TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

--- – & & ---

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ
HẠ TẦNG MẠNG DOANH NGHIỆP

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN TRUNG KIÊN

Lớp

:

Khóa học

:

49K - ĐTVT
2008 – 2013

Giảng viên hướng dẫn: TH.S CAO THÀNH NGHĨA

NGHỆ AN - 2013

MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................i
TÓM TẮT ĐỒ ÁN....................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT............................................iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ...................................................................vi
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH.............................................1
1.1. Khái niệm cơ bản của mạng máy tính..............................................................1
1.1.1. Khái niệm................................................................................................1
1.1.2. Các mục tiêu của việc tạo nên mạng máy tính.........................................2
1.1.3. Phân loại mạng máy tính.........................................................................2
1.2. Mơ hình 7 tầng OSI.........................................................................................5
1.2.1. Các giao thức trong mơ hình OSI...........................................................6
1.2.2. Các tầng của mơ hình OSI.......................................................................8
1.3. Giao thức TCP/IP...........................................................................................15
1.3.1. Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP.......................................................15
1.3.2. Q trình đóng/mở gói dữ liệu..............................................................18
1.3.3. Một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP.........................................19
1.3.4. So sánh giữa TCP/IP với OSI................................................................21
1.4. Kết luận chương 1..........................................................................................21
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN.......................................................22
2.1. Khái niệm mạng LAN....................................................................................22
2.2. Các dạng Topo trong mạng LAN...................................................................23
2.2.1. Mạng hình sao.......................................................................................23
2.2.2. Mạng đường thẳng (Bus).......................................................................24
2.2.3. Mạng dạng vòng....................................................................................25
2.2.4. Mạng kết nối hỗn hợp............................................................................26

2.3. Các công nghệ LAN......................................................................................29
2.3.1. Ethernet.................................................................................................29
2.3.2. Token Ring............................................................................................30


2.3.3. FDDI (Fiber Distributed Data Interface)...............................................31
2.4. Công nghệ mạng VLAN (VIRTUAL LAN)..................................................31
2.4.1. Tạo mạng LAN ảo với một bộ chuyển mạch........................................32
2.4.2. Tạo mạng LAN ảo với nhiều bộ chuyển mạch.....................................32
2.4.3. Các mơ hình mạng LAN ảo...................................................................33
2.4.4. Ưu điểm và nhược điểm của mạng LAN ảo...........................................34
2.5. Mơ hình mạng LAN.......................................................................................34
2.5.1. Lớp Lõi (Core Layer)............................................................................35
2.5.2. Lớp Phân Phối (Distribution Layer)......................................................36
2.5.3. Lớp Truy Cập (Access Layer)...............................................................36
2.6. Cơ bản về định tuyến.....................................................................................37
2.6.1. Khái quát về định tuyến.........................................................................37
2.6.2. Nguyên tắc định tuyến...........................................................................37
2.6.3. Phân loại định tuyến..............................................................................39
2.6.4. Các thuật toán định tuyến động.............................................................40
2.6.5. Các giao thức định tuyến được sử dụng trong mạng LAN....................43
2.6.6. Cấu hình cơ bản.....................................................................................45
2.7. Kết luận chương 2..........................................................................................50
CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ MẠNG LAN CHO DOANH NGHIỆP
................................................................................................................................. 51
3.1. Giới thiệu công nghệ mạng Cisco..................................................................51
3.2. Yêu cầu của việc thiết kế...............................................................................52
3.3. Khảo sát và phân tích các ràng buộc yêu cầu.................................................53
3.3.1. Khảo sát các thiết bị cần lắp đặt trong các phịng ban của cơng ty........53
3.3.2. Khảo sát các u cầu của công ty..........................................................54

3.3.3. Mục tiêu khi thiết kế..............................................................................54
3.3.4. Phương pháp thiết kế.............................................................................55
3.3.5. Phân tích các yêu cầu............................................................................55
3.3.6. Định hướng mở rộng của cơng ty..........................................................56
3.4. Phân tích các mục tiêu kỹ thuật.....................................................................56
3.4.1. Tính thích ứng.......................................................................................56


3.4.2. Tính tiện lợi...........................................................................................56
3.4.3. Hiệu suất................................................................................................57
3.4.4. Bảo mật.................................................................................................57
3.4.5. Quản lý..................................................................................................57
3.4.6. Chi phí hiệu quả....................................................................................57
3.4.7. Bảng mơ tả các ứng dụng mạng............................................................58
3.5. Đặc tính hóa lưu lượng mạng.........................................................................58
3.5.1. Đặc tính hóa luồng lưu lượng................................................................58
3.5.2. Đặc tính hóa traffic................................................................................59
3.6. Thiết kế topo mạng........................................................................................62
3.6.1. Thiết kế sơ đồ vật lý mạng LAN cho cơng ty........................................62
3.6.2. Sơ đồ cấu trúc của tịa nhà.....................................................................64
3.7. Kế hoạch phân bố dải địa chỉ IP và chia VLAN............................................66
3.7.1. Chi nhánh tại Thành phố Vinh..............................................................66
3.7.2. Chi nhánh tại Thành phố Hà Tĩnh.........................................................67
3.8. Chọn giao thức định tuyến và chuyển mạch..................................................72
3.8.1. Hệ thống chuyển mạch và định tuyến trung tâm cho LAN....................72
3.8.2. Chọn giao thức định tuyến.....................................................................72
3.9. Thiết kế an ninh cho hệ thống........................................................................74
3.9.1. Phân tích các nguy cơ có thể ảnh hưởng đến hệ thống..........................74
3.9.2. Kế hoạch an ninh cho cơng ty................................................................74
3.9.3. Chính sách an ninh cụ thể......................................................................75

3.10. Kết luận chương 3.......................................................................................76
CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG MẠNG LAN CHO DOANH NGHIỆP.....................77
4.1. Giới thiệu về phần mềm Cisco Packet Tracer................................................77
4.2. Sơ đồ mô phỏng.............................................................................................77
4.3. Kết quả mô phỏng..........................................................................................78
4.4. Kết quả chương 4....................................................................................................83
KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN.............................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................85
PHỤ LỤC...........................................................................................................................86


LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của công nghệ thơng tin thì hệ thống mạng máy tính
đã ra đời và phát triển một cách nhanh chóng về cả quy mơ và ứng dụng. Mạng máy
tính đã trở nên rất quan trọng trong q trình hoạt động của các cơng ty xí nghiệp
hoặc các cơ sở kinh doanh. Nó là kênh thông tin không thể thiếu trong thời đại công
nghệ hiện nay. Trong điều kiện kinh tế phát triển như hiện nay hầu hết các cơng ty
xí nghiệp đều triển khai xây dựng cho mình một hệ thống mạng cục bộ (mạng
LAN) để phục vụ cho việc quản lý dữ liệu nội bộ đảm bảo tính an tồn cũng như
tính bảo mật cho dữ liệu một cách thuận tiện. Cũng thông qua hệ thống mạng để
trao đổi thông tin với khách hàng, đối tác một cách nhanh chóng. Mặt khác nhờ có
mạng giúp cho các nhân viên trong cơng ty xí nghiệp truy cập dữ liệu một cách
nhanh chóng, hơn thế cịn giúp cho người quản trị mạng có cái nhìn tổng qt hơn
hệ thống mạng trong cơng ty để khắc phục những lỗi do người sử dụng gây ra,
ngoài ra còn giúp người quản trị phân quyền sử dụng tài nguyên cho từng đối tượng
trong công ty một cách hợp lý, giúp cho người lãnh đạo điều hành công ty dễ dàng
quản lý nhân viên và điều hành công ty.
Trong bài đồ án tốt nghiệp này em xin trình bày đề tài: “Khảo sát và thiết kế
mạng hạ tầng mạng doanh nghiệp”.
Đồ án được bố cục làm 3 phần:



Phần 1: Giới thiệu



Phần 2: Nội dung
o

Chương 1 – Tổng quan về mạng máy tính

o

Chương 2 – Tổng quan về mạng LAN

o

Chương 3 – Khảo sát và thiết kế hạ tầng mạng cho doanh
nghiệp

o


Chương 4 – Mô phỏng hạ tầng mạng doanh nghiệp
Phần 3: Phụ lục và tài liệu tham khảo

Mục đích nghiên cứu đồ án “Khảo sát và thiết kế hạ tầng mạng doanh
nghiệp” là em có thể thiết kế và xây dựng các mạng LAN, WAN, và các mạng khác

i



phục vụ theo yêu cầu của thực tế. Trong quá trình làm đồ án do kiến thức có hạn
nên cịn nhiều hạn chế, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn.

ii


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Trong đồ án này, đã đi vào tìm hiểu việc khảo sát, thiết kế hạ tầng mạng
LAN cho một doanh nghiệp và các yêu cầu của mạng doanh nghiệp là tạo điều kiện
cho các nhân viên trong cơng có thể trao đổi thơng tin, trao đổi dữ liệu, giúp cho
công việc của các nhân viên thêm thuận lợi và đạt kết quả cao, giúp cho việc giám
sát và điều khiển các hoạt động của ban quản lý trong công ty thuận tiện và mang
lại hiệu quả cao. Để đạt được các mục đích đó, em đã sử dụng hạ tầng mạng Cisco
trong việc xây dựng mạng. Trong đồ án này cũng đã trình bày chi tiết về thiết kế
mạng LAN cho doanh nghiệp cũng như sử dụng phần mềm Cisco Packet Tracer cho
việc mô phỏng một mạng doanh nghiệp vì phần mềm này mơ phỏng tương đương
với việc cấu hình thực tế trên các thiết bị mạng Cisco như router, switch.
ABSTRACT
In this thesis, was studied surveying, infrastructure design LAN for a
business and the requirements of the business network is enabling the employees
can exchange information, exchange of data, making the job of the employees more
favourable and high productivity, help for monitoring and controlling the activities
of the Management Board of the company is convenient and effective. To achieve
that purpose, I used the Cisco network infrastructure in building the network. In this
thesis has also presented information on the enterprise LAN design as well as using
software Cisco Packet Tracer for the simulation of a corporate network because this
software simulation is equivalent to the actual configuration on Cisco network
devices such as routers, switches.


iii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ATM

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền dẫn không đồng bộ

ASE

Application Services Element

Các phần tử dịch vụ ứng dụng

BGP

Border Gateway Protocol

Giao thức cổng đường biên

EGP

Exterior Gateway Protocol

Giao thức cổng ngoài

FDDI


Fiber Distributed Data
Interface

Giao diện phân bố sợi

FR

Frame Relay

Chuyển tiếp khung

GAN

Global Area Network

Mạng toàn cầu

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức truyền tệp

ICMP

Internet Control Message
Protocol

Giao thức thông điệp điều khiển

Internet

IGMP

Internet Group Management
Protocol

Giao thức quản lý nhóm Internet

IGP

Interior Gateway Protocol

Giao thức cổng nội

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

ISDN

Intergated Services Digital
Network

Mạng tích hợp số

ISPs


Internet Service Providers

Nhà cung cấp dịch vụ Internet

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

LER

Label Edge Router

Router biên nhãn

LSA

Link State Advertisement

Gói quảng cáo trạng thái liên kết

LSP

Label Switched Path

Đường dẫn chuyển mạch nhãn

LSP


Link State Packet

Gói trạng thái đường

LSR

Label Switch Router

Router chuyển mạch nhãn

MAC

Media Access Control

Điều khiển truy xuất môi trường

MAN

Metropolitan Area Network

Mạng đô thị

MPLS

Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức

NGN

Next Generation Network


OSI

Open Systems Interconnection Mơ hình tham chiếu kết nối các hệ

Mạng thế hệ tiếp theo

iv


thống mở
OSPF

Open Shortest Path First

Giao thức ưu tiên đường đi ngắn nhất

PDU

Protocol Data Unit

Đơn vị số liệu giao thức

PPP

Point to Point Protocol

Giao thức điểm điểm

QoS


Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RARP

Reverse Address Resolution
Protocol

Giao thức – phân giải địa chỉ ngược

RIP

Routing Information Protocol

Giao thức thông tin định tuyến

RIP-2

RIP version 2

RIP phiên bản 2

RSVP

Resource Resevation Protocol

Giao thức dành trước tài nguyên

SPF


Shortest Path First

Thuật toán ưu tiên đường đi ngắn
nhất

TCP

Transport Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền dẫn

TTV

Time To Live

Thời gian sống

UDP

User Datagrame Protocol

Giao thức dữ liệu người dùng

VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng cục bộ ảo


VLSM

Variable Length Subnet Mask

Mặt nạ mạng con có chiều dài biến đổi

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Mối tương quan giữa các tầng trong mơ hình TCP/IP với OSI..............21
Bảng 2.1. So sánh tính năng giữa các câu trúc của mạng LAN...............................27
Bảng 2.2. Định tuyến của một cổng truyền.............................................................38
Bảng 3.1. Các ứng dụng sẽ chạy trên mạng.............................................................55
Bảng 3.2. Mô tả các ứng dụng.................................................................................58
Bảng 3.3. Các ứng dụng sẻ được chia se trong các phịng ban................................58
Bảng 3.4. Đặc tính lưu lượng tổng cộng của chi nhánh Thành phố Vinh................59
Bảng 3.5. Đặc tính lưu lượng Web của chi nhánh Thành phố Vinh........................60
Bảng 3.6. Đặc tính lưu lượng Mail của chi nhánh Thành phố Vinh........................60
Bảng 3.7. Đặc tính lưu lượng File của chi nhánh Thành phố Vinh..........................60
Bảng 3.8. Đặc tính lưu lượng Database của chi nhánh Thành phố Vinh.................61
Bảng 3.9. Đặc tính lưu lượng Remote Access của chi nhánh Thành phố Vinh.......61
Bảng 3.10. Đặc tính lưu lượng tổng cộng của chi nhánh Thành phố Hà Tĩnh.........61
Bảng 3.11. Đặc tính lưu lượng Web của chi nhánh Thành phố Hà Tĩnh................62

Bảng 3.12. Đặc tính lưu lượng Mail của chi nhánh Thành phố Hà Tĩnh................62
Bảng 3.13. Đặc tính lưu lượng File của chi nhánh Thành phố Hà Tĩnh...................62
Bảng 3.14. Đặc tính lưu lượng Database của chi nhánh Thành phố Hà Tĩnh..........62
Bảng 3.15. Tóm tắt địa chỉ tại chi nhánh Thành phố Vinh......................................67
Bảng 3.16. Tóm tắt địa chỉ tại chi nhánh Thành phố Hà Tĩnh.................................68
Bảng 3.17. Thông tin về VLAN..............................................................................69
Bảng 3.18. Thông tin dải địa chỉ IP.........................................................................70
Bảng 3.19. so sánh các giao thức định tuyến...........................................................72

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Mơ hình liên kết các máy tính trong mạng................................................2
Hình 1.2. Mơ hình 7 tầng OSI..................................................................................6
Hình 1.3. Phương thức xác lập các gói tin trong mơ hình OSI..................................7
Hình 1.4. Mơ hình chuyển vận các gói tin trong mạng chuyễn mạch gói................12
Hình 1.5. Các đường truyền kết nối kiểu "một điểm - một điểm" và "một điểm nhiều điểm".............................................................................................................14
Hình 1.6. Bộ giao thức TCP/IP................................................................................16
Hình 1.7. Q trình đóng/mở gói dữ liệu trong TCP/IP...........................................18
Hình 2.1. Mơ hình mạng hình sao...........................................................................24
Hình 2.2. Mơ hình mạng dạng đường thẳng............................................................25
Hình 2.3. Mơ hình mạng dạng vịng........................................................................26
Hình 2.4: Mạng kết hợp giữa mạng sao và mạng bus..............................................27
Hình 2.5. Mạng Ethernet.........................................................................................29
Hình 2.6. Mạng Token Ring.....................................................................................30
Hình 2.7. Mạng FDDI.............................................................................................31
Hình 2.8. Mạng VLAN theo chức năng các phịng ban..........................................32
Hình 2.9. Cấu hình các bộ chuyển mạch tạo thành các miền quảng bá cho các mạng LAN ảo
................................................................................................................................. 33

Hình 2.10. Mơ hình 3 lớp của mạng LAN theo kiến trúc phân tầng........................35
Hình 2.11. Định tuyến véc tơ khoảng cách.............................................................41
Hình 2.12. Kết nối PC với Router...........................................................................45
Hình 2.13. Kết nối PC với Switch...........................................................................47
Hình 3.1. Sơ đồ vật lý ở tầng 1................................................................................63
Hình 3.2. Sơ đồ vật lý ở tầng 2................................................................................63
Hình 3.3. Sơ đồ vật lý ở tầng 3................................................................................63
Hình 3.4. Sơ đồ cấu trúc tầng 1...............................................................................64
Hình 3.5. Sơ đồ cấu trúc tầng 2...............................................................................64
Hình 3.6. Sơ đồ cấu trúc tầng 3..............................................................................65
Hình 3.7. Sơ đồ cấu trúc tầng 4...............................................................................65

vii


Hình 3.8. Sơ đồ phân chia dải địa chỉ IP và VLAN cho cơng ty..............................71
Hình 4.1. Sơ đồ mơ phỏng sử dụng phần mềm Cisco Packet Tracer......................77
Hình 4.2. VLAN tại server thành phố Vinh.............................................................78
Hình 4.3. VLAN tại server thành phố Hà Tĩnh........................................................78
Hình 4.3. Dải địa chỉ IP tại chi nhánh thành phố Vinh............................................79
Hình 4.3. Dải địa chỉ IP tại chi nhánh thành phố Hà Tĩnh.......................................79
Hình 4.3. Cấp địa chỉ động cho các PC tại chi nhánh thành phố Vinh....................80
Hình 4.3. Cấp địa chỉ động cho các PC tại chi nhánh thành phố Hà Tĩnh...............80
Hình 4.4. Telnet đến Router thành phố Vinh...........................................................81
Hình 4.5. Telnet đến Router thành phố Hà Tĩnh......................................................81
Hình 4.6. Sao lưu cấu hình các thiết bị vào TFTP Server........................................82
Hình 4.7. Kiểm tra sự thông suốt giữa 2 PC thuộc 2 chi nhánh...............................82
Hình 4.8. Kết nối đến Internet.................................................................................83

viii



CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
1.1. Khái niệm cơ bản của mạng máy tính
1.1.1. Khái niệm

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường
truyền theo một cấu trúc nào đó và thơng qua đó các máy tính trao đổi thơng tin qua
lại cho nhau.
Đường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay khơng dây dùng
để chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện
tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off). Tất cả các
tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ. Tùy theo
tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các
tín hiệu. Ở đây đường truyền được kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn,
cáp quang, dây điện thoại, sóng vơ tuyến...Các đường truyền dữ liệu tạo nên cấu
trúc của mạng.
Với sự trao đổi qua lại giữa máy tính này với máy tính khác đã phân biệt mạng
máy tính với các hệ thống thu phát một chiều như truyền hình, phát thơng tin từ vệ
tinh xuống các trạm thu thụ động... vì tại đây chỉ có thơng tin một chiều từ nơi phát
đến nơi thu mà không quan tâm đến có bao nhiêu nơi thu, có thu tốt hay không.
Đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý là giải thơng. Giải thơng của một
đường chuyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. Tốc độ
truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thông lượng của đường truyền thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (Bps). Thơng
lượng cịn được đo bằng đơn vị khác là Baud (lấy từ tên nhà bác học - Emile
Baudot). Baud biểu thị số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây.
Ở đây Baud và Bps không phải bao giờ cũng đồng nhất. Ví dụ: nếu trên đường
dây có 8 mức tín hiệu khác nhau thì mỗi mức tín hiệu tương ứng với 3 bit hay là 1
Baud tương ứng với 3 bit. Chỉ khi có 2 mức tín hiệu trong đó mỗi mức tín hiệu

tương ứng với 1 bit thì 1 Baud mới tương ứng với 1 bit.

1


WINDOW SERVER
2003

WINDOW SERVER
2008 R2

UNIX SERVER

Network Cable

`

`

PC Client

PC Client

`

PC Client

`

PC Client


Hình 1.1. Mơ hình liên kết các máy tính trong mạng
1.1.2. 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 thơng tin: Nếu một máy tính hay một đơn vị
dữ liệu nào đó trong mạng bị hỏng thì ln 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 mơi trường truyền thơng mạnh giữa nhiều người sử dụng trên phạm
vi địa lý rộng. Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng.
1.1.3. Phân loại mạng máy tính [1]

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.
1.1.3.1. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý

2


Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố phân loại mạng thì ta có mạng cục bộ,
mạng đơ 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 vịng vài km trở lại.
Mạng đơ thị (MAN - Metropolitan Area Network): là mạng được cài đặt trong
phạm vi một đơ thị, một trung tâm văn hố 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.
Mạng toàn cầu (GAN - Global Area Network): là mạng có phạm vi trải rộng tồn cầu.
1.1.3.2. 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 thơng 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 khn dạng được quy định trước. Mỗi thơng báo
có chứa các thơng tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thơng báo.
Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thơng báo
tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thơng báo. Như vậy mỗi nút cần phải
lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo, nếu thấy thơng báo
khơng 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 khơng bị chiếm dụng độc quyền mà

được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông.


3


• Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thơng tin tạm thời sau đó mới chuyển thơng 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 thơng của mạng bằng cách gắn địa chỉ
quảng bá (broadcast addressing) để gủi thơng báo đổng thời tới nhiều đích.


Nhược điểm của phương pháp này là:
• Khơng hạn chế được kích thước của thơng báo dẫn đến phí tổn lưu giữ tạm

thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm.
Mạng chuyển 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 khn dạng qui
định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thơng tin điều khiển, trong đó có địa chỉ
nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin.
Các gói tin của cùng một thơng báo có thể được gửi 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 tồn bộ gói tin trong bộ nhớ mà khơng 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 thơng 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).
1.1.3.3. Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng
Kiến trúc của mạng bao gồm hai vấn đề: cấu trúc mạng (Network topology) và
giao thức mạng (Network protocol).

Cấu trúc mạng: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi
là topo của mạng.
Giao thức mạng: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền
thông mà ta gọi là giao thức của mạng. Khi phân loại theo topo mạng người ta
thường có phân loại thành: mạng hình sao, mạng hình trịn và mạng tuyến tính.
Phân loại theo giao thức mà mạng sử dụng người ta phân loại thành mạng:

4


TCP/IP, mạng NETBIOS ...
1.1.3.4. Phân loại theo hệ điều hành mạng
Nếu phân loại theo hệ điều hành mạng người ta chia ra theo mơ hình mạng
ngang hàng, mạng khách/chủ hoặc phân loại theo tền hệ điều hành mà mạng sử
dụng: Windows, Unix, Novell... Tuy nhiên trong thực tế người ta thường chỉ phân
loại theo hai tiêu chí đầu tiên.
Tuy nhiên cách phân loại trên không phổ biến và chỉ áp dụng cho các mạng cục bộ.
1.2. Mơ hình 7 tầng OSI
Việc nghiên cứu về OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với các mục tiêu
nhằm nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác. Ưu điểm chính của OSI là ở
chỗ nó hứa hẹn giải pháp cho vấn đề truyền thơng giữa các máy tính khơng giống
nhau. Hai hệ thống, dù có khác nhau đều có thể truyền thông với nhau một các hiệu
quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau đây:
• Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thơng.
• Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng, các tầng đồng
mức phải cung cấp các chức năng như nhau.
• Các tầng đồng mức khi trao đổi với nhau sử dụng chung một giao thức.
Mơ hình OSI tách các mặt khác nhau của một mạng máy tính thành bảy tầng
theo mơ hình phân tầng. Mơ hình OSI là một khung mà các tiêu chuẩn lập mạng
khác nhau có thể khớp vào.

Mơ hình OSI định rõ các mặt nào của hoạt động của mạng có thể nhằm đến
bởi các tiêu chuẩn mạng khác nhau. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, mơ hình OSI là
một loại tiêu chuẩn của các chuẩn.
Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model, viết ngắn là
OSI Model hoặc OSI Reference Model)- tạm dịch là mơ 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 thơng giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng
giữa chúng. Mơ hình này được phát triển thành một phần trong kế hoạch kết nối các
hệ thống mở (Open Systems Interconnection) do ISO và IUT-T khởi xướng. Nó cịn
được gọi là mơ hình bảy tầng của OSI.

5


Mơ hình OSI phân chia chức năng của một giao thức ra thành một chuỗi các
tầng cấp. Mỗi một tầng cấp có một đặc tính là nó chỉ sử dụng chức năng của tầng
dưới nó, đồng thời chỉ cho phép tầng trên sử dụng các chức năng của mình.
Thơng thường thì chỉ có những tầng thấp hơn là được cài đặt trong phần cứng,
còn những tầng khác được cài đặt trong phần mềm.
Tính năng chính của nó là quy định về giao diện giữa các tầng cấp, tức qui
định đặc tả về phương pháp các tầng liên lạc với nhau. Điều này có nghĩa là cho dù
các tầng cấp được soạn thảo và thiết kế bởi các nhà sản xuất, hoặc công ty, khác
nhau nhưng khi được lắp ráp lại, chúng sẽ làm việc một cách dung hòa.
Việc phân chia hợp lí các chức năng của giao thức khiến việc suy xét về chức
năng và hoạt động của các chồng giao thức dễ dàng hơn, từ đó tạo điều kiện cho
việc thiết kế các chồng giao thức tỉ mỉ, chi tiết, song có độ tin cậy cao. Mỗi tầng cấp
thi hành và cung cấp các dịch vụ cho tầng ngay trên nó, đồng thời địi hỏi dịch vụ
của tầng ngay dưới nó.
Host A


Host B

Application

Application

Presentation

Data

Session
Transport
Network
Data Link
Physical

Presentation
Session

Segment
Packets
Frames
Bits

`

Transport
Network
Data Link
Physical


`

Hình 1.2. Mơ hình 7 tầng OSI
1.2.1. Các giao thức trong mơ hình OSI
Trong mơ hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có liên

6


kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless).
• Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết
lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thơng qua liên kết này, việc có
liên kết logic sẽ nâng cao độ an tồn trong truyền dữ liệu.
• Giao thức khơng liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết
logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.
Như vậy với giao thức có liên kết, q trình truyền thơng phải gồm 3
giai đoạn phân biệt:
• Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng
với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữ liệu).
• Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý
kèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu...) để tăng
cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu.
• Hủy bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát
cho liên kết để dùng cho liên kết khác.
Đối với giao thức khơng liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn truyền
dữ liệu mà thơi.
Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet) được hiểu như là một đơn vị thông tin
dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính. Những
thơng điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo dạng

thành các gói tin ở máy nguồn. Và những gói tin này khi đích sẽ được kết hợp lại
thành thơng điệp ban đầu. Một gói tin có thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ,
các thông tin điều khiển và dữ liệu.
Application
Presentation
Session
Transport
Network

data

data

Application

hdr data

hdr data

Presentation

hdr hdr data

hdr hdr data

Session

hdr hdr hdr data

hdr hdr hdr data


Transport

hdr hdr hdr hdr data

hdr hdr hdr hdr data

Network

hdr hdr hdr hdr hdr data trl

Data link

Data link hdr hdr hdr hdr hdr data trl

Physic

Hình 1.3. Phương thức xác lập các gói tin trong mơ hình OSI

7


Trên quan điểm mơ hình mạng phân tầng, mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng
là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược
lại. Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ phần đầu (header) đối với các gói
tin trước khi chuyển nó đi. Nói cách khác, từng gói tin bao gồm phần đầu (header) và
phần dữ liệu. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu đề
khác và được xem như là gói tin của tầng mới, cơng việc trên tiếp diễn cho tới khi gói
tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.
Tại bên nhận các gói tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tướng ứng và đây

cũng là ngun lý của bất cứ mơ hình phân tầng nào.
1.2.2. Các tầng của mơ hình OSI [2]
1.2.2.1. Tầng ứng dụng
Tầng ứng dụng (Application layer) là tầng cao nhất của mơ hình OSI, nó xác
định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI và giải quyết các kỹ thuật mà
các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng.
Để cung cấp phương tiện truy nhập mơi trường OSI cho các tiến trình ứng dụng,
Người ta thiết lập các thực thể ứng dụng (AE), các thực thể ứng dụng sẽ gọi đến các
phần tử dịch vụ ứng dụng (Application Service Element - viết tắt là ASE) của chúng.
Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm một hoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng. Các
phần tử dịch vụ ứng dụng được phối hợp trong môi trường của thực thể ứng dụng thông
qua các liên kết (association) gọi là đối tượng liên kết đơn (Single Association Object viết tắt là SAO). Đối tượng liên kết đơn điều khiển việc truyền thơng trong suốt vịng đời
của liên kết đó cho phép tuần tự hóa các sự kiện đến từ các ASE thành tố của nó.
1.2.2.2.

Tầng trình bày

Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có
thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau. Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng
dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng
dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác nhau (như hệ máy Intel và hệ
máy Motorola). Tầng trình bày (Presentation layer) phải chịu trách nhiệm chuyển
đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang một loại khác. Để đạt
được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn chung dùng để truyền thông và cho

8