GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: MẠNG MÁY TÍNH (MÃ MÔN HỌC: MH14)

Đơn vị ban hành: Trường Cao đẳng Kỹ thuật Việt – Đức Hà Tĩnh (Ủy ban Nhân dân Tỉnh Hà Tĩnh)
Nghề đào tạo: Quản trị mạng máy tính
Trình độ đào tạo: Trung cấp
Năm ban hành: 2017


Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mạng máy tính (Mã môn học: MH14) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề Quản trị mạng máy tính, do Trường Cao đẳng Kỹ thuật Việt – Đức Hà Tĩnh biên soạn năm 2017. Trong khung chương trình đào tạo, môn học được xếp vào nhóm môn học cơ sở chuyên ngành và được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học chung cũng như các môn học cơ sở khối ngành.

Môn học có tổng thời lượng 90 giờ, bao gồm 45 giờ giảng dạy lý thuyết, 41 giờ thực hành/bài tập và 4 giờ dành cho công tác kiểm tra đánh giá. Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học hệ thống kiến thức và kỹ năng thực hành cơ bản:

  • Trình bày lịch sử hình thành, quá trình phát triển và các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của mạng máy tính.
  • Phân tích cấu trúc phân tầng của mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ giao thức TCP/IP.
  • Nhận biết, phân loại các kiến trúc tô pô mạng (hình sao, trục tuyến tính, hình vòng, kết nối hỗn hợp) và cơ chế truy nhập đường truyền vật lý.
  • Phân biệt các loại phương tiện truyền dẫn (cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang) và thiết bị ghép nối mạng (NIC, Repeater, Hub, Switch, Router, Modem, Multiplexor).
  • Thực hiện bấm đầu cáp mạng theo chuẩn kỹ thuật T568A và T568B; cài đặt cấu hình thông số mạng (địa chỉ IPv4 tĩnh, Subnet Mask, các dịch vụ chia sẻ) và kiểm tra thông mạng qua giao diện dòng lệnh.
  • Cài đặt và quản trị các chức năng cơ bản trên hệ điều hành mạng (Windows 2000 Server): quản lý tài khoản người dùng, thiết lập thông số bảo mật, chia sẻ tài nguyên và ánh xạ ổ đĩa mạng.
  • Tuân thủ quy trình an toàn lao động cho người và phương tiện kỹ thuật trong môi trường làm việc công nghệ thông tin.

Cấu trúc giáo trình được xây dựng theo trật tự logic gồm 6 chương lý thuyết kết hợp hệ thống bài tập thực hành, câu hỏi ôn tập cuối chương và phần bài tập nâng cao giải quyết vấn đề. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ các khái niệm nền tảng, mô hình kiến trúc chuẩn hóa, môi trường truyền dẫn vật lý cho đến các giao thức định tuyến liên mạng và kỹ thuật quản trị hệ điều hành mạng.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 6 chương nội dung chính với sự phân bổ thời lượng và khối lượng kiến thức cụ thể:

  • Chương 1: Tổng quan về công nghệ mạng máy tính (8 giờ: 6 LT, 2 TH): Trình bày lịch sử phát triển mạng từ hệ thống máy tính dùng bóng đèn điện tử và bìa đục lỗ thập niên 1950, kết nối thiết bị đầu cuối qua đường dây thoại thập niên 1960, hệ thống IBM 3270 năm 1971, hệ điều hành mạng cục bộ Arcnet của Datapoint Corporation năm 1977. Cung cấp định nghĩa mạng máy tính dựa trên tập hợp các máy tính độc lập (autonomous), môi trường truyền dẫn và quy ước truyền thông. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý (LAN, MAN, WAN, GAN), theo kỹ thuật chuyển mạch (chuyển mạch kênh, chuyển mạch thông báo, chuyển mạch gói, mạng tích hợp số ISDN) và giới thiệu mạng Intranet, Internet.
  • Chương 2: Mô hình hệ thống mở OSI (8 giờ: 7 LT, 1 TH): Phân tích mô hình 7 tầng do ISO công bố năm 1984: Tầng Vật lý (Physical), Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link), Tầng Mạng (Network), Tầng Vận chuyển (Transport), Tầng Giao dịch/Phiên (Session), Tầng Trình diễn (Presentation), và Tầng Ứng dụng (Application). Trình bày phương thức truyền dữ liệu có liên kết (connection-oriented) và không liên kết (connectionless); quy trình đóng gói dữ liệu (thêm Header, Trailer) và tách bỏ liên kết khi truyền nhận; 5 lớp giao thức tầng vận chuyển (từ Class 0 đến Class 4); cơ chế kiểm soát hội thoại bằng thẻ bài (Give Token, Please Token, Give Control) tại tầng phiên; các thực thể ứng dụng (AE) và khối dịch vụ ứng dụng (ASE, SAO).
  • Chương 3: Tô pô mạng (12 giờ: 7 LT, 4 TH, 1 KT): Mô tả các kiến trúc tô pô mạng cục bộ gồm mạng hình sao (Star), mạng trục tuyến tính (Bus), mạng hình vòng (Ring) và kết nối hỗn hợp (Mesh/Tree). Trình bày các giải thuật truy nhập đường truyền ngẫu nhiên: CSMA 1-kiên trì, CSMA không kiên trì, CSMA p-kiên trì; cơ chế đa truy nhập cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD) ứng dụng quy tắc "Nghe trước khi nói" (Listening Before Talking) và "Nghe trong khi nói" (Listening While Talking). Phân tích giải thuật điều khiển thẻ bài Token Bus (duy trì vòng logic) và Token Ring (vòng vật lý với cơ chế trạm chủ động xử lý lỗi mất thẻ bài hoặc thẻ bài bận quay vô hạn).
  • Chương 4: Cáp mạng và vật tải truyền (22 giờ: 8 LT, 13 TH, 1 KT): Phân tích thông số kỹ thuật của cáp xoắn đôi (UTP Cat 3/5, STP), cáp đồng trục (cáp gầy Thin Ethernet, cáp béo Thick Ethernet kèm Transceiver, cáp băng rộng Broadband Coaxial 4–300 kHz), cáp quang (Multimode 50 µm, Singlemode 8–10 µm). Trình bày chức năng các thiết bị: NIC, Repeater, Hub (thụ động, chủ động, thông minh), Switch, Modem, Multiplexor/Demultiplexor, Router. Hệ thống hóa các chuẩn mạng IEEE 802.3: 10BASE5 (băng thông 10 Mbps, khoảng cách đoạn 500 m, tối đa 100 trạm/đoạn), 10BASE2 (10 Mbps, 185 m, tối đa 30 trạm/đoạn), 10BASE-T (10 Mbps, 100 m qua cáp UTP), 10BASE-F và 100BASE-T. Hướng dẫn quy trình thực hành bấm cáp xoắn đôi theo chuẩn T568A và T568B.
  • Chương 5: Giới thiệu giao thức TCP/IP (25 giờ: 12 LT, 12 TH, 1 KT): Trình bày mô hình kiến trúc bộ giao thức TCP/IP; chức năng giao thức liên mạng IPv4 (cấu trúc gói, phân mảnh, hợp nhất và định tuyến IP); các giao thức điều khiển ICMP, giao thức phân giải địa chỉ ARP và RARP; nguyên lý làm việc của hai giao thức tầng giao vận là TCP (hướng liên kết) và UDP (không liên kết).
  • Chương 6: Hệ điều hành mạng (15 giờ: 5 LT, 10 TH): Hướng dẫn cài đặt hệ điều hành mạng trên nền Windows 2000 Server; quy trình tạo tài khoản người dùng, thiết lập thông số phân quyền, đăng ký máy trạm vào hệ thống Domain/Server, cấu hình chia sẻ tài nguyên tệp/máy in và ánh xạ thư mục mạng thành ổ đĩa logic (Map Network Drive).
  • Phần mở rộng và tài liệu tham khảo (trang 85–100): Cung cấp hệ thống các bài tập nâng cao, tình huống giải quyết vấn đề và danh mục tài liệu tham khảo phục vụ quá trình nghiên cứu mở rộng.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị cho người học 3 khối kiến thức nền tảng:

  1. Lý thuyết phân tầng mạng: Nguyên lý đóng gói/mở gói dữ liệu, cơ chế giao tiếp đồng tầng (ngang) và giao tiếp giữa các tầng kề nhau qua giao diện dịch vụ nguyên thủy trong mô hình 7 tầng OSI và mô hình TCP/IP.
  2. Kỹ thuật chuyển mạch và truy nhập kênh truyền: Bản chất cơ chế chuyển mạch gói so với chuyển mạch kênh và chuyển mạch thông báo; giải thuật phân định tranh chấp kênh truyền CSMA/CD và giải thuật truyền quyền điều khiển bằng thẻ bài (Token Passing).
  3. Quy chuẩn phương tiện truyền dẫn và thiết bị: Các thông số vật lý về suy hao tín hiệu, băng thông, khoảng cách giới hạn và cấu trúc phân đoạn mạng theo tiêu chuẩn quốc tế IEEE 802.3.

Kỹ năng phát triển

Thông qua các bài học lý thuyết và mô-đun bài tập thực hành, người học hoàn thiện các nhóm kỹ năng:

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện chính xác quy cách cáp mạng; thực hiện bấm đầu nối RJ45 theo chuẩn T568A, T568B để tạo cáp thẳng (Straight-through cable) và cáp chéo (Crossover cable); lắp đặt các thiết bị mạng Hub, Switch, Router vào mô hình mạng LAN; cài đặt dịch vụ mạng (File and Printer Sharing, Client for Microsoft Networks) và gán địa chỉ IP tĩnh trên máy trạm.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích sự phù hợp của các kiểu tô pô mạng (Star, Bus, Ring) đối với điều kiện địa lý và chi phí triển khai; so sánh hiệu suất chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh; xác định các nguy cơ xung đột tín hiệu và suy hao đường truyền.
  • Kỹ năng thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Sử dụng các công cụ dòng lệnh (Command Prompt/cmd) như công cụ kiểm tra kết nối để chẩn đoán trạng thái thông mạng; xử lý sự cố đứt gãy kết nối vật lý; quản trị tài khoản và phân quyền bảo mật dữ liệu người dùng trên môi trường mạng máy chủ doanh nghiệp.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình Mạng máy tính (MH14) được thiết kế theo phương pháp sư phạm tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành nghề nghiệp. Tỷ trọng thời gian thực hành và làm bài tập chiếm 45,5% tổng thời lượng (41/90 giờ), bảo đảm việc chuyển hóa các khái niệm lý thuyết trừu tượng thành thao tác kỹ thuật thực tế trên thiết bị phần cứng và phần mềm.

Hệ thống bài tập và thực hành trong giáo trình được chia thành các nhóm nội dung cụ thể:

  • Hệ thống câu hỏi ôn tập cuối chương: Đóng vai trò củng cố lý thuyết, yêu cầu sinh viên so sánh các kỹ thuật chuyển mạch, phân tích sự khác nhau giữa truyền dẫn đồng bộ và dị bộ tại tầng Vật lý, phân loại 5 lớp giao thức tầng Vận chuyển, hay tính toán chiều dài tối đa của các phân đoạn 10BASE5 và 10BASE2.
  • Bài thực hành đấu nối và cấu hình mạng (Bài thực hành số 1): Hướng dẫn tuần tự từng bước kỹ thuật bấm cáp UTP theo 8 chân màu tiêu chuẩn:
    • Chuẩn T568A: Pin 1 (Trắng xanh lá), Pin 2 (Xanh lá), Pin 3 (Trắng cam), Pin 4 (Xanh dương), Pin 5 (Trắng xanh dương), Pin 6 (Cam), Pin 7 (Trắng nâu), Pin 8 (Nâu).
    • Chuẩn T568B: Pin 1 (Trắng cam), Pin 2 (Cam), Pin 3 (Trắng xanh lá), Pin 4 (Xanh dương), Pin 5 (Trắng xanh dương), Pin 6 (Xanh lá), Pin 7 (Trắng nâu), Pin 8 (Nâu).
    • Hướng dẫn cấu hình thuộc tính kết nối trong giao diện My Network Places (cài đặt giao thức TCP/IP, Client for Microsoft Networks, File and Printer Sharing), khai báo địa chỉ IP tĩnh, Subnet Mask và kiểm tra thông mạng qua giao diện dòng lệnh DOS bằng lệnh gọi thực thi trong cmd.
  • Bài tập mở rộng và giải quyết vấn đề: Được bố trí từ trang 85 đến trang 100, tập trung vào việc xử lý các sự cố mạng thường gặp, tối ưu hóa lưu lượng và giải quyết các bài toán cấu hình quản trị hệ thống phức tạp.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập gồm 4 đợt kiểm tra định kỳ (được bố trí tại Chương III, Chương IV, Chương V và tổng kết môn) nhằm kiểm tra khả năng ghi nhớ lý thuyết, kỹ năng bấm cáp đúng chuẩn kỹ thuật và thao tác quản trị mạng trên máy trạm/máy chủ. Để tự học hiệu quả, người học cần đối chiếu các bảng thông số kỹ thuật chuẩn IEEE, thực hiện đầy đủ các bước thực hành trong phòng máy và trả lời hệ thống câu hỏi cuối mỗi bài học.


Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình thể hiện tính chuẩn mực học thuật thông qua việc trích xuất và hệ thống hóa các dữ liệu kỹ thuật từ các tiêu chuẩn quốc tế và nền tảng công nghệ mạng:

Tiêu chí kỹ thuật Chuẩn 10BASE5 Chuẩn 10BASE2 Chuẩn 10BASE-T Chuẩn 10BASE-F
Loại cáp truyền dẫn Cáp đồng trục béo (Thick Coaxial) Cáp đồng trục gầy (Thin Coaxial) Cáp xoắn đôi không bọc kim (UTP) Cáp sợi quang (Fiber Optic)
Tốc độ truyền dữ liệu 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps (có mở rộng 100BASE-T) 10 Mbps
Độ dài tối đa 1 phân đoạn 500 mét 185 mét 100 mét (từ Hub/Switch) 2.000 – 10.000 mét
Số trạm tối đa / phân đoạn 100 trạm 30 trạm Phụ thuộc số cổng của Hub Phụ thuộc thiết bị đầu cuối
Khoảng cách tối thiểu giữa 2 trạm $\ge$ 2,5 mét (bội số của 2,5 m) $\ge$ 0,5 mét Không áp dụng Không áp dụng
Đầu nối / Thiết bị ghép nối Transceiver & kẹp cáp béo Đầu nối BNC chữ T Giắc RJ45 (K45) Đầu nối quang chuyên dụng
Số phân đoạn kết nối tối đa 3 phân đoạn qua 2 Repeater 3 phân đoạn qua 2 Repeater Mở rộng theo phân tầng Hub Dùng làm đường trục (Backbone)

Bên cạnh bảng thông số kỹ thuật, giáo trình có các điểm nhấn nội dung quan trọng:

  1. Hệ thống hóa lịch sử công nghệ: Giáo trình ghi nhận chi tiết các mốc lịch sử như sự xuất hiện của hệ thống thiết bị đầu cuối IBM 3270 năm 1971 trong việc mở rộng tính toán từ xa; việc Datapoint Corporation phát hành hệ điều hành mạng thương mại Arcnet năm 1977; và việc ISO công bố chuẩn hóa mô hình OSI 7 tầng vào năm 1984.
  2. Chi tiết hóa giải thuật điều khiển đường truyền: Tài liệu trình bày rõ giải thuật toán học của 3 cơ chế CSMA (1-kiên trì với xác suất truyền $p=1$, không kiên trì và $p$-kiên trì với xác suất truyền $p < 1$), giải thích rõ nguyên lý chống nghẽn và xung đột dữ liệu trên đường truyền dùng chung.
  3. Liên kết thực tiễn quản trị hệ thống: Giáo trình hướng dẫn trực tiếp các quy trình quản trị tài khoản người dùng, thiết lập quyền hạn thư mục và map ổ đĩa mạng trên hệ điều hành Windows 2000 Server, phản ánh môi trường làm việc thực tế tại các phòng máy và xí nghiệp.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và kỹ thuật:

  • Học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp nghề Quản trị mạng máy tính: Là tài liệu học tập bắt buộc cho mô-đun MH14, cung cấp khối lượng kiến thức cơ sở ngành phục vụ các môn học chuyên sâu tiếp theo như Quản trị máy chủ, Thiết kế mạng LAN/WAN và Bảo mật hệ thống.
  • Sinh viên các ngành Công nghệ thông tin, Tin học ứng dụng: Sử dụng tài liệu như một học phần cơ sở để nắm bắt các khái niệm về truyền số liệu, cấu trúc gói tin và mô hình phân tầng mạng máy tính.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học chung (Tin học đại cương, Điện tử cơ bản) và nắm được nguyên lý hoạt động cơ bản của phần cứng máy tính cá nhân trước khi tham gia học tập mô-đun này.
  • Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Tài liệu đóng vai trò là khung chương trình chuẩn giúp giảng viên xây dựng giáo án lý thuyết 45 giờ, thiết kế các bài thí nghiệm bấm cáp, cấu hình phần cứng tại phòng thực hành mạng 41 giờ và tổ chức 4 giờ kiểm tra đánh giá định kỳ.
  • Kỹ thuật viên tự học và tra cứu: Kỹ thuật viên bảo trì mạng tại các cơ quan, xí nghiệp nhỏ có thể sử dụng giáo trình để tra cứu quy chuẩn bấm cáp T568A/T568B, các thông số kỹ thuật của chuẩn IEEE 802.3 hoặc quy trình phân quyền trên hệ điều hành mạng.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho người học trình độ Trung cấp nghề Quản trị mạng máy tính, đồng thời phù hợp với học sinh, sinh viên các khối ngành kỹ thuật công nghệ thông tin cần tài liệu nền tảng về mạng cục bộ và mô hình truyền thông.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức tin học văn phòng cơ bản, thao tác cài đặt phần mềm trên máy tính cá nhân và hiểu biết cơ bản về cấu trúc phần cứng máy tính (khe cắm mở rộng, cổng giao tiếp I/O).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình khác là gì?

Tài liệu tập trung vào việc mô tả thông số kỹ thuật chi tiết theo chuẩn IEEE 802.3 (độ dài phân đoạn, số trạm tối đa, khoảng cách trạm) và cung cấp các quy trình thực hành cụ thể (sơ đồ bấm 8 chân cáp xoắn đôi, thiết lập cấu hình IP tĩnh và các thuộc tính dịch vụ mạng Microsoft) gắn liền với môi trường quản trị mạng thực tế.

4. Làm sao để tự học hiệu quả với giáo trình?

Người học nên kết hợp đọc lý thuyết từng chương với việc trả lời toàn bộ câu hỏi ôn tập cuối bài; thực hành trực tiếp thao tác bấm cáp UTP theo 2 chuẩn T568A/T568B; sử dụng các công cụ dòng lệnh (như kiểm tra IP) trên máy tính cá nhân và giải các bài tập tình huống nâng cao tại trang 85–100.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?

Giáo trình tích hợp phần Các bài tập mở rộng, nâng cao và giải quyết vấn đề (từ trang 85) và danh mục Tài liệu tham khảo (trang 100) để người học tự mở rộng kiến thức chuyên sâu.


Kết luận

Giáo trình Mạng máy tính (Mã môn học: MH14) của Trường Cao đẳng Kỹ thuật Việt – Đức Hà Tĩnh là tài liệu mô tả đầy đủ cấu trúc kỹ thuật và phương pháp vận hành mạng máy tính ở cấp độ cơ sở chuyên ngành. Lộ trình đào tạo được xây dựng nhất quán qua 6 phân hệ kiến thức: từ tổng quan lịch sử, mô hình tham chiếu 7 tầng OSI, các dạng tô pô và cơ chế chia sẻ đường truyền CSMA/CD, các chuẩn cáp và thiết bị kết nối IEEE 802.3, bộ giao thức liên mạng TCP/IP cho đến kỹ thuật quản trị trên hệ điều hành mạng.

Tài liệu cung cấp nền tảng lý thuyết kết hợp hệ thống bài tập thực nghiệm bấm cáp và cấu hình hệ thống, hỗ trợ người học hình thành các kỹ năng kỹ thuật phục vụ trực tiếp cho hoạt động quản lý, vận hành và sửa chữa mạng tại các cơ quan, xí nghiệp.