Gtrinh tkxd mang lan

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Tác giả: Lê Văn Hùng (chủ biên).

Phạm Chu Quốc.

GIÁO TRÌNH

Thiết kế, xây dựng mạng LAN

(Lưu hành nội bộ)

Hà Nội năm 2012

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

2

Tuyên bố bản quyền

Giáo trình n y sử dụng l m t i liệu giảng d y nội bộ trong trường cao

đẳng nghề Công nghiệp H ội

Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp H ội không sử dụng v không cho

phép bất kỳ cá nh n hay tổ chức n o sử dụng giáo trình n y với mục đích kinh

doanh.

Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình n y với mục đích khác hay ở nơi khác

đều phải được s đồng ý bằng văn bản của trường Cao đẳng nghề Công nghiệp H

ội

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

3

MỤC LỤC:

Chương 1: Tổng quan về thi t k & cài đặt m ng.................................................................4

1.1 Ti n trình x y d ng m ng............................................................................................4

1.2 ội dung của giáo trình................................................................................................9

1.3 Mô hình OSI.................................................................................................................9

Chương 2: Các chuẩn m ng cục bộ .....................................................................................12

2.1 Ph n lo i m ng...........................................................................................................12

2.2 M ng cục bộ v giao thức điều khiển truy cập đường truyền....................................12

2.3 Các sơ đồ nối k t m ng ( Topologies)......................................................13

2.4 Các lo i thi t bị sử dụng trong m ng ................................................................14

2.5 Các tổ chức chuẩn hóa về m ng.................................................................................14

2.6 M ng Ethernet............................................................................................................15

Chương 3: Cơ sở về cầu nối (Bridge).................................................................................27

3.1 Giới thiệu về liên m ng..............................................................................................27

3.2 Giới thiệu về cầu nối..................................................................................................28

Chương 4:Cơ sở về bộ chuyển m ch...................................................................................36

4.1 Chức năng v đặc tính mới của switch ......................................................................36

4.2 Ki n trúc của switch...................................................................................................37

4.3 Các giải thuật hoán chuyển ........................................................................................38

4.4 Thông lượng tổng ( ggregate throughput)................................................................39

4.5 Ph n biệt các lo i Switch ...........................................................................................39

Chương 5: Cơ sở về bộ định tuy n.....................................................................................43

5.1 Mô tả ..........................................................................................................................43

5.2 Chức năng của bộ chọn đường...................................................................................44

5.3 guyên tắc ho t động của bộ chọn đường.................................................................45

5.4 Giải thuật chọn đường................................................................................................48

5.5 Thi t k liên m ng với giao thức IP...........................................................................51

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

4

Chương 6: M ng cục bộ ảo (Virtual LAN) .........................................................................70

6.1 Giới thiệu ...................................................................................................................70

6.2 Vai trò của Switch trong V ................................................................................70

6.3 Thêm mới, xóa, thay đổi vị trí người sử dụng m ng .................................................72

6.4 H n ch truyền quảng bá............................................................................................72

6.5 Thắt chặt vấn đề an ninh m ng ..................................................................................73

6.6 Vượt qua các r o cản vật lý........................................................................................74

6.7 Các mô hình c i đặt V .......................................................................................75

Chương 7: Thi t k m ng cục bộ LAN ...............................................................................78

7.1 Giới thiệu ti n trình thi t k m ng ....................................................................78

7.2 ập sơ đồ thi t k m ng.............................................................................................79

Chương 1: Tổng quan về thiết kế & cài đặt mạng

Mục đích:

• Chương này nhằm giới thiệu cho người đọc những vấn đề sau :

• Các bước cần phải th c hiện để xây d ng một m ng máy tính và các vấn đề liên

quan.

• Nhắc l i mô hình OSI

1.1 Tiến trình xây dựng mạng

Ngày nay, m ng máy tính đã trở thành một h tầng cơ sở quan trọng của tất cả

các cơ quan xí nghiệp. Nó đã trở thành một kênh trao đổi thông tin không thể thi u được

trong thời đ i công nghệ thông tin. Với xu th giá thành ngày càng h của các thi t bị

điện tử, kinh phí đầu tư cho việc xây d ng một hệ thống m ng không vượt ra ngoài khả

năng của các công ty xí nghiệp. Tuy nhiên, việc khai thác một hệ thống m ng một cách

hiệu quả để hỗ trợ cho công tác nghiệp vụ của các cơ quan xí nghiệp thì còn nhiều vấn đề

cần b n luận. Hầu h t người ta chỉ chú trọng đ n việc mua phần cứng m ng mà không

quan tâm đ n yêu cầu khai thác sử dụng m ng về sau. Điều này có thể dẫn đ n hai trường

hợp: lãng phí trong đầu tư hoặc m ng không đáp ứng đủ cho nhu cầu sử dụng.

Có thể tránh được điều này n u ta có k ho ch xây d ng và khai thác m ng

một cách rõ ràng. Th c t , ti n trình xây d ng m ng cũng trải qua các giai đo n như

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

5

việc xây d ng và phát triển một phần mềm. Nó cũng gồm các giai đo n như: Thu thập

yêu cầu của khách hàng (công ty, xí nghiệp có yêu cầu xây d ng m ng), Phân tích yêu

cầu, Thi t k giải pháp m ng, C i đặt m ng, Kiểm thử v cuối cùng l Bảo trì m ng.

Phần này sẽ giới thiệu sơ lược về nhiệm vụ của từng giai đo n để ta có thể

hình dung được tất cả các vấn đề có liên quan trong ti n trình xây d ng m ng.

1.1.1 Thu thập yêu cầu của khách hàng

Mục đích của giai đo n này là nhằm xác định mong muốn của khách hàng

trên m ng mà chúng ta sắp x y d ng. Những câu hỏi cần được trả lời trong giai đo n này

là:

 B n thi t lập m ng để l m gì? sử dụng nó cho mục đích gì?

 Các máy tính nào sẽ được nối m ng?

 Những người nào sẽ được sử dụng m ng, mức độ khai thác sử dụng m ng của

từng người / nhóm người ra sao?

 Trong vòng 3-5 năm tới b n có nối thêm máy tính vào m ng không, n u có ở đâu,

số lượng bao nhiêu ?

Phương pháp th c hiện của giai đo n này là b n phải phỏng vấn khách hàng,

nhân viên các phòng m ng có máy tính sẽ nối m ng. Thông thường các đối tượng mà

b n phỏng vấn không có chuyên môn sâu hoặc không có chuyên môn về m ng. Cho nên

b n nên tránh sử dụng những thuật ngữ chuyên môn để trao đổi với họ. Chẳng h n

nên hỏi khách hàng ― B n có muốn người trong cơ quan b n gởi mail được cho nhau

không?‖, hơn là hỏi ― B n có muốn cài đặt Mail server cho m ng không? ‖. Những câu

trả lời của khách hàng thường không có cấu trúc, rất lộn xộn, nó xuất phát từ góc nhìn

của người sử dụng, không phải là góc nhìn của kỹ sư m ng. Người th c hiện phỏng vấn

phải có kỹ năng v kinh nghiệm trong lĩnh v c này. Phải bi t cách đặt câu hỏi và tổng

hợp thông tin.

Một công việc cũng h t sức quan trọng trong giai đo n này là ―Quan sát th c

địa‖ để xác định những nơi m ng sẽ đi qua, khoảng cách xa nhất giữa hai máy tính trong

m ng, d ki n đường đi của dây m ng, quan sát hiện tr ng công trình ki n trúc nơi

m ng sẽ đi qua. Th c địa đóng vai trò quan trọng trong việc chọn công nghệ v ảnh

hưởng lớn đ n chi phí m ng. Chú ý đ n ràng buộc về mặt thẩm mỹ cho các công trình

ki n trúc khi chúng ta triển khai đường dây m ng bên trong nó. Giải pháp để nối k t

m ng cho 2 tòa nhà tách rời nhau bằng một khoảng không phải đặc biệt lưu ý. Sau khi

khảo sát th c địa, cần vẽ l i th c địa hoặc yêu cầu khách hàng cung cấp cho chúng ta sơ

đồ thi t k của công trình ki n trúc mà m ng đi qua.

Trong quá trình phỏng vấn và khảo sát th c địa, đồng thời ta cũng cần tìm hiểu

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

6

yêu cầu trao đổi thông tin giữa các phòng ban, bộ phận trong cơ quan khách hàng,

mức độ thường xuyên và lượng thông tin trao đổi. Điều này giúp ích ta trong việc chọn

băng thông cần thi t cho các nhánh m ng sau n y.

1.1.2 Phân tích yêu cầu

Khi đã có được yêu cầu của khách hàng, bước k ti p là ta đi phân tích yêu cầu để

xây d ng bảng ―Đặc tả yêu cầu hệ thống m ng‖, trong đó xác định rõ những vấn đề sau:

 Những dịch vụ m ng nào cần phải có trên m ng ? (Dịch vụ chia sẻ tập tin, chia sẻ

máy in, Dịch vụ web, Dịch vụ thư điện tử, Truy cập Internet hay không?, ...)

 Mô hình m ng l gì? (Workgoup hay Client / Server? ...)

 Mức độ yêu cầu an to n m ng.

 Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên m ng.

1.1.3 Thiết kế giải pháp

Bước k ti p trong ti n trình xây d ng m ng là thi t k giải pháp để thỏa

mãn những yêu cầu đặt ra trong bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống m ng. Việc chọn l a giải

pháp cho một hệ thống m ng phụ thuộc vào nhiều y u tố, có thể liệt kê như sau:

 Kinh phí dành cho hệ thống m ng.

 Công nghệ phổ bi n trên thị trường.

 Thói quen về công nghệ của khách hàng.

 Yêu cầu về tính ổn định và băng thông của hệ thống m ng.

 Ràng buộc về pháp lý.

Tùy thuộc vào mỗi khách hàng cụ thể mà thứ t ưu tiên, s chi phối của các y u

tố sẽ khác nhau dẫn đ n giải pháp thi t k sẽ khác nhau. Tuy nhiên các công việc mà

giai đo n thi t k phải l m thì giống nhau. Chúng được mô tả như sau:

1.1.3.1 Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý

Thi t k sơ đồ m ng ở mức luận lý liên quan đ n việc chọn l a mô hình m ng,

giao thức m ng v thi t đặt các cấu hình cho các th nh phần nhận d ng m ng.

Mô hình m ng được chọn phải hỗ trợ được tất cả các dịch vụ đã được mô tả

trong bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống m ng. Mô hình m ng có thể chọn là

Workgroup hay Domain (Client / Server) đi kèm với giao thức TCP/IP, NETBEUI hay

IPX/SPX.

Ví dụ:

o Một hệ thống m ng chỉ cần có dịch vụ chia sẻ máy in và thư mục giữa những người dùng

trong m ng cục bộ và không đặt nặng vấn đề an toàn m ng thì ta có thể chọn Mô hình

Workgroup.

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

7

 Một hệ thống m ng chỉ cần có dịch vụ chia sẻ máy in và thư mục giữa những người

dùng trong m ng cục bộ nhưng có yêu cầu quản lý người dùng trên m ng thì

phải chọn Mô hình Domain.

 N u hai m ng trên cần có dịch vụ mail hoặc kích thước m ng được mở rộng,số

lượng máy tính trong m ng lớn thì cần lưu ý thêm về giao thức sử dụng cho

m ng phải l TCP/IP. Mỗi mô hình m ng có yêu cầu thi t đặt cấu hình riêng.

Những vấn đề chung nhất khi thi t đặt cấu hình cho mô hình m ng l :

 Định vị các thành phần nhận d ng m ng, bao gồm việc đặt tên cho Domain,

Workgroup, máy tính, định địa chỉ IP cho các máy, định cổng cho từng dịch vụ.

 Phân chia m ng con, th c hiện v ch đường đi cho thông tin trên m ng.

1.1.3.2 Xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng

Chi n lược này nhằm xác định ai được quyền làm gì trên hệ thống m ng.

Thông thường, người dùng trong m ng được nhóm l i thành từng nhóm và việc phân

quyền được th c hiện trên các nhóm người dùng.

1.1.3.3 Thiết kế sơ đồ mạng ở vật lý

Căn cứ vào sơ đồ thi t k m ng ở mức luận lý, k t hợp với k t quả khảo sát th c

địa bước k ti p ta ti n hành thi t k m ng ở mức vật lý. Sơ đồ m ng ở mức vật lý mô tả

chi ti t về vị trí đi dây m ng ở th c địa, vị trí của các thi t bị nối k t m ng như Hub,

Switch, Router, vị trí các máy chủ và các máy tr m. Từ đó đưa ra được một bảng d trù

các thi t bị m ng cần mua. Trong đó mỗi thi t bị cần nêu rõ: Tên thi t bị, thông số kỹ

thuật, đơn vị tính, đơn giá,…

1.1.3.4 Chọn hệ điều hành mạng và các phần mềm ứng dụng

Một mô hình m ng có thể được cài đặt dưới nhiều hệ điều hành khác nhau.

Chẳng h n với mô hình Domain, ta có nhiều l a chọn như: Windows NT,

Windows 2000, Netware, Unix, Linux,... Tương t , các giao thức thông dụng như

TCP/IP, NETBEUI, IPX/SPX cũng được hỗ trợ trong hầu h t các hệ điều hành. Chính vì

th ta có một ph m vi chọn l a rất lớn. Quy t định chọn l a hệ điều hành m ng thông

thường d a vào các y u tố như:

 Giá th nh phần mềm của giải pháp.

 S quen thuộc của khách hàng đối với phần mềm.

 S quen thuộc của người xây d ng m ng đối với phần mềm.

Hệ điều hành là nền tảng để cho các phần mềm sau đó vận hành trên nó. Giá

thành phần mềm của giải pháp không phải chỉ có giá thành của hệ điều hành được chọn

mà nó còn bao gồm cả giá thành của các phầm mềm ứng dụng ch y trên nó. Hiện nay

Thi t k v x y d ng m ng

M ng

8

có 2 xu hướng chọn l a hệ điều hành m ng: các hệ điều hành m ng của Microsoft

Windows hoặc các phiên bản của Linux.

Sau khi đã chọn hệ điều hành m ng, bước k ti p là ti n hành chọn các phần

mềm ứng dụng cho từng dịch vụ. Các phần mềm này phải tương thích với hệ điều

hành đã chọn.

1.1.4 Cài đặt mạng

Khi bản thi t k đã được thẩm định, bước k ti p là ti n hành lắp đặt phần cứng

và cài đặt phần mềm m ng theo thi t k .

1.1.4.1 Lắp đặt phần cứng

Cài đặt phần cứng liên quan đ n việc đi dây m ng và lắp đặt các thi t bị nối

k t m ng (Hub, Switch, Router) vào đúng vị trí như trong thi t k m ng ở mức vật lý đã

mô tả.

1.1.4.2 Cài đặt và cấu hình phần mềm

Ti n trình c i đặt phần mềm bao gồm:

 Cài đặt hệ điều hành m ng cho các server, các máy tr m

 Cài đặt v cấu hình các dịch vụ m ng.

 T o người dùng, phân quyền sử dụng m ng cho người dùng.

Ti n trình cài đặt và cấu hình phần mềm phải tuân thủ theo sơ đồ thi t k

m ng mức luận lý đã mô tả. Việc phân quyền cho người dùng pheo theo đúng chi n

lược khai thác và quản lý tài nguyên m ng. N u trong m ng có sử dụng router hay phân

nhánh m ng con thì cần thi t phải th c hiện bước xây d ng bảng chọn đường trên các

router và trên các máy tính.

1.1.5 Kiểm thử mạng

 Sau khi đã cài đặt xong phần cứng và các máy tính đã được nối vào m ng. Bước k

ti p l kiểm tra s vận h nh của m ng.

 Trước tiên, kiểm tra s nối k t giữa các máy tính với nhau. Sau đó, kiểm tra ho t

động của các dịch vụ, khả năng truy cập của người dùng vào các dịch vụ và mức

độ an toàn của hệ thống.

 ội dung kiểm thử d a vào bảng đặc tả yêu cầu m ng đã được xác định lúc đầu.

1.1.6 Bảo trì hệ thống

M ng sau khi đã cài đặt xong cần được bảo trì một khoảng thời gian nhất định để

khắc phục những vấn đề phát sinh xảy trong ti n trình thi t k v c i đặt m ng.