Giáo trình Mạng máy tính trình độ trung cấp - Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch Thái Nguyên

Chương trình đào tạo ngành Ứng dụng phần mềm trình độ trung cấp theo Quyết định số 405/QĐ-CĐTM của Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch.

• Trường học: Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch
• Chuyên ngành: Thương mại điện tử và Công nghệ thông tin
• Đề tài: Giáo trình Môn học Mạng máy tính
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình Mạng máy tính Cao đẳng Thương mại và Du lịch

Giáo trình Mạng máy tính của Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch được ban hành theo Quyết định số 405/QĐ-CĐTM. Đây là tài liệu giảng dạy chính thức cho hệ trung cấp hai ngành mũi nhọn: Thương mại điện tử và Công nghệ thông tin. Nội dung giáo trình tích hợp cân bằng giữa nền tảng lý thuyết và năng lực thực hành nghề nghiệp thực tế. Sinh viên được trang bị kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu về hạ tầng mạng máy tính nội bộ và mạng diện rộng. Cấu trúc môn học gồm 5 chương rõ ràng, định hướng trực tiếp vào các kỹ năng vận hành kỹ thuật số. Chương trình học tập trung giải quyết nhu cầu chuyển đổi số ngày càng gia tăng trong các doanh nghiệp kinh doanh hiện đại. Các khái niệm về phân loại mạng theo cấu trúc, vùng địa lý và kỹ thuật chuyển mạch được làm rõ. Đề cương bám sát chuẩn kiến thức nghề nghiệp quốc gia, mang lại góc nhìn trực quan cho người học. Tài liệu này đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng nguồn nhân lực công nghệ vững vàng cho địa phương và khu vực lân cận.

1.1. Mục tiêu đào tạo và đối tượng áp dụng môn học

Môn học hướng đến trang bị kỹ năng thiết kế, lắp đặt và quản trị hệ thống mạng quy mô vừa và nhỏ. Học sinh chuyên ngành Thương mại điện tử nắm vững cách thức kết nối máy trạm, vận hành máy chủ phục vụ bán hàng trực tuyến. Sinh viên ngành Công nghệ thông tin ứng dụng phần mềm tiếp thu nguyên lý truyền tải dữ liệu, cấu hình thiết bị định tuyến và bảo đảm thông suốt dữ liệu. Phương pháp giảng dạy lấy người học làm trung tâm, kết hợp giáo trình số và thực hành phòng máy. Kết quả đầu ra đòi hỏi người học làm chủ các thao tác kỹ thuật chuẩn mực, phục vụ đắc lực cho hoạt động kinh doanh trực tuyến.

1.2. Cấu trúc tổng quát của bộ tài liệu giảng dạy

Bộ giáo trình được phân bổ khoa học thành 5 chương kiến thức cốt lõi. Chương 1 giới thiệu khái niệm mạng cơ bản và cách phân loại mạng theo cấu trúc địa lý. Chương 2 đi sâu vào mô hình truyền thông 7 tầng OSI và các bộ tiêu chuẩn quốc tế. Chương 3 cung cấp kiến thức chi tiết về các thiết bị phần cứng cùng kỹ thuật đấu nối dây cáp mạng chuẩn xác. Chương 4 tập trung phân tích không gian địa chỉ IPv4 và giải pháp chuyển đổi sang IPv6. Chương cuối hoàn thiện kỹ năng bảo vệ an toàn hệ thống thông tin. Sự liên kết logic giữa các chương giúp việc tiếp thu diễn ra thuận lợi, nâng cao năng lực ứng dụng thực tế.

II. Phân tích kiến trúc mạng máy tính tại Cao đẳng Thương mại Du lịch

Mô hình truyền thông và kiến trúc mạng đóng vai trò xương sống trong toàn bộ chương trình đào tạo kỹ thuật. Giáo trình đi sâu vào việc phân tích mô hình OSI do tổ chức tiêu chuẩn hóa ISO ban hành từ năm 1971. Mô hình phân chia quá trình truyền thông thành 7 tầng riêng biệt với nhiệm vụ rõ ràng. Mỗi tầng thực hiện chức năng chuyên biệt, từ tầng vật lý đến tầng ứng dụng, giúp đơn giản hóa việc thiết kế mạng phức tạp. Tuy nhiên, việc chuẩn hóa giữa các nhà sản xuất phần cứng và phần mềm luôn đối mặt với rào cản tương thích giao thức. Những xung đột về phương thức chuyển mạch, độ trễ truyền gói tin và suy hao tín hiệu thường xuyên xuất hiện trên đường truyền vật lý. Việc nhận diện rõ các tầng chức năng giúp kỹ thuật viên nhanh chóng khoanh vùng sự cố phần cứng hoặc lỗi cấu hình phần mềm. Tài liệu cũng chỉ rõ sự khác biệt giữa mạng cục bộ LAN và mạng diện rộng WAN về băng thông cũng như chi phí triển khai.

2.1. Thách thức chuẩn hóa truyền thông mô hình OSI

Mô hình tham chiếu OSI gồm 7 tầng: Vật lý, Liên kết dữ liệu, Mạng, Giao vận, Phiên, Trình diễn và Ứng dụng. Việc phân lớp hỗ trợ kết nối hệ thống mở giữa các nhà sản xuất độc lập. Dù vậy, việc hiện thực hóa đầy đủ 7 tầng trong thực tế gặp nhiều thách thức về hiệu năng xử lý gói tin. Tầng vận chuyển và tầng mạng thường chịu tải lớn khi lưu lượng truy cập tăng vọt. Sự thiếu đồng bộ trong việc cài đặt tham số dịch vụ dễ gây tắc nghẽn đường truyền. Phân tích tường tận cơ chế đóng gói dữ liệu giúp người học giải quyết triệt để các điểm nghẽn kỹ thuật.

2.2. Hạn chế đường truyền vô tuyến và môi trường mạng

Mạng không dây và hồng ngoại mang lại tính linh hoạt cao nhưng tồn tại nhiều hạn chế kỹ thuật cố hữu. Công nghệ hồng ngoại đường ngắm yêu cầu máy phát và máy thu phải thẳng hàng tuyệt đối, không có vật cản. Mạng hồng ngoại tán xạ tránh được vật cản nhờ hiện tượng dội tường nhưng phạm vi hoạt động bị giới hạn dưới 35 mét. Độ suy hao tín hiệu và độ trễ cao khiến băng thông thực tế giảm sút rõ rệt. Thêm vào đó, việc nhiễu sóng từ môi trường xung quanh gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính ổn định. Nhận thức đúng các giới hạn vật lý này là cơ sở để thiết lập hệ thống tối ưu.

III. Phương pháp triển khai mạng máy tính Cao đẳng Thương mại Du lịch

Giáo trình đưa ra các phương pháp thực hành trực quan nhằm trang bị kỹ năng thiết kế và cài đặt mạng hoàn chỉnh. Trọng tâm thực hành nằm ở kỹ thuật chế tạo đường truyền cáp đồng xoắn đôi và cấu hình thiết bị chuyển mạch Switch, bộ định tuyến Router. Sinh viên được rèn luyện quy trình bấm cáp mạng thẳng theo tiêu chuẩn công nghiệp 10/100 Base-T sử dụng đầu cắm RJ45. Việc phân bổ các cặp dây vào các chân 1, 2, 3 và 6 đòi hỏi sự chuẩn xác tuyệt đối để tránh hiện tượng mất kết nối tín hiệu. Song song với tầng vật lý, giáo trình định hướng giải pháp đánh địa chỉ mạng khoa học. Việc quy hoạch không gian địa chỉ IPv4 kết hợp phân chia mạng con (subnetting) giúp tối ưu hóa số lượng máy trạm và tiết kiệm tài nguyên mạng nội bộ. Đồng thời, phương án chuyển đổi dần sang giao thức thế hệ mới IPv6 được tích hợp nhằm đáp ứng xu hướng phát triển Internet vạn vật hiện đại.

3.1. Kỹ thuật bấm cáp mạng RJ45 chuẩn xác

Kỹ thuật bấm cáp thẳng là kỹ năng bắt buộc để kết nối máy tính với Hub hoặc Switch. Cáp 10/100 Base-T sử dụng bốn lõi dây tương ứng với các chân tiếp xúc 1, 2, 3, 6 của đầu bấm RJ45. Cặp dây thứ nhất chịu trách nhiệm phát dữ liệu ở chân 1 và 2. Cặp dây thứ hai đảm nhận thu nhận tín hiệu ở chân 3 và 6. Kỹ thuật viên phải tuốt vỏ cáp cẩn thận, sắp xếp đúng thứ tự màu và đưa sát lõi đồng vào đáy rãnh hạt mạng. Kìm bấm chuyên dụng tạo áp lực đều giúp chân đồng cắm ngập vào lõi dây dẫn. Thao tác chuẩn giúp duy trì tốc độ truyền dẫn ổn định.

3.2. Quy hoạch không gian địa chỉ IPv4 và IPv6

Giáo trình hướng dẫn chi tiết phương pháp phân chia các lớp địa chỉ mạng A, B, C trong giao thức IPv4. Kỹ thuật chia mạng con subnetting cho phép quản trị viên tối ưu hóa việc phân chia phòng ban trong doanh nghiệp. Việc này ngăn chặn lãng phí dải địa chỉ IP khả dụng và hạn chế hiện tượng bão broadcast gây quá tải cục bộ. Đối với định hướng tương lai, tài liệu phân tích cấu trúc 128 bit của địa chỉ IPv6 với không gian địa chỉ vô hạn. Các giải pháp quá độ như Dual-Stack giúp hạ tầng mạng vận hành song song cả hai giao thức một cách trơn tru, không gây gián đoạn hệ thống.

IV. Ứng dụng giáo trình Mạng máy tính Cao đẳng Thương mại và Du lịch

Giáo trình Mạng máy tính của Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch mang giá trị ứng dụng thực tiễn to lớn. Tài liệu cung cấp toàn bộ nền tảng để học sinh tự tin bước vào môi trường sản xuất kinh doanh hiện đại. Những kiến thức về an toàn mạng tại chương cuối trang bị tư duy phòng thủ vững chắc trước các cuộc tấn công mạng nguy hiểm. Doanh nghiệp thương mại điện tử phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống máy chủ và kết nối mạng liên tục. Do đó, kỹ năng cấu hình tường lửa, phát hiện xâm nhập và phòng chống mã độc bảo vệ an toàn cho cơ sở dữ liệu khách hàng. Người học có khả năng tự vận hành các phòng thí nghiệm, văn phòng trực tuyến và chi nhánh bán hàng phân tán. Năng lực xây dựng hệ thống mạng tin học ứng dụng đóng góp trực tiếp vào mục tiêu chuyển đổi số của khối doanh nghiệp dịch vụ. Đây là bàn đạp nghề nghiệp vững chắc cho nguồn nhân lực công nghệ trẻ.

4.1. Bảo mật mạng và an toàn thông tin doanh nghiệp

An toàn thông tin là yêu cầu sống còn trong hoạt động kinh doanh trực tuyến. Giáo trình cập nhật các hình thức tấn công phổ biến như từ chối dịch vụ DoS, phần mềm độc hại và tấn công giả mạo. Học sinh được trang bị phương pháp thiết lập chính sách bảo mật nội bộ nghiêm ngặt. Việc cài đặt hệ thống tường lửa, mã hóa dữ liệu truyền tải và kiểm soát quyền truy cập tài nguyên giúp ngăn chặn rò rỉ dữ liệu nhạy cảm. Quản trị viên tương lai hình thành thói quen kiểm tra nhật ký mạng định kỳ để chủ động vô hiệu hóa nguy cơ xâm nhập từ bên ngoài.

4.2. Vận hành hạ tầng mạng trong thương mại điện tử

Thương mại điện tử đòi hỏi đường truyền mạng hoạt động liên tục suốt 24/7 với độ trễ tối thiểu. Kiến thức từ giáo trình giúp sinh viên làm chủ việc kết nối các cụm máy chủ web, cân bằng tải mạng nội bộ và giám sát thiết bị ngoại vi. Các giao dịch tài chính trực tuyến được bảo đảm an toàn qua các kênh truyền được mã hóa. Quy trình xử lý sự cố đứt gãy kết nối hoặc nghẽn mạng cục bộ được thực hiện nhanh gọn. Năng lực này giúp tối ưu hóa chi phí bảo trì hệ thống và nâng cao uy tín cho doanh nghiệp trên thị trường số.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Môn học: Mạng máy tính (Mã môn học: MH20 / MH10) được biên soạn theo hình thức tích hợp giữa lý thuyết và kỹ năng thực hành nghề, ban hành kèm theo Quyết định số 405/QĐ-CĐTM ngày 5 tháng 7 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch (Bộ Công Thương) tại Thái Nguyên. Tài liệu được thiết kế phục vụ công tác đào tạo chuyên môn cho học sinh, sinh viên thuộc hai chuyên ngành: Thương mại điện tử và Công nghệ thông tin (chuyên ngành Ứng dụng phần mềm) ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng.

Trong khung chương trình đào tạo, môn học Mạng máy tính được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học chung (bao gồm Tin học đại cương MH05, Ngoại ngữ MH06, Chính trị MH01, Pháp luật MH02). Môn học có tổng thời lượng 30 giờ, trong đó phân bổ gồm 15 giờ lý thuyết, 14 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 1 giờ dành cho công tác kiểm tra đánh giá. Môn học đóng vai trò là học phần cơ sở chuyên môn bắt buộc nhằm tạo nền tảng trực tiếp cho các môn học chuyên sâu kế tiếp như Thực hành mạng và quản trị mạng (MH20 - 90 giờ ở ngành Thương mại điện tử), Hệ điều hành Windows Server (MH16), hay An toàn và bảo mật thông tin (MH22 ở ngành Công nghệ thông tin).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể thông qua hệ thống chuẩn đầu ra:

• Chuẩn đầu ra kiến thức (A1 - A5): Người học nhận biết được các khái niệm cơ bản về mạng máy tính; hiểu rõ sự cần thiết và cấu trúc của các mô hình truyền thông hiện hành; nhận biết chức năng các thiết bị phần cứng mạng; trình bày được khái niệm và cấu trúc địa chỉ IP; giải thích được các kiến thức tổng quan về an toàn mạng.
• Chuẩn đầu ra kỹ năng (B1 - B5): Người học phân loại và so sánh được các loại mạng máy tính; phân biệt và đối chiếu mô hình OSI với mô hình TCP/IP; nhận diện các thiết bị kết nối mạng và thực hiện chính xác kỹ thuật bấm cáp xoắn đôi chuẩn RJ45; phân loại và so sánh địa chỉ IPv4 với IPv6; nhận diện các phương thức tấn công mạng phổ biến và cài đặt được các biện pháp an ninh mạng cơ bản.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Người học xác định được tầm quan trọng thực tiễn của mạng máy tính trong hoạt động quản lý tại các tổ chức, doanh nghiệp; hình thành năng lực làm việc độc lập và phối hợp làm việc nhóm; tuân thủ các quy định an toàn tại phòng thực hành mạng.

Về cấu trúc và phương pháp tiếp cận, giáo trình gồm 5 chương lý thuyết kết hợp bài tập thực hành. Tài liệu tiếp cận vấn đề từ tầng vật lý, đường truyền, phương tiện kết nối đến mô hình giao thức phân tầng, địa chỉ hóa logic và các giải pháp bảo vệ hệ thống mạng máy tính trong doanh nghiệp.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giảng dạy của giáo trình được phân bổ qua 5 chương trọng tâm với trình tự phát triển kiến thức có tính logic chặt chẽ:

• Chương 1: Những khái niệm cơ bản về mạng máy tính (2 giờ lý thuyết): Giới thiệu định nghĩa mạng máy tính và đường truyền tín hiệu số (xung nhị phân, dạng sóng điện từ). Phân loại mạng theo ba tiêu chí: vị trí địa lý (mạng toàn cầu GAN, mạng diện rộng WAN, mạng đô thị MAN, mạng cục bộ LAN); cấu trúc mạng (kiểu điểm - điểm/point-to-point và kiểu khuếch tán/broadcasting); phương pháp chuyển mạch (chuyển mạch kênh, chuyển mạch thông điệp, chuyển mạch gói và mạng ISDN). Chương này thực hiện so sánh chi tiết giữa LAN và WAN dựa trên địa bàn hoạt động, tốc độ đường truyền (LAN từ 4-16 Mbps đến 100 Mbps; WAN sử dụng chuẩn T1 với 1.544 Mbps hoặc E1), tỷ lệ lỗi bit (LAN từ $10^{-7}$ đến $10^{-8}$; WAN từ $10^{-6}$ đến $10^{-7}$) và quyền sở hữu/quản lý đường truyền. Đồng thời, chương trình tổng hợp các bộ giao thức kết nối (TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX, DECnet), các hệ điều hành mạng (UNIX, Windows NT, Windows for Workgroups, Novell NetWare) cùng các dịch vụ mạng tiêu biểu như dịch vụ chia sẻ tệp (File services), thư điện tử (Email), in ấn, dịch vụ cơ sở dữ liệu hướng đối tượng và xử lý phân tán client/server.
• Chương 2: Mô hình truyền thông (10 giờ: 6 giờ lý thuyết, 4 giờ thực hành/thảo luận): Phân tích sự cần thiết của việc chuẩn hóa mạng thông qua các tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế như ISO và CCITT. Khảo sát cấu trúc mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI gồm 7 tầng: Vật lý (Physical), Liên kết dữ liệu (Data Link), Mạng (Network), Vận chuyển (Transport), Giao dịch (Session), Trình bày (Presentation), Ứng dụng (Application). Trình bày cơ chế phân loại giao thức có liên kết (connection-oriented) và không liên kết (connectionless); quá trình đóng gói dữ liệu tại bên gửi (thêm header và trailer để biến đổi dòng dữ liệu từ Stream, Segment, Packet, Frame đến Bit stream) và tiến trình mở gói tại bên nhận; cơ chế định địa chỉ MAC thông qua giao thức ARP và Default Gateway. Khảo sát kiến trúc 4 tầng của bộ giao thức TCP/IP (Tầng liên kết mạng, Tầng Internet với các giao thức IP, ICMP, IGMP; Tầng giao vận với TCP và UDP; Tầng ứng dụng gồm Telnet, FTP, Email, WWW) cùng bảng đối sánh chức năng trực tiếp giữa mô hình TCP/IP và mô hình OSI.
• Chương 3: Thiết bị mạng (10 giờ: 2 giờ lý thuyết, 8 giờ thực hành): Khảo sát môi trường truyền dẫn hữu tuyến (bounded media) và vô tuyến (boundless media); các đặc tính truyền dẫn gồm băng thông (tính theo Bps, KBps, MBps, GBps, TBps), thông lượng (throughput), băng tầng cơ sở (baseband), băng tầng mở rộng (broadband), độ suy hao tín hiệu (attenuation), nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu xuyên kênh (crosstalk). Phân tích 3 kiểu truyền dẫn: đơn công (Simplex), bán song công (Half-Duplex), song công (Full-Duplex). Phân loại chi tiết đường cáp mạng: cáp xoắn cặp STP/UTP từ Cat 1 đến Cat 6 (với băng thông tương ứng từ dưới 4 Mb/s đến 300 Mb/s); cáp đồng trục mỏng (RG-58, $50,\Omega$) và cáp đồng trục dày (RG-59, $75,\Omega$; RG-62, $93,\Omega$); cáp sợi quang với đường kính lõi từ 8.3 đến 100 micron. Hệ thống hóa môi trường vô tuyến: sóng vô tuyến (dải tần tự do 2.4 GHz), sóng viba mặt đất (21-23 GHz) và viba vệ tinh (11-14 MHz), sóng hồng ngoại (100 GHz đến 1000 GHz với 4 mô hình: đường ngắm, tán xạ, phản xạ và broadband optical telepoint). Trình bày kỹ thuật bấm cáp mạng xoắn đôi chuẩn thẳng (Straight-through) và cáp chéo kết nối qua đầu nối RJ45 sử dụng chân 1, 2, 3, 6 cho chuẩn 10/100 Base-T, cùng các thiết bị kết nối mạng như Switch, Hub, Router.
• Chương 4: Địa chỉ IP (4 giờ: 2 giờ lý thuyết, 2 giờ thực hành): Cung cấp các khái niệm cấu trúc địa chỉ logic trong mạng máy tính; phân loại và nhận dạng các lớp địa chỉ IPv4 (lớp A, B, C...); cấu trúc và kiến trúc của giao thức liên mạng thế hệ mới IPv6 nhằm mở rộng không gian địa chỉ cho hạ tầng Internet hiện đại.
• Chương 5: An toàn mạng (3 giờ lý thuyết): Khái quát các đặc trưng kỹ thuật của an toàn mạng, các điểm yếu và lỗ hổng bảo mật của hệ thống; nhận dạng các dấu hiệu khi hệ thống bị xâm nhập; phân loại các phương thức tấn công phổ biến; trình bày các biện pháp bảo đảm an ninh mạng thông qua kỹ thuật mật mã hóa (Cryptography), tường lửa (Firewall) và máy chủ ủy quyền (Proxy).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Các lý thuyết nền tảng (Fundamental theories): Lý thuyết truyền thông phân tầng (Layered Communication Architecture); lý thuyết mã hóa và lan truyền tín hiệu số (xung nhị phân) qua các môi trường vật lý hữu tuyến và sóng điện từ; nguyên lý truyền dữ liệu qua mạng chuyển mạch gói (Packet-switched network) với các cơ chế lưu trữ và chuyển tiếp (store-and-forward).
• Các nguyên lý cốt lõi (Core principles): Nguyên tắc liên lạc đồng tầng (peer-to-peer entities); nguyên tắc bao bọc và đóng gói dữ liệu (data encapsulation/de-encapsulation) giữa các tầng giao thức; nguyên lý kiểm tra tính toàn vẹn của khung dữ liệu thông qua trường kiểm tra lỗi FCS (Frame Check Sequence); cơ chế chuyển tiếp gói tin dựa trên bảng chọn đường (routing table) xử lý tập trung hoặc xử lý tại chỗ; nguyên lý điều khiển luồng và kiểm soát thẻ bài (token passing) trong tầng giao dịch; nguyên tắc phân cấp địa chỉ mạng logic (IP) và ánh xạ với địa chỉ phần cứng vật lý (MAC).
• Các khung tham chiếu tiêu chuẩn (Essential frameworks): Mô hình tham chiếu 7 tầng OSI của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO); kiến trúc giao thức truyền thông chuẩn Internet TCP/IP; hệ thống phân loại cáp truyền dẫn EIA/TIA 568B của ngành viễn thông quốc tế.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện các chuẩn cáp UTP, STP, cáp đồng trục và cáp sợi quang; sử dụng kìm bấm mạng chuyên dụng và các đầu bấm RJ45 để bấm cáp mạng xoắn đôi theo đúng chuẩn cáp thẳng và cáp chéo; triển khai kết nối vật lý giữa máy trạm (PC) với các thiết bị mạng trung gian như Hub, Switch và Router.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Khả năng phân tích và so sánh các thông số kỹ thuật giữa mạng LAN và mạng WAN (băng thông, độ trễ, tỷ lệ suy hao, phạm vi địa lý); đối chiếu cơ chế truyền tin giữa mô hình OSI và mô hình TCP/IP; phân tích tiến trình xử lý gói tin qua các tầng từ địa chỉ logic tầng Mạng đến địa chỉ vật lý tầng Liên kết dữ liệu; nhận diện các nguy cơ và lỗ hổng kỹ thuật trong an toàn mạng.
• Năng lực thực hành ứng dụng (Practical competencies): Khả năng kiểm tra thông số kết nối mạng, tra cứu bảng địa chỉ MAC Table; cấu hình và kiểm tra địa chỉ IPv4, Default Gateway; ứng dụng các công cụ bảo mật cơ bản như Firewall và thiết lập Proxy nhằm bảo vệ hệ thống mạng máy tính trong môi trường văn phòng và doanh nghiệp thương mại điện tử.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng áp dụng phương pháp dạy học tích cực nhằm gia tăng tính chủ động của người học, với các thành phần tổ chức đào tạo bao gồm:

• Phương pháp sư phạm của giảng viên (Pedagogical approach): Giảng viên sử dụng phối hợp các phương pháp: thuyết trình ngắn gọn các khái niệm lý thuyết cốt lõi, nêu vấn đề thực tế trong vận hành mạng doanh nghiệp, hướng dẫn sinh viên khai thác tài liệu chuyên ngành, tổ chức các bài tập tình huống và câu hỏi thảo luận trên lớp.
• Hệ thống bài tập và nghiên cứu tình huống: Cuối mỗi chương đều tích hợp hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan và bài tập tự luận. Các câu hỏi tập trung kiểm tra khả năng giải thích nguyên lý (như so sánh chuyển mạch gói với chuyển mạch kênh, phân tích chức năng các tầng trong mô hình OSI, giải thích cơ chế dồn kênh của các lớp giao thức tầng vận chuyển từ lớp 0 đến lớp 4, phân biệt cáp UTP và cáp STP).
• Hoạt động thực hành kỹ năng (Practical exercises): Bố trí 14 giờ thực hành trực tiếp tại phòng thực hành chuyên môn có trang bị máy tính kết nối mạng, hệ thống đèn chiếu, bảng viết. Người học được trang bị đầy đủ dụng cụ thực hành nghề gồm: dây cáp mạng xoắn đôi, kìm bấm cáp, đầu nối hạt mạng RJ45, máy kiểm tra mạng (cable tester) cùng các thiết bị chuyển mạch Switch, Hub và Router để thực hiện kỹ thuật bấm cáp mạng thẳng, cáp mạng chéo và thiết lập mạng LAN cục bộ.
• Phương pháp và hình thức đánh giá (Assessment methods): Thực hiện theo quy chế đào tạo tín chỉ (căn cứ Thông tư số 04/2022/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội và Quyết định số 246/QĐ-CĐTMDL của Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch). Kết quả học tập được đánh giá qua hai bộ phận trọng số:
  • Điểm đánh giá quá trình (chiếm 40%): Bao gồm 01 bài kiểm tra thường xuyên (hệ số 1, hình thức viết/trắc nghiệm kết hợp tự luận tổ chức sau 12 giờ học để đánh giá chuẩn đầu ra A1, A2, B1, B2, C1) và 01 bài kiểm tra định kỳ (hệ số 2, tổ chức sau 20 giờ học nhằm đánh giá chuẩn đầu ra A3, A4, A5, B3, B4, B5, C1).
  • Điểm thi kết thúc môn học (chiếm 60%): Tổ chức thi kết hợp hình thức trắc nghiệm và tự luận sau 30 giờ học để đánh giá toàn diện tất cả các chuẩn đầu ra (A1-A5, B1-B5, C1). Điểm môn học chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân) và quy đổi sang thang điểm 4 cùng điểm chữ theo quy định hiện hành.
• Quy định tự học và học nhóm (Self-study guidelines): Người học bắt buộc nghiên cứu kỹ bài học trước khi đến lớp; làm việc theo nhóm quy mô 8 - 10 người dưới sự điều phối của nhóm trưởng để phân công nội dung nghiên cứu, thảo luận và hoàn thiện báo cáo nhóm. Người học phải tham dự tối thiểu 80% thời lượng các buổi giảng lý thuyết; trường hợp vắng quá 20% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại môn học.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Căn cứ pháp lý và tính chuẩn hóa chương trình: Giáo trình được ban hành chính thức theo Quyết định số 405/QĐ-CĐTM ngày 5/7/2022 của Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch, tuân thủ đúng quy định về quy chế đào tạo trình độ Trung cấp theo Thông tư 04/2022/TT-BLĐTBXH, đảm bảo tính pháp lý và tính hệ thống của chương trình giáo dục nghề nghiệp.
• Kế thừa nguồn tài liệu học thuật chuyên sâu: Nội dung tài liệu được xây dựng dựa trên sự kế thừa và đối chiếu các giáo trình mạng máy tính trong nước, gồm:
  • Tài liệu của TS. Phạm Thế Quế: Sách hướng dẫn học tập Mạng máy tính (2006);
  • Giáo trình của TS. Hồ Đắc Phương: Nhập môn Mạng máy tính, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam;
  • Tài liệu đào tạo của Khoa Công nghệ Thông tin, Giáo trình nhập môn Mạng máy tính, Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Quang Trung.
• Hệ thống hóa các chuẩn công nghiệp và kỹ thuật truyền dẫn: Giáo trình cập nhật chi tiết các thông số kỹ thuật của phương tiện truyền dẫn theo tiêu chuẩn quốc tế EIA/TIA 568B; phân định rõ ràng các loại cáp xoắn cặp UTP/STP từ Category 1 đến Category 6 (hỗ trợ tốc độ từ dưới 4 Mbps lên đến 300 Mbps); chuẩn hóa các thông số cáp đồng trục mỏng RG-58 ($50,\Omega$), cáp đồng trục dày RG-59 ($75,\Omega$), RG-62 ($93,\Omega$) và đặc tính kỹ thuật cáp sợi quang với đường kính lõi 8.3 - 100 micron.
• Tích hợp xu hướng địa chỉ hóa và bảo mật hệ thống: Giáo trình dành riêng Chương 4 để phân tích giao thức liên mạng thế hệ mới IPv6 song hành với địa chỉ IPv4 truyền thống, giúp người học nhận biết kiến trúc không gian địa chỉ mới của Internet. Trong Chương 5, giáo trình tích hợp các nội dung an toàn mạng gắn liền với thực tiễn như mật mã học (Cryptography), công nghệ tường lửa (Firewall) và máy chủ ủy quyền (Proxy), đáp ứng yêu cầu vận hành hạ tầng số trong ngành Thương mại điện tử.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Đối tượng đào tạo chính:
  • Học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp chuyên ngành Thương mại điện tử (môn học cơ sở MH10 - 2 tín chỉ, 30 giờ).
  • Học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng chuyên ngành Công nghệ thông tin - Ứng dụng phần mềm (môn học cơ sở MH10 - 2 tín chỉ, 30 giờ).
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức môn học chung trước khi tiếp cận giáo trình này, bao gồm:
  • Môn Tin học đại cương (MH05 - thời lượng 45 giờ) để nắm vững kỹ năng thao tác trên hệ điều hành và phần mềm tiện ích;
  • Môn Cấu trúc máy tính (MH09) và môn Lắp ráp, bảo trì máy tính (MH14 đối với ngành CNTT) để nắm rõ cấu trúc phần cứng và thiết bị ngoại vi;
  • Môn Ngoại ngữ (MH06 - thời lượng 90 giờ) nhằm đảm bảo khả năng đọc hiểu các thuật ngữ kỹ thuật mạng viết bằng tiếng Anh (như Packet, Header, Trailer, Simplex, Full-Duplex, Bandwidth, Gateway).
• Mục đích sử dụng của giảng viên: Giảng viên sử dụng giáo trình làm khung kế hoạch bài giảng chi tiết cho 30 giờ đào tạo tích hợp; xác định trọng tâm lý thuyết, bài tập thảo luận nhóm, quản lý và tổ chức thực hành bấm dây mạng, đo thông mạch, cấu hình thiết bị trong phòng chuyên môn hóa.
• Sử dụng cho tự học và nghiên cứu tham khảo: Tài liệu được thiết kế làm tài liệu học tập nội bộ cho học sinh tự học tại nhà; làm tài liệu tham khảo cơ bản cho các kỹ thuật viên quản trị mạng sơ cấp, nhân viên phụ trách quản trị website, vận hành hạ tầng kỹ thuật cho các hệ thống phần mềm và sàn giao dịch thương mại điện tử tại các cơ quan, doanh nghiệp.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn phục vụ đối tượng học sinh, sinh viên đang theo học ngành Thương mại điện tử và ngành Công nghệ thông tin (Ứng dụng phần mềm) tại các cơ sở giáo dục nghề nghiệp trình độ Trung cấp hoặc Cao đẳng. Ngoài ra, tài liệu phù hợp làm nguồn tham khảo cho nhân sự kỹ thuật bước đầu tiếp cận nguyên lý mạng cục bộ trong doanh nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần hoàn thành học phần Tin học đại cương (MH05), có kiến thức về phần cứng máy tính (từ môn Cấu trúc máy tính hoặc Lắp ráp và bảo trì máy tính) và khả năng đọc hiểu các thuật ngữ viết tắt tiếng Anh chuyên ngành công nghệ thông tin cơ bản.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình được xây dựng theo định hướng mô-đun tích hợp lý thuyết gắn chặt với thực hành nghề (tỷ lệ 15 giờ lý thuyết / 14 giờ thực hành). Cấu trúc nội dung không đi sâu vào các phép toán định tuyến phức tạp mà tập trung vào các kỹ năng thực tế: phân loại đường truyền, chuẩn bấm cáp thẳng/chéo (EIA/TIA 568B), đối chiếu hai mô hình OSI - TCP/IP, nhận diện địa chỉ IPv4/IPv6 và các cơ chế bảo vệ an toàn mạng cơ bản (Firewall, Proxy).

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần tuân thủ quy định đọc trước nội dung từng chương trong giáo trình trước khi tham gia buổi học; tham gia đầy đủ các buổi thảo luận nhóm (8-10 người) để giải quyết các bài tập câu hỏi cuối chương; chủ động thực hành thao tác bấm dây mạng và kiểm tra kết nối thiết bị theo hướng dẫn kỹ thuật của Chương 3.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Kèm theo giáo trình là hệ thống giáo án, bài giảng điện tử của giảng viên, hệ thống bài tập trắc nghiệm và câu hỏi tự luận cuối mỗi chương. Danh mục tài liệu tham khảo chính thức gồm sách hướng dẫn của TS. Phạm Thế Quế (2006), giáo trình của TS. Hồ Đắc Phương và giáo trình của Khoa CNTT - Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Quang Trung.

---

Kết luận

Giáo trình Môn học: Mạng máy tính của Trường Cao đẳng Thương mại và Du lịch đóng vai trò là học phần cơ sở chuyên môn cung cấp hệ thống lý luận về kiến trúc truyền thông phân tầng (OSI, TCP/IP), hạ tầng phương tiện truyền dẫn vật lý, phương thức phân bổ địa chỉ IP và kỹ thuật bảo đảm an toàn hệ thống thông tin.

Về lộ trình học tập, sau khi hoàn thành học phần này (30 giờ), người học chuyên ngành Thương mại điện tử tiếp tục tích lũy học phần Thực hành mạng và quản trị mạng (MH20 - 90 giờ) cùng các học phần chuyên môn về thanh toán điện tử và an toàn hệ thống thông tin; người học chuyên ngành Công nghệ thông tin tiếp tục tiến trình học tập các học phần Hệ điều hành Windows Server (MH16), Thiết kế và quản trị website (MH20) và An toàn và bảo mật thông tin (MH22).

Nguồn tài nguyên phục vụ học phần bao gồm hệ thống trang thiết bị vật tư tại phòng thực hành mạng (kìm bấm, cáp UTP/STP, hạt RJ45, Switch, Hub, Router), kết hợp cùng danh mục giáo trình tham khảo học thuật của TS. Phạm Thế Quế và TS. Hồ Đắc Phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 Mạng máy tính ngày nay đã phát triển một cách nhanh chóng và đa dạng. Hệ điều hành cùng các ứng dụng của mạng ngày càng phong phú, các lợi ích của mạng ngày càng được khẳng định. Mạng máy tính bao gồm rất nhiều loại, nhiều mô hình triển khai. Trong một mạng máy tính lại có nhiều thành phần cấu thành.

Trước khi đi chi tiết về mạng máy tính, chúng ta sẽ tìm hiểu các khái niệm cơ bản của mạng máy tính. Định nghĩa mạng máy tính Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường truyền theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại với nhau. Đường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng để chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off).

Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu. Ở đây đường truyền được kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến. Các đường truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng.

Hình 1-1: Mạng máy tính Với sự trao đổi qua lại giữa máy tính này với máy tính khác đã phân biệt mạng máy tính với các hệ thống thu phát một chiều như truyền hình, phát thông tin từ vệ tinh xuống các trạm thu thụ động. vì tại đây chỉ có thông tin một chiều từ nơi phát đến nơi thu mà không quan tâm đến có bao nhiêu nơi thu, có thu tốt hay không. Đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý là giải thông. Giải thông của một đường chuyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được.

Tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thông lượng của đường truyền - thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (Bps). Thông lượng còn được đo bằng đơn vị khác là Baud (lấy từ tên nhà bác học - Emile Baudot). Baud biểu thị số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây. 16 Ở đây Baud và Bps không phải bao giờ cũng đồng nhất.

Ví dụ: nếu trên đường dây có 8 mức tín hiệu khác nhau thì mỗi mức tín hiệu tương ứng với 3 bit hay là 1 Baud tương ứng với 3 bit. Chỉ khi có 2 mức tín hiệu trong đó mỗi mức tín hiệu tương ứng với 1 bit thì 1 Baud mới tương ứng với 1 bit. Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách để phân biệt mạng máy tính nhưng người ta thường phân biệt mạng máy tính theo vị trí địa lý, cấu trúc mạng, phương pháp chuyển mạch.Dựa theo vị trí địa lý Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau: - GAN (Global Area Network) - Kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.

- WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN. - MAN (Metropolitan Area Network) - Kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố hay giữa các thành phố với nhau.

- LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan/tổ chức. Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.

Trong các khái niệm nói trên, thường được sử dụng nhất hiện này là khái niệm Mạng diện rộng WAN và mạng cục bộ LAN. Dựa theo cấu trúc mạng Kiểu điểm - điểm (point - to - point) Đường truyền nối từng cặp nút mạng với nhau. Thông tin đi từ nút nguồn qua nút trung gian rồi gởi tiếp nếu đường truyền không bị bận. Do đó, còn có tên là mạng lưu trữ và chuyển tiếp (store and forward).

Hình 1-2: Cấu trúc điểm – điểm Kiểu khuyếch tán 17 Bản tin được gởi đi từ một nút sẽ được tiếp nhận bởi các nút còn lại (còn gọi là broadcasting hay point to multipoint). Trong bản tin phải có vùng địa chỉ cho phép mỗi nút kiểm xem có phải tin của mình không và xử lý nếu đúng bản tin được gởi đến. Hình 1-3: Cấu trúc kiểu khuyếch tán 1. Dựa theo phương pháp chuyển mạch Mạng chuyển mạch kênh (Line switching network) Chuyển mạch kênh dùng trong mạng điện thoại.

Một kênh cố định được thiết lập giữa cặp thực thể cần liên lạc với nhau. Mạng này có hiệu suất không cao vì có lúc kênh bỏ không. Hình 1-4: Mạng chuyển mạch kênh Mạng chuyển mạch thông điệp (Message switching network) Các nút của mạng căn cứ vào địa chỉ đích của “thông điệp” để chọn nút kế tiếp. Như vậy các nút cần lưu trữ và đọc tin nhận được, quản lý việc truyền tin.

Trong trường hợp bản tin quá dài và nếu sai phải truyền lại. Phương pháp này giống như cách gởi thư thông thường. Mạng chuyển mạch thông báo thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử (Email) hơn là đối với các ứng dụng có tính thời gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút. Hình 1-5: Mạng chuyển mạch thông điệp 18 Mạng chuyển mạch gói (Packet switching network) Bản tin được chia thành nhiều gói tin (packet) có độ dài 512 bytes, phần đầu của gói tin thường là địa chỉ đích, mã để tập hợp các gói.

Các gói tin của các thông điệp khác nhau có thể được truyền độc lập trên cùng một đường truyền. Vấn đề phức tạp ở đây là tạo lại bản tin ban đầu, đặc biệt là khi truyền trên các con đường khác nhau. Chuyển mạch gói mềm dẻo, hiệu suất cao. Sử dụng hai kĩ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói trong cùng một mạng thống nhất gọi là mạng ISDN (Integrated Services Digital Network – Mạng thông tin số đa dịch vụ) Hình 1-6: Mạng chuyển mạch gói 1.

So sánh giữa mạng cục bộ và mạng diện rộng Mạng cục bộ và mạng diện rộng có thể được phân biệt bởi: địa phương hoạt động, tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền, chủ quản của mạng, đường đi của thông tin trên mạng, dạng chuyển giao thông tin. Địa phương hoạt động Liên quan đến khu vực địa lý thì mạng cục bộ sẽ là mạng liên kết các máy tính nằm ở trong một khu vực nhỏ. Khu vực có thể bao gồm một tòa nhà hay là một khu nhà. Điều đó hạn chế bởi khoảng cách đường dây cáp được dùng để liên kết các máy tính của mạng cục bộ (Hạn chế đó còn là hạn chế của khả năng kỹ thuật của đường truyền dữ liệu).

Ngược lại mạng diện rộng là mạng có khả năng liên kết các máy tính trong một vùng rộng lớn như là một thành phố, một miền, một đất nước, mạng diện rộng được xây dựng để nối hai hoặc nhiều khu vực địa lý riêng biệt. Tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền Do các đường cáp của mạng cục bộ đươc xây dựng trong một khu vực nhỏ cho nên nó ít bị ảnh hưởng bởi tác động của thiên nhiên (như là sấm chớp, ánh sáng. Điều đó cho phép mạng cục bộ có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao mà chỉ chịu một tỷ lệ lỗi nhỏ. Ngược lại với mạng diện rộng do phải truyền ở những khoảng cách khá xa với những đường truyền dẫn dài có khi lên tới hàng ngàn km.

Do vậy mạng diện rộng không thể truyền với tốc độ quá cao vì khi đó tỉ lệ lỗi sẽ trở nên khó chấp nhận được. Mạng cục bộ thường có tốc độ truyền dữ liệu từ 4 đến 16 Mbps và đạt tới 100 Mbps nếu dùng cáp quang. Còn phần lớn các mạng diện rộng cung cấp đường truyền có tốc độ thấp hơn nhiều như T1 với 1.544 Mbps hay E1 với 2. Đơn vị bps (Bit Per Second) là một đơn vị trong truyền thông tương đương với 1 bit được truyền trong một giây, ví dụ như tốc độ đường truyền là 1 Mbps tức là có thể truyền tối đa 1 Megabit trong 1 giây trên đường truyền đó.

19 Thông thường trong mạng cục bộ tỷ lệ lỗi trong truyền dữ liệu vào khoảng 1/107- 108 còn trong mạng diện rộng thì tỷ lệ đó vào khoảng 1/106 - 107 1. Chủ quản và điều hành của mạng Do sự phức tạp trong việc xây dựng, quản lý, duy trì các đường truyền dẫn nên khi xây dựng mạng diện rộng người ta thường sử dụng các đường truyền được thuê từ các công ty viễn thông hay các nhà cung cấp dịch vụ truyền số liệu. Tùy theo cấu trúc của mạng những đường truyền đó thuộc cơ quan quản lý khác nhau như các nhà cung cấp đường truyền nội hạt, liên tỉnh, liên quốc gia. Các đường truyền đó phải tuân thủ các quy định của chính phủ các khu vực có đường dây đi qua như: tốc độ, việc mã hóa.

Còn đối với mạng cục bộ thì công việc đơn giản hơn nhiều, khi một cơ quan cài đặt mạng cục bộ thì toàn bộ mạng sẽ thuộc quyền quản lý của cơ quan đó. Đường đi của thông tin trên mạng Trong mạng cục bộ thông tin được đi theo con đường xác định bởi cấu trúc của mạng. Khi người ta xác định cấu trúc của mạng thì thông tin sẽ luôn luôn đi theo cấu trúc đã xác định đó. Còn với mạng diện rộng dữ liệu cấu trúc có thể phức tạp hơn nhiều do việc sử dụng các dịch vụ truyền dữ liệu.

Trong quá trình hoạt động các điểm nút có thể thay đổi đường đi của các thông tin khi phát hiện ra có trục trặc trên đường truyền hay khi phát hiện có quá nhiều thông tin cần truyền giữa hai điểm nút nào đó. Trên mạng diện rộng thông tin có thể có các con đường đi khác nhau, điều đó cho phép có thể sử dụng tối đa các năng lực của đường truyền hay nâng cao điều kiện an toàn trong truyền dữ liệu.