Giáo trình thiết kế mạng lan nghề kỹ thuật sửa chữa lắp ráp máy tính cao đẳng phần 1

Giáo trình thiết kế mạng LAN cho nghề kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính trình độ cao đẳng. Phần 1: Kiến thức cơ bản về mạng LAN.

• Tác giả: Đặng Minh Ngọc
• Trường học: Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam - Hàn Quốc
• Chuyên ngành: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính
• Đề tài: Thiết Kế Mạng Lan
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. Bài 1 Tổng quan về thiết kế mạng
• 1.1. Tiến trình xây dựng mạng
• 2. Bài 2 Mạng Lan và thiết bị mạng Lan
• 2.1. Các chuẩn mạng cục bộ
• 2.2. Cơ sở về bộ chuyển mạch
• 2.3. Cơ sở về bộ định tuyến
• 3. Bài 3 Thiết kế mạng Lan
• 3.1. Các yêu cầu thiết kế
• 3.2. Qui trình thiết kế mạng
• 3.3. Hồ sơ thiết kế mạng
• 4. Bài 4 Thi công công trình mạng
• 4.1. Đọc bản vẽ
• 4.2. Các kỹ thuật thi công công trình mạng
• 4.3. Giám sát thi công mạng
• 5. Bài 5 Cài đặt hệ thống mạng
• 5.1. Cài đặt hệ điều hành mạng
• 5.2. Cài đặt giao thức mạng
• 5.3. Cài đặt các dịch vụ mạng
• 5.4. Cấu hình bảo mật
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giáo Trình Thiết Kế Mạng LAN Cao Đẳng P1

Chào mừng đến với phần 1 của giáo trình thiết kế mạng LAN cao đẳng. Giáo trình này cung cấp kiến thức nền tảng và kỹ năng thực hành để thiết kế mạng cục bộ hiệu quả. Mục tiêu của giáo trình là trang bị cho sinh viên cao đẳng nghề những kiến thức về mạng máy tính, cách xây dựng mạng quy mô nhỏ và lớn trong doanh nghiệp, các kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực kinh doanh cũng nhƣ đời sống. Giáo trình này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các nghề khác quan tâm đến lĩnh vực này. Theo Đặng Minh Ngọc, chủ biên giáo trình, 'Mạng LAN được sử dụng rộng rãi và phổ biến, các sở, ban ngành, cơ quan, xí nghiệp đều lắp đặt hệ thống quản trị mạng'. Giáo trình này sẽ đi sâu vào các khái niệm cơ bản, kiến trúc mạng, giao thức, và các thiết bị mạng, giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan và vững chắc về thiết kế mạng LAN.

1.1. Lịch Sử và Ý Nghĩa của Mạng Máy Tính

Mạng máy tính ra đời từ giữa những năm 1960 với các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính. Đến năm 1977, công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trường hệ điều hành mạng của mình là “Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối lại bằng dây cáp mạng, và đó đánh dấu sự ra đời đầu tiên của mạng máy tính. Mục đích nối mạng là để chia sẻ và dùng chung dữ liệu, tăng độ tin cậy của hệ thống, trao đổi thông điệp, hình ảnh, sử dụng chung các công cụ tiện ích, dùng chung các thiết bị ngoại vi, giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.

1.2. Các Loại Mạng LAN Phổ Biến Hiện Nay

Hiện nay có nhiều loại mạng LAN khác nhau, phân loại dựa trên phạm vi địa lý, kiến trúc và giao thức. Các loại mạng LAN phổ biến bao gồm Ethernet, Token Ring, và FDDI. Theo giáo trình, mạng LAN tạo điều kiện cho công việc kinh doanh, trong đó dùng kỹ thuật máy tính để chia sẻ tập tin và máy in cục bộ một cách hiệu quả và mở ra khả năng truyền thông nội bộ. Mạng diện rộng WAN liên nối các LAN, từ các LAN cung cấp truy xuất đến các máy tính hay các file server tại các vị trí khác. Bởi các WAN kết nối các mạng user qua một phạm vi địa lý rộng lớn, nên chúng mở ra khả năng cung ứng hoạt động thông tin cự ly xa cho doanh nghiệp.

1.3. Mục Tiêu Của Giáo Trình Thiết Kế Mạng LAN Cao Đẳng

Mục tiêu chính của giáo trình là trang bị cho sinh viên kiến thức về thiết kế mạng LAN, từ cơ bản đến nâng cao. Giáo trình cũng hướng dẫn sinh viên cách xây dựng mạng quy mô nhỏ và lớn trong doanh nghiệp, giúp sinh viên có thể áp dụng kiến thức vào thực tế. Cụ thể, sinh viên cần nắm vững cấu trúc mạng, các giao thức mạng, các thiết bị mạng, và các vấn đề về an ninh mạng. Ngoài ra, giáo trình còn hướng dẫn sinh viên cách lập hồ sơ thiết kế mạng và thi công công trình mạng. Giáo trình này có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các nghề khác quan tâm đến lĩnh vực này.

II. Cách Mô Hình OSI Chuẩn Hóa Thiết Kế Mạng LAN Hiệu Quả

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO. Mô hình OSI tách các mặt khác nhau của một mạng máy tính thành bảy tầng theo mô hình phân tầng. Việc tuân thủ mô hình OSI giúp các thiết bị mạng khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả. Mô hình OSI là một khung mà các tiêu chuẩn lập mạng khác nhau có thể khớp vào. Theo mô hình OSI chương trình truyền thông đƣợc chia ra thành 7 tầng với những chức năng phân biệt cho từng tầng. Hai tầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử dụng một giao thức chung.

2.1. Chi Tiết 7 Tầng Trong Mô Hình OSI

Mô hình OSI bao gồm 7 tầng: 1. Vật lý, 2. Liên kết dữ liệu, 3. Mạng, 4. Vận chuyển, 5. Giao dịch, 6. Trình bày, 7. Ứng dụng. Mỗi tầng có chức năng riêng biệt. Tầng ứng dụng quy định giao diện giữa ngƣời sử dụng và môi trƣờng OSI, nó cung cấp các phƣơng tiện cho ngƣời sử dụng truy cập vả sử dụng các dịch vụ của mô hình OSI. Tầng trình bày chuyển đổi các thông tin từ cú pháp ngƣời sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hóa chúng trƣớc khi truyền để bảo mật. Tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng cho tầng vận chuyển sử dụng.

2.2. Giao Thức Truyền Thông Trong Mô Hình OSI

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính đƣợc áp dụng: giao thức có liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless). Giao thức có liên kết, trƣớc khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin đƣợc trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu. Giao thức không liên kết, trƣớc khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin đƣợc truyền độc lập với các gói tin trƣớc hoặc sau nó.

2.3. Ứng Dụng Mô Hình OSI Trong Thiết Kế Mạng Cục Bộ

Mô hình OSI là nền tảng để thiết kế mạng cục bộ hiệu quả. Bằng cách tuân thủ mô hình OSI, các kỹ sư mạng có thể dễ dàng xác định vị trí sự cố và khắc phục một cách nhanh chóng. Các giao thức mạng như TCP/IP và Ethernet đều tuân thủ mô hình OSI. Mô hình OSI giúp người dùng hiểu cách các thiết bị mạng hoạt động và giao tiếp với nhau.

III. Hướng Dẫn Chọn Thiết Bị Mạng LAN Cho Thiết Kế Mạng

Việc lựa chọn thiết bị mạng phù hợp là một yếu tố quan trọng trong thiết kế mạng LAN. Các thiết bị mạng phổ biến bao gồm: Card mạng, Repeater, Bridge, Router, Gateway, Hub, Switch. Việc hiểu rõ chức năng của từng thiết bị là điều cần thiết để thiết kế mạng hiệu quả. Mỗi thiết bị mạng hoạt động ở một tầng nhất định trong mô hình OSI.

3.1. Card Mạng NIC Giao Tiếp Vật Lý Trong Mạng LAN

Card mạng - NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng kết nối vào mạng. Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI. Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC- Media Access Control. Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phƣơng tiện truyền dẫn trên mạng. Card thực hiện các chức năng quan trọng: Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy tính. Danh định: cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC. Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit để truyền tải. Điều khiển truy xuất môi trƣờng: cung cấp truy xuất có tổ chức để chia sẻ môi trƣờng. Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trƣờng bằng cách dùng các bộ thu phát tích hợp sẵn.

3.2. Repeater Bộ Tiếp Sức Khuếch Đại Tín Hiệu Mạng LAN

Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng. Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng.

3.3. Bridge Cầu Nối Lọc và Chuyển Tiếp Dữ Liệu Mạng

Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không nhƣ bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không. Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.

IV. Router Bộ Định Tuyến Dẫn Đường Tối Ưu Trong Mạng LAN

Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm đƣợng đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đƣờng khác nhau để tới đích. Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đƣờng truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi.

4.1. Phân Loại Router Theo Giao Thức Truyền Thông

Ngƣời ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào giao thức (The protocol independent router) dựa vào phƣơng thức xử lý các gói tin khi qua Router. Router có phụ thuộc giao thức, chỉ thực hiện việc tìm đƣờng và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phƣơng cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông. Router không phụ thuộc vào giao thức có thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đổi gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng chấp nhận kích thƣớc các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trƣớc truyền trên mạng).

4.2. Gateway Cổng Nối Kết Nối Mạng Không Thuần Nhất

Gateway dùng để kết nối các mạng không thuần nhất chẳng hạn nhƣ các mạng cục bộ và các mạng máy tính lớn (Mainframe), do các mạng hoàn toàn không thuần nhất nên việc chuyển đổi thực hiện trên cả 7 tầng của hệ thống mở OSI. Thƣờng được sử dụng nối các mạng LAN vào máy tính lớn. Gateway có các giao thức xác định trƣớc thƣờng là nhiều giao thức, một Gateway đa giao thức thƣờng được chế tạo nhƣ các Card có chứa các bộ xử lý riêng và cài đặt trên các máy tính hoặc thiết bị chuyên biệt. Hoạt động của Gateway thông thƣờng phức tạp hơn là Router nên thông suất của nó thƣờng chậm hơn và thƣờng không dùng nối mạng LAN - LAN.

4.3. Hub Bộ Tập Trung Kết Nối Hình Sao Trong Mạng

Hub thƣờng được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó ngƣời ta liên kết với các máy tính dƣới dạng hình sao. Ngƣời ta phân biệt các Hub thành 3 loại nhƣ sau sau : + Hub bị động (Passive Hub), Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng là 200m thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub là 100m). + Hub chủ động (Active Hub), Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. + Hub thông minh (Intelligent Hub), cũng là Hub chủ động nhƣng có thêm các chức năng mới so với loại trƣớc, nó có thể có bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chƣơng trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động nhƣ bộ tìm đƣờng hay một cầu nối.

V. Phương Pháp Thiết Kế Mạng LAN Cao Đẳng Thực Tế Phần 1

Tiến trình xây dựng mạng cũng trải qua các giai đoạn nhƣ việc xây dựng và phát triển một phần mềm. Nó cũng gồm các giai đoạn nhƣ: Thu thập yêu cầu của khách hàng (công ty, xí nghiệp có yêu cầu xây dựng mạng), Phân tích yêu cầu, Thiết kế giải pháp mạng, Cài đặt mạng, Kiểm thử và cuối cùng là Bảo trì mạng.

5.1. Thu Thập Yêu Cầu Từ Khách Hàng

Mục đích của giai đoạn này là nhằm xác định mong muốn của khách hàng trên mạng mà chúng ta sắp xây dựng. Những câu hỏi cần được trả lời trong giai đoạn này là: Chúng ta thiết lập mạng để làm gì? sử dụng nó cho mục đích gì? Các máy tính nào sẽ được nối mạng? Những ngƣời nào sẽ được sử dụng mạng, mức độ khai thác sử dụng mạng của từng ngƣời / nhóm ngƣời ra sao? Trong vòng 3- 5 năm tới chúng ta có nối thêm máy tính vào mạng không, nếu có ở đâu, số lƣợng bao nhiêu?

5.2. Phân Tích Yêu Cầu Và Xây Dựng Đặc Tả

Khi đã có được yêu cầu của khách hàng, bước kế tiếp là ta đi phân tích yêu cầu để xây dựng bảng “Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng”, trong đó xác định rõ những vấn đề sau: Những dịch vụ mạng nào cần phải có trên mạng ? (Dịch vụ chia sẻ tập tin, chia sẻ máy in, Dịch vụ web, Dịch vụ thƣ điện tử, Truy cập Internet hay không?) Mô hình mạng là gì? (Workgoup hay Client / Server? .) Mức độ yêu cầu an toàn mạng. Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên mạng.

5.3. Thiết Kế Giải Pháp Mạng Logic và Vật Lý

Việc chọn lựa giải pháp cho một hệ thống mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, có thể liệt kê nhƣ sau: Kinh phí dành cho hệ thống mạng. Công nghệ phổ biến trên thị trƣờng. Thói quen về công nghệ của khách hàng. Yêu cầu về tính ổn định và băng thông của hệ thống mạng. Tùy thuộc vào mỗi khách hàng cụ thể mà thứ tự ƣu tiên, sự chi phối của các yếu tố sẽ khác nhau dẫn đến giải pháp thiết kế sẽ khác nhau. Tuy nhiên các công việc mà giai đoạn thiết kế phải làm thì giống nhau. Thiết kế sơ đồ mạng ở mức luận lý, thiết kế sơ đồ mạng ở mức vật lý, xây dựng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Thiết kế mạng LAN (Mã số mô đun: MĐ 23) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc thuộc chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính ở trình độ Cao đẳng. Tài liệu do Ủy ban Nhân dân Thành phố Hà Nội quản lý, Trường Cao đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc Thành phố Hà Nội biên soạn và ban hành lưu hành nội bộ năm 2021. Ban biên soạn giáo trình gồm Đặng Minh Ngọc (Chủ biên), Lê Trọng Hưng và Nguyễn Tuấn Hải.

Về vị trí trong chương trình đào tạo, mô đun MĐ 23 được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành các môn học chung và các mô đun kỹ thuật cơ sở bao gồm: Lắp ráp và cài đặt máy tính, Mạng máy tính, Quản trị mạng 1 và Quản trị mạng 2. Thời lượng của toàn bộ mô đun là 60 giờ định mức, được phân bổ thành 28 giờ lý thuyết, 30 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 2 giờ kiểm tra định kỳ tích hợp.

Mục tiêu học tập (learning outcomes) của giáo trình được xác định cụ thể trên ba phương diện:

• Về kiến thức: Sinh viên có khả năng xác định và lựa chọn mô hình mạng LAN thích hợp theo yêu cầu thực tế của người sử dụng; phân tích được các chuẩn mạng cục bộ và hoạt động của các thiết bị truyền thông.
• Về kỹ năng: Lựa chọn chính xác cấu hình phần cứng máy tính, chủng loại cáp truyền dẫn và thiết bị mạng; lựa chọn hệ điều hành mạng phù hợp; lập được hồ sơ thiết kế mạng hoàn chỉnh gồm sơ đồ mức luận lý và mức vật lý.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện ý thức tự giác, tính cẩn thận, độ chính xác kỹ thuật trong lập kế hoạch thiết kế, tuân thủ an toàn lao động cho người và thiết bị, cũng như ý thức tiết kiệm vật tư thi công.

Giáo trình tiếp cận theo cấu trúc phân tầng kỹ thuật và quy trình công nghệ chuẩn, chuyển tiếp tuần tự từ nền tảng lý thuyết truyền thông, phân tích thiết bị phần cứng, phương pháp thiết kế logic - vật lý, đến kỹ thuật thi công thực địa và cấu hình dịch vụ mạng.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được cấu trúc thành 5 bài học tương ứng với các giai đoạn xây dựng hệ thống mạng:

• Bài 1: Tổng quan về thiết kế mạng (3 giờ lý thuyết): Cung cấp lịch sử phát triển mạng máy tính từ những năm 1950 (hệ thống bóng đèn điện tử, bìa đục lỗ), thập niên 1960–1970 với thiết bị đầu cuối IBM 3270 và hệ điều hành mạng Arcnet (1977 của Datapoint Corporation). Trình bày mục đích nối mạng, phân loại mạng theo khoảng cách địa lý (LAN, MAN, WAN, GAN, Internet và Intranet), các dịch vụ Internet cơ bản (Email, News, Telnet/Rlogin, FTP, WWW với HTML). Trình bày mô hình truyền thông 3 tầng đơn giản, mô hình chuẩn hóa 7 tầng OSI, kiến trúc mạng SNA của IBM và khái quát tiến trình 6 bước xây dựng mạng.
• Bài 2: Mạng LAN và thiết bị mạng LAN (5 giờ: 4 LT, 1 KT): Trình bày các chuẩn mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring, FDDI). Đi sâu vào chức năng, kiến trúc và phân loại các thiết bị phần cứng mạng theo từng tầng OSI: Card mạng (NIC - Lớp 2, điều khiển MAC), Bộ tiếp sức (Repeater - Lớp 1, loại điện và điện quang, giới hạn khoảng cách cáp đồng trục 50 ohm tối đa 2.8 km), Cầu nối (Bridge - Lớp 2, cơ chế tự học bảng địa chỉ, lọc và chuyển vận, phân loại Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch), Bộ định tuyến (Router - Lớp 3, bảng định tuyến Routing Table, phân loại Router phụ thuộc/không phụ thuộc giao thức, các giao thức RIP, NLSP, OSPF, IS-IS), Cổng nối (Gateway - hoạt động trên 7 tầng OSI kết nối mạng LAN với Mainframe), và Bộ tập trung (Hub - phân loại Hub bị động, Hub chủ động, Hub thông minh).
• Bài 3: Thiết kế mạng LAN (16 giờ: 6 LT, 10 TH): Phân tích chi tiết các yêu cầu thiết kế mạng; quy trình thiết kế sơ đồ mạng mức luận lý (chọn mô hình Workgroup hay Domain/Client-Server, chọn giao thức TCP/IP, IPX/SPX, NETBEUI, phân chia subnet, định địa chỉ IP, chiến lược phân quyền tài nguyên); thiết kế sơ đồ mạng mức vật lý (xác định đường đi dây, vị trí thiết bị Switch/Router/Server); lập bảng dự trù thiết bị và hoàn thiện bộ hồ sơ thiết kế mạng.
• Bài 4: Thi công công trình mạng (18 giờ: 8 LT, 10 TH): Hướng dẫn kỹ thuật đọc bản vẽ mặt bằng kiến trúc công trình; quy trình và kỹ thuật thi công kéo rải cáp truyền dẫn, bấm đầu mạng, lắp đặt tủ rack và bố trí thiết bị kết nối mạng; kỹ thuật giám sát an toàn và tiến độ thi công công trình mạng.
• Bài 5: Cài đặt hệ thống mạng (18 giờ: 7 LT, 10 TH, 1 KT): Hướng dẫn quy trình cài đặt hệ điều hành mạng (Windows Server, Linux); cài đặt và cấu hình giao thức truyền thông TCP/IP; cài đặt các dịch vụ mạng chuẩn (File Server, Print Server, Web Server, Mail Server, FTP Server, DNS, DHCP); thiết lập các chính sách bảo mật hệ thống và phân quyền tài khoản người dùng theo nhóm.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống lý thuyết nền tảng vững chắc dựa trên các chuẩn hóa truyền thông quốc tế:

• Lý thuyết mô hình phân tầng OSI: Phân tích mô hình 7 tầng chuẩn hóa bởi ISO (1984) gồm: Tầng 1 - Vật lý (Physical), Tầng 2 - Liên kết dữ liệu (Data link), Tầng 3 - Mạng (Network), Tầng 4 - Vận chuyển (Transport), Tầng 5 - Giao dịch (Session), Tầng 6 - Trình bày (Presentation), Tầng 7 - Ứng dụng (Application). Giáo trình phân tích rõ phương thức đóng gói đơn vị dữ liệu PDU (Header, Data, Trailer kiểm lỗi ở tầng liên kết dữ liệu), và phân biệt hai phương thức truyền thông: Giao thức có liên kết (Connection-oriented) gồm 3 giai đoạn (Thiết lập liên kết - Truyền dữ liệu - Hủy bỏ liên kết) và Giao thức không liên kết (Connectionless).
• Kiến trúc SNA của IBM (Systems Network Architecture - 1973): Giới thiệu kiến trúc phân tầng xử lý dữ liệu phân tán của IBM, phân tích khái niệm miền SNA (domain) được điều khiển bởi điểm kiểm soát dịch vụ hệ thống SSCP (Systems Services Control Point), phân biệt nút miền con (subarea node sử dụng SDLC) và nút ngoại vi (peripheral node), cùng cấu trúc 6 tầng chức năng của SNA.
• Nguyên lý định tuyến và chuyển mạch: Phân tích cơ chế xây dựng bảng định tuyến (Routing Table) của Router qua 2 phương thức: Véc-tơ khoảng cách (Distance Vector: giao thức RIP, NLSP) và Trạng thái tĩnh/Trạng thái liên kết (Link State: giao thức OSPF, IS-IS). Giải thích nguyên lý xử lý gói tin chuyển mạch gói (Packet-switched network) theo mô hình xử lý tập trung hoặc xử lý tại chỗ.

Thiết bị mạng	Tầng hoạt động trong OSI	Cơ chế / Nguyên lý hoạt động chính	Phân loại trong giáo trình
Repeater	Tầng 1 (Physical)	Khôi phục, khuếch đại tín hiệu suy hao; không lọc dữ liệu	Repeater điện, Repeater điện quang
Hub	Tầng 1 (Physical)	Kết nối hình sao; khuếch đại hoặc chuyển tiếp dòng bit	Hub bị động, Hub chủ động, Hub thông minh
Bridge	Tầng 2 (Data Link)	Đọc địa chỉ MAC; cơ chế tự học bảng địa chỉ; lọc và chuyển vận	Bridge vận chuyển, Bridge biên dịch
NIC	Tầng 2 (Data Link)	Đóng Frame; định danh địa chỉ MAC; điều khiển truy xuất môi trường	Theo chuẩn cáp và tốc độ truyền
Router	Tầng 3 (Network)	Tìm đường tối ưu (Routing Table); chuyển tiếp gói tin (Relaying)	Router phụ thuộc / không phụ thuộc giao thức
Gateway	Cả 7 tầng (1 - 7)	Chuyển đổi toàn bộ cấu trúc giao thức giữa các hệ thống không thuần nhất	Card chuyên dụng đa giao thức

Kỹ năng phát triển

Thông qua các bài tập và thực hành, học viên phát triển toàn diện ba nhóm kỹ năng:

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Bấm đầu cáp mạng đúng chuẩn, kéo rải dây cáp theo bản vẽ kiến trúc, lắp đặt thiết bị Switch/Hub/Router vào tủ rack; cài đặt các hệ điều hành mạng (Windows Server, Linux); cấu hình giao thức TCP/IP, chia mạng con (subnetting) và cài đặt các dịch vụ mạng (DNS, DHCP, Web, Mail, FTP).
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phỏng vấn khách hàng để thu thập dữ liệu; khảo sát thực địa công trình; phân tích và chuyển hóa yêu cầu người dùng thành bảng "Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng"; so sánh và lựa chọn giải pháp kỹ thuật giữa các mô hình (Workgroup vs Domain) và hệ điều hành.
• Kỹ năng thực hành chuyên môn (Practical competencies): Đọc và bóc tách bản vẽ kỹ thuật; lập bảng dự trù vật tư, thiết bị mạng (thông số kỹ thuật, số lượng, đơn giá); giám sát an toàn thi công; kiểm thử liên thông mạng và chẩn đoán sự cố; phân quyền quản trị tài nguyên mạng.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình sư phạm tích hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực hành nghề nghiệp. Trong tổng số 60 giờ đào tạo, thời lượng thực hành và bài tập chiếm 30 giờ (50%), lý thuyết chiếm 28 giờ (46.7%), và 2 giờ kiểm tra định kỳ (3.3%). Các bài học cốt lõi như Bài 3 (Thiết kế), Bài 4 (Thi công), Bài 5 (Cài đặt) đều bố trí 10 giờ thực hành cho mỗi bài nhằm đảm bảo học viên trực tiếp thao tác trên thiết bị và công trình thực tế.

Phương pháp giảng dạy tập trung vào giải quyết vấn đề qua các case study và tình huống kỹ thuật thực tế:

• Phương pháp thu thập yêu cầu phi kỹ thuật: Giáo trình hướng dẫn học viên kỹ năng phỏng vấn khách hàng bằng ngôn ngữ thông thường (ví dụ: hỏi "Có muốn người trong cơ quan gửi mail cho nhau không?" thay vì dùng thuật ngữ chuyên môn "Có muốn cài đặt Mail Server không?").
• Kỹ thuật khảo sát thực địa: Rèn luyện phương pháp đo đạc khoảng cách xa nhất giữa các nút mạng, quan sát kết cấu tòa nhà để chọn tuyến đi dây cáp mạng đảm bảo tính thẩm mỹ, xử lý phương án nối mạng qua khoảng không giữa 2 tòa nhà độc lập.
• Hệ thống bài tập phân tích: Hệ thống câu hỏi ôn tập cuối bài yêu cầu học viên so sánh bản chất giữa các kiến trúc mạng (mô hình OSI 7 tầng vs mô hình TCP/IP 4 tầng; mạng Internet vs Intranet); phân tích vai trò trọng tâm của bước "Thiết kế giải pháp" trong chu trình dự án mạng do chi phối trực tiếp đến kinh phí, công nghệ, độ ổn định và ràng buộc pháp lý.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập được thực hiện tích hợp: kiểm tra nhận thức lý thuyết qua hệ thống câu hỏi phân tích, kết hợp đánh giá sản phẩm thực hành gồm bản vẽ thiết kế mạng, bảng đặc tả yêu cầu, hồ sơ dự trù thiết bị và kết quả cấu hình hệ thống mạng hoạt động thực tế.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật mạng chuẩn hóa quốc tế và quy trình công nghiệp thực tế:

• Hệ thống hóa theo các tiêu chuẩn quốc tế: Giáo trình tổng hợp chi tiết các chuẩn hóa mạng từ các tổ chức tiêu chuẩn uy tín gồm ISO (International Standards Organization) với mô hình hệ thống mở OSI năm 1984; CCITT (Tổ chức tư vấn quốc tế về điện tín và điện thoại); và IEEE với các chuẩn mạng cục bộ 802.
• Tích hợp đa dạng công nghệ mạng cục bộ và diện rộng: Bên cạnh các công nghệ LAN phổ biến như Ethernet, Token Ring, FDDI, tài liệu cung cấp kiến thức nền tảng về các công nghệ truyền dẫn diện rộng (WAN) như Modem, ISDN, DSL, Frame Relay, các chuẩn truyền dẫn số Bắc Mỹ/Châu Âu (T1, E1, T3, E3) và mạng quang đồng bộ SONET.
• Tiến trình xây dựng mạng chuẩn hóa theo kỹ nghệ phần mềm: Giáo trình chuẩn hóa tiến trình xây dựng mạng thành 6 giai đoạn rõ ràng:
  1. Thu thập yêu cầu của khách hàng (phỏng vấn, khảo sát thực địa);
  2. Phân tích yêu cầu (xây dựng bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng);
  3. Thiết kế giải pháp (mức luận lý, chiến lược tài nguyên, mức vật lý, chọn HĐH mạng và phần mềm ứng dụng);
  4. Cài đặt mạng (lắp đặt phần cứng, cài đặt và cấu hình phần mềm);
  5. Kiểm thử mạng (kiểm tra nối kết, dịch vụ và bảo mật);
  6. Bảo trì hệ thống.
• Gắn kết thực tiễn doanh nghiệp: Tài liệu phân tích rõ các yếu tố chi phối khi chọn lựa giải pháp mạng gồm kinh phí đầu tư, công nghệ thị trường, thói quen công nghệ của khách hàng, yêu cầu băng thông, độ ổn định và ràng buộc pháp lý.

---

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:

• Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính. Đây là tài liệu học tập bắt buộc cho mô đun MĐ 23.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học văn hóa chung và các mô đun chuyên ngành nền tảng gồm:
  • Mô đun Lắp ráp và cài đặt máy tính (nắm vững phần cứng, cài đặt hệ điều hành đơn máy);
  • Mô đun Mạng máy tính (nắm vững khái niệm truyền thông dữ liệu cơ bản);
  • Mô đun Quản trị mạng 1 và Quản trị mạng 2 (nắm vững cấu hình dịch vụ mạng và quản trị hệ thống căn bản).
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính khóa, định hướng xây dựng giáo án lý thuyết, phân bổ thời lượng 30 giờ thực hành và thiết kế đề kiểm tra định kỳ tích hợp.
• Cán bộ kỹ thuật và người tự học: Tài liệu tham khảo hữu ích cho cán bộ kỹ thuật quản trị mạng tại các cơ quan, doanh nghiệp, hoặc học viên các ngành kỹ thuật liên quan cần tài liệu hệ thống hóa quy trình thiết kế, thi công và cấu hình mạng cục bộ LAN.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính. Đồng thời, tài liệu phù hợp cho giảng viên giảng dạy mô đun Thiết kế mạng LAN (MĐ 23) và cán bộ kỹ thuật, quản trị viên mạng tại các cơ quan, xí nghiệp cần tài liệu hướng dẫn quy trình thiết kế, thi công mạng cục bộ.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học chung và 4 mô đun cơ sở nghề: Lắp ráp và cài đặt máy tính, Mạng máy tính, Quản trị mạng 1, và Quản trị mạng 2. Những kiến thức này cung cấp nền tảng về cấu trúc phần cứng máy tính, nguyên lý truyền dữ liệu và kỹ năng quản trị máy chủ cơ bản.

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

Giáo trình tiếp cận toàn diện theo chu trình công trình kỹ thuật thực tế (6 bước), không chỉ dừng lại ở lý thuyết phân tầng (OSI, SNA) mà dành 30 giờ thực hành chuyên sâu vào kỹ năng đọc bản vẽ công trình kiến trúc, kỹ thuật thi công kéo cáp, lắp tủ rack, giám sát công trường, lập hồ sơ dự trù vật tư và cấu hình các hệ điều hành mạng (Windows Server, Linux).

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

Người học nên tuân thủ lộ trình 5 bài học tuần tự:

1. Nắm chắc nguyên lý mô hình phân tầng OSI và các giao thức ở Bài 1;
2. Phân biệt rõ chức năng và phạm vi tầng hoạt động của từng thiết bị mạng (NIC, Repeater, Bridge, Router, Gateway, Hub) ở Bài 2;
3. Thực hành trả lời các câu hỏi ôn tập cuối bài;
4. Tự thực hiện các bài tập phân tích ca thực địa, lập bảng đặc tả yêu cầu và vẽ sơ đồ thiết kế mạng ở Bài 3, 4, 5.

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

Giáo trình tích hợp hệ thống bản vẽ sơ đồ mạng, bảng chỉ đường (Routing Table), các mô hình thiết lập gói tin PDU, cùng hệ thống câu hỏi - đáp án hướng dẫn chi tiết cuối mỗi bài học. Học viên có thể tham khảo thêm các tài liệu chuẩn kỹ thuật của ISO, CCITT và tài liệu hướng dẫn quản trị hệ điều hành Windows Server, Linux.

---

Kết luận

Giáo trình Thiết kế mạng LAN (MĐ 23) do Trường Cao đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc Thành phố Hà Nội biên soạn là tài liệu đào tạo chuyên môn có cấu trúc chặt chẽ, kết hợp hài hòa giữa cơ sở lý thuyết truyền thông chuẩn quốc tế (ISO/OSI, IBM SNA) và kỹ năng thực thi dự án mạng thực tế.

Lộ trình học tập đề xuất cho người học gồm 3 giai đoạn tuần tự:

1. Giai đoạn nền tảng (Bài 1 & 2): Nghiên cứu lịch sử, mô hình phân tầng OSI, các chuẩn mạng LAN/WAN và nguyên lý thiết bị mạng phần cứng;
2. Giai đoạn phân tích và thiết kế (Bài 3): Thu thập yêu cầu, khảo sát thực địa, thiết kế sơ đồ luận lý, sơ đồ vật lý và lập hồ sơ thiết kế mạng;
3. Giai đoạn triển khai và hoàn thiện (Bài 4 & 5): Đọc bản vẽ, thi công hạ tầng cáp, cài đặt hệ điều hành mạng (Windows Server/Linux), cấu hình dịch vụ mạng, thiết lập bảo mật và kiểm thử hệ thống.

Để nâng cao hiệu quả đào tạo, người học nên kết hợp nghiên cứu các tài liệu tham khảo bổ trợ về chuẩn mạng IEEE 802, khuyến nghị viễn thông CCITT và tài liệu kỹ thuật chuyên sâu từ các nhà sản xuất thiết bị mạng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐẶNG MINH NGỌC (Chủ biên) LÊ TRỌNG HƢNG – NGUYỄN TUẤN HẢI GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ MẠNG LAN Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI GIỚI THIỆU Từ khi chiếc máy tính đầu tiên ra đời cho đến nay máy tính vẫn khẳng định vai trò lớn của nó trong sự phát triển kinh tế - xã hội. Công nghệ thông tin ngày nay đã phát triển vƣợt bậc, tin học đƣợc ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý. Mạng LAN đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến, các sở, ban ngành, cơ quan, xí nghiệp đều lắp đặt hệ thống quản trị mạng. Tạo điều kiện cho công việc quản lý thuận tiện nhanh chóng , chính xác hơn, hiệu quả công việc cao hơn.

Mô đun thiết kế mạng LAN là một mô đun chuyên môn của học viên nghề kỹ thuật sửa chữa lắp ráp máy tính. Mô đun này nhằm trang bị cho học viên các trƣờng công nhân kỹ thuật và các trung tâm dạy nghề những kiến thức về mạng máy tính, cách xây dựng mạng quy mô nhỏ và lớn trong doanh nghiệp, các kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực kinh doanh cũng nhƣ đời sống. Mô đun này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các nghề khác quan tâm đến lĩnh vực này. Mặc dù đã có những cố gắng để hoàn thành giáo trình theo kế hoạch, nhƣng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm soạn thảo giáo trình, nên tài liệu vẫn còn những khiếm khuyết.

Rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng nhƣ các em học sinh, sinh viên và những ai sử dụng tài liệu này. Địa chỉ đóng góp về khoa CNTT, Trƣờng Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc, Đƣờng Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021 Chủ biên: Đặng Minh Ngọc 1 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU. 2 Bài 1 Tổng quan về thiết kế mạng .2 Tiến trình xây dựng mạng.

22 Bài 2 Mạng Lan và thiết bị mạng Lan. Các chuẩn mạng cục bộ. Cơ sở về bộ chuyển mạch. Cơ sở về bộ định tuyến.

54 Bài 3 Thiết kế mạng Lan. Các yêu cầu thiết kế. Qui trình thiết kế mạng. Hồ sơ thiết kế mạng.

74 Bài 4 Thi công công trình mạng. Đọc bản vẽ. Các kỹ thuật thi công công trình mạng. Giám sát thi công mạng.

86 Bài 5 Cài đặt hệ thống mạng. Cài đặt hệ điều hành mạng. Cài đặt giao thức mạng. Cài đặt các dịch vụ mạng.

Cấu hình bảo mật. 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 157 2 CHƢƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Thiết kế mạng LAN Mã số mô đun: MĐ 23 Thời gian mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 30 giờ; Kiểm tra: 2 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: + Mô đun đƣợc bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học chung.

+ Mô đun đƣợc bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học/mô đun: Lắp ráp và cài đặt máy tính, Mạng máy tính, Quản trị mạng 1, 2. - Tính chất: + Là mô đun chuyên môn nghề thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc.