Luận văn: Thiết kế và lắp đặt mạng LAN không dây cho công ty - Dương Anh Tú

Lắp đặt mạng LAN không dây LVTN chất lượng cao cho mọi nhu cầu sử dụng. Đảm bảo kết nối ổn định, tốc độ nhanh chóng và dịch vụ chuyên nghiệp từ đội ngũ kỹ

• Tác giả: Dương Anh Tú
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Hoàng Xuân Lâm
• Trường học: Trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Thiết kế mạng LAN không dây cho công ty
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về lắp đặt mạng LAN không dây LVTN

Lắp đặt mạng LAN không dây LVTN là quá trình triển khai hệ thống truyền dẫn dữ liệu không dây trong môi trường doanh nghiệp. LVTN (Local Virtual Technology Network) kết hợp công nghệ WLAN tiên tiến để cung cấp kết nối ổn định cho thiết bị di động. Quá trình này bao gồm khảo sát vị trí, lựa chọn thiết bị phù hợp, cấu hình mạng và kiểm tra hiệu suất. Mạng không dây LVTN cho phép nhân viên truy cập tài nguyên nội bộ mọi lúc mọi nơi, nâng cao năng suất làm việc. Điểm mạnh của hệ thống là khả năng mở rộng linh hoạt, phù hợp với doanh nghiệp có nhu cầu kết nối đa dạng thiết bị. Việc lắp đặt đòi hỏi kỹ thuật viên am hiểu về chuẩn mạng, băng tần và giao thức truyền thông.

1.1. Đặc điểm kỹ thuật của mạng LAN không dây

Mạng LAN không dây LVTN sử dụng chuẩn IEEE 802.11ac/ax với băng tần 2.4GHz và 5GHz. Tốc độ truyền tải đạt tối đa 1.3Gbps (802.11ac) và 9.6Gbps (802.11ax). Độ trễ thấp dưới 10ms, phù hợp cho ứng dụng thời gian thực. Công nghệ MU-MIMO cho phép truyền dữ liệu đồng thời đến nhiều thiết bị. Hỗ trợ băng thông rộng 160MHz tăng cường hiệu suất. Tính năng beamforming định hướng tín hiệu đến thiết bị nhận, cải thiện phạm vi phủ sóng. Hệ thống tuân thủ tiêu chuẩn bảo mật WPA3 Enterprise.

1.2. Lợi ích khi triển khai mạng LVTN

Triển khai mạng LVTN giúp doanh nghiệp giảm chi phí lắp đặt hạ tầng dây. Hệ thống hỗ trợ hàng trăm thiết bị kết nối đồng thời mà không gây xung đột. Khả năng di động cao giúp nhân viên truy cập dữ liệu mọi lúc mọi nơi. Tính năng quản lý tập trung qua giao diện web đơn giản. Hỗ trợ VoIP và hội nghị truyền hình không gián đoạn. Dễ dàng nâng cấp phần cứng khi nhu cầu mở rộng. Giảm thiểu sự cố do đứt cáp hoặc lỗi kết nối vật lý. Tương thích với hầu hết thiết bị di động hiện đại.

II. Phân tích vấn đề khi triển khai mạng không dây LVTN

Triển khai mạng LAN không dây LVTN gặp nhiều thách thức kỹ thuật cần khắc phục. Vấn đề nhiễu sóng từ môi trường xung quanh ảnh hưởng đến chất lượng kết nối. Khoảng cách xa giữa thiết bị phát và thu dẫn đến suy giảm tín hiệu. Tắc nghẽn băng thông khi nhiều thiết bị kết nối cùng lúc gây giảm tốc độ. Vấn đề bảo mật mạng dễ bị tấn công nếu cấu hình không đúng. Sự cố mất kết nối thường xuyên ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Khó khăn trong quản lý băng tần khi có nhiều mạng lân cận. Yêu cầu kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao để vận hành hệ thống.

2.1. Nguyên nhân gây nhiễu sóng

Nhiễu sóng trong mạng LVTN xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau. Thiết bị điện tử như lò vi sóng, điện thoại không dây phát ra sóng 2.4GHz gây nhiễu. Các bức tường dày, vật liệu kim loại phản xạ sóng dẫn đến suy giảm tín hiệu. Các mạng WLAN lân cận sử dụng cùng kênh truyền gây xung đột. Nhiễu điện từ từ đường dây điện cao thế ảnh hưởng đến chất lượng sóng. Thiết bị phát sóng mạnh trong phạm vi lân cận gây nhiễu chéo. Sóng Bluetooth từ thiết bị ngoại vi cũng là nguồn gây nhiễu phổ biến.

2.2. Rủi ro bảo mật mạng không dây

Mạng LVTN dễ bị tấn công nếu không áp dụng biện pháp bảo mật phù hợp. Kẻ tấn công có thể chiếm quyền truy cập bằng cách dò mật khẩu. Mạng mở không mật khẩu cho phép bất kỳ ai kết nối. Các điểm truy cập giả mạo (Rogue AP) đánh lừa người dùng cung cấp thông tin. Tấn công MITM (Man-in-the-Middle) chặn dữ liệu truyền tải. Lỗ hổng trong giao thức WEP dễ bị bẻ khóa. Thiếu cập nhật firmware cho thiết bị mạng tạo khe hở bảo mật. Không áp dụng tường lửa và hệ thống phát hiện xâm nhập.

III. Phương pháp lắp đặt mạng LAN không dây LVTN hiệu quả

Lắp đặt mạng LVTN đạt hiệu suất cao đòi hỏi quy trình chuyên nghiệp. Bước đầu tiên là khảo sát vị trí lắp đặt bằng phần mềm chuyên dụng. Lựa chọn điểm truy cập (AP) phù hợp với diện tích và nhu cầu sử dụng. Cấu hình băng tần 2.4GHz cho thiết bị cũ, 5GHz cho thiết bị mới. Sử dụng chuẩn 802.11ax để tối ưu hiệu suất mạng. Triển khai cơ chế QoS điều tiết băng thông ưu tiên ứng dụng quan trọng. Áp dụng bảo mật WPA3 Enterprise với xác thực 802.1X. Cấu hình mạng VLAN tách biệt lưu lượng dữ liệu. Kiểm tra tín hiệu bằng thiết bị đo chuyên dụng trước khi triển khai.

3.1. Quy trình lắp đặt thiết bị phần cứng

Thiết bị phần cứng bao gồm điểm truy cập (AP), switch quản lý, bộ định tuyến. AP được lắp đặt tại vị trí trung tâm, cách trần nhà 30-50cm. Sử dụng giá đỡ tường hoặc trần phù hợp môi trường. Cáp mạng Cat6 kết nối AP với switch quản lý. Cấu hình địa chỉ IP tĩnh cho AP để quản lý dễ dàng. Đặt mật khẩu quản trị phức tạp cho thiết bị. Kiểm tra nguồn điện và kết nối mạng trước khi bật AP. Đảm bảo hệ thống làm mát hoạt động ổn định. Lắp đặt hệ thống chống sét cho thiết bị ngoài trời nếu cần.

3.2. Cấu hình phần mềm và kiểm tra hiệu suất

Cấu hình mạng thông qua giao diện quản trị web của thiết bị. Thiết lập SSID ẩn hoặc hiển thị tùy nhu cầu bảo mật. Áp dụng cơ chế WPA3-Enterprise với chứng chỉ RADIUS. Cấu hình VLAN tách biệt lưu lượng VoIP, dữ liệu, khách. Triển khai cơ chế QoS ưu tiên băng thông cho video conference. Kiểm tra tốc độ truyền tải bằng phần mềm đo lường chuyên dụng. Đo độ trễ và mất gói tin trong điều kiện tải cao. Tối ưu kênh truyền bằng cách chọn kênh không nhiễu. Thực hiện test penetration để phát hiện lỗ hổng bảo mật.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn mạng LVTN

Lắp đặt mạng LAN không dây LVTN mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho doanh nghiệp. Hệ thống cung cấp kết nối ổn định, tốc độ cao cho mọi thiết bị di động. Khả năng mở rộng linh hoạt đáp ứng nhu cầu phát triển của tổ chức. Tính bảo mật cao giúp bảo vệ dữ liệu quan trọng khỏi tấn công mạng. Chi phí triển khai thấp hơn so với hệ thống có dây truyền thống. Mạng LVTN phù hợp cho văn phòng, trường học, bệnh viện, nhà hàng. Việc bảo trì định kỳ đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định lâu dài. Doanh nghiệp nên lựa chọn nhà cung cấp uy tín để triển khai hệ thống.

4.1. Hướng dẫn bảo trì mạng LVTN

Bảo trì định kỳ giúp duy trì hiệu suất mạng LVTN ổn định. Kiểm tra tín hiệu và vị trí AP mỗi 3 tháng bằng phần mềm chuyên dụng. Cập nhật firmware mới nhất cho tất cả thiết bị mạng. Kiểm tra và thay thế pin dự phòng cho AP nếu cần. Vệ sinh định kỳ thiết bị để tránh bụi bẩn gây quá nhiệt. Kiểm tra cấu hình bảo mật và thay đổi mật khẩu quản trị định kỳ. Theo dõi nhật ký hệ thống phát hiện sự cố bất thường. Đào tạo nhân viên vận hành hệ thống đúng cách. Lập kế hoạch nâng cấp phần cứng khi cần thiết.

4.2. Xu hướng phát triển mạng không dây tương lai

Mạng LVTN sẽ tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến trong tương lai. Chuẩn 802.11be (Wi-Fi 7) cung cấp tốc độ lên tới 46Gbps. Công nghệ AI điều khiển thông minh quản lý mạng tự động. Hỗ trợ 6GHz băng thông rộng cho ít nhiễu hơn. Tích hợp IoT quản lý thiết bị thông minh trong tòa nhà. Sử dụng mạng mesh cho phạm vi phủ sóng rộng hơn. Áp dụng blockchain cho bảo mật mạng phi tập trung. Phát triển mạng 6G với tốc độ siêu cao trong tương lai. Doanh nghiệp cần theo dõi xu hướng để nâng cấp hệ thống kịp thời.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU 1. Sự ra đời và phát triển của mạng máy tính 1. Sự ra đời của các mạng LAN (có dây) Vào thời gian trước khi những máy tính cá nhân xuất hiện, một máy tính trung tâm chiếm trọn 1 căn phòng, người dùng truy nhập máy tính trung tâm thông qua thiết bị đầu cuối kết nối với máy tính trung tâm bằng cáp truyền dữ liệu tốc độ thấp. Cuối những năm 60, do nhu cầu tăng tốc độ truyền, phòng thì nghiệm Lawrence Berkeley thuộc bộ năng lượng Mỹ đã nghiên cứu và đưa ra báo cáo chi tiết vào năm 1970 về mạng lưới máy tính.

Mạng cục bộ LAN đầu tiên đã được tạo ra vào cuối những năm 1970 thông qua cáp truyền tốc độ cao giữa vài máy tính trung tâm lớn đặt cùng một chỗ. Các nhà phát triển hệ điều hành cho mạng này bắt đầu cạnh tranh nhau trong đó Ethernet và ARCNET được biết đến nhiều nhất. Ethernet được Xerox PARC phát triển trong giai đoạn 1973-1975 và đã được cấp bằng sáng chế năm 1976 sau khi hệ thống này đã được triển khai tại PARC đồng thời Metcalfe và Boggs xuất bản bài báo "Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks" mở ra một hướng đi rõ ràng hơn cho mạng LAN. ARCNET được phát triển bởi công ty Datapoint năm 1976, tháng 12 năm 1977 nó được áp dụng cho ngân hàng Chase Manhattan ở New York.

Như vậy, năm 1977, công ty Datapoint đã bắt đầu bán hệ điều hành mạng của mình là "Attached Resource Computer Network" (hay gọi tắt là Arcnet) ra thị trường. Mạng Arcnet cho phép liên kết các máy tính và các trạm đầu cuối lại bằng dây cáp mạng. Arcnet đã trở thành hệ điều hành mạng LAN đầu tiên. Sự ra đời của mạng Internet Tiền thân của mạng Internet ngày nay là mạng ARPANET, đó chính là mạng liên khu vực (Wide Area Network - WAN) đầu tiên được xây dựng.

ARPANET thuộc bộ quốc phòng Mỹ liên kết 4 địa điểm đầu tiên vào tháng 7 1 năm 1969 bao gồm: Viện nghiên cứu Stanford, Đại học California, Los Angeles, Đại học Utah và Đại học California, Santa Barbara. Thuật ngữ "Internet" xuất hiện lần đầu vào khoảng năm 1974, lúc đó mạng vẫn được gọi là ARPANET. Đến năm 1983, giao thức TCP/IP chính thức được coi như một chuẩn đối với lĩnh vực quân sự Mỹ. Mạng ARPANET và giao thức TCP/IP đã trở thành dấu mốc cho mạng Internet ra đời.

Năm 1984, ARPANET được chia ra thành hai phần: phần thứ nhất vẫn được gọi là ARPANET, dành cho việc nghiên cứu và phát triển; phần thứ hai được gọi là MILNET, là mạng dùng cho các mục đích quân sự. Vào giữa thập niên 1980 khi tổ chức khoa học quốc gia Mỹ NSF thành lập mạng liên kết các trung tâm máy tính lớn với nhau gọi là NSFNET. Nhiều doanh nghiệp đã chuyển từ ARPANET sang NSFNET và do đó sau gần 20 năm hoạt động, ARPANET không còn hiệu quả đã ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990. Sự hình thành mạng xương sống của NSFNET và những mạng vùng khác đã tạo ra một môi trường thuận lợi cho sự phát triển của Internet.

Tới năm 1995, NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu còn Internet thì vẫn tiếp tục phát triển. Internet được xem là mạng của các mạng mà thực chất là mạng của các mạng LAN thông qua các mạng WAN hoặc các mạng truyền thông khác. Các quốc gia có kết nối mạng Internet toàn cầu thường xây dựng mạng đường trục tốc độ cao, là một hệ thống mạng liên kết có tốc độ truyền cực cao so với tốc độ truyền của hệ thống mạng thông thường. Ngày nay, Internet đã trở thành mạng máy tính toàn cầu, xuất hiện trong mọi lĩnh vực thương mại, chính trị, quân sự, nghiên cứu, giáo dục, văn hoá, xã hội,.

Mạng được kết nối với nhau dựa trên bộ giao thức trao đổi số liệu TCP/IP, đó là ngôn ngữ chung để cho tất cả các máy tính khác nhau kết nối trên mạng có thể "nói chuyện" được với nhau. 2 Các dịch vụ dựa trên nền tảng Internet ngày càng phát triển mạnh. Sản phẩm chính mà Internet cung cấp cho người dùng là thông tin. Thông tin thường ở dạng tệp lưu trữ trong các máy tính chủ, máy tính cung cấp dịch vụ, và có thể trình bày bằng nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào loại dịch vụ của Internet được sử dụng.

Các dịch vụ trên Internet thường được tổ chức theo mô hình quan hệ Client - Server (khách - chủ) nhằm phân phối quá trình xử lý giữa máy tính của người sử dụng (client) và máy tính chủ (server). Một số dịch vụ chính hiện đang được sử dụng trên Internet như: WWW, Email, FTP, đăng nhập từ xa,… 1. Sự ra đời của các mạng LAN không dây - WLAN Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sản xuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900Mhz. Những giải pháp này (không được thống nhất giữa các nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn nhiều so với tốc độ 10Mbps của hầu hết các mạng sử dụng cáp hiện thời.

Mạng WLAN có 2 kiểu cơ bản đó là Ad-hoc và Infrastructure. Với kiểu Ad-hoc thì mỗi máy tính trong mạng giao tiếp trực tiếp với nhau thông qua các thiết bị Card mạng không dây mà không dùng đến các thiết bị định tuyến (Wireless Router) hay thu phát không dây (Wireless Access Point). Kiểu Infrastructure thì các máy tính trong hệ thống mạng sử dụng một hoặc nhiều các thiết bị định tuyến hay thiết bị thu phát để thực hiện các hoạt động trao đổi dữ liệu với nhau và các hoạt động khác. Mạng WLAN có cấu trúc kiểu Infrastructure có thể được coi là mạng LAN có phần mở rộng không dây.

Năm 1992, những nhà sản xuất bắt đầu bán những sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2. Mặc dù những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhưng chúng vẫn là những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất mà không được công bố rộng rãi. Sự cần thiết cho việc hoạt động thống nhất giữa các 3 thiết bị ở những dải tần số khác nhau đã dẫn đến một số tổ chức bắt đầu phát triển ra những chuẩn mạng không dây chung. Năm 1997, IEEE đã phê chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11, và cũng được biết với tên gọi WIFI cho các mạng WLAN.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có phương pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.

Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802. Và những thiết bị WLAN dựa trên chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội. Các thiết bị WLAN 802.11b truyền phát ở tần số 2.4Ghz, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 11Mbps.11b được tạo ra nhằm cung cấp những đặc điểm về tính hiệu dụng, thông lượng (throughput) và bảo mật tương đương với mạng LAN có dây. Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g có thể truyền nhận thông tin ở cả hai dải tần 2.4Ghz và 5Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54Mbps.

Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể tương thích ngược với các thiết bị chuẩn 802. Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ 108Mbps-300Mbps. Như vậy, chuẩn 802.11 là một chuẩn chung dành cho mạng LAN không dây. Thực ra có nhiều chuẩn khác nhau cho mạng LAN không dây.

Dưới đây là thống kê một số chuẩn được dùng rộng rãi trong thực tế: 802. Đây là chuẩn sơ khai của mạng không dây, nó mô tả cách truyền thông trong mạng không dây sử dụng các phương thức như DSSS (trải phổ chuỗi trực tiếp), FHSS (trải phổ nhảy tần), infrared (hồng ngoại). Tốc độ hoạt động tối đa là 2 Mbps, hoạt động trong băng tần 2.11b: Đây là một chuẩn mở rộng của chuẩn 802.11, cải tiến DSSS để tăng băng thông lên 11 Mbps, nó cũng hoạt động ở băng tần 2.4 GHz và tương thích ngược với chuẩn 802. Chuẩn này trước đây được sử dụng rộng rãi 4 trong mạng WLAN nhưng hiện nay thì các chuẩn mới với tốc độ cao hơn như 802.11g có giá thành ngày càng hạ đã dần thay thế 802.11a: Chuẩn này sử dụng băng tần 5 GHz UNII (Unlicenced National Information Infrastructure) nên nó sẽ không giao tiếp được với chuẩn 802.

Tốc độ của nó lên đến 54 Mbps vì nó sử dụng công nghệ OFDM. Chuẩn này rất thích hợp khi muốn sử dụng mạng không dây tốc độ cao trong môi trường có nhiều thiết bị hoạt động ở băng tần 2.4 Ghz vì nó không gây nhiễu với các hệ thống này.11g: Chuẩn này hoạt động ở băng tần 2.4 GHz, sử dụng công nghệ OFDM nên có tốc độ lên đến 54 Mbps (nhưng không giao tiếp được với 802.11a vì khác tần số hoạt động). Nó cũng tương thích ngược với chuẩn 802.11b vì có hỗ trợ thêm DSSS (và hoạt động cùng tần số). Điều này làm cho việc nâng cấp mạng không dây từ thiết bị 802.

Trong môi trường vừa có cả thiết bị 802.11g thì tốc độ sẽ bị giảm đáng kể vì 802.11b không hiểu được OFDM và chỉ hoạt động ở tốc độ thấp.11e: Đây là chuẩn bổ sung cho chuẩn 802.11 cũ, nó định nghĩa thêm các mở rộng về chất lượng dịch vụ (QoS) nên rất thích hợp cho các ứng dụng multimedia như voice, video.11f: Được phê chuẩn năm 2003. Đây là chuẩn định nghĩa giao thức cho các AP giao tiếp với nhau khi một MH chuyển vùng (roaming) từ vùng này sang vùng khác. Chuẩn này còn được gọi là IAPP. Chuẩn này cho phép một AP có thể phát hiện được sự hiện diện của các AP khác cũng như cho phép AP “chuyển giao” MH sang AP mới (khi roaming), điều này giúp cho quá trình roaming được thực hiện một cách thông suốt.11i: Là một chuẩn về bảo mật, nó bổ sung cho các yếu điểm của WEP trong chuẩn 802.

Chuẩn này sử dụng các giao thức như giao thức xác thực dựa trên cổng 802.1X, và một thuật toán mã hóa đó là thuật toán AES, thuật toán này sẽ thay thế cho thuật toán RC4 được sử dụng trong WEP.11h: Chuẩn này cho phép các thiết bị 802.11a tuân theo các quy tắc về băng tần 5 GHz ở Châu Âu. Nó mô tả các cơ chế như tự động chọn tần số (DFS) và điều khiển công suất truyền (TPC) để thích hợp với các quy tắc về tần số và công suất ở Châu Âu.11j: Được phê chuẩn tháng 11/2004 cho phép mạng 802.11 tuân theo các quy tắc về tần số ở băng tần 4.9 Ghz và 5 Ghz ở Nhật Bản.11d: Chuẩn này chỉnh sửa lớp MAC của 802.11 cho phép máy trạm sử dụng FHSS có nhằm tối ưu các tham số lớp vật lý để tuân theo các quy tắc của các nước khác nhau nơi mà nó được sử dụng.