Thiết kế và mô phỏng mạng cục bộ (LAN) cho trường cao đẳng Công Nghệ Hà Nội

: Đặc tính vật lý của mạng LAN.......................................................14 II.1.4: Công nghệ truyền dẫn trong mạng.................................................16 II.2: Topology (cấu trúc liên kết) trong mạng LAN.......................................17 II.2.1: Dạng BUS.......................................................................................17 II.2.2: Dạng sao (STAR)...........................................................................18 II.2.3: Dạng vòng (RING).........................................................................19 II.3: Các thiết bị dùng để thiết kế mạng LAN................................................20 II.3.1: Bộ lặp tín hiệu (REPEATER)........................................................20 II.3.2: Bộ tập trung (HUB)........................................................................21 II.3.3: Cầu (BRIDGE)...............................................................................22 II.3.4: Bộ chuyển mạch (SWITCH)..........................................................23 II.3.5: Bộ định tuyến (ROUTER)..............................................................23 II.3.6: Bộ chuyển mạch có định tuyến (Layer 3 switch)...........................24 Phân biệt HUB, SWITCH và ROUTER...................................................24 CHƯƠNG III: IP, CẤP PHÁT IP TRONG MẠNG LAN............26 III.1: Giới thiệu về IP (Internet Protocol – Giao thức liên mạng)................26 III.2: Cấu trúc địa chỉ IP..................................................................................26 III.3: Bài tập ứng dụng cấp phát IP trong mạng LAN..................................27 Đề bài..................................................................................................................27 III.3.1: Chia miền mạng con.....................................................................28 III.3.2: Cấp phát IP cho máy trạm (workstation)......................................29 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠNG LAN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ NỘI...........................31 IV.1: Mô phỏng hệ thống..................................................................................31 IV.2: Cấu hình Router, cấp phát IP cho các máy trạm.................................32 Lời kết.................................................................................................................36 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.............................37 Tài liệu tham khảo.............................................................................................38 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Với thời đại công nghệ thông tin – khoa học máy tính được ưu tiên phát triển và lớn mạnh rất nhanh như ngày nay thì nhu cầu chia sẻ thông tin trong xã hội sao cho tiện lợi và nhanh chóng càng được chú trọng. Vì vậy mảng mạng máy tính trong khoa học máy tính rất quan trọng, luôn được biến đổi, nâng cấp cho phù hợp hoàn cảnh và mục đích sử dụng. Hiện nay hạ tầng mạng máy tính là phần không thể thiếu trong các tổ chức, trường học hay các công ty. Đa số các tổ chức có phạm vi sử dụng bị giới hạn bởi diện tích và mặt bằng đều triển khai xây dựng mạng LAN để phục vụ cho việc quản lý dữ liệu nội bộ tổ chức của mình được thuận lợi, đảm bảo tính an toàn dữ liệu cũng như tính bảo mật dữ liệu. Mặt khác mạng LAN còn giúp các cá nhân trong tổ chức truy nhập dữ liệu một cách thuận tiện với tốc độ cao. Một điểm thuận lợi nữa là mạng LAN đó là giúp cho người quản trị mạng phân quyền sử dụng tài nguyên cho từng đối tượng là người dùng một cách rõ ràng và thuận tiện giúp cho những người có trách nhiệm của tổ chức dễ dàng quản lý các cá nhân và điều hành các hoạt động. Với các thuận lợi của mạng LAN như trên thì việc tìm hiểu cũng như ứng dụng nó vào cuộc sống cũng là một đề tài rất hay, vì vậy nhóm chúng em quyết định chọn đề tài: “Tìm hiểu, mô phỏng và thiết kế mạng LAN cho trường Cao đẳng Công nghệ Hà Nội, chia làm 3 miền mạng con và mỗi miền phục vụ cho 2000 người sử dụng. Biết dãy địa chỉ IP được cấp phát là: 192.168.0.0/16”. Do có hạn về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế nên bài thực tập này còn mắc sai lầm, em mong rằng được thầy cô và các bạn giúp đỡ để kiến thức chuyên ngành cũng như bài thực tập được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Loan đã hướng dẫn và chỉ bảo giúp cho nhóm em hoàn thành bài thực tập này! Sinh viên thực hiện: 1. Vi Quyết Thắng 5. Đào Văn Hưng 2. Trương Thị Huyền 6. Ninh Thị Cúc 3. Trần Văn Thành 7. Ngô Xuân Hiếu 4. Dương Thanh Liêm 8. Phạm Thị Yến CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH Ngay từ đầu những năm 60 đã xuất hiện các mạng xử lý trong đó các trạm cuối (terminal) thụ động được nối vào một máy xử lý trung tâm. Vì máy xử lý trung tâm làm tất cả mọi việc: quản lý các thủ tục truyền dữ liệu, quản lý sự đồng bộ của các trạm cuối v.v..., trong khi đó các trạm cuối chỉ thực hiện chức năng nhập xuất dữ liệu mà không thực hiện bất kỳ chức năng xử lý nào nên hệ thống này vẫn chưa được coi coi là mạng máy tính. Giữa năm 1968, Cục các dự án nghiên cứu tiên tiến (ARPA - Advanced Research Projects Agency) của Bộ Quốc phòng Mỹ đã xây dựng dự án nối kết các máy tính của các trung tâm nghiên cứu lớn trong toàn liên bang, mở đầu là Viện nghiên cứu Standford và 3 trường đại học (Đại học California ở Los Angeless, Đại học Santa Barbara và Đại học Utah). Mùa thu năm 1969, 4 trạm đầu tiên được kết nối thành công, đánh dấu sự ra đời của ARPANET. Giao thức truyền thông dùng trong ARPANET lúc đó đặt tên là NCP ( Network Control Protocol). Giữa những năm 1970, họ giao thức TCP/IP được Vint Cerf và Robert Kahn phát triển cùng tồn tại với NCP, đến năm 1983 thì hoàn toàn thay thế NCP trong ARPANET. Trong những năm 70, số lượng các mạng máy tính thuộc các quốc gia khác nhau đã tăng lên, với các kiến trúc mạng khác nhau (bao gồm cả phần cứng lẫn giao thức truyền thông), từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng, gây khó khăn cho người sử dụng. Trước tình hình đó, vào năm 1984 Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO đã cho ra đời Mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection - gọi tắt là mô hình OSI). Với sự ra đời của OSI và sự xuất hiện của máy tính cá nhân, số lượng mạng máy tính tính trên toàn thế giới đã tăng lên nhanh chóng. Đã xuất hiện những khái niệm về các loại mạng LAN, MAN. Tới tháng 11/1986 đã có tới 5089 máy tính được nối vào ARPANET, và đã xuất hiện thuật ngữ "Internet". Năm 1987, mạng xương sống (backbone) NSFN (National Science Foundation network) ra đời với tốc độ đường truyền nhanh hơn (1,5 Mb/s thay vì 56Kb/s trong ARPANET) đã thúc đẩy sự tăng trưởng của Internet. Mạng Internet dựa trên NSFN đã vượt qua biên giới của Mỹ. Đến năm 1990, quá trình chuyển đổi sang Internet - dựa trên NSFN kết thúc. NSFN giờ đây cũng chỉ còn là một mạng xương sống thành viên của mạng Internet toàn cầu. Như vậy có thể nói lịch sử phát triển của Internet cũng chính là lịch sử phát triển của mạng máy tính. MẠNG MÁY TÍNH LÀ GÌ? Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính độc lập được kết nối với nhau bởi đường truyền vật lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó. Một cách cụ thể hơn ta có thể hiểu mạng máy tính bao gồm sự kết nối từ hai máy tính trở nên. Các máy tính này có thể giao tiếp với nhau, chia sẻ tài nguyên (các đĩa cứng, các máy in và các ổ đĩa CD-ROM v.v...), mỗi máy có thể truy xuất các máy ở xa hoặc các mạng khác để trao đổi các file, dữ liệu và thông tin hoặc cho phép các giao tiếp điện tử. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG MẠNG Thành phần phần cứng Máy chủ (Host) Máy khách (Client) Card mạng NIC (Network Interface Card) Dây cáp (Media) Các thiết bị kết nối: ROUTER, SWITCH, BRIDGE, HUB, REPEATER Các thiết bị khác… Thành phần phần mềm Là các dịch vụ và giao thức ví dụ như: Client for Microsoft Network File and Printer Sharing Internet Protocol (TCP/IP) CÁC TIÊU CHÍ PHÂN LOẠI MẠNG Dựa vào các tiêu chí khác nhau, người ta phân chia mạng máy tính thành các loại khác nhau. Sau đây là ba tiêu chí cơ bản Theo khoảng cách địa lý Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý được chia ra làm 4 loại: Ø Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN): là mạng được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ (trong một phòng, một toà nhà, hoặc phạm vi của một trường học v.v...).Tổng quát có hai loại mạng LAN: mạng ngang hàng (peer to peer) và mạng có máy chủ (server based). Mạng server based còn được gọi là mạng "Client / Server" (Khách / Chủ). Ø Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN): là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại. Ø Mạng diện rộng (Wide Area network - WAN): phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa. Cáp truyền qua đại dương và vệ tinh được dùng cho việc truyền dữ liệu trong mạng WAN. Ø Mạng toàn cầu (Global Area Network - GAN): phạm vi của mạng trải rộng toàn Trái đất. Theo kỹ thuật chuyển mạch Phân loại mạng dựa trên kỹ thuật chuyển mạch, có hai mạng: Ø Mạng chuyển mạch kênh (circuit - switched networks): khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một "kênh" truyền cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt kết nối. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định này. Kỹ thuật chuyển mạch kênh được sử dụng trong các kết nối ATM (Asynchronous Transfer Mode) và dial-up ISDN (Integrated Services Digital Networks). Mạng chuyển mạch kênh dùng chủ yếu trong mạng điện thoại. Hình I.1: Chuyển mạch kênh Ưu điểm - Thời gian trễ thấp và ổn định Tốc độ bit truyền trên mạng là cố định ( 64kbps) Sự thay đổi về băng thông không ảnh hưởng nhiều tới chất lượng dịch vụ Nhược điểm Phải tốn thời gian để thiết lập đường truyền cố định giữa hai thực thể. Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao, vì có lúc trên kênh không có dữ liệu truyền của hai thực thể kết nối, nhưng các thực thể khác không được sử dụng kênh truyền này. Tốn kém chi phí lắp đặt Ø Mạng chuyển mạch gói (packet - switched networks): mỗi bản tin được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng có phần thông tin điều khiển chứa địa chỉ nguồn (sender) và địa chỉ đích (receiver) của gói tin. Các gói tin thuộc về một bản tin có thể truyền tới đích theo những con đường khác nhau. Hình I.2: Kỹ thuật chuyển mạng gói Ưu điểm Hiệu quả cao hơn do phí tổn lưu trữ tạm thời tại mỗi nút giảm đi vì kích thước tối đa của các gói tin được giới hạn. Dễ kiểm soát lỗi do chỉ phải truyền lại gói tin bị lỗi Sử dụng nhiều kênh truyền cùng một thời điểm do vậy mà tốc độ truyền nhanh hơn Có tính chất dự phòng cao vì khi mất một kênh truyền thì gói tin có thể đi theo kênh truyền khác tới đích Nhược điểm Khó khăn trong việc tập hợp các gói tin tại đích và sắp xếp chúng theo đúng thứ tự mà nó được chia ra tại nguồn gởi Do có nhiều ưu điểm nên hiện nay mạng chuyển mạch gói được dùng phổ biến hơn các mạng chuyển mạch kênh. Việc tích hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và gói trong một mạng thống nhất gọi là mạng dịch vụ tích hợp số hoá (Integrated Services Digital Networks - ISDN) đang là một trong những xu hướng phát triển của mạng ngày nay. I.4.3 Theo kiến trúc và giao thức mạng (topology và protocol)  Ø Theo kiến trúc mạng (topology) Kiến trúc (topology) của một mạng là sự sắp xếp hoặc mối quan hệ của các thiết bị mạng và mối liên kết giữa chúng. Dưới đây là một số kiến trúc mạng cơ bản: Hình 1.3: Kiến trúc kiểu điểm- nối- điểm Hình 1.4 Kiến trúc kiểu đa truy cập ( kiểu Bus) Hình 1.5 Kiến trúc kiểu vòng ( Ring) Ø Theo Giao thức mạng ( protocol) Giao thức mạng là tập hợp các quá trình, các quy tắc được tổ chức lại mà các thiết bị truyền thông được sử dụng để chuyển các bit và các byte dữ liệu Net BEUI ( Net BIOS.Extended user Interface): là giao thức nhỏ gọn, chạy nhanh trên mạng nhỏ và trung bình, tương thích với tất cả các mạng của Microsoft.Net BEUI không hỗ trợ tìm đường IPX/SPX và NWLink: là giao thức chạy trong các mạng Novel, giao thức này rất gọn nhẹ, tốc độ cao trên mạng LAN và hỗ trợ tìm đường.NWLINK là phiên bản IPX/SPX của Microsoft Applet Talk: là giao thức cho các máy Apple Macintosh TCP/IP( Transmision control protocol/Internet protocol): là giao thức phân đường hỗ trợ cho việc truy cập vào mạng Internet, TCP/IP ngày càng trở nên thông dụng CÁC LỢI ÍCH DO MẠNG MÁY TÍNH ĐEM LẠI Ø Mạng tạo khả năng dùng chung tài nguyên Vấn đề là làm cho các tài nguyên trên mạng như chương trình, dữ liệu và thiết bị, đặc biệt là các thiết bị đắt tiền, có thể sẵn dùng cho mọi người trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên và người dùng. Về mặt thiết bị, các thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền, chúng thường được dùng chung cho nhiều người nhằm giảm chi phí và dễ bảo quản. Về mặt chương trình và dữ liệu, khi được dùng chung, mỗi thay đổi sẽ sẵn dùng cho mọi thành viên trên mạng ngay lập tức. Điều này thể hiện rất rõ tại các nơi như ngân hàng, các đại lý bán vé máy bay... Ø Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy. Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị có thể dùng chung. Điều này tăng độ tin cậy trong công việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị hỏng, công việc vẫn có thể tiếp tục với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng trong khi chờ sửa chữa. Ø Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao hơn. Khi chương trình và dữ liệu đã dùng chung trên mạng, có thể bỏ qua một số khâu đối chiếu không cần thiết. Việc điều chỉnh chương trình (nếu có) cũng tiết kiệm thời gian hơn do chỉ cần cài đặt lại trên một máy. Về mặt tổ chức, việc sao chép dữ liệu phòng nhờ tiện lợi hơn do có thể giao cho chỉ một người thay vì mọi người phải tự sao chép phần của mình. Ø Tiết kiệm chi phí. Việc dùng chung các thiết bị ngoại vi cho phép giảm chi phí trang bị tính trên số người dùng. Về phần mềm, nhiều nhà sản xuất phần mềm cung cấp cả những ấn bản cho nhiều người dùng, với chi phí thấp hơn tính trên mỗi người dùng. Ø Tăng cường tính bảo mật thông tin. Dữ liệu được lưu trên các máy chủ (file server) sẽ được bảo vệ tốt hơn so với đặt tại các máy cá nhân nhờ cơ chế bảo mật của các hệ điều hành mạng. Ø Việc phát triển mạng máy tính đã tạo ra nhiều ứng dụng mới Một số ứng dụng có ảnh hưởng quan trọng đến toàn xã hội: khả năng truy xuất các chương trình và dữ liệu từ xa, khả năng thông tin liên lạc dễ dàng và hiệu quả, tạo môi trường giao tiếp thuận lợi giữa những người dùng khác nhau, khả năng tìm kiếm thông tin nhanh chóng trên phạm vi toàn thế giới... CHƯƠNG II: MẠNG LAN II.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN II.1.1 Khái niệm LAN là viết tắt của Local Area Network (Mạng cục bộ). Do nhu cầu thực tế của các cơ quan, trường học, doanh nghiệp, tổ chức cần kết nối các máy tính đơn lẻ thành một mạng nội bộ để tạo khả năng trao đổi thông tin, sử dụng chung các tài nguyên (phần cứng, phần mềm, dữ liệu...). Ví dự trong một văn phòng có một máy in, để tất cả mọi người có thể sử dụng chung máy in đó thì giải pháp nối mạng có thể khắc phục được hạn chế này. Các máy tính cá nhân và các máy tính khác trong phạm vi một khu vực hạnchế được nối với nhau bằng các dây cáp chất lượng tốt sao cho những người sử dụng có thể trao đổi thông tin, dùng chung các thiết bị ngoại vi, và sử dụng các chương trình cũng như các dữ liệu đã được lưu trữ trong một máy tính dành riêng gọi là máy dịch vụ tệp (file). Mạng LAN có nhiều quy mô và mức độ phức tạp khác nhau, nó có thể chỉ liên kết vài ba máy tính cá nhân và dùng chung một thiết bị ngoại vi đắt tiền như máy in lazer chẳng hạn. Các hệ thống phức tạp hơn thì có máy tính trung tâm (Máy chủ Server) cho phép những người dùng trao đổi thông tin với nhau và thâm nhập vào các cơ sở dữ liệu dùng chung. Mục đích của việc sử dụng mạng ngày nay có nhiều thay đổi so với trước kia. Mặc dù mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ và dùng chung tài nguyên, nhưng mục đích chủ yếu vẫn là sử dụng chung tài nguyên phần cứng. Ngày nay mục đích chính của mạng là trao đổi thông tin và cơ sở dữ liệu dùng chung dẫn đến công nghệ mạng cục bộ phát triển nhanh chóng. Mạng LAN kết nối nhiều thiết bị II.1.2 Phân biệt mạng LAN với các loại mạng khác Đặc trưng về địa lý: Cài đặt trong phạm vi nhỏ (tòa nhà, chung cư, căn cứ quân sự...) có đường kính từ vài chục mét đến vài chục km Đặc trưng về tốc độ truyền: Cao hơn mạng diện rộng, khoảng 100Mb/s Đặc trưng về độ tin cậy: Tỷ suất lỗi thấp hơn Đặc trưng về quản lý: Thường là sở hữu riêng của một tổ chức nên việc quản lý khai thác tập trung, thống nhất Tuy có những điểm khác biệt nhưng sự phân biệt giữa các mạng chỉ là tương đối. II.1.3 Đặc tính vật lý của mạng LAN Cáp mạng: Có 3 loại phương tiện truyền hay được dùng trong mạng là cáp xoắn, cáp đồng trục và cáp quang. Đặc tính của cáp: + Bao gồm sự nhạy cảm với nhiễu của điện, độ mềm dẻo, khả năng uốn nắn để lắp đặt, cự lý truyền dữ liêu, tốc độ truyền (Mbit/s). Hiện nay tốc độ truyền dữ liệu trên các loại cáp biến động từ 10Mb/s đến 100Mb/s và hơn nữa. + Một kết nối nối vào một cáp thường được gọi là một rẽ mạch. Kết nối vào một mạng thường được gọi là kết nối rẽ mạch. Kiểu của cáp sẽ làm cho việc kết nối vào mạng khó hay dễ. Cáp xoắn: Gồm hai sợi dây đồng được xoắn cách điện với nhau. Nhiều đôi dây cáp xoắn gộp với nhau và được bọc chung bởi vỏ cáp hình thành cáp nhiều sợi. Cáp này có đặc tính dễ bị ảnh hưởng của nhiễu điện nên chỉ truyền dữ liệu ở cự ly khoảng 100m (328 feet). Cáp đồng trục: Bao gồm một sợi dây dẫn ở giữa, bên ngoài bọc một lớp cách điện rồi đến một lớp lưới kim loại, tất cả được đặt trong một lớp vỏ bọc cách điện. Có hai loại cáp đồng trục phổ biến nhất dùng trong mạng gọi là cáp dày (thicknet) và cáp mỏng (thinnet). Cáp đồng trục có đặc tính ít bị ảnh hưởng của nhiễu và sự suy hao tín hiệu cho nên nó cung cấp một đường truyền dài và tốt hơn cáp xoắn. Cáp quang: Có đặc tính là không bị ảnh hưởng của nhiễu điện và có thể truyền dẫn ở tốc độ rất cao (hàng 100 Mb/s). II.1.4 Công nghệ truyền dẫn trong mạng Truyền dẫn băng cơ sở (baseband) Có hai phương thức để truyền dẫn tín hiệu đã mã hóa trên cáp đó là truyền dẫn băng cơ sở và truyền dẫn băng rộng. Ở hệ thống băng cơ sở sử dụng tín hiệu số trên một đơn tần số. Các tín hiệu được truyền đi dưới dạng các xung điện hay xung ánh sáng rời rạc. Khi tín hiệu truyền đi trên cáp mạng nó dần dần bị suy yếu và bị méo dạng. Tái tạo lại tín hiệu: Trong hệ thống băng cơ sở thì để có thể tăng độ dài thực tế của cáp người ta sử dụng các bộ lặp (repeater). Bộ này nhận tín hiệu và phát lại tín hiệu đó với mức độ và hình dạng cũ. Ta có thể thấy vị trí Repeater trong mạng như hình sau: Truyền dẫn băng rộng (broadband) Truyền dẫn băng rộng sử dụng các tín hiệu tương tự và một dải tần số do đó tín hiệu được truyền dẫn trong các phương tiện vật lý dưới dạng sóng điện từ và sóng ánh sáng là hoàn toàn liên tục. Tái tạo lại tín hiệu: Khác với truyền dẫn băng cơ sở, truyền dẫn băng rộng sử dụng các bộ khuếch đại để tái tạo lại tín hiệu tương tự. Do trong truyền dẫn băng rộng thì các luồng tín hiệu là đơn hướng nên cần phải có hai luồng tín hiệu: Một cho hướng phát và một cho hướng thu. Để thực hiện điều này ta có hai phương pháp chung: + Chia đôi độ rộng băng tần thành hai kênh, một cho phát và một cho thu. + Sử dụng hai sợi cáp , một cho hướng phát và một cho hướng thu. II.2 TOPOLOGY (CẤU TRÚC LIÊN KẾT) TRONG MẠNG LAN Có 3 dạng topo mạng phổ biến là: BUS, sao (STAR) và vòng (RING). II.2.1 Dạng BUS Ở dạng này mỗi máy tính được nối vào một đoạn cáp gọi là segment, tại mỗi đầu cáp có một terminator. Khi một kết nối tới một máy trạm bị mất hay cáp mạng bị đứt thì toàn bộ các kết nối trong segment đó cũng mất theo. - Mạng BUS nhỏ (LOCAL BUS) Một trong những loại kiến trúc dạng BUS là dạng LOCAL BUS, ở đây mỗi máy trạm được kết nối với cáp bởi một đầu nối chữ T và tại hai đầu cuối của cáp thì có hai terminator gắn vào hai đầu nối chữ T gọi là Transceptor. - Mạng BUS thông thường (REGULAR BUS) Mỗi máy tính trong mạng này được nối với trục cáp chính bởi một đoạn cáp nhỏ và một bộ phát đáp ngoài (external tranceiver). - Ưu điểm:+Ưu điểm của mạng này là tiết kiệm được chi phí dây cáp. - Nhược điểm:+ Nhược điểm là mạng này cho tốc độ chậm+ Khi trên đường cáp có sự cố thì toàn bộ mạng sẽ ngưng hoạt động+ Khi có sự cố rất khó kiểm tra phát hiện lỗi>> Do mạng này có nhiều nhược điểm nên trong thực tế ít được sử dụng II.2.2 Dạng sao (STAR) Với cấu hình này thường mỗi máy trạm được kết nối đến một thiết bị gọi là HUB, HUB cung cấp một dạng kết nối chung cho phép tất cả các máy tính trong mạng có thể giao tiếp đc với nhau. Do vậy với cấu hình này ta có thể tập trung được việc quản lý mạng, tuy nhiên nếu HUB bị hỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động. Mạng STAR sử dụng sự phân chia tín hiệu trong HUB để đưa các tín hiệu ra các đường cáp khác nhau. Có hai loại HUB có thể sử dụng trong mạng là HUB chủ động (active HUB) và HUB bị động (passive HUB). HUB chủ động đưa ra các tín hiệu mạnh hơn do đó cho phép đoạn cáp dài hơn. Mạng LAN đấu theo kiểu hình sao cần có một thiết bị trung gian như HUB hoặc SWITCH, các máy tính được nối với thiết bị trung gian này. Hiện nay chủ yếu sử dụng SWITCH. - Ưu điểm: + Mạng đấu kiểu hình sao (STAR) cho tốc độ nhanh nhất + Khi cáp mạng bị đứt thì thông thường chỉ làm hỏng kết nối của một máy, các máy khác vẫn hoạt động được + Khi có lỗi mạng, ta dễ dàng kiểm tra sửa chữa - Nhược điểm: + Kiểu dấu mạng này có chi phí dây mạng và thiết bị trung gian tốn kém hơn >> Do mạng hình sao có nhiều ưu điểm và tiện lợi trong ứng dụng thực tế nên rất phổ biến. II.2.3 Dạng vòng (RING) Với kiến trúc này các máy trạm được đặt trong một vòng mạch kín. Để chô các trạm có thể gửi dữ liệu thì một thẻ bài được luân chuyển trong vòng, mỗi trạm phải đợi cho đến khi thẻ bài rảnh rỗi (free) để truyền dữ liệu. Đặc điểm của mạng này là khi cáp bị hỏng thì có một số lượng nhỏ máy tính không được kết nối vào mạng. Ngoài ra ta có thể thêm một trạm mới vào vòng một cách dễ dàng mà không bị ảnh hưởng nhiều đến mạng. - Ưu điểm: + Ưu điểm của mạng này là tiết kiệm được dây cáp, tốc độ có nhanh hơn kiểu BUS - Nhược điểm: + Nhược điểm của mạng này là tốc độ vẫn bị chậm + Khi trên đường cáp có sự cố thì toàn bộ mạng sẽ ngưng hoạt động + Khi có sự cố rất khó kiểm tra phát hiện lỗi >> Do mạng này có nhiều nhược điểm nên trong thực tế ít được sử dụng II.3 CÁC THIẾT BỊ DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ MẠNG LAN II.3.1 Bộ lặp tín hiệu (REPEATER) REPEATER là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng. Khi REPEATER nhận được một tín hiệu từ một phía của tầng mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng. REPEATER không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng REPEATER đã làm tăng thêm chiều dài của mạng. Hiện nay có hai loại REPEATER đang được sử dụng là: + REPEATER điện + REPEATER điện quang - REPEATER điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng REPEATER điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu. - REPEATER điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng REPEATER điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng. II.3.2 Bộ tập trung (HUB) HUB là một trong những yếu tố quan trọng nhất của mạng LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua HUB. HUB thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao. * Nếu phân loại theo phần cứng thì có 3 loại: - HUB đơn (Stand Alone HUB) - HUB modun (Modular HUB) rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun Ethernet 10BASET. - HUB phân tầng (Stackable hub) là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển mạng LAN sau này. * Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại: - HUB bị động (Passive HUB) : HUB bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. - HUB chủ động (Active HUB) : HUB chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Quá trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của HUB chủ động cao hơn nhiều so với HUB bị động. Các mạng Token Ring có xu hướng dùng HUB chủ động. Về cơ bản, trong mạng Ethernet, HUB hoạt động như một REPEATER có nhiều cổng. II.3.3 Cầu (BRIDGE) BRIDGE là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không. Hiện nay có hai loại BRIDGE đang được sử dụng là: - BRIDGE vận chuyển - BRIDGE biên dịch. +) BRIDGE vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. BRIDGE vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi. +) BRIDGE biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua. II.3.4 Bộ Chuyển Mạch (SWITCH) Bộ chuyển mạch là sự tiến hoá của cầu, nhưng có nhiều cổng và dùng các mạch tích hợp nhanh để giảm độ trễ của việc chuyển khung dữ liệu. SWITCH giữa bảng địa chỉ MAC của mỗi cổng và thực hiện giao thức Spanning-Tree. SWITCH cũng hoạt động ở tầng data link và trong suốt với các giao thức ở tầng trên. II.3.5 Bộ Định Tuyến (ROUTER) ROUTER là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích. Người ta phân chia ROUTER thành hai loại là: - ROUTER có phụ thuộc giao thức (Theprotocol dependent routers) - ROUTER không phụ thuộc vào giao thức (Theprotocol independent router) +) ROUTER có phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông. +) ROUTER không phụ thuộc vào giao thức: Có thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đổi gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, ROUTER cũng chấp nhận kích thước các gói tin khác nhau (ROUTER có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng). Để ngăn chặn việc mất mát số liệu ROUTER còn nhận biết được đường nào có thể chuyển vận và ngừng chuyển vận khi đường bị tắc. Các lý do sử dụng ROUTER: - ROUTER có các phần mềm lọc ưu việt hơn là BRIDGE do các gói tin muốn đi qua ROUTER cần phải gửi trực tiếp đến nó nên giảm được số lượng gói tin qua nó. ROUTER thường được sử dụng trong khi nối các mạng thông qua các đường dây thuê bao đắt tiền do nó không truyền dư lên đường truyền. - ROUTER có thể dùng trong một liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt. - ROUTER có thể xác định được đường đi an toàn và tốt nhất trong mạng nên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn. Các phương thức hoạt động của ROUTER: Đó là phương thức mà một ROUTER có thể nối với các ROUTER khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện co. Các chương trình chạy trên ROUTER luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các ROUTER khác. - Phương thức véc tơ khoảng cách: mỗi ROUTER luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình. - Phương thức trạng thái tĩnh: ROUTER chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng và chỉ khi đó các ROUTER khác cùng cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó, thường là thông tin về đường truyền. II.3.6 Bộ chuyển mạch có định tuyến (Layer 3 switch) SWITCH L3 có thể chạy giao thức định tuyến ở tầng mạng, tầng 3 của mô hình 7 tầng OSI. SWITCH L3 có thể có các cổng WAN để nối các LAN ở khoảng cách xa. Thực chất nó được bổ sung thêm tính năng của ROUTER. Chú ý: Phân biệt HUB, SWITCH và ROUTER: Ba thiết bị này rất dễ nhầm lẫn khi mới bắt đầu làm quen với mạng máy tính, hiện tại hầu hết các ROUTER đều là thiết bị kết hợp nhiều chức năng, và thậm chí đảm nhận cả chức năng của SWITCH và HUB. Trước hết, xét SWITCH và HUB: - Cả hai thiết bị này đều có những vai trò tương tự trong mạng. Mỗi thiết bị dều đóng vai trò kết nối trung tâm cho tất cả các thiết bị mạng, và xử lý một dạng dữ liệu được gọi là "frame" (khung). Mỗi khung đều mang theo dữ liệu. Khi khung được tiếp nhận, nó sẽ được khuyếch đại và truyền tới cổng của máy tính đích. Sự khác biệt lớn nhất giữa hai thiết bị này là phương pháp phân phối các khung dữ liệu. + HUB: Một khung dữ liệu được truyền đi hoặc được phát tới tất cả các cổng của thiết bị mà không phân biệt các cổng với nhau. Việc chuyển khung dữ liệu tới tất cả các cổng của HUB để chắc rằng dữ liệu sẽ được chuyển tới đích cần đến. Tuy nhiên, khả năng này lại tiêu tốn rất nhiều lưu lượng mạng và có thể khiến cho mạng bị chậm đi (đối với các mạng công suất kém). Ngoài ra, một HUB 10/100Mbps phải chia sẻ băng thông với tất cả các cổng của nó. Do vậy khi chỉ có một máy tính phát đi dữ liệu thì HUB vẫn sử dụng băng thông tối đa của mình. Tuy nhiên, nếu nhiều máy tính cùng phát đi dữ liệu, thì vẫn một lượng băng thông này được sử dụng, và sẽ phải chia nhỏ ra khiến hiệu suất giảm đi. + SWITCH: SWITCH lưu lại bản ghi nhớ địa chỉ MAC (Media Access Control - giao thức truyền dữ liệu mạng) của tất cả các thiết bị mà nó kết nối tới. Với thông tin này, SWITCH có thể xác định hệ thống nào đang chờ ở cổng nào. Khi nhận được khung dữ liệu, SWITCH sẽ biết đích xác cổng nào cần gửi tới, giúp tăng tối đa thời gian phản ứng của mạng. Và không giống như HUB, một SWITCH 10/100Mbps sẽ phân phối đầy đủ tỉ lệ 10/100Mbps cho mỗi cổng thiết bị. Do vậy với SWITCH, không quan tâm số lượng máy tính phát dữ liệu là bao nhiêu, người dùng vẫn luôn nhận được băng thông tối đa. Đó là lý do tại sao SWITCH được coi là lựa chọn tốt hơn so với HUB. Về ROUTER: ROUTER khác hoàn toàn so với hai thiết bị trên. Trong khi HUB hoặc SWITCH liên quan tới việc truyền khung dữ liệu thì chức năng chính của ROUTER là định tuyến các gói tin trên mạng cho tới khi chúng đến đích cuối cùng. Một trong những đặc tính năng quan trọng của một gói tin là nó không chỉ chứa dữ liệu mà còn chứa địa chỉ đích đến. Router thường được kết nối với ít nhất hai mạng, thông thường là hai mạng LAN hoặc WAN, hoặc một LAN và mạng của ISP nào đó. ROUTER được đặt tại GATEWAY, nơi kết nối hai hoặc nhiều mạng khác nhau. Nhờ sử dụng các tiêu đề (header) và bảng chuyển tiếp (forwarding table), ROUTER có thể quyết định nên sử dụng đường đi nào là tốt nhất để chuyển tiếp các gói tin. ROUTER sử dụng giao thức ICMP để giao tiếp với các ROUTER khác và giúp cấu hình tuyến tốt nhất giữa bất cứ hai host nào. Tất cả các ROUTER đều có cổng WAN để kết nối với đường DSL (Digital Subscriber Line) hoặc MODEM cáp – dành cho dịch vụ Internet băng rộng, và SWITCH tích hợp để tạo mạng LAN được dễ dàng hơn. Tính năng này cho phép tất cả các máy tính trong mạng LAN có thể truy cập Internet và sử dụng các dịch vụ chia sẻ file và máy in. Một số ROUTER cao cấp hoặc dành cho doanh nghiệp còn được tích hợp cổng Serial – giúp kết nối với MODEM quay số ngoài, rất hữu ích trong trường hợp dự phòng đường kết nối băng rộng chính trục trặc, và cũng tích hợp máy chủ máy in mạng LAN và cổng máy in. Ngoài tính năng bảo vệ được NAT cung cấp, rất nhiều ROUTER còn có phần cứng tường lửa tích hợp sẵn, có thể cấu hình theo yêu cầu của người dùng. Tường lửa này có thể cấu hình từ mức đơn giản tới phức tạp. Ngoài những khả năng thường thấy trên các ROUTER hiện đại, tường lửa còn cho phép cấu hình cổng TCP/UDP dành cho game, dịch vụ chat, và nhiều tính năng khác. Tóm lại, có thể nói một cách ngắn gọn là: HUB được gắn cùng với một thành phần mạng Ethernet; SWITCH có thể kết nối hiệu quả nhiều thành phần Ethernet với nhau; và ROUTER có thể đảm nhận tất cả các chức năng này, cộng thêm việc định tuyến các gói TCP/IP giữa các mạng LAN hoặc WAN... CHƯƠNG III: IP, CẤP PHÁT IP VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG LAN III.1 GIỚI THIỆU VỀ IP Như chúng ta đã biết, Internet là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên. Khác với cách tổ chức theo các cấp: Nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông, mạng Internet tổ chức chỉ có một cấp, các mạng máy tính dù nhỏ hay lớn khi nối vào Internet đều bình đẳng với nhau. Do cách tổ chức như vậy nên trên Internet có cấu trúc địa chỉ, cách đánh địa chỉ đặc biệt, trong khi cách đánh địa chỉ đối với mạng viễn thông lại đơn giản hơn. Đối với mạng viễn thông, người sử dụng ở các vùng khác nhau hoàn toàn có thể có số điện thoại giống nhau, phân biệt với nhau bằng mã vùng, mã tỉnh hay quốc tế. Đối với mạng Internet, do cách tổ chức chỉ có một cấp nên mỗi một người dùng hay một máy chủ (HOST) hoặc ROUTER đều có một địa chỉ Internet duy nhất mà không được phép trùng với bất kỳ ai. Hàng trăm triệu máy chủ trên hàng trăm nghìn mạng, để địa chỉ không được trùng nhau cần phải có cấu trúc địa chỉ đặc biệt quản lý thống nhất và một Tổ chức của Internet gọi là Trung tâm thông tin mạng Internet – Network Information Center (NIC) chủ trì phân phối. NIC chỉ phân địa chỉ mạng (Net ID) còn địa chỉ máy chủ trên mạng đó (Host ID) do các Tổ chức quản lý Internet của từng quốc gia tự phân phối. III.2 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IP Địa chỉ IP đang được sử dụng hiện tại là IPv4 có 32 bit chia thành 4 Octet (mỗi Octet có 8 bit, tương đương 1 byte) cách đếm đều từ trái qua phải bit 1 cho đến bit 32, các Octet tách biệt nhau bằng dẫu chấm (.), gồm có 3 thành phần chính: - Class bit: Bit nhận dạng của lớp - Net ID: Địa chỉ của mạng - Host ID: Địa chỉ của máy chủ (thực tế không chỉ có máy chủ mà tất cả các máy con (Workstation) hay các cổng truy nhập... đều cần có địa chỉ). Bit nhận dạng lớp (Class bit) để phân chia địa chỉ ở lớp nào, địa chỉ IP biểu hiện ở dạng bit nhị phân: xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx x = 0 hoặc 1 Ví dụ: Địa chỉ 192.168.0.0 khi biểu diễn dưới dạng nhị phân: 11000000.10101000.00000000.00000000 Các lớp địa chỉ IP: Địa chỉ IP chia ra 5 lớp A,B,C, D, E. Hiện tại đã dùng hết lớp A,B và gần hết lớp C, còn lớp D và E Tổ chức internet đang để dành cho mục đích khác không phân, nên chúng ta chỉ nghiên cứu 3 lớp đầu. Như vậy nếu chúng ta thấy 1 địa chỉ IP có 4 nhóm số cách nhau bằng dấu chấm, nếu thấy nhóm số thứ nhất nhỏ hơn 126 biết địa chỉ này ở lớp A, nằm trong khoảng 128 đến 191 biết địa chỉ này ở lớp B và từ 192 đến 223 biết địa chỉ này ở lớp C. III.3 BÀI TẬP ỨNG DỤNG CẤP PHÁT IP TRONG MẠNG LAN Đề bài: Thiết kế và mô phỏng mạng cục bộ (LAN) cho trường cao đẳng Công Nghệ Hà Nội. Mục đích: Kết hợp các kiến thức cơ bản của bộ môn Mạng máy tính vào một hệ thống mạng cụ thể. Rèn luyện kỹ năng chia địa chỉ IP và cấu hình trên thiết bị Yêu cầu: Khảo sát thực tế Vẽ sơ đồ mạng Lựa chọn cáp, thiết bị thích hợp Phân phát địa chỉ IP cho thiết bị (tĩnh): dãy địa chỉ IP được cấp phát là 192.168.0.0/16, có ít nhất 3 miền mạng LAN, mỗi miền mạng phục vụ cho 2000 người sử dụng. Cấu hình và mô phỏng hoạt động của mạng. Với địa chỉ IP 192.168.0.0/16 chia thành 3 miền mạng nhỏ: III.3.1 Chia miền mạng con Qua đề bài, xét địa chỉ IP 192.168.0.0/16 ta thấy chỉ số 16 tương ứng với số bit thuộc Network ID, sau khi đổi địa chỉ IP này sang dạng nhị phân tương ứng: 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000000 - Số bit thuộc Network ID gồm 16 bit tính từ trái sang phải: 11000000 . 10101000 - Số bit thuộc Host ID gồm 16 bit còn lại: 00000000 . 00000000 - Subnet mask (mặt nạ con) mặc định sẽ được tính như sau: Chuyển tất cả các bit thuộc Network ID sang trị số 1, tất cả các bit thuộc Host ID sang trị số 0, ta được: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000 Chuyển tiếp sang hệ thập phân: 11111111 = 2^7 + 2^6 + 2^5 + 2^4 + 2^3 + 2^2 + 2^1 + 2^0 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255 00000000 = 000 Nên ta được Subnet mask mặc định là: 255 . 255 . 000 . 000 Viết gọn lại: 255 . 255 . 0 . 0 Đến đây chúng ta cần xác định Subnet mask thực sự. Mặt khác theo đề bài cần chia làm 3 miền mạng con nên ta có thể lấy một số bit trong phần Host ID để làm Subnet mask, Ta chọn số bit cần mượn là 2, theo công thức tính số mạng con = 2^n, trong đó n là số bit cần mượn của Host ID, ta có: 2^2 = 4 > 3, như vậy với số bit mượn bằng 2, ta có thể chia tối đa 4 mạng con. Vì đã mượn 2 bit để chia mạng con nên số bit của Network ID mới bằng số bit cũ cộng thêm số bit mượn, cụ thể: - Số bit thuộc Network ID = 16 + 2 = 18 (bit) - Số bit thuộc Host ID bị giảm đi 2 bit, còn lại 14 bit Địa chỉ IP lúc này sẽ là: 192 . 168 . 0 . 0/18 Từ đó ta có thể xác định được Subnet mask mới ở hệ nhị phân: - Subnet mask cũ: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000 - Subnet mask mới: 11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000 Chuyển Subnet mask mới sang hệ thập phân: 11111111 = 255 11000000 = 2^7 + 2^6 + 0 = 192 => Subnet mask mới: 255 . 255 . 192 . 0 * Tiếp theo ta cần xác định “bước nhảy” cho các Subnet (tức là khoảng cách giữa các Subnet), t dựa vào Subnet mask mới: Bước nhảy = 256 – 192 = 64 * Hoặc tính theo số bit trong Host ID: Bước nhảy = 2^14 / 256 = 64 Ta có 4 miền mạng con sau: IP: 192 . 168 . 0 . 0 Netmask: 255 . 255 . 192 . 0 IP: 192 . 168 . 64 . 0 Netmask: 255 . 255 . 192 . 0 IP: 192 . 168 . 128 . 0 Netmask: 255 . 255 . 192 . 0 IP: 192 . 168 . 192 . 0 Netmask: 255 . 255 . 192 . 0 Như vậy số máy tối đa trên mỗi miền mạng con là bao nhiêu? Số bits của Host ID còn lại sau khi đã bị Network ID mượn: x = 32 – 18 = 14 Số máy tối đã trên mỗi miền mạng con là: 2^n – 2 = 2^14 – 2 = 16382 (máy) trong đó n là số bit của Host ID. Tuy nhiên yêu cầu của đề bài là mỗi miền mạng con có thể phục vụ cho 2000 máy nên ta chỉ cần số bit n = 11 => 2^11 – 2 = 2046 (máy) III.3.2 Cấp phát địa chỉ IP cho máy trạm (workstation) a). Miền mạng thứ nhất: IP: 192 . 168 . 0 . 0 Netmask: 255 . 255 . 192 . 0 Đổi IP sang hệ nhị phân: 11000000 . 10101000 . 0 . 0 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000000 Để tiện tính toán, ta quy ước các bit được xét trong dãy IP dạng nhị phân bên trên sẽ xét lần lượt từ phải qua trái. - Đầu tiên chuyển bit đầu tiên tính từ phải qua sang trị số 1: 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000001 Chuyển sang hệ thập phân ta được địa chỉ IP cho máy trạm đầu tiên: 192 . 168 . 0 . 1 - Tiếp theo, chuyển bit kế tiếp sang trị số 1, trị số bit bên phải để mặc định, tức trị số 0, thực hiện như sau: 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000010 192 . 168 . 0 . 2 - Chuyển sao cho các bit đang được chọn đều có trị số bằng 1 thì chuyển sang bit kế tiêp: 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000011 192 . 168 . 0 . 3 Đến đây ta thấy cả hai bit được chọn đều giữ giá trị 1, chuyển tiếp sang bit tiếp theo: 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000100 192 . 168 . 0 . 4 Cứ như vậy cho đến khi có 11 bit được chọn đều giữ trị số 1: 11000000 . 10101000 . 00000111 . 11111111 192 . 168 . 7 . 255 Ta cần biến đổi đến bit thứ 11 vì để mỗi miền mạng có đủ IP cấp phát cho 2000 máy thì cần xét 11 bit thuộc phần Host ID tính từ phải qua trái. b). Miền mạng thứ hai: IP: 192 . 168 . 64 . 0 Netmask: 255 . 255 . 192 . 0 Đổi IP sang hệ nhị phân: 11000000 . 10101000 . 01000000 . 00000000 Chuyển bit đầu tiên sang trị số 1: 11000000 . 10101000 . 01000000 . 00000001 192 . 168 . 64 . 1 Chuyển bit tiếp theo sang giá trị 1: 11000000 . 10101000 . 01000000 . 00000010 192 . 168 . 64 . 2 ... 11000000 . 10101000 . 01000000 . 01111111 192 . 168 . 64 . 127 ... c), Miền mạng thứ ba: Tương tự như trên. 192 . 168 . 128 . 1 192 . 168 . 128 . 2 ... 192 . 168 . 128 . 68 ... d), Miền mạng thứ tư: Dự phòng. CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠNG LAN CHO TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ NỘI IV.2 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Chia miền mạng có địa chỉ IP 192.168.0.0/16 thành 3 miền mạng, mỗi miền chiếm 1 tầng của trường: Sơ đồ mạng trường Cao đẳng Công nghệ Hà Nội Yêu cầu: Các tầng đều có mạng LAN riêng biệt, trong đó các máy tính của từng mạng LAN riêng có thể giao tiếp với nhau. Mô hình trong Packet Tracer 5.3: IV.2 CẤU HÌNH ROUTER, CẤP PHÁT IP CHO MÁY TRẠM Bảng cấp phát IP: Trong Router: ROUTER (Địa chỉ các cổng Fast Ethernet) Fa0/0: 192.168.0.1/18, Subnetmask: 255.255.192.0 (Nối với Switch tầng 3) Fa1/0: 192.168.64.1/18, Subnetmask: 255.255.192.0 (Nối với Switch tầng 2) Fa1/1: 192.168.128.1/18, Subnetmask: 255.255.192.0 (Nối với Switch tầng 1) Thẻ Physical: - Thêm Modun NM-2E2W nhằm mục đích có thêm 2 cổng Fast Ethernet dùng để kết nối giữa Router và 3 Switch tương ứng với 3 tầng (3 miền mạng con). Router này đã có sẵn một cổng Fast Ethernet. - Thêm Modun WIC-2T để có thể kết nối với mạng WAN qua cổng Serial. Thẻ CLI: Thẻ CLI là nơi cấu hình cho router, trong hình trên ta thấy hiển thị trạng thái các cổng của Router, trạng thái UP là đã được cấu hình để sẵn sàng sử dụng. Thẻ Config: Dùng để cấu hình cho Router và các cổng có trên Router Cấp phát IP cho các máy trạm (Workstation): Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 PC 1T1 IP: 192.168.128.45/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.128.1 PC 1T2 IP: 192.168.64.66/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.64.1 PC 1T3 IP: 192.168.0.44/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.0.1 PC 2T1 IP: 192.168.128.65/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.128.1 PC 2T2 IP: 192.168.64.99/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.64.1 PC 2T3 IP: 192.168.0.33/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.0.1 ... ... ... PC nT1 IP: 192.168.24/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.128.1 PC nT2 IP: 192.168.64.43/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.64.1 PC nT3 IP: 192.168.0.12/18 Subnetmask: 255.255.192.0 Gateway: 192.168.0.0 Ví dụ minh họa: Double click vào một máy con bất kỳ, ví dụ chọn máy con PC 1T3, thuộc miền mạng con tầng 3 (192.168.0.1/18), các máy khác làm tương tự: Chọn thẻ Desktop, chọn tiếp mục IP Configuration: Sẽ hiện ra một bảng như sau: Trong bảng này: - IP Address: Địa chỉ IP của máy con trong miền mạng 192.168.0.1/18 , ta có thể đặt tùy ý, miễn sao IP đó trong miền mạng này. - Subnet Mask: Phần này chung cho cả 3 miền mạng con: 255 . 255 . 192 . 0 - Default Gateway: Đây là địa chỉ cổng Fa0/0 mà Switch tầng 3 nối với Router qua cổng này. Lời kết: Đến đây bài thực tập của chúng em kết thúc, do còn hạn chế rất nhiều về kinh nghiệm cũng như kiến thức nên bài thực tập này còn sơ sài và có những lỗi khó tránh khỏi, em mong cô giáo hướng dẫn sẽ giúp chúng em khắc phục những lỗi đó để kiến thức chúng em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn cô! Nhóm 1 Vi Quyết Thắng Trương Thị Huyền Dương Thanh Liêm Trần Văn Thành Ngô Xuân Hiếu Đào Văn Hưng Ninh Thị Cúc Phạm Thị Yến NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Tài liệu tham khảo: áo%20trình%20mạng%20máy%20tính.html Và một phần không nhỏ sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Loan – Khoa công nghệ thông tin trường Cao đẳng Công nghệ Hà Nội.