Chương 1: Cơ sở lý thuyết phục vụ công nghệ thông tin và viễn thông Chương 2: Chi tiết xây dựng hệ thống CNTT trong Cảng VIP GREEN Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ cũng như những ý kiến đóng góp, chia sẻ của các thầy, các cô, các bạn sinh viên cùng khoa, các anh chị em đồng nghiệp. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo ThS Phạm Văn Thắng, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án này. Em cũng xin chân thành cảm ơn các giảng viên chuyên ngành điện tử truyền thông, Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập. Xin cảm ơn các bạn sinh viên cùng Khoa Điện – Điện Tử, các bạn sinh viên cùng lớp DTL2501, các anh chị em đồng nghiệp nơi em đang công tác: VNPT Hải Phòng đã giúp đỡ tận tình và hết sức tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án này.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHỤC VỤ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ VIỄN THÔNG 1. Giới thiệu chung về mạng máy tính Trong lịch sử phát triển của loài người, thế kỷ XX được đánh dấu bởi cuộc cách mạng về công nghệ thông tin, bao gồm các vấn đề: thu thập, xử lý và phân phối thông tin. Điều đặc biệt là khi khả năng thu thập, xử lý và phân phối thông tin của con người tăng lên, thì nhu cầu của chính con người về việc xử lý thông tin một cách tinh vi, phức tạp lại tăng nhanh hơn nữa. Ngày nay máy tính điện tử đã được sử dụng phổ biến, việc kết nối máy tính trong các mạng là xu hướng tất yếu, không chỉ trong lĩnh vực nghiên cứu thuần tuý mà cả trong hầu hết mọi lĩnh vực hoạt động của con người.
Sự hình thành của mạng máy tính Giai đoạn đầu (khoảng 1960) hệ thống máy tính được tập trung hoá cao độ, thường thì các máy tính được tập trung trong một hoặc một vài văn phòng. Chỉ có các cơ quan, công ty có khả năng tài chính khá lớn mới có thể trang bị một vài máy tính điện tử. Trong hệ thống máy tính tập trung này thường chỉ sử dụng một máy tính lớn (Mainframe) và nhiều trạm đầu cuối (Terminal) nối với nó. Trong hệ thống này, máy Mainframe phải xử lý tất cả mọi công việc, các trạm làm việc chỉ đơn thuần là các màn hình và bàn phím nó không có bộ nhớ, không có các ổ đĩa, không có khả năng tính toán và xử lý dữ liệu.
Nó chỉ có chức năng gửi đi các yêu cầu và nhận về các kết quả từ máy tính trung tâm rồi hiển thị nó trên màn hình, do đó ta gọi các trạm làm việc này là trạm câm (Dumb Terminal). Nhược điểm của hệ thống tập trung này là: Các máy trạm phải phụ thuộc hoàn toàn vào máy tính trung tâm do đó hệ thống này không được coi là mạng máy tính Mạng máy tính là gì? Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập được kết nối với nhau thông qua các đường truyền vật lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó. Khái niệm máy tính độc lập ở đây có nghĩa là các máy tính không có máy nào có khả năng khởi động hoặc đình chỉ một máy khác. Các đường truyền vật lý được hiểu là các môi trường truyền tín hiệu vật lý (có thể là hữu tuyến hoặc vô tuyến như dây dẫn, tia Laser, sóng ngắn, vệ tinh nhân tạo.
2 Các quy ước truyền thông chính là cơ sở để các máy tính có thể "nói chuyện" được với nhau và là một yếu tố quan trọng hàng đầu khi nói về công nghệ mạng máy tính. Các mục tiêu của việc tạo nên mạng máy tính • Sử dụng chung tài nguyên: chương trình, dữ liệu, thiết bị. • Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin: Nếu một máy tính hay một đơn vị dữ liệu nào đó trong mạng bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy tính khác hay một bản sao của đơn vị dữ liệu. • Tiết kiệm chi phí.
• Quản lý tập trung • Tạo ra môi trường truyền thông mạnh giữa nhiều người sử dụng trên phạm vi địa lý rộng. Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng. Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào yếu tố chính được chọn dùng để làm chỉ tiêu phân loại, thông thường người ta phân loại mạng theo các tiêu chí như sau : ▪ Khoảng cách địa lý của mạng ▪ Kỹ thuật chuyển mạch mà mạng áp dụng ▪ Kiến trúc mạng ▪ Hệ điều hành mạng sử dụng. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý : Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố phân loại mạng thì ta có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu.
Mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) : là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ hẹp như trong một toà nhà, một xí nghiệp.với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính trên mạng trong vòng vài km trở lại. Mạng đô thị (MAN - Metropolitan Area Network) : là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị, một trung tâm văn hoá xã hội, có bán kính tối đa khoảng 100 km trở lại. Mạng diện rộng ( WAN - Wide Area Network) : là mạng có diện tích bao phủ rộng lớn, phạm vi của mạng có thể vượt biên giới quốc gia thậm chí cả lục địa. 3 Mạng toàn cầu ( GAN - Global Area Network) : là mạng có phạm vi trải rộng toàn cầu.
Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch: Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính để phân loại sẽ có: mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển mạch gói. Mạch chuyển mạch kênh (circuit switched network) : Khi có hai thực thể cần truyền thông với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó. Nhược điểm của chuyển mạch kênh là tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh truyền cố định và hiệu suất sử dụng mạng không cao.
Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network) : Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thông báo. Như vậy mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo, nếu thấy thông báo không gửi cho mình thì tiếp tục chuyển tiếp thông báo đi.
Tuỳ vào điều kiện của mạng mà thông báo có thể được chuyển đi theo nhiều con đường khác nhau. Ưu điểm của phương pháp này là : ▪ Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông. ▪ Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do đó có thể điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng. ▪ Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo.
▪ Có thể tăng hiệu suất xử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích. Nhược điểm của phương pháp này là: ▪ Không hạn chế được kích thước của thông báo dẫn đến phí tổn lưu gữi tạm ▪ thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm. Mạng chuyên mạch gói (packet switched network): ở đây mỗi thông báo được chia ra thành nhiều gói nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người 4 gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin.
Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường khác nhau. Phương pháp chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói là gần giống nhau. Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng (các nút chuyển mạch) có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không phải lưu giữ tạm thời trên đĩa. Bởi vậy nên mạng chuyển mạch gói truyền dữ liệu hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo.
Tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào trong một mạng thống nhất được mạng tích hợp số (ISDN Integated Services Digital Network). Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng Kiến trúc của mạng bao gồm hai vấn đề: hình trạng mạng (Network topology) và giao thức mạng (Network protocol) Hình trạng mạng: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng Giao thức mạng: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền thông mà ta gọi là giao thức (hay nghi thức) của mạng Khi phân loại theo topo mạng người ta thường có phân loại thành: mạng hình sao, tròn, tuyến tính Phân loại theo giao thức mà mạng sử dụng người ta phân loại thành mạng : TCPIP, mạng NETBIOS. Tuy nhiên cách phân loại trên không phổ biên và chỉ áp dụng cho các mạng cục bộ 1. Phân loại theo hệ điều hàng mạng Nếu phân loại theo hệ điều hành mạng người ta chia ra theo mô hình mạng ngang hàng, mạng khách/chủ hoặc phân loại theo tên hệ điều hành mà mạng sử dụng: Windows NT, Unix, Novell.
Tuy nhiên trong thực tế nguời ta thường chỉ phân loại theo hai tiêu chí đầu tiên. Các mạng máy tính thông dụng nhất 1. Mạng cục bộ LAN (Local Network Area) Một mạng cục bộ là sự kết nối một nhóm máy tính và các thiết bị kết nối mạng được lắp đặt trên một phạm vị địa lý giới hạn, thường trong một toà nhà hoặc một khu công sở nào đó. Mạng có tốc độ cao, có xu hướng sử dụng rộng rãi nhất.
5 Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) là hệ thống truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của tòa nhà, hoặc một tòa nhà. Tên gọi “mạng cục bộ” được xem xét từ quy mô của mạng.