LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, trong lĩnh vực Công nghệ thông tin không thể không nhắc đến hệ thống mạng vì nó là nền tảng để người sử dụng có thể trao đổi dữ liệu. Chính vì tầm quan trọng của hệ thống mạng nên thiết kế mạng là một mảng kiến thức cần thiết với sinh viên chuyên ngành Công nghệ thông tin.
Tập bài giảng Thiết kế mạng được biên soạn cho đối tượng sinh viên Cao đẳng và Đại học khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định. Tập bài giảng được chia làm 6 chương:
Chương 1: Mạng cục bộ
Chương 2: Cơ sở về cầu nối
Chương 3: Cơ sở về bộ chuyển mạch Chương 4: Cơ sở về bộ chọn đường Chương 5: Công nghệ Wireless
Chương 6: Thiết kế mạng
Nhóm biên soạn xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp khoa Công nghệ thông tin, cùng các đồng nghiệp trong trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định đã giúp chúng tôi hoàn thành tập bài giảng này.
Trong lần biên soạn đầu tiên, tập bài giảng không tránh khỏi những sai sót, rất mong người đọc đóng góp ý kiến để tập bài giảng được hoàn thiện hơn. Mọi sự đóng góp ý kiến xin gửi về Văn phòng Khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định.
Có thể bạn quan tâm!
-
Thiết kế mạng - ThS. Trần Văn Long, ThS. Trần Đình Tùng Biên soạn - 2 -
Các Loại Đường Truyền Và Các Chuẩn Của Chúng -
Thiết kế mạng - ThS. Trần Văn Long, ThS. Trần Đình Tùng Biên soạn - 4
Xem toàn bộ 231 trang tài liệu này.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
Nam Định, tháng 12 năm 2014
Nhóm biên soạn
Th.s Trần Văn Long Th.s Trần Đình Tùng
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU i
DANH MỤC HÌNH VẼ v
DANH MỤC BẢNG x
CÁC TỪ VIẾT TẮT xi
Chương 1 1
MẠNG CỤC BỘ 1
1.1. Các khái niệm cơ bản 1
1.1.1. Cấu trúc topo của mạng 1
1.1.2. Các phương thức truy nhập đường truyền 3
1.1.3. Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng 5
1.1.4. Các loại cáp mạng dùng trong mạng LAN 6
1.1.5. Các thiết bị sử dụng trong mạng LAN 11
1.2. Công nghệ Ethernet 17
1.2.1. Giới thiệu 17
1.2.2. Các đặc tính chung của Ethernet 18
1.2.3. Các loại mạng Ethernet 22
1.3. Các kỹ thuật chuyển mạch trong LAN 22
1.3.1. Phân đoạn mạng trong LAN 23
1.3.2. Các chế độ chuyển mạch trong LAN 27
Chương 2 28
CƠ SỞ VỀ CẦU NỐI 28
2.1. Giới thiệu về liên mạng 28
2.2. Cầu nối 29
2.2.1. Cầu nối trong suốt 29
2.2.2. Cầu nối xác định đường đi từ nguồn 32
2.2.3. Cầu nối trộn lẫn 34
Chương 3 35
CƠ SỞ VỀ BỘ CHUYỂN MẠCH 35
3.1. Chức năng và đặc tính của bộ chuyển mạch 35
3.2. Các thành phần của bộ chuyển mạch 36
3.3. Nguyên lý hoạt động 38
3.3.1. Học địa chỉ MAC 38
3.3.2. Chuyển tiếp khung tin 38
3.4. Phân loại bộ chuyển mạch 40
3.4.1. Dựa vào cấu hình phần cứng 40
3.4.2. Dựa vào hoạt động 40
3.4.3. Dựa vào mục đích sử dụng 40
3.5. Một số loại bộ chuyển mạch của Cisco 43
3.6. Cấu hình các tham số cơ bản cho bộ chuyển mạch 43
3.6.1. Thiết lập kết nối Console 43
3.6.2. Cấu hình cơ bản 45
3.7. Mạng LAN ảo 49
3.7.1. Giới thiệu 49
3.7.2. Phân loại VLAN 50
3.7.3. Tạo VLAN với một bộ chuyển mạch 51
3.7.4. Tạo VLAN với nhiều bộ chuyển mạch 56
Chương 4 70
CƠ SỞ VỀ BỘ CHỌN ĐƯỜNG 70
4.1. Giới thiệu 70
4.2. Chức năng của bộ chọn đường 70
4.3. Các thành phần của bộ chọn đường 71
4.4. Nguyên tắc hoạt động 73
4.4.1. Giới thiệu bảng chọn đường 73
4.4.2. Nguyên tắc hoạt động 74
4.4.3. Cập nhật bảng chọn đường 75
4.5. Phân loại bộ chọn đường 75
4.6. Cấu hình các tham số cơ bản cho bộ chọn đường 76
4.6.1. Thiết lập kết nối Console 76
4.6.2. Cấu hình cơ bản 78
4.7. Giải thuật chọn đường 84
4.7.1. Chức năng và mục tiêu 84
4.7.2. Phân loại 84
4.8. Thiết kế liên mạng 86
4.8.1. Xây dựng bảng chọn đường 86
4.8.2. Chọn đường tĩnh 88
4.8.3. Giao thức chọn đường RIP 93
4.8.4. Giao thức chọn đường OSPF 105
4.8.5. Giao thức chọn đường EIGRP 113
4.8.6. Giải thuật chọn đường BGP 125
Chương 5 133
CÔNG NGHỆ WIRELESS 133
5.1. Tổng quan 133
5.2. Các chuẩn Wireless 133
5.3. Thiết lập mạng Wireless LAN 134
5.3.1. Các thành phần mạng Wireless LAN 134
5.3.2. Thiết lập mạng Wireless LAN 137
Chương 6 142
THIẾT KẾ MẠNG 142
6.1. Các mô hình thiết kế mạng 142
6.1.1. Mô hình phân cấp (Hierarchical model) 142
6.1.2. Mô hình an ninh-an toàn (Secure model) 143
6.2. Các bước thiết kế mạng 143
6.2.1. Thu thập yêu cầu của khách hàng 143
6.2.2. Phân tích yêu cầu 144
6.2.3. Thiết kế giải pháp 144
6.2.4. Cài đặt mạng 146
6.2.5. Kiểm thử mạng 146
6.2.6. Bảo trì hệ thống 146
6.3. Thực hành thiết kế và mô phỏng mạng cho một công ty 146
PHẦN BÀI TẬP 150
1. Bài tập chương 1 & 2 150
2. Bài tập chương 3 167
3. Bài tập chương 4 176
4. Bài tập chương 5 181
5. Bài tập chương 6 190
TÀI LIỆU THAM KHẢO 210
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Cấu trúc mạng hình sao 1
Hình 1.2. Cấu trúc mạng hình tuyến 2
Hình 1.3. Cấu trúc mạng hình vòng 2
Hình 1.4. Cấu trúc mạng hình vòng của FDDI 4
Hình 1.5. Mối quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mô hình OSI 5
Hình 1.6. Cáp xoắn 6
Hình 1.7. Cáp xoắn loại STP 6
Hình 1.8. Cáp xoắn loại UTP 6
Hình 1.9. Cáp đồng trục 7
Hình 1.10. Cáp sợi quang 8
Hình 1.11. Sơ đồ các thành phần hệ thống cáp trong toà nhà 10
Hình 1.12. Kết nối từ máy tính tới Hub/Switch 11
Hình 1.13. Mô hình liên kết mạng sử dụng Repeater 12
Hình 1.14. Hoạt động của cầu nối 13
Hình 1.15. Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI 14
Hình 1.16. Bridge biên dịch 15
Hình 1.17. Liên kết mạng sử dụng 2 Bridge 15
Hình 1.18. Hoạt động của Router trong mô hình OSI 16
Hình 1.19. Cấu trúc khung tin Ethernet 18
Hình 1.20. Khung Unicast 19
Hình 1.21. Hai trạm ở hai phía xa nhất trong mạng Ethernet 10Mb/s 21
Hình 1.22. Kết nối mạng Ethernet 10BaseT sử dụng Hub 23
Hình 1.23. Miền xung đột và miền quảng bá 24
Hình 1.24. Luật 5-4-3 24
Hình 1.25. Truyền khung trong cầu nối 24
Hình 1.26. Miền xung đột và miền quảng bá 25
Hình 1.27. Quy tắc 80/20 25
Hình 1.28. Phân đoạn mạng bằng Router 26
Hình 1.29. Cấu hình bộ chuyển mạch thành nhiều cầu ảo 26
Hình 1.30. Miền xung đột, miền quảng bá 27
Hình 1.31. Miền xung đột, miền quảng bá 27
Hình 2.1. Liên mạng sử dụng Repeater 28
Hình 2.2. Vòng quẩn trong mạng 30
Hình 2.3. Liên mạng bằng nhiều cầu nối 31
Hình 2.4. Liên mạng được xây dựng lại bằng Spanning tree 32
Hình 2.5. Cầu nối trong mạng Token Ring 32
Hình 2.6. Cấu trúc của trường thông tin về đường đi 33
Hình 3.1. Kết nối mạng bằng Switch 35
Hình 3.2. Switch với giao tiếp song công 35
Hình 3.3. Mặt trước Switch 36
Hình 3.4. Mặt sau Switch 37
Hình 3.5. Bên trong Switch 37
Hình 3.6. Bảng địa chỉ MAC 38
Hình 3.7. Lưu và chuyển tiếp 39
Hình 3.8. Xuyên cắt 39
Hình 3.9. Hoạt động của Switch trong mô hình OSI 40
Hình 3.10. Workgroup Switch 41
Hình 3.11. Segment Switch 41
Hình 3.12. Backbone Switch 42
Hình 3.13. Symetric Switch 42
Hình 3.14. Asymetric Switch 43
Hình 3.15. Switch của Cisco 43
Hình 3.16. Kết nối Switch vào PC 44
Hình 3.17. Tạo kết nối 44
Hình 3.18. Khai báo cổng kết nối 44
Hình 3.19. Khai báo thông số kết nối 45
Hình 3.20. Mạng VLAN chia theo phòng ban 49
Hình 3.21. Miền quảng bá trước khi có VLAN 50
Hình 3.22. Miền quảng bá khi có VLAN 50
Hình 3.23. Tạo VLAN với một bộ chuyển mạch 51
Hình 3.24. Mô hình tạo VLAN với một bộ chuyển mạch 52
Hình 3.25. Tạo VLAN với nhiều bộ chuyển mạch_1 57
Hình 3.26. Tạo VLAN với nhiều bộ chuyển mạch_2 57
Hình 3.27. Cấu trúc khung tin ISL 58
Hình 3.28. Sử dụng giao thức 802.1Q tạo VLAN 59
Hình 3.29. Cấu trúc 802.1Q 60
Hình 3.30. Mô hình tạo VLAN với nhiều bộ chuyển mạch 61
Hình 3.31. Kết quả lệnh Ping 64
Hình 3.32. Kết quả cấu hình Trunk 64
Hình 3.33. Kết quả cấu hình Trunk 65
Hình 3.34. Kết quả lệnh Ping 65
Hình 3.35. Định tuyến sử dụng nhiều cổng vật lý 65
vi
Hình 3.36. Định tuyến sử dụng một cổng vật lý 66
Hình 3.37. Mô hình định tuyến giữa các VLAN 67
Hình 3.38. Kết quả lệnh Ping 69
Hình 4.1. Xây dựng mạng diện rộng bằng Router 70
Hình 4.2. Sơ đồ các đường đi trong một mạng 70
Hình 4.3. Mặt trước Router 72
Hình 4.4. Mặt sau Router 72
Hình 4.5. Bên trong Router 73
Hình 4.6. Sơ đồ các đường đi trong một mạng 73
Hình 4.7. Hoạt động của Router 74
Hình 4.8. Một số loại Router của Cisco 76
Hình 4.9. Kết nối Router vào PC 76
Hình 4.10.Tạo kết nối 77
Hình 4.11. Khai báo cổng kết nối 77
Hình 4.12. Khai báo thông số kết nối 78
Hình 4.13. Mạng cấu trúc phẳng và mạng phân cấp 85
Hình 4.14. Mô hình một liên mạng 86
Hình 4.15. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường tĩnh 89
Hình 4.16. Sử dụng tên cổng Interface 89
Hình 4.17. Sử dụng địa chỉ IP 90
Hình 4.18. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường tĩnh 90
Hình 4.19. Cấu hình địa chỉ IP Router 1 91
Hình 4.20. Cấu hình địa chỉ IP Router 2 91
Hình 4.21. Cấu hình địa chỉ IP Router 4 91
Hình 4.22. Bảng chọn đường 92
Hình 4.23. Bảng chọn đường 92
Hình 4.24. Kết quả lệnh Ping 93
Hình 4.25. Cấu trúc gói tin RIPv1 94
Hình 4.26. Các đích đến trong một gói tin RIPv1 95
Hình 4.27. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường RIPv1 95
Hình 4.28. Cấu hình chọn đường RIPv1 cho Router 1 97
Hình 4.29. Cấu hình chọn đường RIPv1 cho Router 2 97
Hình 4.30. Cấu hình chọn đường RIPv1 cho Router 4 98
Hình 4.31. Bảng chọn đường Router 4 98
Hình 4.32. Giao thức định tuyến đang sử dụng 99
Hình 4.33. Kết quả lệnh Ping 99
Hình 4.34. Kết quả lệnh Ping 99
vii
Hình 4.35. Cấu trúc gói tin RIPv2 100
Hình 4.36. Thông tin chứng thực 100
Hình 4.37. Các đích đến trong một gói tin RIPv2 101
Hình 4.38. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường RIPv2 102
Hình 4.39. Kiến trúc mạng phân cấp trong OSPF 107
Hình 4.40. Cấu trúc gói tin OSPF 108
Hình 4.41. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường OSPF 109
Hình 4.42. Khai báo Process ID 110
Hình 4.43. Thêm địa chỉ IP các mạng 111
Hình 4.44. Thêm địa chỉ IP các mạng 111
Hình 4.45. Thêm địa chỉ IP các mạng 111
Hình 4.46. Kết quả lệnh Ping 111
Hình 4.47. Kết quả lệnh Ping 111
Hình 4.48. Bảng chọn đường của Router 2 112
Hình 4.49. Thông tin giao thức định tuyến 112
Hình 4.50. Nội dung cơ sở dữ liệu OSPF 112
Hình 4.51. Bảng cấu trúc mạng 114
Hình 4.52. Nhãn giá trị Administrator tag 115
Hình 4.53. Đường Successor 115
Hình 4.54. Bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng 116
Hình 4.55. Sử dụng thuật toán DUAL 116
Hình 4.56. Đường Successor đặt trong bảng cấu trúc mạng 117
Hình 4.57. Bảng láng giềng, bảng cấu trúc mạng, bảng chọn đường 117
Hình 4.58. Đường Feasible successor 118
Hình 4.59. Cấu trúc gói tin EIGRP 119
Hình 4.60. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường EIGRP 120
Hình 4.61. Cấu hình Interface Router 1 121
Hình 4.62. Cấu hình Interface Router 2 121
Hình 4.63. Cấu hình Interface Router 4 122
Hình 4.64. Cấu hình giao thức chọn đường EIGRP cho Router 1 122
Hình 4.65. Cấu hình giao thức chọn đường EIGRP cho Router 2 123
Hình 4.66. Cấu hình giao thức chọn đường EIGRP cho Router 4 123
Hình 4.67. Bảng chọn đường của Router 1 124
Hình 4.68. Giao thức chọn đường Router 1 đang sử dụng 124
Hình 4.69. Kết quả lệnh Ping của Router 2 125
Hình 4.70. Kết quả lệnh Ping của Router 4 125
Hình 4.71. IBGP và EBGP 126