MỞ ĐẦU Ngày nay với một lƣợng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực nhƣ khoa học, quân sự, quốc phòng, thƣơng mại, dịch vụ, giáo dục. Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu đƣợc. Ngƣời ta thấy đƣợc việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn nhƣ: Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên của mạng (nhƣ thiết bị, chƣơng trình, dữ liệu) khi đƣợc trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận đƣợc mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu.
Tăng độ tin cậy của hệ thống: Ngƣời ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lƣu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể đƣợc khôi phục nhanh chóng. Trong trƣờng hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì ngƣời ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế. Nâng cao chất lƣợng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể đƣợc sử dụng chung thì nó mang lại cho ngƣời sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất nhƣ: Ðáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại. Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu.
Tăng cƣờng năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán. Tăng cƣờng truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang đƣợc cung cấp trên thế giới. Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học. Ví dụ nhƣ làm thế nào để truy xuất thông tin một cách nhanh chóng và tối ƣu nhất, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá nhiều đôi khi có thể làm tắc nghẽn trên mạng và gây ra mất thông tin một cách đáng tiếc.
Hiện nay việc làm thế nào để thiết kế một hệ thống mạng tốt, an toàn với lợi ích kinh tế cao đang rất đƣợc quan tâm. Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giải pháp về công nghệ, một giải pháp có rất nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều cách lựa chọn. Nhƣ vậy để đƣa ra một giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp thì phải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ƣu điểm của từng yếu tố, từng chi tiết rất nhỏ. Ðể giải quyết nhƣng vấn đề trên, luận văn này trình bày cách thiết kế mạng Campus theo công nghệ của Cico và sau đó áp dụng lý thuyết vào thực tiễn thiết kế mạng campus cho trƣờng đại học Điều dƣỡng Nam Định.
Cấu trúc của luận văn đƣợc tổ chức nhƣ sau: Chƣơng 1: Kiến trúc mạng campus. Chƣơng 2: Thực trạng hệ thống thông tin của Trƣờng Đại học Điều dƣỡng Nam Định. Chƣơng 3: Thiết kế mạng cho Trƣờng Đại học Điều dƣỡng Nam Định. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1.
KIẾN TRÚC MẠNG CAMPUS 1. Giới thiệu mạng Campus1 Internet đã thay đổi cuộc sống chúng ta, với sự gia tăng số lƣợng của các dịch vụ giao dịch trực tuyến, giáo dục, và giải trí,… điều này thúc đẩy chúng ta tìm ra nhiều phƣơng pháp để truyền thông với nhau. Liên mạng (internetworing) là sự truyền thông giữa một hay nhiều mạng, gồm có nhiều máy tính kết nối lại với nhau. Liên mạng máy tính ngày càng lớn mạnh để hỗ trợ cho các nhu cầu truyền thông khác nhau của hệ thống đầu cuối.
Một liên mạng đòi hỏi nhiều giao thức và tính năng để cho phép sự mở rộng. Các liên mạng lớn gồm có 3 thành phần nhƣ sau: Mạng Campus: gồm có các user kết nối cục bộ trong một hay một nhóm các tòa nhà. Mạng WAN: kết nối các mạng Campus lại với nhau. Kết nối từ xa: liên kết các nhánh và các user đơn lẻ tới mạng Campus hay Internet.1 là một ví dụ về một liên mạng điển hình: 1 1.
Chƣơng này sử dụng các tài liệu tham khảo [1-6, 8] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế một liên mạng là một công việc thử thách năng lực đối với ngƣời thiết kế. Để thiết kế một liên mạng có độ tin cậy và có tính mở rộng, thì ngƣời thiết kế phải hiểu rõ về ba thành phần quan trọng của một liên mạng với những đòi hỏi thiết kế khác nhau. Mạng Campus truyền thống Trong các năm 1990, mạng Campus truyền thống bắt đầu là một mạng LAN và lớn dần. Tuy nhiên, các LAN không thể lớn dần mãi mãi, mà đến một độ lớn nào đó, chúng ta cần phải cần phân đoạn mạng (chia mạng thành các khu vực hay miền cho dễ quản lý) để duy trì khả năng hoạt động của mạng sao cho: thời gian đáp ứng (trả lời) cần đƣợc đảm bảo với các chức năng của mạng.
Thêm nữa, phần lớn các ứng dụng phải đƣợc lƣu trữ và chuyển tiếp có một điều cần thiết nữa là chất lƣợng các dịch vụ tùy. Vấn đề khả năng hoạt động của mạng và giải pháp Tính sẵn sàng và khả năng hoạt động là hai vấn đề chính đối với mạng Campus truyền thống. Tính sẵn sàng bị ảnh hƣởng bởi số lƣợng user cố gắng truy cập mạng ở cùng một thời điểm, cộng với độ tin cậy của chính mạng đó. Khả năng hoạt động trong mạng Campus truyền thống bao gồm các vấn đề nhƣ: đụng độ, băng thông, broadcast, multicast.
Đụng độ (Collision) Đụng độ là: hiện tƣợng các tín hiệu phát từ hai máy gây nhiễu lẫn nhau. Hai tín hiệu gây nhiễu lẫn nhau còn gọi là xung đột. Miền đụng độ(Collision Domain): đây là một vùng có khả năng bị đụng độ do hai hay nhiều máy tính cùng gởi tín hiệu lên môi trƣờng truyền thông. Miền quảng bá (Broadcast Domain): đây là một vùng mà gói tin phát tán hay quảng bá (gói tin broadcast) có thể đi qua đƣợc.
Trong miền quảng bá có thể bao gồm nhiều miền đụng độ. Một mạng Campus truyền thống có miền đụng độ lớn, vì vậy tất cả các dịch vụ có thể thấy và đụng độ với nhau. Nếu một host thực hiện broadcast, thì tất cả các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thiết bị khác đều nghe, thậm chí chính nó cũng cố gắng truyền. Và nếu một thiết bị gặp sự cố do việc truyền liên tục, thì nó có thể làm down toàn bộ mạng.
Cuối 1980, công nghệ bridge (cầu) đƣợc dùng để giảm miền đụng độ. Tuy miền đụng độ nhỏ hơn nhƣng mạng vẫn có miền broadcast lớn và các vấn đề về miền broadcast vẫn còn tồn tại. Bridge cũng giải quyết đƣợc vấn đề giới hạn về khoảng cách, bởi vì nó có chức năng repeater nên mở rộng đƣợc các đoạn mạng vật lý. Băng thông (Bandwidth) Băng thông của một đoạn mạng đƣợc đo bằng số lƣợng dữ liệu đƣợc truyền tại bất kỳ thời điểm nào.
Băng thông tƣơng tự nhƣ ống nƣớc, mà lƣợng nƣớc chảy trong ống phụ thuộc vào hai yếu tố sau: Độ rộng. Độ rộng là dòng nƣớc và băng thông là kích thƣớc ống. Nếu ta có một ống chỉ có đƣờng kính 1/4 inch, thì ta không lấy đƣợc nhiều nƣớc qua nó. Vấn đề thứ hai là khoảng cách.
Ống càng dài, thì càng nhiều nƣớc bị giọt, ta có thể đặt repeater ở giữa ống, nhƣng ta cần phải hiểu là tất cả các đƣờng đều có sự tiêu hao tín hiệu. Giải quyết vấn đề băng thông để duy trì giới hạn khoảng cách và thiết kế mạng với các đoạn mạng thích hợp chứa switch (bộ chuyển mạch) và router (bộ định tuyến). Sự tắc nghẽn xảy ra trên các đoạn mạng khi có quá nhiều thiết bị cố gắng sử dụng cùng một băng thông. Sự phân đoạn mạng hợp lý cũng không loại bỏ đƣợc vấn đề về băng thông, không bao giờ có đủ băng thông cho tất cả user, đó là sự thật mà ta phải chấp nhận, nhƣng ta vẫn có thể làm cho nó tốt hơn.
Broadcast và multicast Các giao thức gây ra vấn đề broadcast nhƣ IP, ARP, NetBIOS, IPX, SAP, và IP. Tính năng này cũng có trong hệ điều hành của bộ định tuyến Cisco, tuy nhiên nếu việc thiết kế và thực thi đúng cách có thể làm giảm bớt vấn đề broadcast này. Việc lọc gói, đƣa vào hàng đợi và chọn giao thức định tuyến hợp lý là một ví dụ cho thấy làm thế nào bộ định tuyến cisco có thể làm giảm bớt vấn đề broadcast. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Multicast cũng gây nên vấn đề nếu cấu hình không đúng cách.
Multicast là broadcast nhƣng đƣợc định trƣớc đối với một nhóm các user. Với nhóm multicast lớn hoặc ứng dụng băng thông chuyên dụng nhƣ ứng dụng IPTV của Cisco, thì lƣu lƣợng multicast có thể dùng hầu hết băng thông và tài nguyên. Để giải quyết vấn đề băng thông, ta sẽ phân đoạn mạng sử dụng bridge, router và switch. Tuy giảm đƣợc miền broadcast nhƣng không loại bỏ đƣợc hiện tƣợng nghẽn cổ chai ở bộ định tuyến.
Việc bộ định tuyến xử lý mỗi gói đƣợc truyền đi trên mạng sẽ gây nên nghẽn cổ chai nếu luồng lƣu lƣợng đi lớn. VLAN cũng là một giải pháp, nhƣng VLAN chỉ là miền broadcast với đƣờng biên ảo. Một VLAN là một nhóm các thiết bị trên các phân đoạn mạng khác nhau, đó là một miền broadcast bởi ngƣời quản trị mạng. Lợi ích của VLAN là vị trí vật lý không còn là nhân tố xác định cổng (port) mà ta sẽ thêm vào một thiết bị trong mạng.
Ta có thể thêm một thiết bị vào bất kỳ cổng nào của bộ chuyển mạch và ngƣời quản trị mạng sẽ gán cổng cho VLAN. Lƣu ý là chỉ có bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch lớp 3 mới có thể truyền thông giữa các VLAN khác nhau. Luật 80/20 Luật 80/20 có nghĩa là 80% lƣu lƣợng của user là trên đoạn mạng cục bộ (các phân đoạn mạng), còn lại 20% hoặc ít hơn là qua bộ định tuyến hoặc bridge đến các đoạn mạng khác. Nếu nhiều hơn 20% lƣu lƣợng qua thiết bị phân đoạn mạng, thì phát sinh vấn đề về khả năng hoạt động của mạng.2 sau biểu diễn một mạng 80/20 truyền thống.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bởi vì ngƣời quản trị mạng chịu trách nhiệm thiết kế và thực hiện, nên họ cải tiến khả năng hoạt động của mạng trong mạng 80/20 bằng cách chắc chắn rằng tất cả các tài nguyên mạng cho user đƣợc chứa bên trong đoạn mạng cục bộ. Tài nguyên bao gồm máy chủ, máy in, thƣ mục dùng chung, phần mềm, và các ứng dụng.