Mở đầu”: Trong phần này tác giả giới thiệu lý do chọn đề tài, nhiệm vụ đặt ra (yêu cầu của bài toán), phương pháp tiếp cận để giải quyết bài toán, giới thiệu bố cục của luận văn. Luận văn bao gồm 3 chương được mô tả như sau: Chƣơng 1: Kiến thức liên quan. Ở chương này tác giả nhắc lại một số kiến thức cơ sở như khái niệm về một số bộ giao thức kết nối mạng điển hình như mô hình OSI và bộ giao thức TCP/IP, mô hình mạng trạm chủ Client – Server, băng thông mạng. Sau đó tác giả trình bày đặc điểm của mạng LAN như các thiết bị nối chính của LAN, cáp xoắn đôi.
Cuối cùng tác giả trình bày các dịch vụ mạng cơ bản như DHCP, DNS, VLAN, NAT, Firewall, Email và HTTP. Chƣơng 2: Khảo sát yêu cầu. Trong chương này tác giả mô tả sơ lược về phòng giáo dục và đào tạo Gia Lâm, sau đó đi khảo sát hiện trạng như vị trí địa lý, sơ đồ các phòng ban, tổ chức bộ máy, nhu cầu sử dụng các trang thiết bị của các phòng ban, chức năng, nhiệm vụ của từng bộ phận và nhu cầu sử dụng dịch vụ của PGD và ĐT Gia Lâm. Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống và triển khai thử nghiệm.
Chương này tác giả trình bày hướng tiếp cận đề xuất cho bài toán, gồm thiết kế hệ thống, thiết kế mô hình mạng, thiết kế mô hình logic, xây dựng mô hình physic, triển khai gồm lắp đặt phần cứng và cài đặt phần mềm, giả lập hệ thống mạng LAN trên phần mềm Cisco Packet Tracer 7.0 gồm xây dựng các VLAN, triển khai thử nghiệm với Firewall và triển khai thử nghiệm 4 dịch vụ DHCP, DNS, Email và HTTP. Phần “Kết luận”: Phần này tóm tắt những kết quả đã đạt được của Luận văn, những hạn chế và phương hướng phát triển của Luận văn trong tương lai. Kết luận Trong chương này luận văn đã trình bày những nội dung cơ bản bài toán “Xây dựng mạng LAN dùng cho phòng giáo dục và đào tạo Gia Lâm” đưa ra các phương pháp chính để giải quyết bài toán. Phần tiếp theo tác giả sẽ trình bày cơ sở lý thuyết để giải quyết bài toán.
11 CHƢƠNG 1: KIẾN THỨC LIÊN QUAN 1. Kiến thức cơ sở 1. Một số bộ giao thức kết nối mạng 1. Mô hình OSI Mô hình OSI (Open Systems Interconnection): Là mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở – là một thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải một cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy tính và thiết kế giao thức mạng giữa chúng.
Nó còn được gọi là mô hình 7 tầng của OSI [5]. Mô hình OSI Mô hình tham chiếu OSI là một cấu trúc phả hệ có 7 tầng, nó xác định các yêu cầu cho sự giao tiếp giữa hai máy tính. Mục đích của mô hình là . Mô hình cho phép tất cả các thành phần của mạng hoạt động hòa đồng, bất kể thành phần ấy do ai tạo dựng.
Các tầng trong mô hình OSI: Hình 1. Chức năng của 7 tầng trong mô hình OSI TCP/IP là một hệ thống giao thức - một tập hợp các giao thức hỗ trợ việc lưu truyền trên mạng. TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau. Ngày nay TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong mạng cục bộ cũng như mạng toàn cầu.
Mô hình TCP/IP Mô hình TCP/IP gọn nhẹ hơn mô hình tham chiếu OSI, đồng thời có những biến đổi phù hợp thực tế hơn. Ví dụ: lớp Vận chuyển của mô hình OSI quy định việc truyền dữ liệu phải đảm bảo độ tin cậy hoàn toàn [1]][2]. TCP/IP đƣợc xem nhƣ giản lƣợc của mô hình tham chiếu OSI 1.1P/IP Mỗi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng của OSI. Bảng sau chỉ rõ mối tương quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP với OSI.
OSI TCP/IP Physical Layer, Data Link Layer Network Access Layer Network Layer Internet Layer Transport Layer Transport Layer Session Layer, Presentation Layer, Application Layer Application Layer Bảng 1. Bảng so sánh OSI với TCP/IP - Cả hai đều phân lớp. - Cả 2 đều có lớp ứng dụng, từ đó chúng có các dịch vụ rất khác biệt. - Cả hai đều có lớp mạng và lớp vận chuyển gần giống nhau.
- Cả hai đều cho các gói được chuyển mạch, có nghĩa là các gói riêng biệt có thể đi theo các đường dẫn độc lập để đến cùng một đích. Điều này là trái ngược với các mạng chuyển mạch nơi mà tất cả các gói đều phải đi trên cùng một đường dẫn duy nhất đến đích. OSI TCP/IP: - TCP/IP kết hợp lớp trình bày và lớp phiên vào lớp ứng dụng (Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3 tầng trên của mô hình OSI). 13 - TCP/IP kết hợp các lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý thành lớp truy nhập mạng.
- Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độ tin cậy của việc truyền tin như ở trong tầng giao vận của OSI mà cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP. - TCP/IP đơn giản hơn vì có ít lớp hơn. - Các giao thức TCP/IP là các tiêu chuẩn mà Internet dùng để phát triển, như vậy mô hình TCP/IP có được sự tín nhiệm chỉ bởi các giao thức của nó. Ngược lại, các mạng không được xây dựng trên giao thức OSI, mô hình OSI chỉ được dùng như là một hướng dẫn.
- Sự khác biệt quan trọng giữa một mô hình và một giao thức thực sự được dùng trong thiết kế mạng. Mô hình OSI sẽ được dùng để mô tả các giao thức TCP/IP. Sự khác nhau giữa OSI với TCP/IP 1. Mô hình mạng trạm chủ Client – Server Đối với Client/ Server có 2 phần chính là phần Server hoạt động trên máy chủ và phần Client hoạt động trên Client.
Mô hình Client/ Server Thông qua môi trường bên ngoài tại trạm làm việc và với phía Server, Client sẽ thực hiện việc giao tiếp với user, từ đó xác nhận những thông tin từ người dùng rồi tạo lập các query, truyền tới Server. Tiếp nhận các query string (chuỗi yêu cầu), sau đó phân tích các query string, tiếp nhận xử lý dữ liệu và gửi kết quả tới Clients. Nguyên tắc hoạt động của mô hình Client - Server 14 Trong mô hình Client Server, server chấp nhận tất cả các yêu cầu hợp lệ từ mọi nơi khác nhau trên mạng, sau đó trả kết quả về máy tính đã gửi yêu cầu. Máy tính được coi là máy khách khi chúng làm nhiệm vụ gửi yêu cầu đến các máy chủ và đợi câu trả lời được gửi về.
Để máy khách và máy chủ có thể giao tiếp được với nhau thì giữa chúng phải có một chuẩn nhất định, và chuẩn đó được gọi là giao thức. Một số giao thức chuẩn được sử dụng rộng rãi hiện nay như TCP/IP, OSI,… Khi đó, nếu máy khách muốn lấy được thông tin từ máy chủ, chúng phải tuân theo một giao thức mà máy chủ đó đưa ra. Nếu yêu cầu đó được chấp nhận thì máy chủ sẽ thu thập thông tin và trả về kết quả cho máy khách yêu cầu. Bởi thông thường, server luôn trong trạng thái sẵn sàng nhận yêu cầu từ các client, nên chỉ cần client gửi tín hiệu và chấp nhận yêu cầu là server sẽ trả về kết quả trong thời gian ngắn nhất có thể.
Nguyên tắc hoạt động của mô hình Client - Server 1. Băng thông mạng Băng thông tên quốc tế là Bandwidth. Thuật ngữ này dùng để chỉ lưu lượng của tín hiệu điện được truyền qua thiết bị truyền dẫn trong một giây là bao nhiêu. Nếu băng thông lớn thì cùng một lúc có nhiều người có thể truy cập vào Website.
Nếu băng thông hẹp (băng thông nhỏ) thì Website trở thành đường làng, người truy cập sẽ phải nhường nhau để truy cập. Mạng LAN : Là mạng được lắp đặt trong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km. Mạng cục bộ LAN 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 nhau cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà. Các thiết bị nối chính của LAN 1.1 Switch: Là thiết bị mạng thuộc (Data Link Layer) của mô hình OSI.
Trong khi một Bridge chỉ có 2 cổng để liên kết được 2 Segment mạng với nhau, thì Switch lại có 15 khả năng kết nối được nhiều Segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng trên Switch. Switch cũng “học” thông tin của mạng thông qua các gói tin mà nó nhận được từ các máy trong mạng.2 Bộ định tuyến (Router): Là thiết bị mạng Network Layer) của mô hình OSI, nó có thể tìm được đường 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 kết nối hai hay nhiều mạng IP với nhau. Các máy tính trên mạng phải “nhận thức” được sự tham gia của một Router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP là mọi máy tính kết nối mạng đều có thể giao tiếp được với Router.
Cáp xoắn đôi Đây là loại cáp gồm hai đường dây dẫn đồng được xoắn vào nhau nhằm làm giảm nhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau. Đây là loại cáp rẻ, dễ cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường. Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại (STP) và cáp không bọc kim loại (UTP - Unshield Twisted Pair). Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có một đôi dây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi dây xoắn với nhau.
Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc [4]. Các dịch vụ mạng cơ bản 1. DHCP DHCP - viết tắt của Dynamic Host Configuration Protocol (Giao thức cấu hình máy chủ động) là giao thức được sử dụng để giúp quản lý nhanh, tự động và tập trung việc phân phối địa chỉ IP bên trong một mạng. DHCP cũng được sử dụng để cấu hình subnet mask, cổng mặc định và thông tin máy chủ DNS phù hợp trên thiết bị.
Cách thức hoạt động của DHCP - Bước 1: Máy trạm khởi động với "địa chỉ IP rỗng" cho phép liên lạc với máy chủ DHCP bằng giao thức UDP.