Xem mẫu
- UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: MẠNG CĂN BẢN
NGÀNH, NGHỀ: TIN HỌC VĂN PHÒNG
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày tháng năm 20…
của Hiệu trƣởng trƣờng Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)
Đồng Tháp, năm 2017
- TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN:
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể
đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
ii
- MỤC LỤC
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC ...........................................................................................6
Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH ..............................................................9
1. Khái niệm mạng máy tính .......................................................................................9
2. Ƣu và nhƣợc điểm của mạng máy tính: ..................................................................9
2.1. Ƣu điểm: ...........................................................................................................9
2.2. Nhƣợc điểm: ...................................................................................................10
3. Phân loại mạng máy tính .......................................................................................10
3.1. Theo khoảng cách địa lý .................................................................................10
3.2. Dựa theo kỹ thuật chuyển mạch .....................................................................11
3.3. Phân loại theo kiến trúc mạng ........................................................................13
3.4. Phân loại theo hệ điều hành ............................................................................13
4. Kiến trúc mạng máy tính .......................................................................................13
4.1. Khái niệm Topology .......................................................................................13
4.2. Lƣợc đồ Bus (Kiến trúc thẳng) .......................................................................13
4.3. Lƣợc đồ Star (kiến trúc hình sao) ...................................................................14
4.4. Lƣợc đồ Ring (kiến trúc vòng) .......................................................................14
4.5. Các kiến trúc mạng kết hợp ............................................................................15
4. Các mô hình mạng .................................................................................................16
4.1. Mô hình OSI ...................................................................................................17
4.2. Mô hình TCP/IP .............................................................................................20
4.3. So sánh mô hình OSI và TCP/IP ....................................................................23
5. Địa chỉ IP ..............................................................................................................24
5.1. Tổng quan về IP ............................................................................................24
5.2. Trình bày địa chỉ IP ........................................................................................26
5.3. Các lớp địa chỉ IP ...........................................................................................27
5.4. Một số quy tắc đánh địa chỉ IP .......................................................................27
5.5. Subnet Mask ...................................................................................................28
CÂU HỎI ÔN TẬP .......................................................................................................34
Bài 2: MÔI TRƢỜNG TRUYỀN DẪN VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG .....................44
1. Môi trƣờng truyền dẫn ...........................................................................................44
1.1. Khái niệm: ......................................................................................................44
1.2. Tần số truyền thông: .......................................................................................44
1.3. Các đặc tính của phƣơng tiện truyền dẫn: ......................................................44
1.4. Các kiểu truyền dẫn: .......................................................................................45
2. Các thiết bị mạng .................................................................................................46
2.1. Các loại cáp mạng .........................................................................................46
Cách test mạng và kiểm tra dây mạng bằng bộ test mạng đơn giản nhất ................52
3. Các kỹ thuật bấm cáp mạng...................................................................................59
BÀI TẬP THỰC HÀNH ...............................................................................................64
3
- Bài 3: THIẾT KẾ MẠNG LAN .................................................................................... 68
A. LÝ THUYẾT ............................................................................................................ 68
1. Các yêu cầu thiết kế .............................................................................................. 68
1.1. Lấy yêu cầu .................................................................................................... 68
1.2. Phân tích yêu cầu............................................................................................ 68
2. Qui trình thiết kế mạng.......................................................................................... 69
2. 1. Khảo sát địa điểm thi công ............................................................................ 69
2. 2. Vẽ sơ đồ thi công........................................................................................... 70
2. 3. Lập bảng dự trù kinh phí ............................................................................... 71
2. 4. Lập kế hoạch thi công ................................................................................... 71
3. Hồ sơ thiết kế mạng ............................................................................................... 72
3. 1. Lập hồ sơ tổng quát hệ thống mạng .............................................................. 72
3. 2. Lập hồ sơ chi tiết hệ thống mạng .................................................................. 72
B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .......................................................................................... 74
BÀI 4: THI CÔNG CÔNG TRÌNH MẠNG ................................................................. 76
A. LÝ THUYẾT ............................................................................................................ 76
1. Đọc bản vẽ ............................................................................................................. 76
2. Các kỹ thuật thi công công trình mạng ................................................................. 77
2.1. Một số nguyên tắc thi công mạng .................................................................. 77
2.2. Thi công hệ thống cáp .................................................................................... 77
2. 3. Lắp đặt thiết bị mạng ..................................................................................... 80
2.4. Thiết lập hệ thống quản trị ............................................................................. 81
3. Giám sát thi công mạng ......................................................................................... 82
3. 1. Giám sát thi công cáp .................................................................................... 82
3. 2. Giám sát lắp đặt thiết bị................................................................................. 83
3. 3. Lập hồ sơ thi công mạng ............................................................................... 85
B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .......................................................................................... 86
BÀI 5: CÀI ĐẶT HỆ THỐNG MẠNG ........................................................................ 87
A. LÝ THUYẾT ............................................................................................................ 87
1. Cài đặt hệ điều hành mạng .................................................................................... 87
1.1. Cài đặt hệ điều hành mạng cho Server ........................................................... 87
1. 2. Cài đặt hệ điều hành mạng cho Client .......................................................... 88
2. Cài đặt giao thức mạng .......................................................................................... 88
2. 1. Mô hình Internet TCP/IP ............................................................................... 88
2.2. Bộ giao thức TCP/IP ...................................................................................... 90
2.3. Một số giao thức khác .................................................................................... 94
3. Cài đặt các dịch vụ mạng ...................................................................................... 94
3.1. Dịch vụ DHCP ............................................................................................... 95
+ Cấu hình IP động cho máy Client .................................................................... 102
Cách kiểm tra địa chỉ IP đƣợc cấp phát cho máy tính......................................... 102
3.2. Dịch vụ DNS ................................................................................................ 103
3.3. Dịch vụ AD (Active Directory) .................................................................... 118
4. Cấu hình bảo mật................................................................................................. 129
4
- B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .........................................................................................136
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................141
5
- GIÁO TRÌNH MÔN HỌC
Tên môn học: MẠNG CĂN BẢN
Mã mô đun: MĐ18
Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; thực hành, thí
nghiệm, thảo luận, bài tập: 55 giờ; kiểm tra: 5 giờ)
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ DUN:
Vị trí:
Mô đun đƣợc bố trí sau khi học sinh học xong các mô đun chung, các mô
đun cơ sở chuyên ngành đào tạo chuyên môn nghề
Tính chất của mô đun :
Là mô đun lý thuyết và thực hành chuyên ngành bắt buộc.
II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN:
Sau khi học xong mô đun này Học sinh đạt đƣợc :
Phân biệt đƣợc các mạng LAN và WAN;
Trình bày đƣợc chức năng của mô hình kết nối hệ thống mở OSI và mô
hình kiến trúc TCP/IP (Internet) ;
Sử dụng đƣợc các thiết bị nối kết mạng: Cables, NIC, Repeater, Hub,
Bridge, Modem, Switches, Routers, ... trong việc thiết kế hệ thống mạng
LAN;
Hiểu và phân biệt đƣợc một số công nghệ mạng nhƣ: điểm tới điểm,
Ethernet, Token Ring, mạng thuê bao, mạng chuyển mạch, mạng Arpanet,
mạng Internet, mạng không dây (wireless);
Hiểu biết đƣợc nguyên lý hoạt động của một hệ thống mạng máy tính, địa
chỉ IP, các giao thức (Protocol) mạng, các dịch vụ mạng (FTP, SMTP,
DNS, DHCP, HTTP, RAS, …) và mạng internet;
Cài đặt đƣợc mạng cục bộ;
Quản lý đƣợc một mạng cục bộ tại lớp học, cơ quan;
Nhận thức đúng tầm quan trọng của an toàn điện, của thiết bị nhằm phục vụ
đời sống sinh hoạt, cũng nhƣ trong công nghiệp, từ đó xác định đƣợc cách
thức học tập và làm việc một cách nghiêm túc, chịu khó, rèn cho đƣợc tác
phong công nghiệp.
III. NỘI DUNG MÔ ĐUN :
1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian :
Thời gian (giờ)
Thực
Số hành, thí
Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm
TT nghiệm,
số thuyết tra
thảo luận,
bài tập
Bài mở đầu: Nhập môn mạng máy tính
1 2 2 0 0
1. Nhập môn mạng máy tính
6
- Thời gian (giờ)
Thực
Số hành, thí
Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm
TT nghiệm,
số thuyết tra
thảo luận,
bài tập
2. Định nghĩa mạng máy tính
3. Lợi ích kết nối mạng máy tính
4. Lịch sử phát triển mạng
Giới thiệu hệ thống mạng máy tính.
1. Phân loại mạng
2. Các thành phần của mạng máy tính
3. Các mô hình ứng dụng mạng
2 4. Một số hệ điều hành mạng 9 4 5 0
5. Các mô hình quản lý mạng
6. Công việc của ngƣời quản trị mạng
7. Băng thông, độ trễ, thông lƣợng
8. Phƣơng thức truyền và độ an toàn
Chuẩn mạng máy tính
1. Chuẩn mạng
2. Mô hình tham chiếu OSI
3 12 4 4 0
3. Mô hình tham chiếu OSI
4. Một số chuẩn mạng
5. Ôn tập kiểm tra định kỳ
Các thiết bị nối kết nối mạng
1. Thiết bị truyền dẫn
2. Thiết bị đầu nối
3. Một số thiết bị khác
4. Thiết bị kết nối mạng
4 19 3 15 1
5. Thiết bị nối liên mạng
6. Miền xung đột và các mô hình nối kết
mạng thƣờng gặp
7. Thiết bị nối liên mạng
8. Ôn tập kiểm tra định kỳ
Giới thiệu các công nghệ mạng.
1. Mạng điểm tới điểm (Point to Point)
2. Mạng Ethernet
3. Mạng Token ring
4. Mạng thuê bao
5 9 4 4 1
5. Mạng chuyển mạch
6. Mạng Arpanet
7. Mạng Internet
8. Mạng Wireless
9. Ôn tập kiểm tra định kỳ
7
- Thời gian (giờ)
Thực
Số hành, thí
Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm
TT nghiệm,
số thuyết tra
thảo luận,
bài tập
Giao thức TCP/IP
1. Giao thức IP (Internet protocol)
2. Giao thức TCP (Transmission control
6 protocol) 9 4 5 1
3. Giao thức UDP (User datagram
protocol)
4. Ôn tập kiểm tra định kỳ
Giới thiệu các dịch vụ mạng
1. Dịch vụ ARP (Address Resolution
Protocol)
2. Dịch vụ ICMP (Internet Control
Message Protocol)
3. Dịch vụ DHCP (Dynamic Host
Configuration Protocol)
7 10 4 7 1
4. Dịch vụ DNS (Domain Name System)
5. Dịch vụ FTP (File Transfer Protocol)
6. Dịch vụ WEB
7. Dịch vụ MAIL
8. Dịch vụ RAS (Remote Access
Service)
9. Ôn tập kiểm tra định kỳ
Cài đặt và khai thác mạng Internet
1. Cài đặt các thông số InternetDịch vụ
8 WEB 20 5 15 1
2. Khai thác mạng Internet
3. Ôn tập kiểm tra định kỳ
Cộng 90 30 55 5
8
- Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
Mục tiêu của bài
Trình bày đƣợc khái niệm về mạng máy tính, phân loại mạng và các kiến
trúc mạng
Khái niệm mạng máy tính
Ƣu và nhƣợc điểm của mạng máy tính
Phân loại mạng
Kiến trúc mạng
1. Khái niệm mạng máy tính
Mạng máy tính là một nhóm các máy tính, thiết bị ngoại vi đƣợc nối kết
với nhau thông qua các phƣơng tiện truyền dẫn nhƣ cáp, sóng điện từ, tia hồng
ngoại... giúp cho các thiết bị này có thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ
dàng
2. Ưu và nhược điểm của mạng máy tính:
2.1. Ưu điểm:
- Tiết kiệm được tài nguyên phần cứng: nhƣ các bạn biết trong 1 số hệ
thống mạng thì các máy trạm không cần ổ cứng luôn(mạng Boot room), mỗi lần
chạy thì load hệ điều hành trên máy chủ lôi về mà thôi. Ngoài ra còn có hệ thống
mạng mà các máy con không cần dùng case luôn, chỉ cần có màn hình chuột bàn
phím là làm đƣợc luôn.
- Giảm được chi phí bản quyền phần mềm: Khi kết nối mạng lại chúng
ta có thể sử dụng tính năng chia sẽ ứng dụng trên máy chủ server xuống cho các
máy trạm, khi đó các máy trạm không cần cài phần mềm đó mà chỉ cần kết nối
đến server để chạy mà thôi. Trong trƣờng hợp này tức nhiên các bạn cũng phải
bỏ tiền ra mua bản quyền nhƣng sẽ ít hơn so với ban đầu.
- Chia sẽ dữ liệu dễ dàng: Có thể nói đây là một trong các lý do chính để
kết nối mạng, khi kết nối mạng thì mục đích chính có thể nói là dùng để chia sẽ
dữ liệu cho các máy trong hệ thống mạng của mình.
- Tập trung dữ liệu, bảo mật và backup dễ dàng: Nếu chúng ta không
sử dụng mạng thì dữ liệu sẽ đƣợc lƣu trữ ở mỗi máy riêng biệt nhƣng khi ta kết
nối mạng thì chỉ cần lƣu trữ trên server. Các máy trạm mỗi lần muốn truy xuất
dữ liệu thì kết nối lên server lấy về. Khi tập trung nhƣ thế này thì việc backup và
bảo mật cũng hiệu quả hơn.
- Chia sẽ internet: Nếu nói lý do này là lý do chính dùng để kết nối mạng
thì không phải là quá đáng. Các bạn hãy thử nghĩ xem 1 phòng Internet có 30
máy tính chẳng lẽ phải đí thuê 30 đƣờng truyền Internet; một cơ quan có 50 máy
tinh cũng chẳng lẽ phải đi thuê 50 đƣờng truyền internet sao? Khi kết nối mạng
chỉ cần 1 đƣờng truyền mà thôi đã giải quyết đƣợc tất cả!
9
- 2.2. Nhược điểm:
- Dễ bị tê liệt toàn bộ hệ thống mạng: Nếu hệ thống mạng bị tấn công
thì rất dễ làm tê liệt toàn bộ hệ thống mạng, các hacker tấn công vào các máy
chủ để làm tê liệt nó. Khi các máy chủ bị tê liệt rồi thì lấy sức đâu nữa mà phục
vụ cho các máy trạm.
- Trình độ người quản lý: Khi kết nối hệ thống mạng cao đến đâu thì đòi
hỏi trình độ ngƣời quản lý cũng phải tƣơng ứng đến đó, để có thể phục vụ cho
việc thiết kế, cài đặt và quản trị nó.
- Dễ bị lây lan virus: Khi các bạn kết nối hệ thống mạng thì cũng đang
tạo đất sống rộng lớn cho những anh virus xinh đẹp đấy. Các bạn thử nghĩ xem
nếu một nhân viên cắm 1 usb vào 1 máy tính ở phòng Kế toàn và ec ec nó đã lây
lan quan phòng Nhân sự rồi
3. Phân loại mạng máy tính
Có nhiều cách để phân loại mạng máy tính tuỳ thuộc vào yếu tố chính
đƣợc chọn làm chỉ tiêu để phân loại: khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển
mạch, kiến trúc của mạng.
3.1. Theo khoảng cách địa lý
Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố chính để phân loại thì mạng máy
tính đƣợc phân thành 4 loại: mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng
toàn cầu.
- Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN): cài đặt trong phạm vi
tƣơng đối hẹp (ví dụ nhƣ trong một tòa nhà, một cơ quan, một trƣờng học,..),
khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nối mạng là vài chục km trở lại.
- Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - MAN): cài đặt trong phạm
vi một đô thị, một trung tâm kinh tế xã hội, có bán kính nhỏ hơn 100 km.
- Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN): phạm vi của mạng có
thể vƣợt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa.
- Mạng toàn cầu (Global Area Networks - GAN): phạm vi rộng khắp toàn
cầu. Mạng Internet là một ví dụ cho loại này.
Chúng ta cũng cần lƣu ý rằng: khoảng cách địa lý đƣợc dùng làm ―mốc‖
chỉ mang tính tƣơng đối. Cùng với sự phát triển của các công nghệ truyền dẫn và
quản trị mạng thì những ranh giới đó ngày càng mờ nhạt đi.
10
- 3.2. Dựa theo kỹ thuật chuyển mạch
Nếu lấy ―kỹ thuật chuyển mạch‖ làm yếu tố chính để phân ploại thì ta có
3 loại: mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển
mạch gói.
3.2.1. Mạng chuyển mạch kênh
Khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ thiết
lập một ―kênh‖ cố định và đƣợc duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên
lạc. Các dữ liệu chỉ đƣợc truyền theo con đƣờng cố định đó.
Hình 1.7. Mạng chuyển mạch kênh
Nhƣợc điểm:
+ Tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giữa hai thực thể
+ Hiệu suất sử dụng đƣờng truyền thấp vì sẽ có lúc kênh bị bỏ không do
cả hai bên đều hết thông tin cần truyền trong khi các thực thể khác không
đƣợc phép sử dụng kênh truyền này.
3.2.2. Mạng chuyển mạch thông báo
Thông báo (message) là một đơn vị thông tin của ngƣời sử dụng có khuôn
dạng đƣợc qui định trƣớc. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển
trong đó chỉ định rõ đích đến của thông báo. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi
nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đƣờng dẫn tới đích
của nó.
Mỗi nút cần phải lƣu trữ tạm thời để ―đọc‖ thông tin điều khiển trên thông
báo để sau đó chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, các
thông báo khác nhau có thể truyền theo đƣờng truyền khác nhau.
Hình 1.8. Mạng chuyển mạch thông báo
Ưu điểm so với mạng chuyển mạch kênh:
11
- - Hiệu suất sử dụng đƣờng truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền
mà đƣợc phân chia giữa nhiều thực thể.
- Mỗi nút mạng có thể lƣu trữ thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới
gửi thông báo đi, vì vậy giảm đƣợc tình trạng tắc nghẽn mạch.
- Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ƣu tiên cho các
thông báo.
- Có thể tăng hiệu suất sử dụng dải thông bằng cách gán địa chỉ quảng bá
để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích.
Nhược điểm:
- Không hạn chế kích thƣớc của các thông báo, dẫn đến phí tổn lƣu trƣ
tạm thời cao và ảnh hƣởng tới thời gian đáp (respone time) và chất lƣợng truyền
tin.
- Thích hợp cho các dịch vụ thƣ tín điện tử hơn là các áp dụng có tính
thời gian thực vì tồn tại độ trễ do lƣu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi
nút.
3.2.3. Mạng chuyển mạch gói
Mỗi thông báo đƣợc chia làm nhiều phần nhỏ hơn đƣợc gọi là các gói tin
có khuôn dạng quy định trƣớc. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển,
trong đó có địa chỉ nguồn (ngƣời gửi) và đích (ngƣời nhận) của gói tin. Các gói
tin của một thông báo có thể đi qua mạng tới đích bằng nhiều con đƣờng khác
nhau. Ở bên nhận, thứ tự nhận đƣợc có thể không đúng thứ tự đƣợc gửi đi.
Hình 1.9. Mạng chuyển mạch gói
So sánh mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển mạch gói:
♦ Giống nhau: phƣơng pháp giống nhau
♦ Khác nhau: Các gói tin đƣợc giới hạn kích thƣớc tối đa sao cho các nút
mạng có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần phải lƣu trữ tạm
thời trên đĩa. Vì thế mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh
chóng và hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo. Nhƣng vấn đề khó
khăn của mạng loại này là việc tập hợp các gói tin để tạo lại thông báo ban đầu
của ngƣời sử dụng, đặc biệt trong trƣờng hợp các gói đƣợc truyền theo nhiều
đƣờng khác nhau. Cần phải cài đặt cơ chế ―đánh dấu‖ gói tin và phục hồi gói tin
bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng.
Do có ƣu điểm mềm dẻo và hiệu suất cao hơn nên hiện nay mạng chuyển
mạch gói đƣợc sử dụng phổ biến hơn các mạng chuyển mạch thông báo. Việc
tích hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch (kênh và gói) trong một mạng thống nhất
12
- (đƣợc gọi là mạng dịch vụ tích hợp số- Intergrated Services Digital Networks,
viết tắt là ISDN) đang là một xu hƣớng phát triển của mạng ngày nay.
3.3. Phân loại theo kiến trúc mạng
Ngƣời ta còn phân loại mạng theo kiến trúc mạng (topo và giao thức sử
dụng).
Các mạng thƣờng hay đƣợc nhắc đến nhƣ: mạng SNA của IBM, mạng
ISO, mạng TCP/IP.
3.4. Phân loại theo hệ điều hành
Nếu phân loại theo hệ điều hành mạng ngƣời ta chia ra theo mô hình
mạng ngang hàng, mạng khách/chủhoặc phân loại theo tên hệ điều hành mà
mạng sửdụng: Windows NT, Unix, Novell . . .
4. Kiến trúc mạng máy tính
4.1. Khái niệm Topology
Network topology là sơ đồ dùng biểu diễn các kiểu sắp xếp, bố trí vật lý
của máy tính, dây cáp và những thành phần khác trên mạng theo phƣơng diện
vật lý.
Có hai kiểu kiến trúc mạng chính là: kiến trúc vật lý (mô tả cách bố trí
đƣờng truyền thực sự của mạng), kiến trúc logic (mô tả con đƣờng mà dữ liệu
thật sự di chuyển qua các node mạng)
4.2. Lược đồ Bus (Kiến trúc thẳng)
Nối mạng các máy tính đơn giản và phổ biến nhất.
Dùng một đoạn cáp nối tất cả máy tính và các thiết bị trong mạng thành
một hàng.
Tín hiệu dữ liệu truyền sẽ đƣợc lan truyền trên đoạn cáp đến các máy tính
còn lại, tuy nhiên chỉ có 1 máy tính có địa chỉ so khớp với địa chỉ mã hóa trong
dữ liệu chấp nhận.
Tại một thời điểm, chỉ có một máy có thể gởi dữ liệu lên mạng Càng
nhiều máy thì tốc độ càng chậm.
Hình 4.2 - Kiến trúc mạng Bus
13
- Hiện tượng dội tín hiệu: khi dữ liệu đƣợc gởi lên mạng, dữ liệu sẽ đi từ
đầu cáp này đến đầu cáp kia. Nếu tín hiệu tiếp tục không ngừng nó sẽ dội tới lui
trong dây cáp và ngăn không cho máy tính khác gởi dữ liệu. Sử dụng thiết bị
terminator (điện trở cuối) đặt ở mỗi đầu cáp để hấp thu các tín hiệu điện tự do.
Ưu điểm: dùng ít cáp, dễ lắp đặt, giá thành rẻ, mở rộng mạng tƣơng đối
đơn giản, nếu khoảng cách xa thì có thể dùng repeater để khuếch đại tín hiệu.
Khuyết điểm: khi đoạn cáp đứt đôi hoặc các đầu nối bị hở ra thì sẽ có hai
đầu cáp không nối với terminator nên tín hiệu sẽ dội ngƣợc và làm cho toàn bộ
hệ thống mạng sẽ ngƣng hoạt động. Những lỗi nhƣ thế rất khó phát hiện ra là
hỏng chỗ nào nên công tác quản trị rất khó khi mạng lớn (nhiều máy và kích
thƣớc lớn).
4.3. Lược đồ Star (kiến trúc hình sao)
Các máy tính đƣợc nối vào một thiết bị đấu nối trung tâm (Hub
hoặcSwitch).
Tín hiệu đƣợc truyền từ máy tính gởi qua hub tín hiệu đƣợc khuếch đại và
truyền đến tất cả các máy tính khác trên mạng.
Hình 4.3 - Kiến trúc mạng Star
Ưu điểm: cung cấp tài nguyên và chế độ quản lý tập trung. Khi một đoạn
cáp bị hỏng thì chỉ ảnh hƣởng đến máy dùng đoạn cáp đó, mạng vẫn hoạt động
bình thƣờng. Kiến trúc này cho phép chúng ta có thể mở rộng hoặc thu hẹp
mạng một cách dễ dàng.
Khuyết điểm: đòi hỏi nhiều cáp và phải tính toán vị trí đặt thiết bị trung
tâm. Khi thiết bị trung tâm điểm bị hỏng thì toàn bộ hệ thống mạng cũng ngừng
hoạt động.
4.4. Lược đồ Ring (kiến trúc vòng)
Các máy tính và các thiết bị nối với nhau thành một vòng khép kín, không
có đầu nào bị hở. Tín hiệu đƣợc truyền đi theo một chiều và qua nhiều máy tính.
Kiến trúc này dùng phƣơng pháp chuyển thẻ bài (token passing) để truyền dữ
liệu quanh mạng.
14
- Hình 4.4 - Kiến trúc mạng Ring
Phƣơng pháp chuyển thẻ bài là phƣơng pháp dùng thẻ bài chuyển từ máy
tính này sang máy tính khác cho đến khi tới máy tính muốn gởi dữ liệu. Máy
này sẽ giữ thẻ bài và bắt đầu gởi dữ liệu đi quanh mạng. Dữ liệu chuyển qua
từng máy tính cho đến khi tìm đƣợc máy tính có địa chỉ khớp với địa chỉ trên dữ
liệu. Máy tính đầu nhận sẽ gởi một thông điệp cho máy tính đầu gởi cho biết dữ
liệu đã đƣợc nhận. Sau khi xác nhận máy tính đầu gởi sẽ tạo thẻ bài mới và thả
lên mạng. Vận tốc của thẻ bài xấp xỉ với vận tốc ánh sáng.
4.5. Các kiến trúc mạng kết hợp
Star bus là mạng kết hợp giữa mạng star và mạng bus. Trong kiến trúc
này một vài mạng có kiến trúc hình star đƣợc nối với trục cáp chính (bus). Nếu
một máy tính nào đó bị hỏng thì nó không ảnh hƣởng đến phần còn lại của
mạng. Nếu một Hub bị hỏng thì toàn bộ các máy tính trên Hub đó sẽ không thể
giao tiếp đƣợc.
Hình 4.5.1 - Kiến trúc mạng Star-Bus
Mạng Star Ring tƣơng tự nhƣ mạng Star Bus. Các Hub trong kiến trúc
Star Bus đều đƣợc nối với nhau bằng trục cáp thẳng (bus) trong khi Hub trong
cấu hình Star Ring đƣợc nối theo dạng hình Star với một Hub chính
15
- Hình 4.5.2 - Kiến trúc mạng Star-Ring
Mạng kết nối hỗn hợp: Là sự phối hợp các kiểu kết nối khác nhau
Hình 4.5.3. Một kết nối hỗn hợp
4. Các mô hình mạng
Mục tiêu:
Trình bày đƣợc khái niệm và cấu trúc của các lớp trong mô hình OSI,
TCP/IP
- Mô hình OSI
- Mô hình TCP/IP
- So sánh mô hình OSI và TCP/IP
16
- 4.1. Mô hình OSI
Mô hình OSI (Open System Interconnection): là mô hình đƣợc tổ chức
ISO đề xuất từ 1977 và công bố lần đầu vào 1984. Để các máy tính và các thiết
bị mạng có thể truyền thông với nhau phải có những qui tắc giao tiếp đƣợc các
bên chấp nhận. Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu dữ liệu đi
xuyên qua mạng nhƣ thế nào đồng thời cũng giúp chúng ta hiểu đƣợc 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 lớp của mô hình này mang lại những 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 hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều
nhà cung cấp sản phẩm.
Ngăn chặn đƣợc tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hƣởng đến
các lớp khác, nhƣ vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng
hơn.
Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau:
- Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông đƣợc với nhau.
- Các phƣơng pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì đƣợc truyền dữ
liệu, khi nào thì không đƣợc.
- Các phƣơng pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận.
- Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau.
- Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích
hợp
Mô hình OSI đƣợc chia thành 7 lớp có chức năng nhƣ sau:
Application Layer (lớp ứng dụng): giao diện giữa ứng dụng và
mạng.
Presentation Layer (lớp trình bày): thoả thuận khuôn dạng trao đổi
dữ liệu.
Session Layer (lớp phiên): cho phép ngƣời dùng thiết lập các kết
nối.
Transport Layer (lớp vận chuyển): đảm bảo truyền thông giữa hai
hệ thống.
Network Layer (lớp mạng): định hƣớng dữ liệu truyền trong môi
trƣờng liên mạng
Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu): xác định việc truy xuất đến
các thiết bị.
Physical Layer (lớp vật lý): chuyển đổi dữ liệu thành các bit và
truyền đi.
17
- Hình 1 – Mô hình tham chiếu OSI
4.1.1. Tầng vật lí (Physical Layer)
Tầng vật lí định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị.
Trong đó bao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả
về cáp nối (cable). Các thiết bị tầng vật lí bao gồm Hub, bộ lặp (repeater), thiết
bị tiếp hợp mạng (network adapter) và thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host Bus
Adapter)- (HBA dùng trong mạng lƣu trữ (Storage Area Network)). Chức năng
và dịch vụ căn bản đƣợc thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:
* Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một
phƣơng tiện truyền thông (transmission medium).
* Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông đƣợc
chia sẻ hiệu quả giữa nhiều ngƣời dùng. Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài
nguyên (contention) và điều khiển lƣu lƣợng.
* Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital
data) của các thiết bị ngƣời dùng và các tín hiệu tƣơng ứng đƣợc truyền qua
kênh truyền thông (communication channel).
Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này. Nhiều tiêu chuẩn
khác nhau của Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet
nhập tầng vật lý với tầng liên kết dữ liệu vào làm một. Điều tƣơng tự cũng xảy
ra đối với các mạng cục bộ nhƣ Token ring, FDDI và IEEE 802.11.
4.1.2. Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer)
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phƣơng tiện có tính chức năng và quy
trình để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa chữa các
lỗi trong tầng vật lý nếu có. Cách đánh địa chỉ mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ
(địa chỉ MAC) đƣợc mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng (network card) khi
chúng đƣợc sản xuất. Hệ thống xác định địa chỉ này không có đẳng cấp (flat
scheme). Chú ý: Ví dụ điển hình nhất là Ethernet. Những ví dụ khác về các giao
18
- thức liên kết dữ liệu (data link protocol) là các giao thức HDLC; ADCCP dành
cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạch gói (packet- switched
networks) và giao thức Aloha cho các mạng cục bộ. Trong các mạng cục bộ theo
tiêu chuẩn IEEE 802, và một số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI,
tầng liên kết dữ liệu có thể đƣợc chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media
Access Control – Điều khiển Truy nhập Đƣờng truyền) và tầng LLC (Logical
Link Control – Điều khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2.
Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các thiết bị
chuyển mạch (switches) hoạt động. Kết nối chỉ đƣợc cung cấp giữa các nút
mạng đƣợc nối với nhau trong nội bộ mạng. Tuy nhiên, có lập luận khá hợp lý
cho rằng thực ra các thiết bị này thuộc về tầng 2,5 chứ không hoàn toàn thuộc về
tầng 2.
4.1.3. Tầng mạng (Network Layer)
Tầng mạng cung cấp các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi
dữ liệu có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều
mạng, trong khi vẫn duy trì chất lƣợng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao
vận yêu cầu. Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến. Các thiết bị định tuyến
(router) hoạt động tại tầng này — gửi dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho
liên mạng trở nên khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi
là chuyển mạch IP). Đây là một hệ thống định vị địa chỉ lôgic (logical
addressing scheme) – các giá trị đƣợc chọn bởi kỹ sƣ mạng. Hệ thống này có
cấu trúc phả hệ. Ví dụ điển hình của giao thức tầng 3 là giao thức IP.
4.1.4. Tầng giao vận (Transport Layer)
Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các
ngƣời dùng tại đầu cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan tâm đến việc
cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả. Tầng giao vận kiểm
soát độ tin cậy của một kết nối đƣợc cho trƣớc. Một số giao thức có định
hƣớng trạng thái và kết nối (state and connection orientated). Có nghĩa là
tầng giao vận có thể theo dõi các gói tin và truyền lại các gói bị thất bại. Một ví
dụ điển hình của giao thức tầng 4 là TCP. Tầng này là nơi các thông điệp đƣợc
chuyển sang thành các gói tin TCP hoặc UDP. Ở tầng 4 địa chỉ đƣợc đánh là
address ports, thông qua address ports để phân biệt đƣợc ứng dụng trao đổi.
4.1.5. Tầng phiên (Session layer)
Tầng phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính. Tầng này
thiết lập, quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phƣơng và trình
ứng dụng ở xa. Tầng này còn hỗ trợ hoạt động song công (duplex) hoặc bán
song công (half-duplex) hoặc đơn công (Single) và thiết lập các qui trình đánh
dấu điểm hoàn thành (checkpointing) – giúp việc phục hồi truyền thông nhanh
hơn khi có lỗi xảy ra, vì điểm đã hoàn thành đã đƣợc đánh dấu – trì hoãn
(adjournment), kết thúc (termination) và khởi động lại (restart). Mô hình OSI uỷ
nhiệm cho tầng này trách nhiệm ―ngắt mạch nhẹ nhàng‖ (graceful close) các
phiên giao dịch (một tính chất của giao thức kiểm soát giao vận TCP) và trách
nhiệm kiểm tra và phục hồi phiên, đây là phần thƣờng không đƣợc dùng đến
trong bộ giao thức TCP/IP.
19
- 4.1.6. Tầng trình diễn (Presentation layer)
Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung cấp một giao diện tiêu chuẩn cho
tầng ứng dụng. Nó thực hiện các tác vụ nhƣ mã hóa dữ liệu sang dạng MIME,
nén dữ liệu, và các thao tác tƣơng tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữ
liệu theo nhƣ cách mà chuyên viên phát triển giao thức hoặc dịch vụ cho là thích
hợp. Chẳng hạn: chuyển đổi tệp văn bản từ mã EBCDIC sang mã ASCII, hoặc
tuần tự hóa các đối tƣợng (object serialization) hoặc các cấu trúc dữ liệu (data
structure)
4.1.7. Tầng ứng dụng (Application layer)
Tầng ứng dụng là tầng gần với ngƣời sử dụng nhất. Nó cung cấp phƣơng
tiện cho ngƣời dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua
chƣơng trình ứng dụng. Tầng này là giao diện chính để ngƣời dùng tƣơng tác
với chƣơng trình ứng dụng, và qua đó với mạng. Một số ví dụ về các ứng dụng
trong tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thức
truyền thƣ điện tử SMTP, HTTP, X.400 Mail remote
4.2. Mô hình TCP/IP
Mô hình TCP/IP là gì?
TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol - Giao thức
điều khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng), là một bộ giao thức trao đổi thông
tin đƣợc sử dụng để truyền tải và kết nối các thiết bị trong mạng Internet.
TCP/IP đƣợc phát triển để mạng đƣợc tin cậy hơn cùng với khả năng phục hồi
tự động.
Sự phát triển và hình thành của mô hình TCP/IP
Ý tƣởng hình thành mô hình TCP/IP đƣợc bắt nguồn từ Bộ giao thức liên
mạng trong công trình DARPA vào năm 1970. Trải qua vô số năm nghiên cứu
và phát triển của 2 kỹ sƣ Robert E. Kahn và Vinton Cerf cùng sự hỗ trợ của
không ít các nhóm nghiên cứu. Đầu năm 1978, giao thức TCP/ IP đƣợc ổn định
hóa với giao thức tiêu chuẩn đƣợc dùng hiện nay của Internet đó là mô hình
TCP/IP Version 4.
Vào năm 1975, cuộc thử nghiệm thông nối giữa 2 mô hình TCP/IP đƣợc
diễn ra thành công. Cũng bắt đầu từ đây, cuộc thử nghiệm thông nối giữa các mô
hình TCP/IP đƣợc diễn ra nhiều hơn và đều đạt đƣợc kết quả tốt. Cũng chính vì
điều này, một cuộc hội thảo đƣợc Internet Architecture Broad mở ra, với sự
20
nguon tai.lieu . vn
