-5Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Hình 1.4 Mô hình mạng dạng tuyến

Thực hiện theo cách bố trí hành lang, các máy tính và các thiết bị khác (các nút), đều
được nốt về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu. Tất cả
các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này.
Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và dữ liệu
khi truyền đi dây cáp đều mang theo địa chỉ nơi đích đến.

 Ưu điểm:
 Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất.
 Dễ lắp đặt.
 Giá thành rẽ.
 Nhược điểm:
 Sự ùn tắt giao thông khi di chuyển dữ liệu với dung lượng lớn.
 Khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng
trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.
 Cấu trúc này ngày này ít được sử dụng.
1.4.1.3 Mạng dạng vòng (Ring Topology)
Hình 1.5 mô phỏng mô hình mạng dạng vòng.


-6Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Hình 1.5 Mô hình mạng dạng vòng [7]

Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành
một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó.
Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút. Dữ liệu truyền đi
phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.
 Ưu điểm:
 Có thể nới rộng ra xa.
 Tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai dạng trên.
 Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy cập.
 Nhược điểm:
 Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ
thống cũng bị ngừng.

1.4.2 Mô hình mạng LAN kết nối không dây
Mô hình mạng LAN không dây gồm có 3 phần: Wireless Client, Access Point và
Access Server.
 Wireless Client: Điển hình là một chiếc laptop với NIC (Network Interface
Card) không dây được cài đặt để cho phép truy cập vào mạng không dây.
 Access Point: Cung cấp sự bao phủ của sóng vô tuyến trong một vùng nào đó
và kết nối đến mạng không dây.
 Access Server: Điều khiển việc truy cập. Cả 2 chuẩn 802.11b (LAN 11Mbps tại
tần số 2.4GHz) và Access Point Bluetooth được hỗ trợ ở đây. Một Access


-7Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Server cung cấp sự điều hành và quản lý các đặc tính bảo mật cho mạng không
dây.
Hình 1.6 mô tả mô hình mạng không dây.

Hình 1.6 Mô hình mạng không dây [7]

1.5 Mô hình OSI
1.5.1 Truyền thông host – to – host

Hình 1.7 Truyền thông host – to – host.

Hình 1.7 thể hiện mô hình truyền thông host – to – host. Một host là một thực thể trên
mạng máy tính có thể chạy được các ứng dụng mạng, cho phép người dùng có thể trao
đổi và chia sẻ các tài nguyên mạng. Để đơn giản, có thể coi một host là một thiết bị
đầu cuối như PC, laptop và smartphone.

Để truyền dữ liệu từ một host đến một host, có nhiều mô hình truyền số liệu khác nhau
có thể được sử dụng. Xét 2 loại mô hình sau đây:
 Các mô hình kiểu cũ:
Với các mô hình cũ, các thiết bị đến từ các nhà sản xuất khác nhau không thể
truyền thông được với nhau mà chỉ có thể truyền thông được với thiết bị cùng


-8Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

nhà sản xuất. Ví dụ: Một máy tính của IBM kiểu cũ sẽ không thể trao đổi thông
tin với một máy tính của HP.
Bên cạnh đó, với mô hình kiểu cũ, một host chỉ có thể sử dụng các giao thức
hay ứng dụng do chính hãng sản xuất đưa ra, không thể sử dụng các giao thức
của các hãng khác.
Từ đó, có thể thấy mô hình kiểu cũ này không có tính mở rộng và không có tính
tương thích giữa các dòng sản phẩm khác nhau của các hãng khác nhau. Mô
hình kiểu cũ này cũng hoàn toàn thiếu đi tính chuẩn hóa.
 Các mô hình chuẩn hóa:
Ngày nay, các host đều thực hiện truyền dữ liệu theo các mô hình có tính chuẩn
hóa cao. Các kỹ thuật số liệu, các ứng dụng và chương trình, các giao diện đều
được chuẩn hóa để các nhà sản xuất tuân theo. Từ đó, các thiết bị của các hãng
khác nhau có thể dễ dàng truyền thông tin với nhau và có thể chạy trên nó phần
mềm của nhiều nhà sản xuất khác.
Bên cạnh việc chuẩn hóa, hoạt động truyền thông số liệu cũng cần phải được
phân lớp chặt chẽ. Việc truyền dữ liệu từ một host đến một host không hề đơn
giản, có rất nhìu các tác vụ cần phải thực hiện để đảm bảo hoạt động truyền
thông host – to – host truyền thông như:
 Các ứng dụng người dùng cần phải chạy như thế nào?

 Làm sao để dữ liệu hai host gửi cho nhau được truyền theo một lộ trình
tối ưu nhất qua một mạng phức tạp?
 Đóng góp dữ liệu qua kết nối mạng nội bộ LAN phải được thực hiện
khác với đóng gói dữ liệu gửi qua kết nối mạng diện rộng WAN (Wide
Area Network) như thế nào?
 Sử dụng loại cáp nào và đấu nối loại nào để truyền dữ liệu? Sử dụng
phương thức truyền có dây hay không dây?
Các tác vụ vừa nêu rất phức tạp và trải rộng trên rất nhìu lĩnh vực khác nhau
của ngành truyền số liệu. Để giảm thiểu tính phức tạp của việc triển khai một hệ
thống truyền số liệu như trên, các tác vụ được chia thành nhiều nhóm, mỗi
nhóm gồm các tác vụ có tính chất tương tự nhau. Ví dụ: Các tác vụ về ứng dụng
và giao tiếp người dùng được xếp vào một nhóm, các tác vụ về tìm đường đi tối
ưu qua mạng được xếp vào một nhóm, các tác vụ về cáp và đầu nối được xếp
vào một nhóm. Cứ mỗi nhóm tác vụ như vậy được gọi là một lớp (layer) và một


-9Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

mô hình truyền hình số liệu gồm nhiều lớp như vậy được gọi là mô hình phân
lớp.
Với mô hình phân lớp, các nhà sản xuất mạnh về lớp nào sẽ chỉ tập trung sản
xuất các thiết bị hay viết các phần mềm chuyên cho lớp đó. Như vậy, việc xây
dựng các hệ thống truyền số liệu đã được modum hóa, chuyên môn hóa, từ đó
thúc đẩy mạnh hơn sự phát triển của lĩnh vực truyền số liệu và kết nối mạng.
1.5.2 Mô hình OSI
1.5.2.1 Giới thiệu
Mô hình OSI (Open System Interconnection) do tổ chức ISO đưa ra vào năm 1977
thực hiện chia các tác vụ truyền số liệu giữa hai host thành 7 lớp công việc được đánh

số thứ tự từ 1 đến 7.
Hình 1.8 thể hiện cấu trúc của mô hình OSI bao gồm tên từng lớp và vị trí của các lớp
được sắp xếp theo thứ tự: Trên cùng là lớp Application, tiếp theo là lớp Presentation,
lớp Session, lớp Transport, lớp Network, lớp Data Link và thấp nhất là lớp Physical.

Hình 1.8 Mô hình tham chiếu OSI

Các chức năng của từng lớp trong mô hình OSI được tóm lược:


-10Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

 Lớp vật lý (Physical): Định nghĩa các thủ tục cơ, điện và quang như các loại cáp
được sử dụng, các đầu nối, các kỹ thuật điều chế tín hiệu trên đường truyền
không dây. Nhiệm vụ của lớp vật lý là đảm bảo truyền được các bit nhị phân
qua một môi trường vật lý cụ thể nào đó.
 Lớp liên kết dữ liệu (Data Link): Định nghĩa cách thức đóng gói dữ liệu cho
phù hợp với các loại đường truyền. Lớp Data Link quy định cách thức mà dữ
liệu đến từ các lớp trên truy nhập vào đường truyền vật lý và lớp này cũng thực
hiện các tác vụ tương tác với các giao thức ở lớp cao hơn. Lớp Data Link sử
dụng một loại địa chỉ gọi là địa chỉ vật lý (logical address).
 Lớp mạng (Network): Tác vụ chính của các thực thể lớp Network là định tuyến
tìm đường đi tối ưu nhất từ điểm này đến điểm kia của mạng. Một thiết bị chính
của lớp Network là router. Lớp Network sử dụng địa chỉ phục vụ cho tác vụ
định tuyến gọi là địa chỉ logic (logic address).
 Lớp truyền tải hay còn gọi là lớp giao vận (Transport): Nếu như các lớp dưới
(Physical, Data Link và Network) phải chịu trách nhiệm để dữ liệu có thể đi đến
đích của nó trên mạng thì lớp truyền tải chỉ phải quản lý hoạt động truyền dữ

liệu khi việc đi đến đích này đã được đảm bảo từ các lớp dưới. Nói cách khác,
lớp này quản lý và thực hiện các tác vụ truyền dữ liệu từ đầu cuối đến đầu cuối
(end – to – end hay host – to – host), đảm bảo hoạt động này diễn ra hiệu quả
nhất.
 Lớp phiên (Session): Lớp này chịu trách nhiệm trong việc thiết lập, duy trì và
giải phóng các session trao đổi dữ liệu giữa các thực thể ứng dụng trên hai host.
 Lớp trình bày (Presentation): Khi các ứng dụng trên hai host sử dụng các định
dạng dữ liệu khác nhau, lớp trình bày phải chịu trách nhiệm thông dịch và diễn
giải để hai ứng dụng ở hai host đang truyền thông với nhau có thể hiểu được
nhau.
 Lớp ứng dụng (Application): Cung cấp giao diện tương tác trực tiếp và các dịch
vụ mạng đến người dùng.
1.5.2.2 Giao thức
Giao thức (protocol) là một tập hợp các quy tắc ứng xử và đóng gói dữ liệu mà các bên
tham gia truyền thông phải tuân theo để hoạt động truyền thông có thể diễn ra đúng


-11Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

đắn. Một cách đơn giản có thể gọi giao thức là “ngôn ngữ” của thế giới mạng. Các
thiết bị muốn truyền dữ liệu với nhau thì chúng phải sử dụng cùng một giao thức hay
“nói cùng một ngôn ngữ”.
Mỗi lớp của mô hình OSI đều tồn tại nhiều giao thức trao đổi dữ liệu. Ví dụ: Giao thức
truyền tải lớp Transport có thể là TCP hoặc UDP, giao thức lớp Network có thể là IP,
giao thức lớp Data Link có thể là Ethernet, HDLC hay Frame-Relay.
1.5.2.3 Nguyên tắc hoạt động của mô hình OSI
Với cách tổ chức như đã trình bày ở Mục 1.5.2.1, sự tương tác giữa các lớp của mô
hình OSI diễn ra:

1. Các lớp dưới cung cấp dịch vụ trực tiếp cho các lớp ngay phía trên nó. Các lớp trên
sẽ gửi yêu cầu xuống lớp dưới và nhận lại kết quả, các lớp trên không cần biết hoạt
động cụ thể diễn ra tại lớp dưới, hay nói cách khác hoạt động của lớp dưới hoàn toàn
trong suốt và là “hộp đen” đối với lớp trên.
2. Các lớp ngang hàng trên hai host tương tác trực tiếp với nhau. Tuy nhiên, dữ liệu
trao đổi giữa hai thực thể ngang hàng này để đi đến được với nhau phải thông qua hoạt
động của các lớp bên dưới nó. Cụ thể, quá trình truyền dữ liệu trong mô hình OSI sẽ đi
từ các lớp trên xuống các lớp dưới, qua đường truyền vật lý tới host đầu kia và đi
ngược lại từ các lớp dưới lên các lớp trên.
3. Đóng gói mà mở gói (Encapsulation and De – encapsulation): Mỗi giao thức truyền
dữ liệu của các lớp trên đều quy định các gói tin mà chúng sử dụng để đóng gói dữ liệu
cần truyền. Các gói tin này được gọi là các đơn vị thông tin PDU (Protocol Data Unit).
Các PDU sẽ gồm hai thành phần: Header và Data. Header chính là phần thông tin quản
lý của gói tin, còn Data chính là phần dữ liệu thực sự của gói tin.
Khi các PDU của các giao thức đi từ lớp trên xuống lớp dưới, chúng được đóng gói trở
thành data của lớp bên dưới và được đóng thêm header của giao thức lớp dưới. Cứ đi
xuống một lớp, một header mới lại được thêm vào. Hình 1.9 thể hiện quy trình đóng
gói dữ liệu khi đi từ lớp trên xuống lớp dưới của mô hình OSI.


-12Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Hình 1.9 Qúa trình Encapsulation khi đi từ lớp trên xuống lớp dưới

Trong Hình 1.9 có các thành phần như:
 FCS (Frame Check Sequence): Phần kiểm lỗi.
 HDR: Header của gói tin.
 User Data: Phần dữ liệu của gói tin.

Một điểm đặc biệt là riêng với lớp Data Link, không chỉ header được thêm vào đầu
của nội dung data mà còn có thêm trường kiểm tra lỗi FCS được thêm vào phần đuôi
của data. Phần này còn được gọi là trailer. Trailer sử dụng kỹ thuật kiểm tra lỗi FCS để
đảm bảo nhận biết được lỗi xảy ra khi truyền dữ liệu qua một đường truyền nào đó.
Đây là trường đặc thù của đóng gói dữ liệu lớp Data Link.
Tại đầu nhận, tiến trình lại diễn ra theo chiều ngược lại: Dữ liệu sẽ được di chuyển từ
lớp dưới lên lớp trên. Cứ mỗi lần đi lên một lớp, header của lớp dưới lại được gỡ bỏ để
trả lại PDU cho lớp trên. Cuối cùng, khi đi lên đến lớp Application, dữ liệu sẽ được mở
gói hoàn toàn và gửi đến giao diện tương tác với người dùng. Hình 1.10 mô tả quá
trình mở gói khi dữ liệu đi từ lớp dưới lên lớp trên của mô hình OSI.


-13Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Hình 1.10 Qúa trình De-encapsulation khi đi từ lớp dưới lên lớp trên

4. Các đơn vị dữ liệu của các giao thức thuộc các lớp được gọi tên theo quy ước:






Các lớp Application, Presentation và Session: Data.
Lớp Transport: Segment.
Lớp Network: Packet.
Lớp Data Link: Frame.
Lớp Physical: Bit.

Hình 1.11 thể hiện đơn vị dữ liệu của các lớp trong mô hình OSI.


-14Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

Hình 1.11 Đơn vị dữ liệu của các lớp

1.6 Mô hình TCP/IP [1]
1.6.1 Mô hình TCP/IP
Bên cạnh mô hình OSI, một mô hình phân lớp khác cũng được sử dụng rất rộng rãi là
mô hình TCP/IP. Khác với OSI, mô hình TCP/IP tổ chức các tác vụ của việc truyền dữ
liệu thành 4 lớp thay vì 7 lớp. Các lớp từ trên xuống dưới lần lượt là: Application,
Transport, Internet và Network Access. Hình 1.12 mô tả mô hình TCP/IP.