Luận văn Thạc sĩ: Xây dựng mạng LAN cho Phòng Giáo dục và Đào tạo Gia Lâm

Luận văn trình bày giải pháp xây dựng mạng LAN cho Phòng GD&ĐT Gia Lâm, từ khảo sát hiện trạng, thiết kế hệ thống đến triển khai thực nghiệm.

• Tác giả: Nguyễn Thu Hằng
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Huy Hoàng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Xây Dựng Mạng LAN Dùng Cho Phòng Giáo Dục Và Đào Tạo Gia Lâm
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Dự Án Xây Dựng Mạng LAN Phòng GD ĐT Gia Lâm

Dự án xây dựng mạng LAN cho Phòng Giáo Dục và Đào Tạo Gia Lâm là một công trình nghiên cứu quan trọng nhằm hiện đại hóa cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật này được thực hiện tại Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, chuyên ngành Công Nghệ Thông Tin, dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Huy Hoàng. Mạng LAN đóng vai trò then chốt trong việc kết nối các phòng ban, cải thiện hiệu suất làm việc và tạo nền tảng cho các dịch vụ mạng hiện đại. Dự án này giải quyết các nhu cầu thực tiễn của tổ chức, từ việc chia sẻ tài nguyên đến triển khai các dịch vụ email và HTTP an toàn.

1.1. Mục Đích Và Ý Nghĩa Của Dự Án

Mục tiêu chính của dự án là xây dựng một hạ tầng mạng hiện đại cho Phòng GD&ĐT Gia Lâm. Dự án cung cấp giải pháp toàn diện bao gồm thiết kế mô hình mạng, cấu hình địa chỉ IP, triển khai router và firewall an toàn. Điều này giúp tối ưu hóa hoạt động của các phòng ban, tăng cường bảo mật dữ liệu và nâng cao chất lượng dịch vụ công.

1.2. Phương Pháp Tiếp Cận Và Công Nghệ Áp Dụng

Luận văn sử dụng mô hình Client-Server và các giao thức mạng chuẩn quốc tế như TCP/IP, DHCP, DNS. Dự án triển khai NAT (Network Address Translation) trên router và firewall để quản lý địa chỉ IP hiệu quả. Các dịch vụ email và HTTP được cấu hình với bảo mật cao, đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật thông tin của tổ chức.

II. Khảo Sát Yêu Cầu Và Biện Pháp Thực Hiện

Khảo sát yêu cầu là bước quan trọng để hiểu rõ nhu cầu của Phòng GD&ĐT Gia Lâm. Luận văn tiến hành điều tra tình trạng hiện tại của tổ chức bộ máy, chức năng và nhiệm vụ của từng phòng ban. Kết quả khảo sát cho thấy nhu cầu sử dụng dịch vụ mạng đa dạng từ các phòng: Phòng Kế Hoạch, Phòng Hành Chính, Phòng Kiểm Định Chất Lượng. Dự án xác định các yêu cầu sử dụng tài nguyên mạng của từng phòng ban, từ đó thiết kế giải pháp phù hợp với quy mô và năng lực của tổ chức.

2.1. Tổ Chức Bộ Máy Và Cơ Cấu Các Phòng Ban

Phòng GD&ĐT Gia Lâm gồm nhiều phòng ban chuyên môn với chức năng khác nhau. Mỗi phòng ban có nhu cầu riêng về dịch vụ mạng, từ chia sẻ tệp, quản lý dữ liệu đến gửi nhận email. Dự án thiết kế mạng LAN phải đảm bảo kết nối hiệu quả giữa các phòng ban, hỗ trợ bandwidth đủ cho các ứng dụng, và cung cấp quyền truy cập phù hợp cho từng nhóm người dùng.

2.2. Nhu Cầu Sử Dụng Dịch Vụ Mạng

Khảo sát xác định nhu cầu về dịch vụ email, HTTP cho web internal, DHCP cấp phát IP động, DNS phân giải tên miền. Dự án triển khai NAT trên Router và Firewall để quản lý lưu lượng mạng và bảo vệ hệ thống khỏi truy cập trái phép. Các bảng kiểm thử dịch vụ được lập để đảm bảo tất cả dịch vụ hoạt động ổn định và an toàn.

III. Thiết Kế Hệ Thống Và Kiến Trúc Mạng

Thiết kế hệ thống là phần cốt lõi của luận văn, nơi xây dựng kiến trúc mạng LAN hoàn chỉnh cho Phòng GD&ĐT Gia Lâm. Dự án sử dụng mô hình mạng với switch, router và firewall để tổ chức lưu lượng mạng. Cấu hình chia địa chỉ IP dựa trên mô hình subnet hiệu quả, đảm bảo mỗi phòng ban được cấp phát dải địa chỉ riêng. Hệ thống NAT được cấu hình trên router và firewall để dịch địa chỉ mạng, cho phép các thiết bị nội bộ giao tiếp với mạng bên ngoài một cách an toàn.

3.1. Thiết Kế Mô Hình Mạng Và Kiến Trúc Vật Lý

Mô hình mạng được thiết kế dựa trên mô hình Client-Server với switch tầng core, router chính và firewall bảo vệ. Dự án sử dụng cáp UTP để kết nối các thiết bị, các cổng kết nối được mô tả chi tiết trong bảng 3.4. Kiến trúc vật lý đảm bảo độ tin cậy cao, cho phép mở rộng trong tương lai và hỗ trợ VLAN để phân chia mạng logic.

3.2. Cấu Hình Địa Chỉ IP Và NAT

Dự án chia địa chỉ IP thành các subnet khác nhau cho từng phòng ban (bảng 3.1). NAT trên Router (bảng 3.2) và NAT trên Firewall (bảng 3.3) được cấu hình để dịch địa chỉ nội bộ sang địa chỉ công cộng. Cấu hình NAT cho Email (bảng 3.5, 3.6) và NAT cho HTTP (bảng 3.8, 3.9) được thực hiện cụ thể để đảm bảo các dịch vụ hoạt động ổn định.

3.3. Triển Khai Dịch Vụ Email Và HTTP

Dịch vụ Email được triển khai sử dụng giao thức POP3 (bảng kiểm thử 3.7) cho phép người dùng kiểm tra thư offline. Dịch vụ HTTP cung cấp trang web nội bộ cho tổ chức (bảng kiểm thử 3.10). Cả hai dịch vụ được bảo vệ bởi Firewall và sử dụng NAT để ánh xạ port công khai sang port nội bộ, đảm bảo an ninh.

IV. Triển Khai Thử Nghiệm Và Kết Quả Dự Án

Giai đoạn triển khai thử nghiệm kiểm chứng tính khả thi của thiết kế mạng LAN. Dự án tiến hành kiểm thử các dịch vụ Email và HTTP trên hệ thống router và firewall thực tế. Các bảng kiểm thử được lập để ghi nhận kết quả, xác nhận rằng tất cả dịch vụ mạng hoạt động đúng theo yêu cầu. Luận văn đánh giá hiệu suất mạng, bảo mật, và khả năng mở rộng của hệ thống. Kết quả dự án chứng minh rằng giải pháp mạng LAN này phù hợp với nhu cầu thực tiễn của Phòng GD&ĐT Gia Lâm, cung cấp nền tảng vững chắc cho các hoạt động công vụ.

4.1. Quá Trình Triển Khai Và Kiểm Thử

Triển khai mạng LAN được thực hiện từng bước, từ lắp đặt cơ sở hạ tầng vật lý đến cấu hình phần mềm router và firewall. Kiểm thử Email (bảng 3.7) đảm bảo người dùng có thể gửi và nhận thư thành công. Kiểm thử HTTP (bảng 3.10) xác minh rằng trang web nội bộ hoạt động ổn định. Mỗi dịch vụ được kiểm tra về hiệu suất, bảo mật và tính sẵn sàng.

4.2. Đánh Giá Kết Quả Và Khuyến Nghị

Luận văn đánh giá giải pháp mạng LAN đáp ứng được yêu cầu của tổ chức. Hệ thống router, firewall và dịch vụ mạng hoạt động ổn định, bảo mật cao. Dự án khuyến nghị bảo trì định kỳ, cập nhật bảo mật và mở rộng hệ thống theo nhu cầu phát triển. Luận văn này cung cấp tài liệu kỹ thuật chi tiết để tổ chức dễ dàng quản lý và vận hành hạ tầng mạng trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU, J. Ly do chon để tài 2. Nhiệm vụ đặt ra. 3 Phương pháp tiếp cậ 4 HỖ cục của luận van.

Một số bộ giao thúc kết nối mạng - - 1. Mô hình mạng trạm chủ CHent— Seruer - - 14 1. Các dịch vụ mang co bare 13. CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT YÊU CÂU 2.

Sư heợc về PGD và ĐT Gia Lâm. Khảo sử: biện trạng. Vị trí dialý - - - 22 3. TẾ chức bộ máu - - 25 2.

Nhụ câu sử dụng các trang thật bị của các phòng ban. Chúc năng, nhiệm vụ của tăng bộ phẬM. co coi es 2⁄26. Nhụ câu sử dụng dịch vụ.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THONG VÀ TRIÊN KHAI THU NGHIÊM 3. Thiết kế hệ thẳng. 32 Thiết kỆ mô hình mạng. 33 Thiết kỆ mô hình loại.

BANG TU VIET TAT STT |Viếttấttất 'Tên đầy đủ 1 ARP ‘Address Resolution Protocol (Giao thức phân giải dia chi) 2 ĐMZ Tendilitarized Zøne (Ving mạng tung lap gitta mang ndi bé va mang Internet) 3 DNS Domain Name System (Hé théng phan giai tén mién) 4 DHCP Dytamnie Host Configuration Protocol (Giao thức câu hình động máy chủ) 5. Ir Internet Protocol (Giao thức mạng) 6. TSP Internet Service Provider (Nhà cung cấp dịch vụ nổi mạng) 7. MPLS Muliprotocol Label Switchíng, (Chuyển mạch nhãn đa giao thức) 8 NAT Network Address Translation (Biên dịch địa chí mạng) ° OST Open Systems Interconnection Reference Model (Mô hình tham chiếu kết nỗi các hệ thông md) 10, POP3 Post Office Protocol phién bin 3 (Giao thức kết nói và check mail offline) YW STP Shield Twisted Pair (Cáp có bợc kim loại) 12 SSID Service Set Identifier {Tên nhận dạng cho biết mạng tham gia) 13.

TCP ‘Transmission Control Protocol (Giao thức điều khiến ir uyon vận) 14, UDP User Datagrain Protocol (Giao thức gói đữ liệu người dùng) 18, UTP Unshield Twisted Pair (Cap khéng boc kim loai) 16 VLAN Virtual Local Area Network (Mang LAN ao) 17 VPN Virtual Private Network (Mạng riêng áo) 18 www World Wide Web (Mang lưới toàn cầu) uw 3. Phan chia cic VLAN 3. Thiết lập địa chỉ cho ede VLAN. Rang dia chi NAT 3.

Xây dựng chiến lược khai thác và quản bj tai nguyén mang. Rang buộc vé bang thing (bandwidth) (oi thiéu trén mang - 33 3. Thiết kế an nùnh hệ thông và mức độ yên cầu an toan mang 33 34. Xây đựng mô hình phpsic.

Sa dé physic Các Server cân thiết trong hệ thông. Các thiết bị phần cứng .2, Cải đặt phần môm. Giả lập hệ thẳng mangLAN trén phan mmim Cisea Packet Tracer 7. Xây dựng cdc VLAN 3.

Triển khai thử nghiệm với Iirewall. Triển khai thử nghiệm với các dịch vụ 37 Báo tì, KẾT LUẬN. TÀI LIỆU THAM KHẢO. TOT CAM ON Trước tiên, tôi xin gửi lời căm em sâu sắc tói T5 Phạm ITuy Iioàng, người đã tận tình chỉ bão tôi từ những bước nghiên cứu đầu tiên cho đến khi hoàn thành luận văn này.

'Tôi xin chân thánh cam ơn các thây cô trong bộ môn Mạng và Truyền thông — Đại học Bách khoa Hà Nội đã hỗ trợ tôi rất nhiều về kiến thúc chuyên miôn trong quá trình thực hiện, hoàn thành đề tài. Cỗi cùng, xin gửi lời eâm ơn tới gia đính và bạn bè, nguồn động viên tỉnh thân to lớn với tôi, luôn cô vũ vả tin tưởng tôi. Nguyễn Thu Hằng is} 27 Hình 314 | Câu hình cổng Trunk trên Switch 2-Tang 3 nổi với Core Switch 28. | Hinh 315 Kiểm tra cấp IP cho VLAN 30-PC1 298.

| Hình316 Kiểu tra cấp IP cho VI.17 VLAN 30-PC1 ping duge qua VLAN 30-PC3 a Hình 3.18 VLAN 30-PC3 ping dige qua VLAN 30-PC1 33.19 | VLAN 70-PC1 khdng ping dugc qua VLAN 30-PCT va VLAN 30-PC3 33.20 | VILAN 30-PCI pmg được qua 3PC là VIAN40-PC] và VLANSO-PCI 34.21 VLAN 30-PCI khéng ping được qua VLAN70-PC1 35. | Tĩnh VLAN 40-PCI ping được qua 2 PC là VLAN30-PCI và VLANSO-PCI 36.23 VLAN 40-PCI không ping được qua VLAN70-PCI 37.24 | VLAN 50-PCI pig được qua2 PC là VUAN30-PCI và VLAN40-PCI 38.25 VLAN 50-PCI không ping được qua VLAN70-PCI 38.26 VLAN 70-PCI khéng ping được qua VLAN30-PCI, VLAN40-PC1 và VLANSO-PCL 40.27 | Sữ dụng Frcwall để chỉ cho phép VT.AN 30 dược phép truy cập vào trang faoebool com Al Tinh 3.28 Cau hinh trén Firewall 42.29 | VLAN 30-PC] thuộc VLAN 30 được phép truy cập vào trang [accbook.30 | VLAN 70-PCI thuộc VLAN 70 không được phép truy cập vao trang facebook.31 | Guest-Lap 3 thude VLAN Wifi khach khéng duge phép truy cập vào trang [accbook.32 Sơ đỗ mồ tả dịch vụ DLICP 46.33 Cầu hình DHCP trén DHCP Server 47.34 Cau hinh DHCP trén Core Switch 48.35 DHCP của VLAN 30-PCI 49.36 Sơ đồ mô tả địch vụ DN5 50.37 Cau hinh DNS Server eta Bộ GDĐT ĐANH MỤC HÌNH VE STT Hình Tên hình 1 Tinh L1 Mô hình OST 3 Tinh 1.2 Chúc răng của 7 tổng trong mồ hình OST 3.3 Mô hình TCPAP 4 Hình 1.4 | TCP/TP được xem như giần lược cửa mỗ hình tham chiếu.5 Sự khác nhau giữa OST với TCPAP 6 Hình 16 Mô hình Client Server 1 1Hính 1.7 Nguyên tắc hoạt động của mô hình Client - Server 8 Tỉnh 1.8 Cơ chế hoạt động của hệ thống DNS 9 Hinh 1.9 Cơ chế hoạt động của NAT 10. | Hình110 Ví dụ về môi mạng LAN: 1 Hình 21 Sơ đỗ các phòng bạn tầng 1 12 Hinh 2.2 So 6 cae phong ban ting 2 13 Tinh 2.3 So dé cde phong ban ting 3 14 Hinh 3.1 So & logic 15 Hình 3.2 Thực hiện 2 lẫn NAT 16 Hình 3.3 So dé physic 17 Hinh 3.4 Giá lập tran phan mém Cisco Packel.5 | VLAN 30 gém 2 PC la VLAN30-PCI va VLAN30-PC3 19 High 3.6 | VIAN 70 gam 2 PC 1 VLAN70-PCI va VLANT0-PC2 20 Hinh 3.7 |VLAN Wifi khách gồm 3 PC 1a Guest 3-Lap 1, Guest Lap 2 và Guest 3-Lap 3 21 Tinh 3.8 |VLAN30-PCI, VLAN40-PCI và PC50-PCI có thể tray cap dược với nhau và VLAN70-PC1 không truy cập được VLAN30-PC1, VLAN40-PC1 va PCSO-PC1 32 Hình 39 Cấu hình Gatleway trên Coreswilch cho VLAN 30 23. | Iinh310 Câu hình công Trunk cho VLAN 30 24.

| Hinh 311 Cau hinh Access Switch 2-Tang | cho VLAN 30 25. | Hinh312 Cau hinh Access Switch 2-Tang 3 cho VLAN 30 26. | Hình313 | Cấu hình công Trunk trén Core Switch nai von Swilch 2- ‘Yang 3 7 DANH MỤC BẰNG STT Bang Tén bang 1 Bang 1.1 Bang so sanh TCP/IP véi OST 2 Bang 2.1 Các phỏng ban trong PGD 3 Bang 2.2 Tả chức bộ máy cơ quan 4 Bang 3.1 Bang chia dia chi ip 5 Bang 3.2 Bang dia chi NAT trén Router 6.3 ang dia chi NAT trén lirewall 7 Bang 3.4 Bang mé ta cdc cdng kết nổi 8 Bang 3. chi NAT trén Router cho dich vu Email 9.6 Bang dia chi NAT tn Firewall cho dich vu Email 10 Bảng 3.7 Bang kiém thử dịch vụ Email 11 Bang 3.8 Bang dia chi NAT trên Router cho địch vụ HTTP.9 Bang dia chi NAT trén Firewall cho dich vu HTTP 13.10 Bang kiếm thứ địch vụ HTTP ĐANH MỤC HÌNH VE STT Hình Tên hình 1 Tinh L1 Mô hình OST 3 Tinh 1.2 Chúc răng của 7 tổng trong mồ hình OST 3.3 Mô hình TCPAP 4 Hình 1.4 | TCP/TP được xem như giần lược cửa mỗ hình tham chiếu.5 Sự khác nhau giữa OST với TCPAP 6 Hình 16 Mô hình Client Server 1 1Hính 1.7 Nguyên tắc hoạt động của mô hình Client - Server 8 Tỉnh 1.8 Cơ chế hoạt động của hệ thống DNS 9 Hinh 1.9 Cơ chế hoạt động của NAT 10.

| Hình110 Ví dụ về môi mạng LAN: 1 Hình 21 Sơ đỗ các phòng bạn tầng 1 12 Hinh 2.2 So 6 cae phong ban ting 2 13 Tinh 2.3 So dé cde phong ban ting 3 14 Hinh 3.1 So & logic 15 Hình 3.2 Thực hiện 2 lẫn NAT 16 Hình 3.3 So dé physic 17 Hinh 3.4 Giá lập tran phan mém Cisco Packel.5 | VLAN 30 gém 2 PC la VLAN30-PCI va VLAN30-PC3 19 High 3.6 | VIAN 70 gam 2 PC 1 VLAN70-PCI va VLANT0-PC2 20 Hinh 3.7 |VLAN Wifi khách gồm 3 PC 1a Guest 3-Lap 1, Guest Lap 2 và Guest 3-Lap 3 21 Tinh 3.8 |VLAN30-PCI, VLAN40-PCI và PC50-PCI có thể tray cap dược với nhau và VLAN70-PC1 không truy cập được VLAN30-PC1, VLAN40-PC1 va PCSO-PC1 32 Hình 39 Cấu hình Gatleway trên Coreswilch cho VLAN 30 23. | Iinh310 Câu hình công Trunk cho VLAN 30 24. | Hinh 311 Cau hinh Access Switch 2-Tang | cho VLAN 30 25. | Hinh312 Cau hinh Access Switch 2-Tang 3 cho VLAN 30 26.

| Hình313 | Cấu hình công Trunk trén Core Switch nai von Swilch 2- ‘Yang 3 7 TOT CAM ON Trước tiên, tôi xin gửi lời căm em sâu sắc tói T5 Phạm ITuy Iioàng, người đã tận tình chỉ bão tôi từ những bước nghiên cứu đầu tiên cho đến khi hoàn thành luận văn này. 'Tôi xin chân thánh cam ơn các thây cô trong bộ môn Mạng và Truyền thông — Đại học Bách khoa Hà Nội đã hỗ trợ tôi rất nhiều về kiến thúc chuyên miôn trong quá trình thực hiện, hoàn thành đề tài. Cỗi cùng, xin gửi lời eâm ơn tới gia đính và bạn bè, nguồn động viên tỉnh thân to lớn với tôi, luôn cô vũ vả tin tưởng tôi. Nguyễn Thu Hằng is} DANH MỤC BẰNG STT Bang Tén bang 1 Bang 1.1 Bang so sanh TCP/IP véi OST 2 Bang 2.1 Các phỏng ban trong PGD 3 Bang 2.2 Tả chức bộ máy cơ quan 4 Bang 3.1 Bang chia dia chi ip 5 Bang 3.2 Bang dia chi NAT trén Router 6.3 ang dia chi NAT trén lirewall 7 Bang 3.4 Bang mé ta cdc cdng kết nổi 8 Bang 3.

chi NAT trén Router cho dich vu Email 9.6 Bang dia chi NAT tn Firewall cho dich vu Email 10 Bảng 3.7 Bang kiém thử dịch vụ Email 11 Bang 3.8 Bang dia chi NAT trên Router cho địch vụ HTTP.9 Bang dia chi NAT trén Firewall cho dich vu HTTP 13.10 Bang kiếm thứ địch vụ HTTP ĐANH MỤC HÌNH VE STT Hình Tên hình 1 Tinh L1 Mô hình OST 3 Tinh 1.2 Chúc răng của 7 tổng trong mồ hình OST 3.3 Mô hình TCPAP 4 Hình 1.4 | TCP/TP được xem như giần lược cửa mỗ hình tham chiếu.5 Sự khác nhau giữa OST với TCPAP 6 Hình 16 Mô hình Client Server 1 1Hính 1.7 Nguyên tắc hoạt động của mô hình Client - Server 8 Tỉnh 1.8 Cơ chế hoạt động của hệ thống DNS 9 Hinh 1.9 Cơ chế hoạt động của NAT 10. | Hình110 Ví dụ về môi mạng LAN: 1 Hình 21 Sơ đỗ các phòng bạn tầng 1 12 Hinh 2.2 So 6 cae phong ban ting 2 13 Tinh 2.3 So dé cde phong ban ting 3 14 Hinh 3.1 So & logic 15 Hình 3.2 Thực hiện 2 lẫn NAT 16 Hình 3.3 So dé physic 17 Hinh 3.4 Giá lập tran phan mém Cisco Packel.5 | VLAN 30 gém 2 PC la VLAN30-PCI va VLAN30-PC3 19 High 3.6 | VIAN 70 gam 2 PC 1 VLAN70-PCI va VLANT0-PC2 20 Hinh 3.