Đề tài Thiết kế mạng LAN cho trường học

LờI NóI ĐầU Ngày nay, nền kinh tế của đất nước đang ngày một phát triển và đang hoà nhập với nền kinh tế của khu vực cũng như của thế giới. Cùng với sự phát triển đó mạng máy tính đã và đang trở nên rất quan trọng đối với chúng ta trong mọi lĩnh vực như: Khoa học, quốc phòng, thương mại, giáo dục…hiện nay ở nhiều nơi, mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Mạng LAN (local Area Networks) là một mô hình hiện nay được sử dụng phổ biến trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ, trường học, công sở…Tuy là một mô hình mạng nhỏ nhưng để đáp ứng hầu hết mọi yêu cầu của người sử dụng trong các ứng dụng mạng như chia sẻ thông tin, tài nguyên trên mạng, làm việc trong môi trường tương tác…Với việc sử dụng mạng LAN sẽ giảm đáng kể chi phí và thiết bị nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác và yêu cầu của công việc. Vì vậy em đã lựa chọn đề tài thực tập “Thiết kế mạng LAN cho trường học” để nhà trường có thể quản lí công việc một cách dễ dàng và có hiệu quả cao. Qua quá trình học tập, nghiên cứu và tham khảo tài liệu, em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên do thời gian thực tập có hạn mà vốn kiến thức của em còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu xót. Em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên trong trường để bản báo cáo thực tập môn học của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy, cô giáo bộ môn Điện tử viễn thông, đặc biệt là thầy Phạm Văn Ngọc đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài này. Chương 1 Tổng quan về mạng máy tính 1.1.Giới thiệu chung về mạng máy tính Khái niệm mạng máy tính Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm. CD ROM,…điều này hây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho pháp các khả năng: • Sử dụng chung các công cụ tiện ích. • Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung. • Tăng độ tin cậy của hệ thống. • Trao đổi thông điệp, hình ảnh… • Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, modem…). • Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại. Máy in Hình 1.1 Một hệ thống mạng máy tính đơn giản. Phân loại mạng máy tính Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng, có hai phương thức chủ yếu là điểm - điểm và điểm – nhiều điểm. Phương thức “điểm - điểm”: các đường truyền riêng biệt được thiết lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền hoặc nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian như lưu trữ những dữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đó đạt tới đích. Phương thức “điểm – nhiều điểm”: tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra dịa chỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cưa vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình không nếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua. Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý: GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. WAN (Wide Area Network) – Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ( 50 – 100 Mbit/s). LAN (Local Erea Network) – Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trăm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao. Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN. Phân loại mạng máy tính theo tôpô: Mạng dạng hình sao (Star Topology): ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức “điểm - điểm”. Hình 1.2 Topology hình sao : : : : : Mạng hình tuyến ( Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt goi là Terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (Transceiver). Terminator Hình 1.3 Topology hình tuyến : : : : : : T- Connecter Mạng dạng vòng ( Ring Topology): Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức “điểm - điểm”, qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một. : : : : Repeater Hình 1.4 Topology dạng vòng Mạng kết hợp: Trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng. Spliter Station HUB Hình 1.5 Sơ đồ mạng kết hợp hình sao và vòng ỉ Phân loại mạng máy tính theo chức năng: Mạng Client – Server : một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Print server,…các máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ được gọi là server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client. Máy in Máy phục vụ Hình 1.6 Sơ đồ tiêu biểu mạng dựa trên máy phục vụ. Mạng ngang hàng (Peer - to – Peer): Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client, vừa như một Server. Máy in Hình 1.7 Sơ đồ tiêu biểu về mạng ngang hàng hahjhhkjjhhhfgfhàng Mạng kết hợp : Các máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client - Server và peer – to – peer. Mô hình OSI Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm những hoạt động, thiết bị và giao thức mạng khác nhau. 7 Application 6 Presentation 5 Session 4 Transport 3 Network 2 Data links 1 Physical Application protocol 7 Application 6 Presentation 5 Session 4 Transport 3 Network 2 Data links 1 Physical Presentation Protocol Sesion protocol Transport protocol Network protocol Data protocol Physical protocol Computer Network Hình 1.8 Mô hình OSI Mức 1: Mức vật lý (Physical Layer) Thực chất của mức này là thực hiện nối kết các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin. Mức 2: Mức liên kết dữ liệu (Data Link Layer) Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bít ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là Frame. Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các Freme tới mức vật lý, đồng thời xử lí các thông báo từ trạm thu gửi trả lại. Nhiệm vụ chính của mức này là khởi tạo và tổ chức các Frame cũng như xử lí các thông tin liên quan tới nó. Mức 3: Mức mạng ( Network Layer) Mức mạng nhằm bảo đảm tảo đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn đựơc gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Trong mức mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đường khác nhau để tới đích. Do vậy ở mức này phải chỉ ra được con đường nào dữ liệu có thể đi và con đường nào bị cấm tại thời điểm đó. Thường mức mạng được sử dụng trong trường hợp mạng có nhiều con hoặc các mạng lớn và phân bố trên một không gian rộng với nhều nút thông tin khác nhau. Mức 4: Mức truyền (Transport Layer) Nhiệm vụ của mức này là xử lí các thông tin để chuyển tiếp các chức năng từ mức trên nó (mức tiếp xúc) đến mức dưới nó (mức mạng) và ngược lại. Thực chất mức truyền là để đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau Mức này nhân các thông tin từ các mức tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng. Mức 5: Mức tiếp xúc (Session Layer) Mức này cho phép người sử dụng tiếp xúc với nhau qua mạng. Nhờ mức tiếp xúc những người sử dụng lập được các đường nối với nhau, khi cuộc hội thoại được thành lập thì mức này có thể quản lí cuộc hội thoại đó theo yêu cầu của người sử dụng. Một đường nối giữa những người sử dụng được gọi là một cuộc tiếp xúc. Cuộc tiếp xúc cho phép người sử dụng được đăng ký vào một hệ thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển một file giữa 2 máy. Mức 6: Mức tiếp nhận (Presentation Layer) Mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy vào mạng, nhiệm vụ của mức này là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loịa máy khác nhau đều có thể thâm nhập vào hệ thống mạng. Mức 7: Mức ứng dụng (Application Layer) Mức này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho người sử dụng, cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho người sử dụng, yêu cầu phục vụ chung như chuyển các File, sử dụng các Terminal của hệ thống,…mức sử dụng bảo đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho người sử dụng khai thác mạng tốt nhất. Mạng LAN Khái niệm Mạng LAN là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2 node bất kỳ trong mạng không vượt quá vài km, và thông thường mạng LAN cục bộ được xây dựng và cài đặt trong các cơ quan, xí nghiệp… trên phạm vi tương đối hẹp. Mô hình mạng LAN Hình 1.9 Mô hình mạng LAN Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN Card mạng Card mạng còn được gọi là card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) được lắp đặt trong mỗi máy tính trong mạng cục bộ. Card này có nhiệm vụ chuyển dữ liệu từ máy tính vào cáp mạng và ngược lại. Điều này chính là sự chuyển đổi từ tín hiệu số của máy tính thành các tín hiệu điện hay quang được truyền dẫn trên cáp mạng. Đồng thời nó cũng thực hiện chức năng tổ hợp dữ liệu thành các gói và xác định nguồn và đích của gói. Hub (Bộ tập trung) Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối day trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua Hub. Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao. Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BATET từ mỗi trạm của mạng. Khi tín hiệu được truyền từ một trạm tới Hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác của Hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub. Về cơ bản, trong mạng Ethernet, hub hoạt động như một repeater có nhiều cổng. Switch (Bộ chuyển mạch) Bộ chuyển mạch là sự tiến hoá cuả cầu, nhưng có nhiều cổng và dùng các mạch tích hợp nhanh để giảm độ trễ của việc chuyển khung dữ liệu. Switch giữa bảng địa chỉ MAC của mỗi cổng và thực hiện giao thức Spanning – Tree. Switch cũng hoạt động ở tầng data link và trong suốt với các giao thức ở tầng trên. 1.1.4.Repeater (Bộ khuyếch đại) Repeater là thiết bị trung gian thực hiện chức năng chuyển tiếp ở mức vật lí, nó có tác dụng khuyếch đại tín hiệu trên đường truyền do đó được sử dụng để kéo dài cáp mạng. Nó không thể sử dụng để nối các mạng có công nghệ khác nhau. Repeater hoạt động tại tầng vật lí, nó tiếp nhận tín hiệu từ một đoạn mạch tái tạo và truyền đến đoạn mạng kế tiếp. Muốn chuyển gói dữ liệu qua bộ phát lặp từ đoạn mạng này sang đoạn mạng kế tiếp, gói dữ liệu và giao thức Logical Link Control (LLC) phải giống nhau trên mỗi đoạn mạng. Bộ phát lặp không dịch hoặc lọc bất kì tín hiệu nào, để thiết bị này có thể hoạt động, cả hai đoạn mạng nối bộ chuyển tiếp phải có cùng phương pháp truy cập. Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang. - Repeater điện: nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu. Ví dụ: với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater. - Repeater điện quang: liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng. Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiệu đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông và không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau. Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lựa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng. 1.1.5.Bridge ( Cầu nối) Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dũ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không. Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo. 1.1.6.Router (Bộ định tuyến) Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, 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 tiên đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích. Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng. Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường ( Router table). Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước. 1.1.7.Cable ( Cáp mạng) Cáp xoắn Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại (STP – Shield Twisted Pair) 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 tử, 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. Đây là loại cáp rẻ, dễ cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường. Cáp đồng trục Hiện nay có cáp đồng trục sau: 1. RG – 58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet 2. RG - 59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp Các mạng cục bộ thường sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 – 10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng trục khác vì nó có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thường của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m, thường sử dụng trong dạng Bus. Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable) Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm ( là một hoặc một bó sợi thuỷ tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu. Bên ngoài cùng là lớp vỏ Plastic để bảo vệ cáp. Như vậy cáp sợi quang không truyền dẫn các tín hiệu điện mà chỉ truyền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện). Cáp quang có đường kính từ 8,3 – 100 micron. Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối. Nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao. Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa do đọ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp. Ngoài ra, vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện tử để truyền dữ liệu nên nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không thể bị phát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của người khác. Các mô hình mạng Mô hình ngang hàng Mô hình này cho phép người sử dụng có thể tự điều khiển việc chia sẻ và quản lí dữ liệu, do đó nó có tính linh hoạt đối với người sử dụng hơn. Người sử dụng không bị phụ thuộc vào các tài nguyên có sẵn trên server. Hình 1.10 Mô hình mạng ngang hàng (Peer-to-Peer) Mô hình khách chủ Mô hình này đưa ra một phương pháp đơn giản trong việc tập trung hoá điều khiển cho các tài nguyên dùng chung trong mạng. Do đó tạo ra một sự an toàn trong mạng tốt hơn và việc duy trì các chương trình và dữ liệu dễ hơn. Hình 1.11 Mô hình khách chủ (Clien – Server) Cấu trúc địa chỉ IP Khi thực hiện việc truyền tin giữa hai máy tính trong mạng ta cần phải có cơ chế để xác định được máy nào làm việc với máy nào. Do vậy mỗi máy cần thiết phải có một địa chỉ và địa chỉ này phải đảm bảo tính duy nhất trong mạng. Tuỳ theo từng loại giao thức mà cách thể hiện địa chỉ khác nhau. Dưới đây ta xét một loại giao thức thông dụng , giao thức TCP/IP. Sơ đồ địa chỉ hoá để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP có độ dài 32 bit và được chia làm 4 vùng mỗi vùng 1 byte và biểu thị dưới dạng thập phân , nhị phân hoặc thập lục phân. Cách viết phổ biến nhất là ký pháp thập phân có dấu chấm để tách vùng. Do tổ chức và độ lớn của các mạng con, người ta chia địa chỉ IP làm 5 lớp A, B, C, D, E. Bit đầu tiên của byte đầu tiên được được dùng để định danh lớp địa chỉ : 0 Lớp A 1110 Lớp D 10 Lớp B 11110 Lớp E 110 Lớp C Lớp A Cho phép định danh 126 mạng với tối đa 16 triệu host trên mỗi mạng. Lớp này dùng cho mạng có số trạm cực lớn. Lớp B Cho phép định danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 host trên mỗi mạng. Lớp C Cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 host trên mỗi mạng. Lớp D Dùng để gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng. Lớp E dự phòng và dùng trong tương lai. Lớp A Lớp B Lớp C Lớp D Ví dụ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Lớp B (Netid = 128.3; hostid = 2.3 ) Chương 2 Thiết kế hệ thống mạng LAN cho trường học 2.1. Phân tích 2.1.1. Những yêu cầu chung của việc thiết kế mạng Để thiết kế cho một mạng máy tính có rất nhiều giải pháp thiết kế nhưng việc thiết kế đó phải đạt được những yêu cầu chung sau: Khả năng vận hành: Tiêu chí đầu tiên là mạng phải hoạt động, mạng phải đáp ứng các yêu cầu về công việc của người sử dụng, phải cung cấp khả năng kết nối giữa những người dùng với nhau, giữa người dùng với ứng dụng với một tốc độ và độ tin cậy chấp nhận được. Khả năng mở rộng: Mạng phải được mở rộng, thiết kế ban đầu phải được mở rộng mà không gây ra một sự thay đổi lớn nào trong thiết kế tổng thể. Khả năng tương thích: Mạng phải được thiết kế với một cặp mặt luôn hướng về các công nghệ mới và phải đảm bảo rằng không ngăn cản việc đưa vào các công nghệ mới trong tương lai. Có thể quản lí được: Mạng phải được thiết kế sao cho dễ dàng trong việc theo dõi và quản trị để đảm bảo sự vận hành suôn sẻ của các tính năng. 2.1.2. Khảo sát thực trạng cho trường PTDT Nội trú huyện Na Hang Nhà trường phải quản lí một lượng học sinh ở nội trú khá đông về công việc học hành, ăn, ngủ,… của các em. Hầu như việc quản lí học sinh trong giờ học và ngoài giờ học đều mang tính thủ công nên rất khó khăn cho ban quản lí kí túc và ban giám hiệu nhà trường. Vì vậy để khắc phục những khó khăn đó Nhà trường có nhu cầu sử dụng mạng máy tính để quản lí mọi công việc của nhà trường một cách dễ dàng. Hiện nay nhà trường có hai dãy nhà: Dãy nhà một tầng gồm 5 phòng: + Phòng hiệu trưởng + Phòng thư viện. + Phòng tài vụ + Phòng dành cho ban quản lí kí túc + Phòng phó hiệu trưởng Dãy nhà 2 tầng gồm các lớp học, ngoài các lớp học ra thì tầng 2 có một phòng thí nghiệm và một phòng máy có 23 máy tính. Dãy nhà 1 tầng cách dãy nhà 2 tầng 100m. Giữa hai dãy nhà là sân trường, Sử dụng cáp quang mắc trên cột điện tới các dãy nhà cần chú ý tới các nơi cột điện 3 pha gây mất tín hiệu mạng. Do nhu cầu xử lý công việc mà nhà trường cần có sự liên kết móc nối với nhau để dễ dàng quản lí nhiệm vụ học tập của học sinh và nhiệm vụ của từng phòng ban trong nhà trường. Mỗi phòng ban của nhà trường đều được trang bị ít nhất một bộ máy vi tính, công việc vẫn được xử lí tốt nhưng trước tình trạng hiện nay thì vẫn còn nhiều bất cập xảy ra: Thứ nhất: Nhà trường có 3 máy in nhưng 1 máy đặt tại phòng Hiệu Trưởng, 1 máy đặt tại phòng Phó Hiệu Trưởng, 1 máy đặt tại phòng tài vụ. Mỗi khi in báo cáo, tài liệu dạy học, giáo án… đều phải sử dụng các thiết bị như USB, đĩa mềm, ổ cứng… để di chuyển dữ liệu. Điều đó gây mất thời gian và tốn kém chi phí, mỗi khi muốn chia sẻ dữ liệu, tài nguyên cho nhau thì rất khó, đặc biệt khi truy cập Internet… Thứ hai: Nhà trường phải thường xuyên cập nhật các thông tin để đổi mới phương pháp giảng dạy phục vụ cho công tác dạy và học của học sinh và giáo viên trong nhà trường. Cập nhật các chủ trương chính sách mới của nhà nước một cách chủ động, nhanh chóng và có hiệu quả. 2.2. Phương án thiết kế mạng LAN cho trường PTDT Nội trú huyện Na Hang *) Phương án thiết kế Thiết kế mạng là chọn ra một cấu hình đúng cho một phương án cụ thể, phải thoả mãn được mục đích và nhu cầu của người sử dụng, đồng thời thỏa mãn các ràng buộc của hệ thống . Thiết kế mạng bao gồm các tiến trình sau: - Thu thập các nhu cầu, các thông tin về mạng: Số lượng người dùng của từng ứng dụng, kiểu ứng dụng. Các thông tin này sẽ được xem xét khi lựa chọn thiết kế phân đoạn mạng, cấu hình của các thiết bị. Xác định nhu cầu về truyền tin của từng trạm, mối quan hệ giữa các trạm. Khi đó xác định những nhóm người sử dụng. Xem xét khoảng cách vật lí giữa các trạm trong mạng. Tuỳ thuộc vào khoảng cách thực tế mà quyết định phân đoạn mạng bằng cầu, chuyển mạch. - Các thông tin phục vụ cho bản vẽ chi tiết: + Số lượng các trạm, vị trí ổ cắm + Vị trí, kích thước của tủ đấu dây + Độ dài các đoạn cáp giữa các thiết bị + Trạng thái nhà cửa, văn phòng. - Sự phát triển của mạng trong tương lai * Thiết kế chi tiết: - Bản vẽ chi tiết về cách mắc dây của mạng: kiến trúc mạng, cấu hình các thiết bị trên mạng. + Thiết kế tổng thể + Thiết kế cụ thể từng đoạn mạng, khu vực thiết bị để tập trung. - Các phần mềm sử dụng trên mạng. 2.2.1. Mô hình mạng LAN *) Mô hình mạng tổng quát Modem Application Server Data Server Web Server Proxy Back up Router Switch Switch Switch Print Server UTP Cáp quang Nhà 1 tầng Nhà 2 tầng *) Các thông số về thiết bị  Dãy nhà 1 tầng có 5 phòng: cách toà nhà 2 tầng 100m Ä Phòng 1 ( Phòng hiệu trưởng): rộng 30m2, đặt 1 máy tính tại bàn làm việc gần cửa ra vào để quản lí cán bộ, giáo viên và học sinh. Ä Phòng 2 ( Phòng thư viện): rộng 45m2, đặt 1 máy tính trên bàn làm việc để quản lí sách, tài liệu, đồ dùng dạy học…của nhà trường. Ä Phòng 3 ( Phòng tài vụ): rộng 30m2, đặt 1 máy tính trên bàn làm việc của kế toán để quản lí tiền lương của giáo viên, tiền ăn hàng tháng của học sinh ở nội trú. Ä Phòng 4 (Phòng dành cho ban quản lí kí túc): rộng 25m2, đặt 1 máy tính trên bàn làm việc để quản lí số lượng học sinh trong kí túc. Ä Phòng 5 (Phòng phó hiệu trưởng): rộng 30m2, đặt 1 máy tính trên bàn làm việc để quản lí công tác vệ sinh, lao động của toàn trường và một số nhiệm vụ khác. Q Tổng số máy cho dãy nhà 1 tầng là 5 máy Client  Dãy nhà 2 tầng có 18 phòng: 15 phòng học, 1 phòng thí nghiệm, 1 phòng máy, 1 phòng chứa các thiết bị mạng. Ä Tầng 1 ( các phòng học): không có máy tính Ä Tầng 2: ngoài các phòng học ra thì có: 1 phòng thí nghiệm. 1 phòng dành cho cán bộ, giáo viên, học sinh học tập, thực hành tin học, rộng 40m2, có 20 máy tính. 1 phòng sát phòng tin học rộng 40m2, để chứa các thiết bị mạng: Server, tủ thiết bị mạng đặt gần tường của phòng tin học, kích thước tủ mạng: cao 180cm, rộng 60cm, dài 80cm, Router, modem, thiết bị Backup dữ liệu, đặt 2 máy cho giáo viên tin học. Q Tổng số máy cho dãy nhà 2 tầng là 22 máy Client.  Dãy nhà mở rộng: 3 tầng cách toà nhà 2 tầng 150m Ä Tầng 1 (Internet Cafe) rộng 100m2 có 20 máy để giải trí và truy cập Internet. Ä Tầng 2 (kí túc nữ) rộng 150m2 có 1 máy quản lí số lượng học sinh nữ đặt tại phòng quản lí kí túc tầng 2. Ä Tầng 3 (kí túc nam) rộng 150m2 có 1 máy quản lí số lượng học sinh nam đặt tại phòng quản lí kí túc tầng 3. Q Tổng số máy của dãy nhà 3 tầng mở rộng là 22 máy Client Q Tổng cộng số máy: 49 máy *) Thiết kế vật lý **) Thiết kế vật lý tổng thể Mô tả các thiết bị sử dụng tại nhà trường: Các máy tính Máy Pentum4 Server cài Window server 2003 Các Client cài Window XP. Các thiết bị mạng - Router planet ADSL w/4 Port Ethernet /firewall - Card mạng D-Link NIC - Modem ADSL D-Link 56k/v92 External/USB - Switch(D-Link) 3 Switch quang 8 port 3 switch 8 port 4switch 28 port - Back up - Kết nối Internet bằng ADSL 2.2.2. Lắp đặt các thiết bị phần cứng Lắp Card mạng: ban đầu bạn phải lắp card mạng vào máy tính bằng cách: tắt máy tính, tháo vỏ của máy tính, sau đó bạn tìm khe (Slot) trống để cắm card mạng vào, vặn ốc lại. Sau đó đóng vỏ máy lại. Cài Driver cho card mạng: sau khi bạn đã lắp card mạng vào trong máy, khi khởi động máy tính lên nó sẽ tự nhận biết có thiết bị mới và yêu cầu bạn cung cấp Driver, lúc đó bạn chỉ việc đưa đĩa Driver vào và chỉ đúng đường dẫn nơi lưu trữ Driver. Sau khi cài đặt hoàn tất bạn có thể tiến hành thiết lập nối dây cáp mạng. 2.2.3. Phương pháp đi Cable Nối kết cáp mạng: trong mô hình nay dùng cáp xoắn để kết nối. Yêu cầu trước tiên là bạn phải đo khoảng cách từ nút (từ máy tính) muốn kết nối vào mạng tới thiết bị trung tâm (có thể Hub hay Switch), sau đó bạn cắt một đoạn cáp xoắn theo kích thước mới đo rồi bạn bấm hai đầu cáp với chuẩn RJ_45. Khi đã hoàn tất bạn chỉ cần cắm một đầu cáp mạng này vào card mạng và đầu kia vào một Port của thiết bị trung tâm (Hub hay Switch). Sau khi nối kết cáp mạng bạn thấy đèn ngay Port (Hub hay Switch) mới cắm sáng lên tức là về liên kết vật lí giữa thiết bị trung tâm và nút là tốt. Nếu không thì bạn phải kiểm tra lại cáp mạng đã bấm tốt chưa hay card mạng đã cài tốt chưa. 2.2.4. Kết nối Internet Sau khi đã thiết lập mạng hay nói cách khác là đã thiết lập nối kết về phần cứng giữa thiết bị trung tâm và nút (các máy tính) thì các nút vẫn chưa thể thông tin với nhau được. Để giữa các nút có thể thông tin được với nhau được thì yêu cầu bạn phải thiết lập các nút ( các máy tính) trong mạng LAN theo một chuẩn nhất định. Chuẩn là một giao thức ( Potocol) nhằm để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hay hai thiết bị máy tính. Giao thức Potocol còn được gọi là nghi thức hay định ước của mạng máy tính. Trong một mạng ngang hàng (Peer – to – Peer) các máy tính sử dụng hệ điều hành của Microsoft thông thường sử dụng giao thức TCP/IP (Transmission control protocol/ internet protocol). Cài đặt TCP/IP cho từng máy bạn tiến hành: Vào My Computerđ Control Panelđ Networkđ Nếu tại đây bạn đã thấy có giao thức TCP/IP rồi thì bạn khỏi cần add thêm nếu chưa có thì bạn hãy kích chọn vào nút ADD đ vào cửa sổ Add Compenentđ sau đó bạn chọn giống như hình đ chọn OK. Gán IP cho mạng: Khi định cấu hình và gán IP cho mạng có hai kiểu chính: Gán IP theo dạng động (Dynamic): thông thường sau khi bạn đã kết nối vật lí thành công, và gán TCP/IP trên mỗi nút (máy tính) thì các máy đã có thể liên lạc được với nhau, bạn không cần phải quan tâm gán IP nữa. Gán IP theo dạng tĩnh (Static): nếu bạn có nhu cầu là thiết lập mạng để chia sẻ tài nguyên trên mạng như: máy in, chia sẻ file, cài đặt mail offline, hay bạn sẽ cài share internet trên một máy bất kỳ, sau đó định cấu hình cho các máy khác đều kết nối ra được Internet thì bạn nên thiết lập gán IP theo dạng tĩnh. Để thực hiện bạn vào My computerđ Control Panelđ Networkđnếu tại đây bạn đã thấy có giao thức TCP/IP rồi thì bạn không cần add thêm nếu chưa có thì bạn hãy thêm vào đchọn TCP/IP sau đó chọn Propertiesđbạn gán IP theo hình sau đó chọn OK. ì~ Lưu ý: việc đặt địa chỉ TCP/IP tĩnh là điều bắt buộc trong các mạng ngang hàng dùng giao thức TCP/IP. Nhưng với mạng cục bộ chạy trên nền Window NT theo mô hình Client/ Server bạn cũng nên đặt địa chỉ tĩnh để dễ dàng quản lí và phát hiện lỗi. Các máy tính phảI có địa chỉ IP không trùng nhau và phải cùng một Subnet Mask (xem hình). Sau khi đã hoàn tất các bước trên các bước trên thì các nút, các máy tính trong mạng LAN của bạn đã có thể trao đôi thông tin cho nhau, chia sẻ tài nguyên giữa các máy. Mục lục