THÔNG TIN THƯ MỤC VÀ MÔ TẢ GIÁO TRÌNH: MẠNG MÁY TÍNH (NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG)


Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Môn học: Mạng máy tính (Mã môn học: MH11) là tài liệu giảng dạy và học tập chính thức được ban hành kèm theo Quyết định số 368ĐT/QĐ-CĐXD1 ngày 10 tháng 8 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 trực thuộc Bộ Xây dựng. Giáo trình do tập thể giảng viên Bộ môn Tin học cơ sở biên soạn, với ThS. Lê Thị Lương đảm nhiệm vai trò chủ biên.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo ngành Công nghệ thông tin trình độ Cao đẳng, Mạng máy tính giữ vị trí là môn học cơ sở ngành bắt buộc. Môn học có tổng thời lượng đào tạo là 60 giờ, được phân bổ gồm 30 giờ lý thuyết; 27 giờ thực hành, thảo luận, bài tập; và 03 giờ kiểm tra đánh giá định kỳ.

Mục tiêu học tập tổng quát của giáo trình nhằm trang bị cho người học:

  • Kiến thức: Hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về mạng máy tính và truyền thông dữ liệu; nguyên lý kiến trúc phân tầng OSI và TCP/IP; vai trò, chức năng và thông số kỹ thuật của các thiết bị liên kết mạng; cấu trúc không gian địa chỉ IPv4 và nguyên lý thiết lập, định tuyến, vận hành mạng cục bộ (LAN) cũng như mạng diện rộng (WAN).
  • Kỹ năng: Thực hiện thành thạo quy trình bấm cáp mạng theo chuẩn quốc tế; thiết lập cấu hình địa chỉ IP trên máy trạm; tính toán chia mạng con (subnetting); kiểm tra thông mạch và kết nối; tổ chức chia sẻ dữ liệu và dùng chung thiết bị ngoại vi trong mạng nội bộ.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tác phong làm việc công nghiệp, tính kiên trì, kỹ năng tư duy logic và ý thức an toàn kỹ thuật trong môi trường công nghệ thông tin.

Cấu trúc giáo trình được thiết kế gồm 03 chương trọng tâm, tiếp cận từ mô hình lý thuyết truyền thông, khảo sát phần cứng/phương tiện truyền dẫn cho đến kỹ thuật cấu hình và triển khai mạng thực tế.


Nội dung kiến thức cốt lõi

MẠNG MÁY TÍNH (MH11 - 60 giờ)

Các chương và chủ đề chính

Nội dung học thuật của giáo trình được triển khai theo tiến trình logic từ tổng quan đến chi tiết, gồm 03 chương:

  1. Chương 1: Giới thiệu mạng máy tính và kiến trúc phân tầng (12 giờ: 6 LT - 5 TH - 1 KT)

    • Khái niệm mạng máy tính và phân loại theo phạm vi địa lý: Mạng cục bộ (LAN), Mạng đô thị (MAN, phạm vi vài km, hỗ trợ cáp quang lên đến 10 Gbps), Mạng diện rộng (WAN, kỹ thuật chuyển mạch gói qua Router).
    • Mô hình tham chiếu OSI 7 tầng (Open Systems Interconnection): Tầng Ứng dụng (Application), Trình diễn (Presentation - định dạng ASCII/EBCDIC, mã hóa, nén dữ liệu), Phiên (Session), Giao vận (Transport - kiểm soát luồng, truyền tin cậy với TCP/UDP, gán Port), Mạng (Network - định tuyến logic, đóng gói packet), Liên kết dữ liệu (Data Link - phân tầng LLC và MAC), Vật lý (Physical - thông số điện, cáp, điện áp).
    • Bộ giao thức TCP/IP 4 tầng: Tầng Ứng dụng (Application Layer), Tầng Vận chuyển (Transport Layer), Tầng Mạng (Internet Layer), Tầng Truy cập mạng (Network Access Layer).
  2. Chương 2: Một số thiết bị liên kết mạng (23 giờ: 12 LT - 10 TH - 1 KT)

    • Hệ thống phương tiện truyền dẫn: Cáp đồng trục (loại béo và loại gầy); cáp đôi dây xoắn gồm cáp chống nhiễu STP (Shielded Twisted-Pair, tốc độ lý thuyết 500 Mbps, thực tế 155 Mbps, cự ly 100m, đầu nối DB-9, RJ45) và cáp không chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted-Pair, cự ly tối đa 100m); cáp sợi quang truyền tín hiệu ánh sáng qua lõi thủy tinh/nhựa với tốc độ và khoảng cách vượt trội.
    • Các thiết bị mạng phần cứng: Bộ tập trung Hub (Hub đơn, modular, phân tầng; phân loại theo chức năng gồm Passive Hub và Active Hub); Bộ chuyển mạch Switch (thiết bị tầng 2, xử lý frame dựa vào bảng địa chỉ MAC, kỹ thuật chia nhỏ microsegment để triệt tiêu xung đột dữ liệu và cấp băng thông riêng 100 Mbps cho từng cổng); Bộ định tuyến Router (thiết bị tầng 3 liên kết các mạng LAN/WAN qua bảng chọn đường); Modem (bộ điều chế và giải điều chế tín hiệu số/tương tự theo các phương pháp AM, FM, PM); Card mạng NIC (Network Interface Card/LAN adapter).
    • Dụng cụ đấu nối và chuẩn cáp: Cấu tạo cáp 8 sợi xoắn 4 cặp màu (Cam/Trắng cam, Xanh lá/Trắng xanh lá, Xanh dương/Trắng xanh dương, Nâu/Trắng nâu); chuẩn bấm cáp TIA/EIA 568A và TIA/EIA 568B; quy trình 8 bước bấm cáp thẳng (kết nối 2 thiết bị khác loại như PC đến Switch) và cáp chéo (kết nối 2 thiết bị cùng loại như PC đến PC).
  3. Chương 3: Một số mạng thông dụng (25 giờ: 12 LT - 12 TH - 1 KT)

    • Cấu trúc liên kết mạng LAN (Network Topology): Mô hình mạng tuyến tính (Bus Topology dùng cáp trục chính và terminator), mô hình hình sao (Star Topology dùng Hub/Switch trung tâm), mô hình vòng (Ring Topology truyền thẻ bài Token), và các mô hình lai hỗn hợp (Star/Bus, Star/Ring).
    • Giao thức IP và không gian địa chỉ IPv4: Cấu trúc 32-bit nhị phân chia làm 4 octet biểu diễn ở dạng thập phân có dấu chấm; phân định phần mạng (Network ID) và phần máy (Host ID); quy ước 5 lớp địa chỉ IP (Lớp A: 1.0.0.0 – 126.0.0.0; Lớp B: 128.0.0.0 – 191.255.0.0; Lớp C: 192.0.0.0 – 223.255.255.0; Lớp D: 224.0.0.0 – 239.255.255.0 dùng Multicast; Lớp E: 240.0.0.0 – 255.255.255.0 dùng nghiên cứu); khái niệm địa chỉ mạng (phần host toàn bit 0) và địa chỉ quảng bá Broadcast (phần host toàn bit 1).
    • Kỹ thuật chia mạng con (Subnetting): Công thức mượn bit $2^k \ge m$ (với $m$ là số subnet cần tạo, $k$ là số bit mượn từ Host ID) và tính toán số máy khả dụng $2^n - 2$ (với $n$ là số bit còn lại của Host ID); thực hiện phép toán logic AND giữa địa chỉ IP và Subnet Mask để xác định Network Address.
    • Triển khai và cấu hình: Các bước gán IP tĩnh/động cho adapter mạng trên hệ điều hành Windows; sử dụng các tiện ích dòng lệnh CLI qua Command Prompt (cmd.exe) như ipconfig /all để tra cứu thông số mạng và lệnh ping để kiểm tra độ trễ/thông mạch; quy trình thiết lập chia sẻ tệp tin và thiết bị ngoại vi (máy in, loa) qua mạng LAN.
    • Khái quát mạng diện rộng WAN: Đặc điểm khoảng cách địa lý, nguyên lý chuyển mạch gói và kiến trúc End System.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết mạng dựa trên ba trụ cột kỹ thuật:

  • Lý thuyết phân tầng truyền thông dữ liệu: Phân tách chức năng truyền thông độc lập từ mức vật lý (Physical/Media) đến mức người dùng (Application) thông qua mô hình chuẩn OSI 7 tầng và TCP/IP 4 tầng.
  • Nguyên lý chuyển mạch và phân đoạn mạng: Cơ chế quản lý luồng dữ liệu tại Tầng 2 bằng cách học địa chỉ MAC và tạo vi phân đoạn (microsegmentation) nhằm thu nhỏ miền va chạm (Collision Domain), đối chiếu với cơ chế định tuyến gói tin tại Tầng 3 của Router.
  • Khung toán học và định lượng địa chỉ hóa logic: Nguyên lý toán nhị phân, phép tính logic AND, cấu trúc mặt nạ mạng con (Subnet Mask) và kỹ thuật phân bổ tài nguyên địa chỉ IPv4 không gian có lớp (Classful Addressing).

Kỹ năng phát triển

Người học hoàn thành chương trình sẽ hình thành các năng lực kỹ thuật cụ thể:

  • Kỹ năng phần cứng và thi công đấu nối: Thao tác chuẩn xác kìm bấm mạng, tuốt vỏ cáp, sắp xếp đúng thứ tự màu chuẩn A và B, bấm đầu nối RJ45, sử dụng máy test để kiểm tra lỗi đảo dây, hở mạch hoặc đứt sợi cáp.
  • Kỹ năng phân tích và tính toán logic: Khả năng tính toán phân bổ dải địa chỉ IP cho các phòng ban theo yêu cầu thực tế, xác định chính xác địa chỉ mạng, địa chỉ Broadcast, dải IP bắt đầu và dải IP kết thúc.
  • Kỹ năng vận hành và quản trị hệ thống cơ bản: Cấu hình thông số TCP/IPv4 trên giao diện hệ điều hành, vận hành các lệnh chẩn đoán sự cố mạng trên terminal (ipconfig, ping), và cấu hình phân quyền chia sẻ tài nguyên dữ liệu, thiết bị ngoại vi trong mạng nội bộ.

Phương pháp giảng dạy và học tập

PHÂN BỔ THỜI LƯỢNG MÔN HỌC (TỔNG CỘNG: 60 GIỜ)

Giáo trình áp dụng phương pháp tiếp cận sư phạm tích hợp lý thuyết gắn liền với rèn luyện kỹ năng thực hành nghề (chiếm 50% tổng quỹ thời gian đào tạo):

  • Tiếp cận sư phạm: Giảng viên truyền đạt lý thuyết nền tảng (cấu trúc mô hình OSI, định dạng gói tin, quy tắc phân lớp IP) trước khi tổ chức các buổi học thực nghiệm tại phòng máy. Mỗi chương đều đi kèm bảng tóm tắt "Hệ thống kiến thức", nêu rõ yêu cầu về lý thuyết, bài tập và công thức cần ghi nhớ.
  • Thực hành kỹ thuật: Người học được rèn luyện trực tiếp qua hệ thống bài tập thao tác:
    • Thực hành đấu nối dây cáp: Tuân thủ quy trình kỹ thuật 8 bước rõ ràng: (1) Cắt vỏ cáp khoảng 4 cm; (2) Gỡ xoắn và xếp thứ tự màu; (3) Đổi vị trí màu theo chuẩn T568A/B; (4) Xếp sát dây và cắt bằng đầu; (5) Đút dây sâu vào đầu hạt mạng RJ45 chạm lõi đồng; (6) Dùng kìm bấm dứt khoát; (7) Kiểm tra lá đồng tiếp xúc; (8) Cắm kiểm tra thông mạch qua bộ test cáp.
    • Thực hành tính toán địa chỉ mạng: Các bài tập chia mạng con cho doanh nghiệp/phòng ban cụ thể (ví dụ: bài toán phân bổ dải mạng 192.168.1.0/24 thành 3 mạng con khả dụng, mượn 2 bit host để tạo bước nhảy bước mạng con với subnet mask 255.255.255.192).
    • Thực hành cấu hình phần mềm: Các bước thao tác trên hệ điều hành từ Windows 7 trở lên (Local Area Connection/Ethernet Properties $\rightarrow$ Internet Protocol Version 4 TCP/IPv4 $\rightarrow$ nhập IP tĩnh, Default Gateway, Subnet Mask).
  • Phương pháp đánh giá: Gồm 3 bài kiểm tra định kỳ (mỗi chương 1 giờ kiểm tra), phối hợp giữa câu hỏi kiểm tra lý thuyết (chức năng các tầng, nhận diện thiết bị, phân biệt loại cáp STP/UTP) và bài kiểm tra kỹ năng thao tác thực hành (bấm dây cáp mạng đúng chuẩn, giải bài toán chia IP, cấu hình chia sẻ tài nguyên).
  • Hướng dẫn tự học: Cuối mỗi chương, giáo trình cung cấp hệ thống câu hỏi ôn tập và bài tập tình huống để người học tự củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng giải quyết bài toán mạng.

Điểm nổi bật và cập nhật

Căn cứ theo đề cương và lời nói đầu của hội đồng biên soạn Bộ môn Tin học cơ sở, giáo trình tích hợp các nội dung bổ sung và cập nhật:

  • Bổ sung nội dung kỹ thuật mới: So với các tài liệu giảng dạy trước đây tại cơ sở đào tạo, giáo trình bổ sung các kiến thức chuyên sâu về công nghệ cáp quang, các thông số tốc độ mạng hiện đại đạt từ 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps đến 100 Gbps, cũng như kỹ thuật chuyển mạch tốc độ cao (Fast Ethernet Switch).
  • Chi tiết hóa cơ chế hoạt động của thiết bị Tầng 2: Giáo trình làm rõ nguyên lý hoạt động của Switch thông qua bảng địa chỉ MAC, cơ chế chuyển mạch frame trên mạch ảo giữa hai cổng, và vai trò của kỹ thuật microsegmentation trong việc mở rộng băng thông độc lập và xóa bỏ xung đột mạng so với cơ chế chia sẻ băng thông của Hub truyền thống.
  • Chuẩn hóa quy trình thực hành theo tiêu chuẩn công nghiệp: Toàn bộ nội dung đấu nối cáp mạng được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế TIA/EIA 568A và TIA/EIA 568B, sử dụng các dụng cụ chuyên dụng (kìm bấm Cat5/Cat6, máy test cáp).
  • Tích hợp môi trường hệ điều hành thực tế: Giáo trình cập nhật hướng dẫn cấu hình card mạng và chia sẻ tài nguyên trực tiếp trên các hệ điều hành phổ biến (Windows 7 trở lên), gắn liền lý thuyết mô hình OSI với các thành phần thực tế trong giao diện hệ điều hành (Network Client, Adapter Driver, Network Protocol).

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình Mạng máy tính được thiết kế cho các nhóm đối tượng học thuật cụ thể:

  • Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên hệ Cao đẳng ngành Công nghệ thông tin tại Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 và sinh viên các trường cao đẳng, trung cấp khối ngành kỹ thuật công nghệ có môn học Mạng máy tính trong chương trình đào tạo.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành học phần Tin học cơ sở hoặc Tin học đại cương; nắm vững thao tác sử dụng hệ điều hành máy tính, hệ số nhị phân và các phép toán logic cơ bản.
  • Giảng viên và cơ sở đào tạo: Làm tài liệu giảng dạy chuẩn theo khung 60 giờ học, cung cấp đề cương chi tiết, bảng phân bổ thời lượng lý thuyết/thực hành và ngân hàng câu hỏi bài tập, hỗ trợ xây dựng giáo án và bài kiểm tra đánh giá.
  • Người tự học và kỹ thuật viên: Dành cho kỹ thuật viên bảo trì máy tính, người quản trị mạng văn phòng quy mô nhỏ cần tài liệu tra cứu các bảng mã màu bấm cáp, phân lớp địa chỉ IPv4, công thức chia mạng con và các lệnh chẩn đoán mạng cơ bản.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo trình này được biên soạn cho đối tượng nào?
  2. Môn học đòi hỏi những kiến thức nền tảng nào trước khi bắt đầu?
  3. Cấu trúc nội dung giáo trình có gì khác biệt?
  4. Phương pháp tự học và rèn luyện kỹ năng thực hành theo giáo trình?
  5. Giáo trình có các công cụ kiểm tra và tài liệu bài tập đi kèm không?

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên trình độ Cao đẳng ngành Công nghệ thông tin theo khung chương trình môn học cơ sở ngành MH11 của Trường Cao đẳng Xây dựng số 1, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho người học kỹ thuật mạng cơ bản.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức tin học cơ sở, có kỹ năng sử dụng máy tính căn bản, hiểu về hệ thống số đếm nhị phân (0 và 1), các phép toán logic cơ bản và cấu trúc phần cứng máy tính để tiếp thu các nội dung về địa chỉ IP, mô hình OSI và các thiết bị liên kết mạng.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết thuần túy?

Giáo trình phân bổ thời lượng thực hành, bài tập và kiểm tra chiếm 50% (30/60 giờ). Mọi khái niệm lý thuyết (như tầng Data Link, Network) đều gắn với các hướng dẫn kỹ thuật chi tiết như quy trình 8 bước bấm cáp mạng, bảng phân chia dải IP từng bước và câu lệnh CLI trên hệ điều hành thực tế.

4. Làm sao để tự học và rèn luyện kỹ năng hiệu quả qua giáo trình?

Người học nên học tuần tự theo tiến trình 3 chương: nắm vững mô hình OSI/TCP/IP ở Chương 1; thực hành bấm cáp chuẩn A/B và phân biệt thiết bị ở Chương 2; giải các bài tập toán chia subnet và thực hành cấu hình IP, lệnh ping, ipconfig trên máy tính ở Chương 3.

5. Có tài liệu bổ trợ và công cụ thực hành nào kèm theo?

Cuối mỗi chương đều có mục "Hệ thống kiến thức" tóm tắt công thức, yêu cầu lý thuyết và danh mục bài tập thực hành. Để thực hành, người học cần chuẩn bị kìm bấm mạng, hạt mạng RJ45, cáp UTP/STP, bộ test cáp và máy vi tính cài đặt hệ điều hành Windows để thao tác cấu hình mạng LAN.


Kết luận

Giáo trình Môn học: Mạng máy tính (Mã môn: MH11) của Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 cung cấp một khung chương trình đào tạo chuẩn hóa, kết hợp cân bằng giữa nền tảng lý thuyết truyền thông dữ liệu và năng lực thực hành kỹ thuật mạng. Toàn bộ nội dung giáo trình được tổ chức tuần tự theo lộ trình 60 giờ học, dẫn dắt người học từ các mô hình tham chiếu kinh điển (OSI, TCP/IP), phân tích phần cứng truyền dẫn (cáp, Hub, Switch, Router, Modem), đến kỹ năng thực thi cấu hình địa chỉ IP, chia mạng con và vận hành mạng cục bộ LAN. Giáo trình là tài liệu học thuật cơ sở, đáp ứng yêu cầu giảng dạy và đào tạo nguồn nhân lực ngành Công nghệ thông tin trình độ Cao đẳng.