Kỹ thuật thiết kế mạng lan

sử dụng một số đặc biệt nào để đánh số dòng byte, mỗi hệ thống tự chọn một số mà nó sẽ dùng làm điểm bắt đầu. Mỗi trạm cuối phải biết số thứ tự mà trạm kia dùng. Chúng phải trao đổi một segment để đồng bộ hệ thống số sẽ được sử dụng (Synchronize sequenence number - SYN) trong quá trình bắt tay. Trường Sequent number trong SYN segment chứa số bắt đầu (ISN) của dòng số đánh thứ tự, số này được chọn ngẫu nhiên. Mỗi byte trong dữ liệu được giữ dấu bởi số ISN do đó byte đầu tiên của dữ liệu ma0ng số ISN+1. Sequent number chứa vị trí của dòng byte trong gói tin nếu ISN=0 và 4000 byte đã được chuyển giao thì con số tiếp theo sẽ là 4001. TCP cung cấp dịch vụ tin cậy với một cơ chế gọi là "Positive Ackowledgment with Retransmission" (PAR). Đơn giản là trạm nguồn tiếp tục gửi thông tin đi cho tới khi nó nhận được thông báo dữ liệu đã được nhận chính xác tại trạm đích. Đơn vị thông tin chuyển giao giữa các ứng dụng gọi là segment, mỗi segment chứa checksum để đảm bảo rằng segment không bị phá huỷ trên đường truyền, nếu segment không bị phá huỷ, trạm nhận gửi thông báo xác nhận lại trạm gửi, nếu segment bị phá huỷ, trạm nhận huỷ bỏ nó và sau một thời gian nào đó, trạm gửi sẽ gửi lại gói tin mà nó không nhận được thông báo xác nhận. Thông tin trên mạng Tại trạm gửi Tại trạm nhận Receive ACK 1 Receive ACK 2 Send Paket 1 Send ACK 1 Send ACK 2 Send Paket 2 Receive Paket 1 Receive Paket 2 Chuyển giao bộ đệm (Buffered Transfer): Để giảm số lượng truyền thông, giao thức cố gắng sử dụng số lượng tối thiểu các segment để truyền tải thông tin, do vậy, giao thức sử dụng tối đa độ dài có thể của segment. Trường window trong TCP header cho biết số byte tối đa mà trạm đích có thể nhận được, nếu trạm đích có khả năng chấp nhận 6000 byte thì trường window sẽ là 6000, trạm gửi có thể điều chỉnh lại dữ liệu cho phù hợp. Nếu trường window mang giá trị 0 có nghĩa là trạm gửi phải chờ tới khi nhận được một số khác 0. Kết nối có định hướng (Connection Oriented ) TCP/IP cung cấp kết nối cho cả hai đầu của liên kết. Điều này có nghĩa là tầng phía dưới cung cấp khả năng gửi trả thông báo từ trạm đích trở lại trạm nguồn. TCP là giao thức hướng kết nối. Nó thiết lập quan hệ logic giữa 2 trạm tham gia liên kết. Thông tin điều khiển gọi là handshake được trao đổi giữa 2 trạm để thiết lập hội thoại trước khi thông tin được truyền. TCP chỉ dẫn chương trình điều khiển của một segment bằng cách đặt một bit dành riêng của cờ tại từ thứ 4 của segment header. Kiều bắt tay của TCP gọi là three way handshake bởi vì 3 segment được trao đổi. Trạm A bắt đầu kết nối bằng cách `gửi một segment với bit Synchronize sequenence number (SYN). Segment này báo cho trạm B thứ tự trạm A sẽ sử dụng cho những segment của nó gửi, số thứ tự này đảm bảo cho dữ liệu một trật tự thích hợp. Trạm B đáp lại trạm A với một segment với bit Acknowledgment (ACK) và SYN được đặt. Segment của B thông báo rằng nó đã nhận được thông báo của A và báo cho A biết số thứ tự mà nó sẽ sử dụng. Cuối cùng, A gửi một segment báo cho B nó đã nhận được thông báo và truyền gói dữ liệu đầu tiên. Chú ý rằng, gói tin thứ nhất chứa bit SYN và các gói tiếp theo chứa bit ACK. Sau khi trao đổi, trạm A xác định hiển nhiên trạm đích tồn tại và đã sẵn sàng nhận dữ liệu. Ngay sau khi kết nối được thiết lập, dữ liệu có thể truyền. Khi kết thúc hợp tác truyền giao dữ liệu, chúng sẽ trao đổi three way hanshake chứa bit thông báo hết dữ liệu truyền No more data from sender gọi là (FIN) để kết thúc kết nối. Đó là sự trao đổi giữa hai trạm cung cấp một kết nối logic giữa hai hệ thống. Hình sau mô tả quá trình thiết lập kết nối trước khi truyền thông tin giữa hai host. 0 4 8 12 20 24 28 31 SOURCE PORT DESSTINATION PORT SEQUENCE NUMBER ACKNOWLEDGMENT NUMBER OFFSET RESERVED FLAGS WINDOW CHECKSUM URGENT POINTER OPIONS PADDING DATA Source Port Cổng nguồn Destination Port Cổng đích Sequence Number Số thứ tự của gói tin Offset Số thứ tự của byte đầu tiên Reserved Để dành Flags Cờ chỉ dẫn Window Số byte tối đa trạm đích có thể nhận Checksum Checksum kiểm tra tính toàn vẹn Urgent Pointer Độ dài dữ liệu khẩn đi sau Option Tuỳ chọn Padding Phần điền thêm vào các con số 0 Data Dữ liệu bắt đầu tại đây TCP cũng dùng các port number giống như UDP để gán cho các ứng dụng và cho phép truy cập tới các ứng dụng này thông qua các port number đó. Các cổng rành riêng có giá trị nhỏ hơn 1024. Dưới đây là một số cổng dành riêng hay dùng: Telnet 23, FTP 21, SMTP 25, DSN 53 … 4. Tầng ứng dụng của TCP/IP Mô hình và các giao thức 4.1. Dịch vụ tên miền (Domain Name Service - DNS) Việc định vị các máy tính trên mạng bằng các địa chỉ IP có nhiều lợi điểm như đã trình bày ở phần trên, tuy nhiên với người sử dụng, việc nhớ các con số đó là một việc tẻ nhạt khó chịu. Hơn nữa, địa chỉ IP không mang thông tin về địa lý, tổ chức hay người dùng. Vì thế, người ta xây dựng hệ thống đặt tên gọi là Domain Name Server để cung cấp cho người dùng cách đặt tên cho các máy tính với cách đặt tên thông thường quen thuộc. Một domainame thông thường có dạng: Tên_người_dùng@Tên_miền với tên miền được phân làm các cấp nối với nhau bởi dấu “.”. Tên miền được NIC cung cấp. Một máy tính có thể có nhiều tên nhưng trên mạng, mỗi tên là duy nhất. Việc ánh xạ địa chỉ IP vào tên miền được thực hiện bởi các Name Server cài đặt tại máy Server và Name Resolver cài đặt trên máy trạm. 4.2. Đăng nhập từ xa (Telnet) Telnet cho phép người sử dụng từ một trạm làm việc của mình A có thể đăng nhập (login) vào một trạm xa B như là một đầu cuối (teminal) nối trực tiếp với trạm xa đó. Trên đường từ A đến B qua Telnet Client gửi thông báo qua mạng đến Telnet Server sau đó Telnet Server mới gửi thông tin đến máy tính thực hiện. Để đăng nhập vào một máy tính ta đánh lệnh: telnet [domain name | IP address] 4.3. Thư điện tử (Electronic Mail) Dịch vụ này sử dụng giao thức SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) trong họ giao thức TCP/IP. Đặc điểm của dịch vụ thư điện tử là không tức thời (off-line) - tất cả các yêu cầu gửi đi không đòi hỏi phải được xử lý ngay lập tức. Khi người sử dụng gửi một bức thư, hệ thống sẽ chuyển thư này vào một vùng riêng (gọi là spool) cùng với các thông tin về người gửi, người nhận, địa chỉ máy nhận... Hệ thống sẽ chuyển thư đi bằng một chương trình chạy nền (background). Chương trình gửi thư này sẽ xác định địa chỉ IP máy cần gửi tới, tạo một liên kết với máy đó. Nếu liên kết thành công, chương trình gửi thư sẽ chuyển thư tới vùng spool của máy nhận. Nếu không thể kết nối với máy nhận thì chương trình gửi thư sẽ ghi lại những thư chưa được chuyển và sau đó sẽ thử gửi lại một lần nó hoạt động. Khi chương trình gửi thư thấy một thư không gửi được sau một thời gian quá lâu (ví dụ 3 ngày) thì nó sẽ trả lại bức thư này cho người gửi. 4.4. Giao thức truyền tệp (File Transfer Protocol - FTP) Đây là một phương pháp sao chép tệp từ một máy tính ở xa về máy tính của người dùng hoặc về các thiết bị mạng như Router, ta có thể ngồi tại máy tính của mình truyền hoặc lấy file trên một máy chủ nào đó. III. CƠ CHẾ ĐỊA CHỈ INTERNET ( Addressing ) Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit) để xác định các máy tính liên kết với nó. Có hai cách đánh địa chỉ phụ thuộc vào cách liên kết của từng máy tính cụ thể: Nếu các máy tính được kết nối trực tiếp với mạng Internet thì trung tâm thông tin Internet (Network Information Centre-NIC) sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (IP Address). Nếu các máy tính không kết nối trực tiếp với mạng Internet mà thông qua một mạng cục bộ thì người quản trị mạng sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (tuy nhiên cũng dưới sự cho phép của NIC) Hệ thống địa chỉ này được thiết kế qua một sự phân lớp, có 5 lớp địa chỉ IP là: A, B, C, D, E. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó. Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu về 3 lớp địa chỉ chính của TCP/IP đó là các lớp A,B,C là các lớp được sử dụng rộng rãi trên mạng Internet. 1. Địa chỉ lớp A Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng . Như hình trên nó được nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của điạ chỉ có 0 . 3 byte còn lại được sử dụng để đánh địa chỉ máy trong mạng . Dải địa chỉ mạng : 1.0.0.0 - 126.0.0.0 Có 126 địa chỉ lớp A (được đánh địa chỉ trong byte thứ nhất) với số máy tính trong mạng là - 2 = 16.777.214 máy cho mỗi một địa chỉ lớp A. Địa chỉ lớp A thường được cấp cho những tổ chức có số lượng máy tính lớn. Nguyên nhân chỉ có 126 networks trong khi dùng 8 bit vì bit đầu tiên mang giá trị 0 dùng để định nghĩa lớp A vậy con lại 7 bit đánh số từ 0-127 tuy nhiên người ta không sử dụng một địa chỉ chứa toàn các con số 1 hoặc 0 do vậy, chỉ còn lại 126 mạng lớp A được sử dụng. Do vậy giá trị byte đầu tiên của địa chỉ lớp A sẽ luôn luôn nằm trong khoảng từ 1 tới 126, mỗi một byte trong 3 bytes còn lại sẽ có giá trị trong khoảng 1 đến 254. Đối với việc chỉ có 16.777.214 máy trong khi sử dụng 24 bit đánh địa chỉ máy trong mạng cũng được giải thích tương tự. 2. Địa chỉ lớp B Một địa chỉ lớp B được nhận ra bởi 2 bit đầu tiên của byte thứ nhất mang giá trị 10. Lớp B sử dụng 2 byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng và 2 byte cuối đánh địa chỉ máy trong mạng. Địa chỉ mạng thuộc nằm trong dảI 128.0.0.0 – 191.255.0.0 Có 64*256 - 2 = 16.128 địa chỉ mạng lớp B với 65.534 máy cho mỗi một địa chỉ lớp B. 3. Địa chỉ lớp C Một số tổ chức có quy mô nhỏ có thể xin cấp phát địa chỉ lớp C. Một địa chỉ lớp C được nhận ra với 3 bit đầu mang giá trị 110. Mạng lớp C sử dụng 3 byte đầu để đánh địa chỉ mạng và 1 byte cuối đánh địa chỉ máy trong mạng. Có 2.097.150 địa chỉ lớp C, mỗi địa chỉ lớp C có 254 máy. Địa chỉ mạng thuộc nằm trong dải 192.0.0.0 – 223.255.255.0 Một số địa chỉ đặc biệt: Địa chỉ cho tất cả các host x.x.x.0 Địa chỉ xác định mạng x.x.x x.x.x.255 Chỉ tất cả các host có trong mạng x.x.x 255.255.255.255 Địa chỉ broadcast cho tất cả các host trên mạng Tất cả các địa chỉ trên đều không được sử dụng để đánh địa chỉ cho host. 4. Mạng con ( Subnet ) và Mặt nạ mạng con ( Subnets Mask) Mạng Internet sử dụng địa chỉ IP 32 bit và phân chia ra các lớp , tuy nhiên, với một hệ thống địa chỉ như vậy việc quản lý vẫn rất khó khăn. Nếu như một mạng được cấp một địa chỉ lớp A thì có nghĩa nó chứa tới 16*1.048.576 máy tính, do vậy người ta dùng mặt nạ bit để phân chia mạng ra thành những mạng con gọi là Subnet. Subnet mask là một con số 32 bit bao gồm n bit 1 (thường là các bit cao nhất) dùng để đánh địa chỉ mạng con và m bit 0 dùng để đánh địa chỉ máy trong mạng con với n+m=32 0 16 Network Number Host Number Network Number Subnet Number Host Number 1111111 11111111 11111111 00000000 Mặt nạ subnet phải được cấu hình cho mỗi máy tính trong mạng và phải được định nghĩa cho mỗi giao diện Router. Như vậy, ta phải dùng cùng một Subnet mask cho toàn bộ mạng vật lý cùng chung một địa chỉ Internet. Trong thực tế, để dễ dàng cho hoạt động quản lý các trạm trong mạng, thường phân mảnh các mạng lớn trong các lớp mạng (A, B, C) thành các mạng nhỏ hơn. Các mạng nhỏ này gọi là các subnet. Quá trình này được thực hiện bằng cách lấy một số bit ở phần định danh host để sử dụng cho việc đánh địa chỉ mạng. Tuỳ theo cách sử dụng của người quản trị mạng (số subnet và số host trên mỗi subnet) mà số lượng bit lấy ở phần hostid nhiều hay ít. Để tách biệt giữa địa chỉ mạng và địa chỉ host người ta dùng netmask. Để tách biệt giữa subnet address và địa chỉ host người ta dùng subnet mask. 5. Hostname Việc nhớ địa chỉ IP định danh mỗi host trở nên khó khăn khi số lượng các host trên mạng lớn. Khái niệm hostname sẽ giải quyết vấn đề này. Hostname là tên mà người quản trị đặt cho một thiết bị mạng (có thể là Router hoặc máy tính ...) để dễ quản lý về mặt hành chính. Mỗi thiết bị trên mạng thường có một hostname và địa chỉ IP tương ứng. Trên mạng, một host chỉ được xác thực bằng địa chỉ IP của nó. Do đó để host có thể hoạt động được trên mạng thì hostname phải đươc chuyển đổi sang địa chỉ IP tương ứng với nó. Để thực hiện được việc chuyển đổi này người ta có thể dùng các cơ chế tạo bảng hostname table hoặc Domain Name Service (DNS) cho phép lưu các ánh xạ từ địa chỉ IP sang hostname tương ứng và ngược lại. CHƯƠNG IV GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MẠNG LAN Thiết kế mạng máy tính là một trong những vấn đề rất thú vị, trong hoàn cảnh hiện nay thì nó có tính chất quan trọng trong quá trình phát triển, hội nhập về mọi mặt của tất cả các tổ chức đoàn thể...Trong lĩnh vực Điện tử - Viễn thông ngày nay có rất nhiều lĩnh vực phát triển cho một mạng máy tính, như: Phát triển phần mềm, quản lý dự án, hỗ trợ workstation, quản trị server...Đó chỉ là những vấn đề có tính chất vi mô của một quá trình thiết kế mạng, để hiểu một cách tổng quan và khá sâu về tất cả các lĩnh vực thì bài luận này em đã lựa chọn một chủ đề chính là " Giải pháp thiết kế mạng LAN " để trình bày ở đây. Để hình dung được một mô hình mạng máy tính rộng lớn ngày nay ta có thể xem xét hình sau: Hình 1 PHẦN I KỸ THUẬT THIẾT KẾ MẠNG LAN I. NHỮNG ĐIỀU CẦN QUAN TÂM CHO SỰ XÂY DỰNG MỘT MẠNG LAN Sau khi ngiên cứu phân tích khá kỹ lưỡng trong bài luận này em có đưa ra một thủ tục để xây dựng một mạng LAN mà em cho là khá hợp lý, mà hình vẽ sau đây mô tả thủ tục đó. Bắt đầu Kết thúc Phân tích mạng LAN Lập kế hoạch cho mạng LAN Thiết kế mạng LAN Xây dựng một mạng LAN Quản lý một mạng LAN Hình 1.1 1. Thủ tục xây dựng một mạng LAN Có thể xem hình vẽ trên như một lưu đồ thuật toán cho một bài toán lập trình trên máy tính, việc thực hiện tuần tự các bước trên là rất cần thiết cho việc xây dựng một mạng LAN tối ưu và hoạt động có hiệu quả. Ở đây chưa nói đến vấn đề kinh phí cho việc thiết kế, mà xem bài toán kinh tế sẽ đi song song cùng với quá trình thiết kế mạng LAN. Các thủ tục xây dựng một mạng LAN có thể được phân tích như sau: 1. Phân tích mạng LAN cần thiết kế: Ở đây ta phải nghiên cứu và phân tích một hệ thống mạng thông dụng hiện nay. 2. Lập kế hoạch cho một mạng LAN: Lập kế hoạch để cấu hình cho một hệ thống mới, một phạm vi cho việc giới thiệu, vấn đề về chất lượng của mạng, vấn đề về sự tin cậy, vấn đề về sự bảo mật, vấn đề về điều hành, là dựa trên kết quả của một quá trình nghiên cứu và phân tích kỹ lưỡng. 3. Thiết kế một mạng LAN: Hướng dẫn, chỉ đạo thống nhất thiết kế một cách tỉ mỉ về sự cấu hình, về việc đi cáp, về việc đánh địa chỉ, về việc định giá. 4. Quá trình xây dựng một mạng LAN: Xây dựng ở đây cũng như việc cài đặt một thiết bị phần cứng hay phần mềm vậy, trên cơ sở của việc thiết kế và kiểm tra việc cài đặt. 5. Công tác quản lý mạng LAN: Đó là quá trình hiển thị để thấy được trạng thái điều hành và quản lý một hệ thống mạng. Quá trình nghiên cứu và phân tích một mạng LAN được tóm tắt trong bảng sau: Thứ tự Các mục nghiên cứu Nội dung nghiên cứu 1 Đặc tính hướng luồng + Nghiên cứu đặc tính luồng + Nghiên cứu số lượng luồng 2 Cấu hình mạng + Nghiên cứu sự cấu hình mạng 3 Hướng vấn đề + Lên danh sách hướng vấn đề + Phân tích nguyên nhân của chúng Bảng 1.1 2. Cách phân tích một mạng LAN Khi mà một điều thiết yếu để phân tích một môi trường mạng mạng LAN mới, một cách nghiên cứu và phân tích được yêu cầu đó là mạng hiện tại. Sự nghiên cứu và phân tích bao gồm các đặc tính luồng hiện tại, sự cấu hình mạng…Sự đồng bộ này tạo ra một sự vạch ranh giới dễ hiểu cho chính sách lập dự án về LAN. 1. Đặc tính luồng hiện tại: Khi di trú một công việc hiện tại từ một hệ thống hiện tại tới một môi trường LAN, phải hiểu được đặc tính công việc hiện tại ( như luồng cao nhất ) một cách chính xác có thể. Một trong những sự thay đổi của LAN được chỉ ra trong hình dưới đây, chỉ ra sự yêu cầu về việc phân tích. 2. Sự cấu hình một mạng: Mục đích của việc đồng bộ này là để gạn lọc ra những cái không ưu việt của hệ thống mạng hiện thời và tạo nên việc sử dụng một kết quả tốt của hệ thống mạng mới. 3. Các vấn đề hiện tại cần giải quyết: Từ việc nghiên cứu và phân tích những vấn đề hiện thời ta có thể khám phá được một các vấn đề của hệ thống hiện thời. Các vấn đề này thường đã được phân loại thành: Chất lượng, sự tin cậy, sự bảo mật, vấn đề về kinh tế, và vấn đề về việc sử dụng. Thứ tự Khoản mục Nội dung 1 Mục đích công việc + Các công việc về mạng + Các sự phân chia cho việc sử dụng khác 2 Chất lượng + Thời gian trả lời được yêu cầu 3 Sự tin cậy + Sự tin cậy trong trường hợp sửa chữa mạng 4 Sự bảo mật + Có yêu cầu bảo mật hay không 5 Sự vận hành + Giờ phục vụ Bảng 2.1 3. Cách lập kế hoạch cho một mạng LAN Bước này nhằm thực hiện một chính sách cơ bản của một hệ thống mới hệ thống mà ta sẽ cấu hình, quy mô của mạng được thiết kế, cũng như chất lượng, độ tin cậy, sự bảo mật… 1. Cấu hình hệ thống tiêu biểu: So sánh và quyết định cấu hình hệ thống 2. Kích thước và phạm vi của một LAN: Quan tâm đến Kích thước của một LAN được đưa ra. Với hệ thống LAN có kích thước nhỏ: - LAN bao gồm một vài Workstation/PC 10 - Chỉ người sử dụng phân chia các thủ tục và vận hành LAN - Các quy tắc chắc chắn thiết yếu khi LAN được nối với bộ chia khác Hệ thống LAN vừa: - LAN bao gồm 30 – 50 trạm, thì phải cẩn thận hơn khi kết nối LAN với mạng khác. Hệ thống LAN quy mô rộng: - LAN bao gồm khoảng vài trăm trạm - Hệ thống mạng LAN trong các toà nhà, hay các tổ chức 3. Tiêu chuẩn về chất lượng: Quan tâm đến một chuẩn chất lượng cho mỗi loại công việc, đặc biệt là thời gian đáp ứng. Chất lượng mạng LAN được quyết định bởi các thành phần như: Main Frame, Workstation, PC và thời gian truyền tin trên mạng. Thể hiện qua các dịch vụ mà Server cung cấp, ví dụ như: File transfer, E – mail … 4. Tiêu chuẩn về độ tin cậy: Số các sự cố: Số các dịch vụ không thể thực hiện được trong một thời gian nào đó do lỗi. Thời gian khôi phục lại: Thời gian phải mất để khôi phục lại một công việc, cái mà bị ngắt do lỗi. Đưa ra một thứ tự ưu tiên cho mỗi công việc 5. Tiêu chuẩn về sự bảo mật: Mỗi công việc sẽ có mức độ bảo mật khác nhau. Vì vậy phải đưa ra một thứ tự ưu tiên cho mỗi loại công việc, khi mà không có một quy tắc cố định. Ví dụ: Thứ tự ưu tiên thứ nhất như việc truy nhập ngăn cấm bởi một mật khẩu, thứ tự ưu tiên thứ hai như việc thực hiện truy nhập phân quyền ( như cập nhật, chuyển đến, thêm vào… ), thứ tự ưu tiên thứ ba như truy nhập miễn phí. Như vậy có thể đưa ra một chính sách lập kế hoạch một mạng LAN là: - Phạm vi của một mạng LAN - Đường lối vạch ra về chất lượng - Đường lối về độ tin cậy - Đường lối về sự bảo mật - Đường lối về sự vận hành 4. Thiết kế một mạng LAN Thiết kế và đánh giá về nhiều chỉ tiêu như: Việc lựa chọn cáp, về việc lựa chọn địa chỉ cho hệ thống LAN. Có thể tóm tắt sơ qua về quá trình như sau: 1. Thiết kế hệ thống cáp cho LAN: Quyết định việc đi cáp cho LAN ta cần quan tâm đến vị trí của các Server và của các Client trong một tầng, một toà nhà hay một khu trường sở. 2. Thiết kế địa chỉ cho mạng LAN: Vì các máy tính truyền thông với nhau bằng các giao thức đặc biệt là họ giao thức TCP/IP, chính vì vậy cần thiết một mạng LAN cần được quản lý tốt về địa chỉ. Trên đây phần nào đã nói lên cách nhìn khái quát về một thủ tục cho việc thiết kế một mạng LAN. Nhưng để có một quy trình tốt cho mỗi công việc chúng ta cần hiểu rõ khái niệm LAN là gì? Mục sau đây sẽ đề cập đến điều này. II. MẠNG LAN VÀ KỸ THUẬT CHỦ YẾU THIẾT MẠNG LAN Hãy nhìn vào hình sau để có một cái nhìn khái quát về một LAN: Hình II.1 LAN: Local Area Network ngụ ý rằng: Một mạng mà được sử dụng chính cho việc truyền thông dữ liệu giữa các PC với nhau, giữa các Workstation và các host computer với nhau trong một vùng địa lý giới hạn, ví dụ như: Trong cùng một toà nhà, trong cùng một tầng của một toà nhà nào đó. Một mạng mà phương tiện truyền dẫn được quản lý và được sử dụng riêng của một người sử dụng. Các kiểu mạng LAN đã được đề cập đến trong phần Topology của mạng ( như topo dạng Star, dạng Ring, dạng Bus… ) và đối với mỗi loại Topology thì sẽ có một kiểu giao thức để truyền thông giữa các đầu cuối. 1. LAN Design Mặc dù đã có nhiều cải thiện cả về khả năng thực hiện và phương tiện truyền thông nhưng thiết kế mạng LAN vẫn là một công việc khó khăn. Việc sử dụng đa loại phương tiện, đa loại kết nối LAN với bên ngoài thì môi trường mạng ngày càng trở nên phức tạp. Chính vì vậy nếu thiết kế mạng tốt sẽ khai thác được triệt để hiệu năng của mạng và giảm được các khó khăn khi phát triển và tăng cường mạng. Chúng ta xét một mô hình mạng sau: Hình 1.1 Một mạng LAN có thể trải rộng từ một phòng nhỏ cho đến một toà nhà hay lớn hơn như đã định nghĩa ở trên. 1.1 Các mục tiêu thiết kế mạng LAN Bước đầu tiên trong quá trình thiết kế là lập tài liệu xác định rõ mục đích của việc thiết kế LAN, như đã nói ở trên. Đối với mỗi tổ chức và mỗi tình huống thì tất nhiên sẽ có các mục đích khác nhau cũng như có các yêu cầu khác nhau. Tuy nhiên chúng ta có thể nhận thấy rằng trong đa số các thiết kế thì mục đích, các yêu cầu thường bao gồm: 1. Tính hoạt động: Nghĩa là mạng đó phải hoạt động. Mạng đó phải cho phép người sử dụng thực hiện các công việc cần thiết của họ. Mạng phải cung cấp kết nối giữa những người sử dụng với nhau, kết nối người sử dụng với các ứng dụng có độ tin cậy và mạng phải đảm bảo về tốc độ truy nhập của các user. 2. Tính khả chuyển: Nghĩa là mạng phải cho phép có khả năng phát triển trong tương lai. Khi mạng được nâng cấp thì sẽ không cần sự thay đổi lớn nào trong việc thiết kế, bởi nếu xét về mặt kinh tế thì trang thiết bị mạng là rất đắt. Các nhân tố làm tăng thêm tính khả chuyển bao gồm khả năng của các backbone, công nghệ chuyển mạch và việc thiết kế các module. Thêm vào đó cần xem xét tới số lượng các thiết bị trong mạng, sự tận dụng CPU, bộ nhớ khả dụng. Thí dụ một mạng chỉ có Router lớn thì tính khả chuyển là kém hơn mạng có ba Router nhỏ hơn. 3. Tính thích nghi: Mạng phải được thiết kế sao cho thích ứng với các công nghệ mới trong tương lai, tức là không bị ảnh hưởng của những yếu tố về giới hạn của các công nghệ mới. Tính thích nghi cũng tương tự như tính khả chuyển nhưng không hướng vào số lượng người dùng mà nó quan tâm tới khả năng cung cấp các dịch vụ mới mà không cần thay đổi lớn trong kiến trúc mạng. Ví dụ, việc thêm dịch vụ voice chẳng hạn. 4. Tính quản lý được: Mạng phải được thiết kế sao cho dễ dàng theo dõi và quản lý. Đảm bảo sự ổn định của thao tác đang diễn ra. Để hiểu hơn sau đây chúng ta hãy xem một số mô hình thiết kế LAN. 1.2 Các mô hình thiết kế LAN 1. Mô hình mạng phẳng Mô hình mạng phẳng khoác dáng vẻ của nhiều dạng khác nhau và có vẻ đa số thiết kế viên là dễ chịu với loại thiết kế này. Trong thực tế, đa số các mạng phát triển từ mô hình này. Mô hình phẳng không chứa Router, không quan tâm đến lớp ba. Mạng này là một miền broadcast lớn. Nó không ngăn ngừa sự kết hợp của các Switch hay các Brigde để cách ly các miền đụng độ, phụ thuộc vào những cách thức đang sử dụng. Nó có thể hỗ trợ tới hàng trăm trạm. Nhưng thật không may, thiết kế loại này không đáp ứng được các đòi hỏi được các điều kiện của user, tính linh hoạt, và tính bảo mật. 2. Mô hình mạng sao Kiểu kiến trúc mạng dạng sao thường gặp khi một công ty nhỏ có nhu cầu mở rộng tới một vị trí mới. Một Router được đặt tại toà nhà trung tâm và nó đảm nhiệm nhiệm vụ kiên kết với tất cả các vị trí. Hình 1.2.1 Ưu nhược điểm của mô hình này là: - Tính khả chuyển thấp - Giá thành thấp Dễ cài đặt và quản trị 3. Mô hình mạng dạng Ring Mô hình này dựa trên mô hình mạng dạng sao với một vài cải tiến quan trọng. Thiết kế này thường được sử dụng khi một công ty nhỏ mở rộng ra toàn quốc mà hai vị trí được đặt gần nhau. Tuy nhiên mô hình dạng Ring lại có một nhược điểm so với mô hình dạng sao đó là nếu một phần tử trong mạng mà bị lỗi thì mạng sẽ ngừng hoạt động, trong khi mô hình dạng sao thì không. Hình 1.2.2 Ưu nhược điểm của mô hình này là: - Tính khả chuyển thấp - Không có điểm lỗi đơn - Giá thành cao - Cài đặt và cấu hình phức tạp - Khó khăn trong việc kết nạp một vị trí mới 4. Mô hình mạng dạng lưới Mô hình dạng lưới được xem là sự kết hợp giữa mô hình dạng sao và mô hình dạng Ring. Mô hình dạng lưới gồm hai dạng: Dạng đầy đủ và dạng bộ phận ( dạng lưới không đầy đủ ) Mô hình dạng lưới đầy đủ: Hình 1.2.3 Mô hình dạng lưới không đầy đủ: Hình 1.2.4 5. Mô hình mạng dạng hai tầng Mô hình hai tầng chia sẻ nhiều thuộc tính với mô hình dạng lưới, nhưng có thêm một vài lợi ích bổ sung. Được áp dụng và triển khai của một môi trường mạng cỡ trung bình. Hình 1.2.5 6. Mô hình mạng ba tầng Đa số mạng hiện đại đều thiết kế theo mô hình mạng ba tầng. Trong mô hình này mạng được phân ra ba mức với ba nhiệm vụ tương ứng. - Access Tier ( tầng truy nhập ): Nhằm kết nối các đầu cuối người sử dụng vào mạng. - Distribution Tier ( tầng phân phối ): Cung cấp các kết nối dựa trên quyền hạn, chính sách giữa các đầu cuối người sử dụng và mạng. - Core Tier ( tầng lõi ): Liên kết với các phần tử ở tầng phân phối và cung cấp kết nối nhanh nhất đến chúng. Hình 1.2.6 Mô hình thiết kế này tạo một số thuận lợi lớn mặc dù giá thành của chúng đắt hơn so với các mô hình trước. Lợi ích lớn nhấ