Chương 1 : Tổng quan Ở chương này nhóm sẽ giới thiệu sơ lược, tính cấp thiết đề tài, mục tiêu đề tài, giới hạn, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. - Chương 2 : Cơ sở lý thuyết. Giới thiệu các lý thuyết về mô hình hệ thống mạng LAN và các giao thức, chuẩn truyền, phần mềm được dùng trong hệ thống. - Chương 3 : Thiết kế hệ thống Giới thiệu về sơ đồ hệ thống mạng, các bước thực hiện trong hệ thống, cài đặt thông số cho thiết bị.
- Chương 4 : Kết quả và đánh giá Giới thiệu kết quả mô hình thi công hệ thống và đánh giá hoạt động của hệ thống. - Chương 5 : Kết luận và hướng phát triển CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. HỆ THỐNG MẠNG LAN Mạng cục bộ hay còn gọi là mạng LAN (Local Area Network) là sự kết hợp các thiết bị nhằm tạo thành một hệ thống mạng tại một khu vực nhất định như công ty, trường học,nhà riêng,… Hệ thống mạng sẽ cho phép các thiết bị thuộc hệ thống có thể chia sẻ dữ liệu (tập tin, hình ảnh…) một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn. Thành phần cơ bản của hệ thống mạng LAN Một mạng LAN cơ bản gồm 5 thành phần: - Máy chủ (Server) - Máy trạm (Client) - Các thiết bị ghép nối (Router, Switch, Hub, Repeater, Access Point) - Cáp mạng (Cable) - Card mạng (Network Interface Card- NIC) 3 2.
Phạm vi kết nối của mạng LAN Mạng LAN thường được sử dụng để kết nối các thiết bị máy tính trong công ty, trường học, bệnh viện, nhà riêng do có phạm vi kết nối chỉ trong bán kính 100m. Để kết nối khoảng cách xa hơn thông thường sẽ sử dụng WAN, INTERNET để trao đổi thông tin. Hệ thống mạng LAN trong doanh nghiệp. Hệ thống mạng LAN là 1 hệ thống cực kỳ quan trọng trong một doanh nghiệp.
Đóng góp vai trò to lớn trong truyền nhận, lưu trữ và bảo mật dữ liệu cho công ty. Cho nên khi xây dựng 1 hệ thống mạng LAN cho doanh nghiệp đòi hỏi các thiết bị bên trong hệ thống phải đảm bảo đầy đủ các tính năng cơ bản và bảo mật cho hệ thống. Hệ thống sẽ sử dụng các thiết bị bao gồm như: switch, router, server… Hình 2. 1: Mô hình mạng LAN cơ bản 2.2 MÔ HÌNH MẠNG 3 LỚP CỦA CISCO Đối với một hệ thống mạng việc đảm bảo tính ổn định, tính dự phòng và tính bảo mật cao là vô cùng quan trọng.
Do đó Cisco đã đề xuất một mô hình mạng phân cấp 3 lớp ( Three-Tier hierarchical Network model) gồm 3 lớp: Lớp lõi (Core Layer), lớp phân phối (Distribute Layer) và lớp truy cập (Access Layer). 2: Mô hình mạng 3 lớp tiêu chuẩn của Cisco 2. Lớp lõi (Core Layer) Lớp lõi bao gồm các bộ định tuyến lớn nhất, nhanh nhất và đắt nhất với số kiểu máy cao nhất và lớp lõi được coi là xương sống của mạng đóng vai trò liên kết giữa các lớp mạng của lớp phân phối và lớp truy cập. Các bộ định tuyến lớp lõi cần tốc độ vận chuyển dữ liệu trên mạng càng nhanh càng tốt.
Nếu có sự cố xảy ra ở lớp lõi, sẽ dẫn đến các người dùng trong mạng LAN đều bị ảnh hưởng. Vì vậy, triển khai dự phòng tại lớp lõi là hết sức cần thiết. Do lớp lõi vận chuyển một số lượng lớn dữ liệu, nên phải đáp ứng được độ trễ cực nhỏ. Lớp phân phối (Distribute Layer) Lớp phân phối nằm giữa lớp truy cập và lớp lõi đóng vai trò kết nối lớp truy cập và lớp lõi, giúp cho lớp lõi được giảm tải rất nhiều trong quá trình truyền nhận thông tin trong mạng.
Chức năng chính của lớp phân phối là xử lý các dịch vụ: định tuyến (routing), lọc gói (filtering), truy cập mạng WAN, tạo access list,. Lớp phân phối đóng vai trò xác định đường nhanh nhất, tối ưu nhất để truyền các gói tin để đáp ứng các yêu cầu của người dùng. Lớp phân phối đóng vai trò thực hiện các chính sách (policies) cho mạng, cung cấp định tuyến giữa các VLAN, bảo mật và QoS. Lớp truy cập (Access Layer) Lớp truy cập bao gồm các switch được kết nối với các thiết bị đầu cuối (Máy tính, Máy in, Máy chủ, v.
Switch lớp truy cập đảm bảo rằng các gói được gửi đến các thiết bị đầu cuối. Lợi ích của mô hình phân cấp ba lớp của Cisco Lợi ích chính của mô hình phân cấp ba lớp của Cisco là nó giúp thiết kế, triển khai và duy trì một mạng lưới phân cấp có thể mở rộng, đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí. Hiệu suất tốt hơn: Mô hình mạng ba lớp của Cisco cho phép tạo các mạng hiệu suất cao Quản lý & khắc phục sự cố tốt hơn: Mô hình mạng ba lớp của Cisco cho phép quản lý mạng tốt hơn và cách ly các nguyên nhân gây ra sự cố mạng. Ứng dụng và tạo bộ lọc/chính sách tốt hơn: Mô hình mạng ba lớp của Cisco cho phép ứng dụng tạo bộ lọc/chính sách tốt hơn.
Khả năng mở rộng tốt hơn: Mô hình mạng ba lớp của Cisco cho phép chúng tôi đáp ứng hiệu quả sự phát triển trong tương lai. Dự phòng tốt hơn: Mô hình mạng ba lớp của Cisco cung cấp khả năng dự phòng tốt hơn. Nhiều liên kết trên nhiều thiết bị cung cấp khả năng dự phòng tốt hơn. Nếu một switch bị hỏng, chúng ta có một con đường thay thế khác để đến đích.
KỸ THUẬT VLAN và TRUNKING 2. Kỹ thuật VLAN VLAN (Virtual Local Area Network) được hiểu là một mạng LAN ảo, là một nhóm máy tính kết nối cùng một mạng nhưng không ở gần nhau. VLAN cho phép sử dụng tài nguyên trong hệ thống mạng một cách hiệu quả hơn, bằng cách tạo nhiều mạng LAN ảo trong cùng một mạng cục bộ sẽ giúp giảm tiểu miền quảng bá, đồng thời tạo thuận lợi cho việc quản lí mạng cục bộ lớn hơn. Phân loại VLAN: VLAN có thể được phân loại dựa theo 3 cách sau: - Phân loại theo Port (Port-based VLAN) : gán cho mỗi cổng của switch một VLAN xác định (mặc định là VLAN 1), là cách cấu hình đơn giản và thông dụng nhất.
- Phân loại theo địa chỉ MAC (MAC address based VLAN): Mỗi địa chỉ MAC của thiết bị được gán cho một VLAN xác định, cách cấu hình này khó quản lý và tốn nhiều thời gian nên rất ít khi được sử dụng. 6 - Phân loại theo giao thức (Protocol-based VLAN): Mỗi địa chỉ logic hay địa chỉ IP sẽ được gán cho một VLAN xác định, tương tự như phân loại theo địa chỉ MAC, cách cấu hình này cũng không được sử dụng phổ biến. Ưu điểm của VLAN - Tiết kiệm băng thông cho hệ thống mạng: VLAN chia mạng LAN thành nhiều đoạn (segment) nhỏ và sẽ có một vùng quảng bá (broadcast domain) riêng cho mỗi VLAN. Khi có gói tin quảng bá (broadcast), gói tin đó sẽ được truyền duy nhất trong VLAN tương ứng, từ đó giúp tiết kiệm băng thông của hệ thống mạng.
- Tăng khả năng bảo mật: Do các thiết bị ở các VLAN khác nhau không thể truy nhập vào nhau (trừ khi ta sử dụng router nối giữa các VLAN). - Dễ dàng thêm hay bớt máy tính vào VLAN: cấu hình cổng cho máy đó vào VLAN mong muốn đã có thể thêm một máy tính vào VLAN. 3: Các VLAN được sử dụng trong một hệ thống mạng 2. Kỹ thuật Trunking Trunking là một đường đấu nối duy nhất giữa các VLAN trên Switch này kết nối với các VLAN trên Switch còn lại để thực hiện trao đổi dữ liệu.
Điều này tránh gây ra sự lãng phí và dễ dàng hơn trong việc sửa chữa, bảo trì sau này. Các chuẩn Trunking trong thường được sử dụng gồm: 7 -Kỹ thuật trunking DOT1Q và chuẩn IEEE: Trunking DOT1Q sẽ tiến hành chèn 4 byte phía sau địa chỉ Source của Ethernet Frame. Dữ liệu chèn gọi là DOT1Q Hình 2. 4: Kỹ thuật Trunking 802.1Q -Kỹ thuật trunking ISL và chuẩn Cisco: Kỹ thuật này là chỉ chạy trên thiết bị của Cisco, Truking ISL sẽ tiến hành chèn thêm 26 byte Header và 4 byte CRC kiểm tra lỗi để hoàn thiện Ethernet Frame đầy đủ.
5: Kỹ thuật Trunking ISL 2. HSRP VÀ DỰ PHÒNG GATEWAY HSRP (Hot Standby Router Protocol) là một giao thức chuẩn của hãng Cisco, hoạt động dựa trên việc cho phép nhiều router (hoặc switch layer 3) với ý tưởng cho các router (switch layer 3) cùng tham gia cung cấp default – gateway cho các mạng nằm trên một mạng LAN. Các router (switch) này sẽ cùng nhau xây dựng một router ảo (hay gateway ảo) và các mạng trên LAN sẽ được cấu hình trỏ default – gateway về gateway ảo thay vì các gateway thực. 6: Các host đầu cuối trỏ gateway về router ảo.
MộtitrongihaiirouterithamigiaiHSRP tạo ra routeriảoithựcihiệniviệcichuyển gói tinitừitrongiLANiđiiraingoài, router còn lại sẽ làm nhiệm vụ dự phòng. Router chính gọiilàiActiveivàirouteridựiphòngiđượcigọiilàiStandby. Khi router chính down, router dự phòng sẽ chuyển trạng thái từ Standby sang Active và tiếp tục đảminhậninhiệmivụ chuyểnitiếpigói tiniđiiraingoàiichoiLAN. Giá trị Priority đóng vai trò là tiêuichíiđểibầuichọniActiveichoimột group HSRP, router có PriorityicaoinhấtisẽiđượcibầuichọnilàmiActive, router cóiPriority thấpihơnisẽiđượcibầuilà Standby.
Trườngihợpinhiềuirouter có cùng Priority, bầu chọn địa chỉiIPisẽiđượcisửidụng, routerivới IPicaoinhấtisẽilàiActive,irouterivớiiIPithấpihơnisẽ là Standby 2. ĐỊNH TUYẾN ĐỘNG OSPF 2. Khái niệm OSPF(Open Shortest Path Frst)iđượcisửidụngitrongicácimạngidoanhinghiệp lớn. CácirouterichạyiOSPFisẽigửiicácitrạngitháiikếtinốiicủainóichoitấticảicácirouter trongicùngivùng (area).
Sauikhiitraoiđổi, cácirouterisẽicùnginhauiđưairaibảngicơisở dữiliệuicácitrạngitháiiđườngikếtinối (Link State Database – LSDB) với nhau. Dựa vàoiđóicácirouteritìmiraiđườngiđiingắninhất (Shortest Path Tree) nhờivàoichạyigiải thuật Dijkstra và đưa ra bảng định tuyến. Hoạt động của Ospf Chọn Router – id: Khi router chạy OSPF cần có 1 giá trị dùng để định danh cho router là Router – id. Router – id có định dạng của một địa chỉ IP.
9 Thiết lập quan hệ láng giềng (neighbor) RouterichạyiOSPFisẽigửiigóiitinihelloiraitấticảicácicổngichạyiOSPF (mặc định 10s/lần). Góiitininàyisẽiđượcigửiiđếniđịaichỉ 224. Góiitin helloinàyisẽitìmikiếmilángigiềng, thiếtilậpivàiduyitrìimốiiquanihệ này cho các router. Trao đổi LSDB (Link State Database – LSDB) LSDB là bảng cơ sở dữ liệu các trạng thái đường kết nối, router sẽ căn cứ vào đó để tính toán định tuyến.
LSDB giữa các router cùng vùng phải hoàn toàn giống nhau. Tính toán xây dựng bảng định tuyến Metric = cost = 108/Bandwidth (đơn vị bps) - Ethernet (BW = 10Mbps) → cost = 10 - Fast Ethernet (BW = 100Mbps) → cost = 1 - Serial (BW = 1. KỸ THUẬT ETHERCHANNEL 2. Giới thiệu về kỹ thuật Etherchannel EtherChannelilàikỹithuậtinhómihaiihayinhiềuiđườngikếtinốiivậtilýi(Link Aggregation) thànhimộtiđườngiảoiduyinhấti(Logic)icóiPortiảo, nhằmimụciđíchităng tốciđộitruyềnidữiliệuivàităngikhảinăngidựiphòng (Redundancy) cho hệ thống.
CônginghệiEtherChannelicóithểibóitừi2iđếni8ilinkiFE,iGE,i10Geithànhi1ilinkilogic al, switch khi đó xem portithuộciEtherChannel lài1iportiduyinhất. Switchihoặcithiếtibịiởi2iđầuiEtherChanneliphảiihiểuivàisửidụngicônginghệ EtherChanneliđểiđảmibảoihoạtiđộngiđúngivàichốngiloop.iNếuichỉicói1iđầuisửidụng EtherChannel,icòniđầuibênikiaikhôngisửidụngithìicóithểigâyirailoop. Lưu lượng qua các đường kết nối thuộc EtherChannel phụ thuộc vào phương pháp cân bằng tải mà switch sử dụng và mẫu lưu lượng trong mạng. Nếu một trong các kết nối thuộc EtherChannel bị down thì lưu lượng sẽ tự động được chuyển sang đường kết nối khác trong channel chỉ trong vòng vài mili giây.
Khi kết nối up trở lại thì lưu lượng được phân bố lại như cũ.