Xây dựng hệ thống mạng phòng: A10_805, 806, 807, 808

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO THỰC NGHIỆM
MÔN HỌC: MẠNG MÁY TÍNH
Đề tài: Xây dựng hệ thống mạng phòng: A10_805, 806, 807, 808. Cho
địa chỉ IP 96.0.0.0, mượn bit để chia subnet cấp phát cho hệ thống
mạng(mỗi phòng 1 subnet). Xây dựng báo giá cho hệ thống mạng vừa
thiết kế
Giảng viên: Đoàn Văn Trung
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 23
1.
2.
3.

An Thị Thanh Thảo
Nguyễn Thị Yến
Mai Thị Vân

Hà Nội, 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


BÁO CÁO THỰC NGHIỆM
MÔN HỌC: MẠNG MÁY TÍNH

Đề tài: Xây dựng hệ thống mạng phòng: A10_805, 806, 807, 808. Cho
địa chỉ IP 96.0.0.0, mượn bit để chia subnet cấp phát cho hệ thống
mạng(mỗi phòng 1 subnet). Xây dựng báo giá cho hệ thống mạng vừa
thiết kế
Giảng viên: Đoàn Văn Trung
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 23
1.
2.
3.

An Thị Thanh Thảo
Nguyễn Thị Yến
Mai Thị Vân

Hà Nội, 2020
Yêu cầu Báo cáo thực nghiệm Mạng máy tính


I. Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng: Repeater, Hub, Bridge, Switch,
Router
(hình vẽ minh họa, cách hoạt động, ưu nhược điểm)
II. Tìm hiểu về mạng dạng sao, dạng bus, dạng vòng.
III. Thiết kế hệ thống mạng 4 phòng để làm phòng thực hành, số lượng máy
trong các phòng là nhiều nhất có thể.
Quy định: trừ Heading thì font chữ Time New Roman, cỡ chữ 13, căn lề 2
bên
Trình bày quyển báo cáo:
1. Bìa (phải có tên các thành viên trong nhóm)
2. Yêu cầu Báo cáo thực nghiệm (trang 1 file này)
3. Mục lục

4. Nội dung: (Ngoài nội dung I, II, III, IV yêu cầu cụ thể thêm)
a. Phải có sơ đồ lắp đặt vật lý chi tiết của cả 4 Phịng (phải có
đầy đủ
khoảng cách từ máy này đến máy khác, từ máy đến tường…,
chú thích
đầy đủ các thiết bị kết nối mạng trên bản vẽ (tên thiết bị, bao
nhiêu
cổng), dây mạng phải dùng màu khác để vẽ)
b. Phải có sơ đồ kết nối mạng của cả 4 Phịng (chú thích đầy
đủ tên và số hiệu cổng các thiết bị trên bản vẽ)
c. Chia địa chỉ IP sao cho số địa chỉ IP trong 1 subnet phải
xấp xỉ với số
máy trong Phịng, khơng được thừa địa chỉ IP nhiều quá.
5. Tài liệu tham khảo

MỤC LỤC


I.

Tìm hiểu về các thiết bị kết nối mạng
1. Repeater
- Repeater(bộ khuếch đại) là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu
trên các đoạn cáp dài

Hình 1.1: Repeater
Nguyên lý hoạt động: giúp những tín hiệu vật lý ở đầu vào
được khuếch đại từ đó giúp đường tuyền sóng wifi được mạnh
và đến những thiết bị nằm xa modem wifi
- Hoạt động ở tầng vật lý trong mơ hình OSI

- Repeater là thiết bị chỉ khuếch đại tín hiệu điện nên khơng lọc
được giữ liệu ở bất kỳ dạng nào
- Có 2 loại repeater: repeater LAN và repeater wifi
- Ưu điểm:
+ An toàn về độ bảo mật
+ Phù hợp với các nhà cao tầng, doanh nghiệp
+ Dễ lắp đặt, không cần dây kéo rườm rà
- Nhược điểm:
+ Có thể khiến chất lượng mạng đi xuống, thường xuyên xảy
ra hiện tượng mất mạng
+ Dễ bị nhiễu
+ Giảm băng thông
2. Hub
-


-

Là thiết bị giống như repeater nhưng có nhiều cổng hơn, cho
phép nhiều máy tính nối tập trung vào thiết bị này
1 hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể có nhiều hơn

Hình 1.2: Hub
-

-

-

Phần lớn Hub được dùng trong mạng 10BASE-T hay

100BASE-T. Khi cấu hình mạng là dạng sao, Hub đóng vai trị
là trung tâm của mạng
Với 1 Hub, khi thông tin vào từ 1 cổng và sẽ được đưa đến tất
cả các cổng khác
Hub hoạt động ở tầng vật lý trong mơ hình OSI
Hub khơng đọc bất kỳ dữ liệu đi qua chúng và không nhận thức
được nguồn hoặc đích của họ.
Hub cung cấp 1 điểm kết nối trung tâm cho tất cả máy tính
trong mạng, mọi máy tính đều được cắm vào hub
Nhiệm vụ của Hub là sắp xếp các cổng theo cách để nếu 1 máy
tính thực hiện truyền tải dữ liệu thì dữ liệu đó phải được gửi
qua dây nhận của máy tính khác
Hub có 3 loại:
+ Hub chủ động: là loại Hub được dùng phổ biến, cần được
cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng để khuếch đại tín hiệu
đến và cho tín hiệu ra những cổng cịn lại, đảm bảo mức tín
hiệu cần thiết.
+ Hub bị động:là thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín
hiệu từ đoạn cáp này đến đoạn cáp khác, khơng có linh kiện
điện tử và nguồn riêng nên khơng khuếch đại và xử lý tín hiệu


+ Hub thơng minh: có chức năng tương tự như Active Hub,
nhưng có tích hợp thêm chip có khả năng tự động dị lỗi – rất
hữu ích trong trường hợp dị tìm và phát hiện lỗi trong mạng.
- Ưu điểm:
+An toàn về độ bảo mật
+ Kết nối được nhiều thiết bị hơn repeater
+ Giúp tín hiệu truyền đi xa hơn và mở rộng mạng
- Nhược điểm:

+Bị giới hạn cổng để kết nối với máy khách ,vì thế khơng phù
hợp với mạng lớn
+Không thể lọc với định tuyến dữ liệu
3. Bridge
- Là thiết bị cho phép nối kết 2 nhánh mạng có chức năng
chuyển có chọn lọc các gói tin đến nhánh mạng chứa máy nhận
gói tin

-

Hình 1.3: Bridge
Hoạt động ở tầng Data Link trong mơ hình OSI
Bridge cho phép mở rộng cùng 1 lúc mạng logic với nhiều kiểu
cáp khác nhau
Bridge chia mạng thành nhiều phân đoạn khác nhau nhằm giảm
lưu lượng trên mạng
Ưu điểm: hoạt động trong suốt các máy tính thuộc các mạng
khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà
không cần biết có sự “can thiệp” của Bridge. Một Bridge có thể
xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan…
cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc.


Nhược điểm: chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng
Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu
chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý.
4. Switch( thiết bị chuyển mạch)
- Là 1 thiết bị giống như Bridge, dùng để kết nối các đoạn mạng
với nhau theo mơ hình mạng hình sao. Theo mơ hình này
Switch đóng vai trị là thiết bị trung tâm, tất cả các máy tính

đều được nối về đây
-

Hình 1.4: Switch

Hình 1.5: Mơ hình lắp đặt Switch với mạng dạng sao
-

Switch có thể được sử dụng để chia mạng LAN thành nhiều
mạng LAN con; hỗ trợ mạng do dịch vụ
Hoạt động ở tầng diên kết dữ liệu(data link)
Switch nhận biết máy nào kết nối với cổng của nó bằng cách
học địa chỉ MAC nguồn trong frame mà nó nhận được. Khi hai
máy thực hiện liên lạc với nhau. Switch chỉ thiết lập một mạch


ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu
thông trên các cổng khác.
- Switch tập trung các kết nối và quyết định chọn đường dẫn để
truyền dữ liệu hiệu quả. Frame được chuyển mạch từ cổng nhận
vào đến cổng phát ra. Mỗi cổng là một kết nối cung cấp chọn
băng thông cho host.
- Ưu điểm:
+ Cho phép hàng chục thiết bị kết nối
+ Cho phép người sử dụng theo dõi việc sử dụng
+ Cho phép giao tiếp trong mạng thậm chí cịn nhanh hơn cả
Internet
+ Cho phép kiểm sốt những người có quyền truy nhập vào
các thành phần khác nhau của mạng
- Nhược điểm:

+Gía thành cao hơn thiết bị brigde
+Các vấn đề kết nối mạng rất khó truy tìm
+Tính bảo mật thấp
5. Router( bợ dẫn đường)
- Là thiết bị dùng để nối kết các mạng logic với nhau, kiểm sốt
và lọc các gói tin trên mạng
- Các router dùng bảng định tuyến để lưu trữ thông tin về mạng
dùng trong trường howpjtifm đường đi tối ưu cho các gói tin.
Bảng định tuyến chứa các thơng tin về đường đi, thông tin về
ước lượng thời gian , khoảng cách, ...

-

-

Hình 1.6: Router
Hoạt động trên tầng Network của mơ hình OSI
Ưu điểm: Về mặt vật lý, Router có thể kết nối với các loại
mạng khác lại với nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độ cao
cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm.
Nhược điểm: Router chậm hơn Bridge vì chúng địi hỏi nhiều
tính tốn hơn để tìm ra cách dẫn đường cho các gói tin, đặc biệt
khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ. Một mạng


II.

hoạt động nhanh có thể phát các gói tin nhanh hơn nhiều so với
một mạng chậm và có thể gây ra sự nghẽn mạng. Do đó,
Router có thể yêu cầu máy tính gửi các gói tin đến chậm hơn.

Tìm hiểu về mạng dạng sao, dạng Bus, dạng vòng
1. Mạng dạng sao(Topo Star)
- Tất cả các trạm được nối vào 1 thiết bị trung tâm có nhiệm vụ
nhận tín hiệu từ trạm nguồn và chuyển tín hiệu đến trạm đích
với phương thức kết nối là phương thức điểm-điểm(point to
pint)
- Tùy theo yêu cầu mà thiết bị trung tâm có thể là: Hub, router,
switch, ...

Hình 2.1: Mạng dạng sao
-

Topo star sử dụng theo chuẩn IEEE802.3 gồm 2 chuẩn:
+ 10BASE-T: dùng cáp UTP, tốc độ 10mb/s, độ dài dây tối đa
100m
+100BASE-T:dùng cáp UTP, có tốc độ 100mb/s, độ dài dây
tối đa 100m

Ưu điểm:
+ Khơng xảy ra đụng độ, dễ kiểm sốt và khắc phục lỗi
+ Lắp đặt đơn giản, dễ cấu hình lại, tốc dộ truyền dữ liệu cao
- Nhược điểm:
+ Tốn dây cáp, đường truyền bị hạn chế
+ Thiết bị trung tâm bị hỏng thì tồn bộ hệ thống khơng hoạt
động
2. Mạng dạng Bus
- Các máy tính được nối vào 1 đường dây tuyến tính(Bus)
-

-

-

-

-

Đường truyền chính này được giới hạn 2 đầu bởi 1 loại đầu nối
đặc biệt gọi là terminator(dùng để nhận biết là đầu cuối kết
thúc đường truyền tại đấy)
Mỗi trạm được nối vào bus qua 1 đầu nối chữ T(T-connector)
hoặc 1 bộ thu phát(transceiver)

Hình 2.2: Mạng dạng Bus
Mạng dạng Bus sử dụng theo chuẩn IEEE802.3 gồm 2 chuẩn:
+ 10BASE5: dùng cáp đồng trục, đường kính lớn(10mm) với
trở kháng 50 Ohm, tốc độ 10mb/s, phạm vi tín hiệu
500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách giữa 2
transceiver tối thiểu 2.5m
+ 10BASE2: dùng cáp đồng trục đường kính bé(5 mm) với trở
kháng 50 Ohm, tốc độ 10mb/s, phạm vi tín hiệu
185m/segment, tối đa 30 trạm, khoảng cách giữa 2 máy tối
thiểu 0.5m
Ưu điểm:
+ Không tốn nhiều dây cáp
+ Lắp đặt dễ dàng

Nhược điểm:
+ Nếu lưu lượng đường truyền tăng cao thì dễ gây nghẽn

mạng
+ Khó phát hiện lỗi khi xảy ra sự cố
3. Mạng dạng vòng
- Các máy tính được liên kết với nhau thành 1 vòng tròn theo
phương thức điểm-điểm(point to point)
- Mỗi trạm có thể nhận và truyền dữ liệu được truyền theo từng
gói một
-


Hình 2.3: Mạng dạng vòng
Ưu điểm:
+ Không tốn nhiều dây cáp
+ Tốc độ truyền dữ liệu tương đối cao
+ Lắp đặt dễ dàng
- Nhược điểm:
+ Nếu 1 trạm trong mạng gặp sự cố thì sẽ ảnh hưởng đến tồn
mạng
+ Khó phát hiện lỗi khi xảy ra sự cố
III.
Thiết kế hệ thống mạng 4 phòng để làm phòng thực hành, số
lượng máy trong phòng là nhiều nhất có thể
1. Yêu cầu của mạng thiết kế
- Xây dựng hệ thống mạng phòng: A10_805, 806, 807, 808. Cho
địa chỉ IP là 96.0.0.0, mượn bit để chia subnet cấp phát cho hệ
thống mạng, (mỗi phòng 1 subnet).
- Xây dựng báo giá cho hệ thống mạng vừa thiết kế
- Hệ thống mạng gồm: 80 máy/phòng
- Máy chủ cài đặt Windows Server 2008
2. Thiết kế sơ đồ mạng cho các phòng

2.1.
Khảo sát địa lý
- Phòng 805: chiều dài 13.6m, chiều rộng 6.4m
- Phòng 806: chiều dài 13.6m, chiều rộng 6.4m
- Phòng 807: chiều dài 13.6m, chiều rộng 6.4m
- Phòng 808: chiều dài 13.6m, chiều rộng 6.4m
2.2.
Sơ đồ vật lý
- Mơ hình mạng được xây dựng là mơ hình mạng ngang hành
(peer – to – peer). Mơ hình cho phép tất cả các máy tham gia
-


-

đều đóng góp tài ngun, bao gồm băng thơng, lưu trữ và khả
năng tính tốn.
Để tránh trường hợp 1 máy trong mạng có sự cố mà khơng ảnh
hưởng đến hệ thống nên ta sử dụng mơ hình dạng sao,với thiết
bị trung tâm là switch, và các switch được nối với 1 router.
Sơ đồ chung:

-

Sơ đồ vật lý phòng 805:

-


-

Sơ đồ vật lý phòng 806:


-

Sơ đồ vật lý phòng 807:


-

Sơ đồ vật lý phòng 808:


2.3.

Sơ đồ kết nối mạng


-

Sơ đồ kết nối chung:


-

Sơ đồ mạng phòng 805:

-

Sơ đồ mạng phòng 806:


-

Sơ đồ mạng phòng 807:


-

Sơ đồ mạng phòng 808:


3. Chia địa chỉ mạng

Chia địa chỉ có IP 96.0.0.0 cho 4 phịng 805,806,807,808 (có chiều dài
là:13,6m,chiều rộng là:6,4m) với số máy tương ứng của 4 phòng đều là 80 máy
một phòng .
Số lượng máy lắp cho 4 phòng là: 80x4=320 máy.
Địa chỉ IP trên thuộc lớp A, ta mượn 17 bit để chia subnet(mỗi phịng 1 subnet)
Ta có dải địa chỉ trên ở dạng nhị phân:
IP Adress :01100000.00000000.00000000.00000000 -> 96.0.0.0
Subnet mask: 11111111.11111111.1111111.10000000 -> 255.255.255.128


Số subnet trong mạng sẽ bằng số 2n với n là số bit ta mượn thêm ở phần Host
ID là bằng 217 =131072-> Số subnet dùng đựoc là:131070
Gọi m là số bit còn lại của phần host ID : m = 24 -17= 7
Số host của mỗi subnet sẽ bằng 2m - 2 = 27 - 2 = 126
•

Bảng chia subnet:

Thứ tự subnet

Địa chỉ mạng

Subnet 0

96.0.0.0

Subnet 1

96.0.0.128

Subnet 2

96.0.1.0

Subnet 3

96.0.1.128

Subnet 4

96.0.2.0

Các địa chỉ IP có thể
đánh cho host/subnet

Quảng bá

96.0.0.129 ->
96.0.0.254
96.0.1.1 ->
96.0.1.126
96.0.1.129 ->
96.0.1.254
96.0.2.1 ->
96.0.2.126

96.0.0.255
96.0.1.127
96.0.1.255
96.0.2.127

………

Subnet 131071
Subnet 131072

•

Chia địa chỉ subnet cho từng phòng:
- Ta sẽ dùng subnet 1 để chia địa chỉ mạng cho phịng 805 ,
số luợng host có thể chia là 126 host
- Ta sẽ dùng subnet 2 để chia địa chỉ mạng cho phịng 806 ,
số luợng host có thể chia là 126 host
- Ta sẽ dùng subnet 3 để chia địa chỉ mạng cho phòng 807 ,
số luợng host có thể chia là 126 host

- Ta sẽ dùng subnet 4 để chia địa chỉ mạng cho phòng 808,
số luợng host có thể chia là 126 host

4. Chi phí lắp đặt dự trù
4.1.
Yêu cầu với các phòng máy
- Đảm bảo ổn định Internet cho sinh viên truy cập thông tin
- Thiết kế phòng gọn gàng, thẩm mỹ


Tiết kiệm chi phí hết mức có thể, đảm bảo đầy đủ thiết bị cần
thiết để sinh viên thực hành
4.2.
Dự trù chi phí lắp đặt
a. Dây mạng, nẹp mạng và đầu bấm mạng
- Vì số lượng máy và diện tích của 4 phịng là như nhau nên ta
tính số lượng dây mạng, nẹp mạng và đầu bấm mạng của 1
phòng sau đó suy ra các phịng cịn lại
- Theo sơ đồ kết nối mạng đã đưa ra ở trên ta có:
+ Chiều dài dây cáp mạng nối từ router đến Switch ở phòng
máy 805 và 808 là như nhau: 11.9m  tổng độ dài dây là 11.9 x
2 = 23.8m
+ Chiều dài dây cáp mạng nối từ router đến Switch ở phòng
máy 806, 807 là như nhau: 4.5m  tổng độ dài dây: 4.5 x 2 =
9m
 Tổng chiều dài dây cáp mạng cần để nối router với các
Switch ở các phòng là: 23.8+ 9 = 32.8m. Dây cáp mạng
được dùng là Cat-5
-

+ Dây cáp chéo dùng để nối 2 Switch với nhau là: 2.6m. Vì 4
phịng là như nhau nên tổng độ dài cáp chéo là 2.6 x 4 = 10.4m
+ Khoảng cách giữa 2 máy cạnh nhau liên tiếp là 0.3m, khoảng
cách giữa 2 máy đối diện trên 1 bàn là 0.7m, phịng có 3 dãy, 2
dãy đơi và 1 dãy đơn
 Vì cách nắp đặt dây mạng nối máy tính đến switch ở 4 phịng
là như nhau:
+Ở dãy đơn thứ nhất (2 dãy con):
Từ máy đầu tiên gần switch nhất có chiều dài là
2,65+0,35=0,3m
Máy thứ 2(cạnh máy đầu tiên) có chiều dài dây là
2,65+0,3+0,35=3,65m
Máy thứ 3 là 2,65+(0,3*2)+0,35
…
Máy thứ 16 là 2,65+(0,3*15)+0,35
Vậy tổng chiều dài dây ở dãy đơn thứ nhất (2 dãy con) nối đến
switch là
((2,65*16)+(0,3*(1+…+15))+(0,35*16))*2=168m


+Ở dãy thứ hai(2 dãy con):
→Dãy bên trái chỉ có 13 đc nối với cùng switch của dãy thứ
nhất
Từ máy đầu tiên(dãy con trái) gần switch nhất có chiều dài là
3,95+0,35=4,3m
Máy thứ 2(cạnh máy đầu tiên) có chiều dài dây là
3,95+0,3+0,35=4,95m
Máy thứ 3 là 3,95+(0,3*2)+0,35
…
Máy thứ 13 là 3,95+(0,3*12)+0,35

Vậy tổng chiều dài dây ở dãy con bên trái nối đến switch là
(3,95*13)+(0,3*(1+2+3+…+12))+(0,35*13)=79,3m ;
→Dãy con bên phải sẽ có 16 máy được nối cùng 3 máy ở dạy
con bên trái
Từ máy đầu tiên gần switch nhất có chiều dài là 2,65+0,35=3m
Máy thứ 2(cạnh máy đầu tiên) có chiều dài dây là
2,65+0,3+0,35
Máy thứ 3 là 2,65+(0,3*2)+0,35
…
Máy thứ 16 là 2,65+(0,3*15)+0,35
Máy thứ 17(bên trái) là 2,65+(0,3*13)+0,35
Máy thứ 18(bên trái) là 2,65+(0,3*14)+0,35
Máy thứ 19(bên trái) là 2,65+(0,3*15)+0,35
Vậy tổng chiều dài dây ở dãy con bên phải nối đến switch là
(2,65*19)+(0,3*(1+…+15+13+14+15))+(0,35*19)=93m
Vậy tổng chiều dài dây của cả dãy thứ hai là:
79,3+93=172,3m
+Dãy thứ ba(chỉ một dãy con)


Từ máy đầu tiên gần switch nhất có chiều dài là
3,9+0,3m=4,2m
Máy thứ 2(cạnh máy đầu tiên) có chiều dài dây là
3,9+0,3+0,3=4,8m
Máy thứ 3 là 3,9+(0,3*2)+0,3
…
Máy thứ 16 là 3,9+(0,3*15)+0,3
Vậy tổng chiều dài dây của dãy thứ ba(chỉ một dãy con) nới
đến switch là
(3,9*16)+(0,3*(1+2+3+…+15))+(0,3*16)=103,2m;

→Tổng chiều dài dây của 1 phòng là:
168+172,3+103,2=443,5
Tính chiều dài nẹp mạng của một phòng
Chiều dài của nẹp mạng sẽ bằng chiều dài của switch đến cặp
máy xa nhất ở cuối dãy cộng với tổng khoảng cách của các cặp
máy đối diện trên một bàn
Đối với dãy thứ nhất(gồm 2 dãy con):
+Khoảng cách của máy( đối diện máy thứ 16 cùng dãy) đến
đường nẹp mạng chính là 0,35m(một nửa khoảng cách của 2
máy đối diện cùng dãy),nên chiều dài từ switch đến cặp máy
thứ 16 là:2,65+(0,3*15)+0,35+0,35=7,85m
+ Tổng khoảng cách của các cặp máy đối diện cùng dãy là
0,7*15=10,5
Vậy tổng chiều dài nẹp mạng của dãy thứ nhất là
7,85+10,5=18,35m
Đối với dãy thứ hai(gồm 2 dãy con):
+Đối với dãy con bên trái có 13 máy nối với switch cùng dãy
thứ nhất:nên chiều dài từ switch đến cặp máy thứ 13
là:3,95+(0,3*12)+0,35=7,9m
+ Tổng khoảng cách của các máy đến đường nẹp chính(vì nối
riêng với switch khác) là 0,35*12=4,2