Đề tài Thiết kế và mô phỏng mạng cục bộ ( LAN ) cho trường cao đẳng công nghệ Hà Nội

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