Thầy cô kiến thức thâm sâu
Học sinh chăm chỉ bước đầu thành công.

BÀI 24 - SƠ BỘ VỀ THIẾT KẾ MẠNG (KNTT - CS)

Bài 24 - Sơ bộ về thiết kế mạng (kntt)
 Đây là bài soạn lý thuyết tin học 12 - sách Kết nối tri thức. Bài học này thuộc định hướng Khoa học máy tính (CS). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.
Việc thiết kế mạng được thực hiện qua các bước sau:
1. Khảo sát và phân tích hiện trạng nhu cầu ứng dụng đặc điểm nơi triển khai mạng.
2. Thiết kế logic, xác định cấu trúc kết nối, mô hình tương tác trong mạng, giao thức mạng được sử dụng.
3. Thiết kế kĩ thuật (mức vật lí), chọn chủng loại thiết bị theo cấu trúc kết nối và chọn điểm đặt thiết bị, xác định tính năng của thiết bị và cáp nối.
4. Lựa chọn hệ điều hành mạng. Lưu ý rằng việc xác định các ứng dụng sẽ cài đặt trên mạng không phải là công việc thiết kế mạng, nhưng có ảnh hưởng tới việc lựa chọn mô hình mạng và tính năng của các thiết bị mạng để đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng.
 Sau đây, các em sẽ làm quen với việc thiết kế mạng qua một ví dụ cụ thể, mạng cục bộ của một trường học.
 Giả sử ta cần thiết kế mạng cho một trường học, có các tòa nhà A, B, C trong khuôn viên như Hình 24.1. Trong đó, các tòa A, B dài 100 m là phòng học và tòa C là văn phòng. Tòa A có 3 phòng thực hành máy tính M1, M2 và M3, mỗi phòng có 25 máy tính. Ở tòa C có các phòng làm việc của Ban giám hiệu và các tổ bộ môn với khoảng mười máy tính để bàn. Giáo viên thường mang máy tính xách tay đến trường làm việc. Riêng bộ môn Toán - Tin có phòng máy tính với 5 máy ở giữa tòa C để làm bài giảng điện tử, trong đó có một máy được cấu hình làm máy chủ để phân phối các bài giảng video. Giả sử mục đích xây dựng mạng gồm các nội dung sau:
Triển khai dạy thực hành bằng máy tính. Giáo viên có thể giao nhiệm vụ và kiểm tra việc thực hành của từng học sinh từ máy của mình.
Học sinh có thể truy cập các bài giảng video từ máy chủ ở phòng máy của bộ môn.
Giáo viên và học sinh có thể truy cập Internet để tìm tài liệu, để dạy và học trực tuyến,… Giáo viên và học sinh được khuyến khích mang máy tính xách tay hay điện thoại để sử dụng trong giảng dạy và học tập.
 Với nhu cầu đó, chắc chắn phải kết nối tất cả các máy tính trong các phòng thực hành, kết nối với phòng máy tính của bộ môn Toán - Tin và mạng của nhà trường cần được kết nối Internet. Ngoài ra ở phòng thực hành và khu vực văn phòng nên có thiết bị thu phát Wi-Fi phục vụ kết nối cho các máy tính xách tay hay điện thoại thông minh.
 Ngoài ra, nhà trường cũng mong muốn việc quản trị phải đơn giản. Người dùng muốn làm việc ở máy tính nào phải đăng kí sử dụng máy tính đó. Học sinh không có tài khoản riêng. Mỗi máy thực hành, được tạo một tài khoản duy nhất ghi sẵn ở trên thân máy. Học sinh sử dụng máy nào sẽ phải đăng nhập bằng tài khoản của máy đó. Dữ liệu riêng sẽ bị xóa hết sau mỗi buổi thực hành để chuẩn bị cho các buổi thực hành khác. Đối với các dữ liệu dùng chung (ví dụ bài giảng video), người phụ trách chia sẻ thư mục dữ liệu trong chế độ chỉ được đọc cho tất cả mọi người và hủy chia sẻ sau khi sử dụng.
 Thiết kế logic bao gồm thiết kế cấu trúc kết nối của mạng và mô hình tương tác, trong đó có vấn đề kiểm soát mạng.
 Có hai mô hình chính kiểm soát mạng là mô hình làm việc nhóm (workgroup) và mô hình miền (domain). Đối với mô hình workgroup, sẽ không có máy nào điều khiển máy tính nào, người dùng phải thiết lập tài khoản trên máy và phải đăng nhập theo máy. Trong mô hình miền, tài nguyên và người dùng được quản lí chung bởi một máy chủ kiểm soát miền (Domain Controller). Người dùng được cấp tài khoản trên toàn bộ miền và đăng nhập vào miền từ máy nào cũng được. Tài nguyên bao gồm các thư mục dữ liệu chung, phần mềm chung, quyền truy cập Internet,… cũng được kiểm soát từ máy chủ miền, cho phép ai được dùng tài nguyên nào.
 Đối với yêu cầu như đã nêu, mô hình hoặc workgroup là thích hợp, không đòi hỏi quản trị phức tạp.
Về cấu trúc kết nối có ba cấu trúc cơ bản là:
Cấu trúc dạng tuyến (bus tobology). Các thiết bị được gắn vào một đường trục mạng như Hình 24.2a. Ngày nay cấu trúc dạng tuyến dùng với cáp đồng trục nối trực tiếp cho từng máy tính hầu như không còn được sử dụng nữa vì thiếu ổn định nhưng cấu trúc này vẫn còn dùng để xây dựng các đường trục kết nối các tòa nhà hay xuyên các tầng của tòa nhà cao tầng.
Cấu trúc dạng vòng (ring tobology). Các thiết bị nối trên một vòng kín, dữ liệu được chuyển theo một chiều từ thiết bị này đến thiết bị kia rồi quay lại thiết bị ban đầu (Hình 24.2b). Cấu trúc vòng trước đây đã từng được dùng trong các mạng cục bộ nhưng hiện nay hầu như không còn dùng để kết nối trực tiếp các máy tính nữa.
Cấu trúc hình sau (star tobology). Các thiết bị đầu cuối được đấu chung vào một thiết bị kết nối như hud, swicth hay router (Hình 24.2c). Cấu trúc hình sao dễ thi công, dễ mở rộng, rẻ tiền và tin cậy, được dùng hầu hết trong các mạng cục bộ ngày nay.
 Trong thực tế có nhiều cấu trúc hỗn hợp, ví dụ cấu trúc như Hình 24.3a, là sự kết hợp của cấu trúc tuyến làm đường trục và cấu trúc hình sao gắn các máy tính vào đường trục. Một cấu trúc thông dụng khác và cấu trúc phân cấp (Hình 24.2b) về bản chất là cấu trúc hình sao của các hình sao. Cấu trúc này rất thích hợp với các mạng cục bộ có nhiều máy tính. Với quy mô khoảng 100 máy tính của trường trong ví dụ, cấu trúc phân cấp rất thích hợp. Có thể tạo hai tầng, tầng dưới sử dụng hình sao để kết nối các thiết bị đầu cuối của từng khu vực, tầng trên kết nối các khu vực.
 Việc lựa chọn thiết bị và kết nối giữa chúng có liên quan đến công việc phân đoạn mạng (segmentation). Khi mạng có vài chục máy tính trở lên thì cần xem xét chia mạng thành những thành phần nhỏ để dễ kiểm soát hơn và tăng cường hiệu quả truyền dữ liệu. Mỗi thành phần ấy cũng được gọi là một phân đoạn (segment). Hoạt động phân đoạn mạng thường bắt đầu từ việc xem xét các miền xung đột.
 Việc kết nối các máy tính qua hud hay repeater luôn có nguy cơ tạo ra xung đột tín hiệu làm giảm hiệu quả của mạng. Giao thức Ethernet có cơ chế chấp nhận và xử lí xung đột tín hiệu nhưng nếu xung đột quá nhiều thì sẽ ảnh hưởng lớn đến băng thông của mạng. Việc quy hoạch sao cho miền xung đột đủ nhỏ để xung đột xảy ra ít hơn và chỉ ảnh hưởng trong phạm vi nhỏ là một nội dung thiết kế mạng cục bộ.
 Trong ví dụ thiết kế mạng trường học này, cần trao đổi dữ liệu giữa các máy tính trong cùng phòng, ví dụ thực hành chia sẻ tài nguyên hay nhận yêu cầu từ máy giáo viên nhưng không có nhu cầu trao đổi dữ liệu với máy tính ở phòng khác. Vì vậy nên tách các máy tính ở các phòng thực hành khác nhau. Cách thực hiện là dùng hud để kết nối các máy tính của cùng một phòng nhưng hud của mỗi phòng sẽ tách nhau bằng cách nối vào một swicth chung. Swicth sẽ không mở cổng cho dữ liệu đi qua nếu không có yêu cầu truyền thực sự tới một thiết bị ở khác cổng. Khi đó xung đột tín hiệu chỉ xảy ra với tần suất thấp hơn, trong phạm vi nhỏ, không ảnh hưởng tới toàn mạng.
 Khu vực văn phòng cũng nên tạo thành một phân đoạn riêng, kết nối với nhau qua một swicth hoặc hud và hud này cũng nối vào swicth. Như vậy swicth (và cả router) có thể được coi là một thiết bị tách các phân đoạn với mục đích giới hạn xung đột, tăng cường hiệu quả truyền dữ liệu.
 Ngoài mục đích trên thì phân đoạn mạng còn có những mục đích khác. Chẳng hạn nhiều tổ chức có dữ liệu quan trọng cần được bảo vệ tốt thường tạo một phân đoạn mạng đặt máy chủ dữ liệu tách khỏi phân đoạn khác bằng router. Ở router cần cài hệ thống tường lửa để kiểm soát việc truy cập vào các thiết bị trong phân đoạn. Một lợi ích khác của việc phân đoạn mạng là có thể cô lập một phân đoạn khi có sự cố để khắc phục mà không gây ảnh hưởng tới hoạt động ở các phân đoạn khác.
 Ngoài ra, sẽ cần một router Wi-Fi vừa để kết nối với Internet vừa để cung cấp truy cập không dây cho khu vực văn phòng. Thiết bị này có thể nối vào hud trong khu vực văn phòng nhưng tốt nhất là nối vào một cổng swicth. Hình 24.4 là một phương án thiết kế điển hình cho mạng của trường.
Việc phân đoạn mạng không chỉ để tách các miền xung đột, mà có thể phải thực hiện ngay trong một miền xung đột như trường hợp sử dụng đường trục để kéo dài phạm vi địa lí của mạng bằng repeater. Hình 24.5 là một cấu trúc kết nối điển hình để liên kết nhiều khu vực xa nhau của mạng cục bộ với nhiều phân đoạn tiếp nối với nhau qua repeater. Mỗi phân đoạn có nhiều máy tính kết nối với hud. Repeater không chia nhỏ vùng xung đột, nhưng gây trễ tín hiệu. Nếu tín hiệu đi qua quá nhiều repeater, thì độ trễ có thể làm sai lệch kiểm soát trong giao thức Ethernet. Vì vậy, khi thiết kế mạng, người ta cần tuân thủ một quy tắc gọi là “quy tắc 5-4-3” như sau:
 Trong cùng một vùng xung đột, không được dùng quá 5 phân đoạn mạng, không quá 4 repeater và không quá 3 phân đoạn có máy tính.
 Chọn thiết bị với thông số kĩ thuật phù hợp là một công việc ở mức thiết kế Vật lí. Đối với các thiết bị kết nối cần chọn loại đủ số cổng, có thể có dự phòng, có băng thông thích hợp.
 Swicth và hud thường có các loại 8, 16, 24 hoặc 32 cổng. Có thể sử dụng 4 hud 32 cổng cho 3 phòng thực hành và văn phòng. Ở các phòng thực hành, dùng 25 cổng kết nối tới các máy thực hành của học sinh, 1 cổng kết nối tới máy giáo viên, 1 cổng kết nối với thiết bị thu phát Wi-Fi và 1 cổng nối về switch. Số cổng còn lại để dự phòng.
 Chỉ cần chọn switch 8 cổng, 3 cổng nối vào hud của các phòng thực hành, 1 cổng nối vào hud của văn phòng, 1 cổng nối với router Wi-Fi, các cổng còn lại để dự phòng.
 Băng thông phụ thuộc vào ứng dụng. Các ứng dụng quản lí chỉ cần băng thông rất thấp. Các ứng dụng dùng video như xem phim, học trực tuyến, hội nghị truyền hình, thực tế ảo mới đòi hỏi băng thông lớn hơn, từ 0,5 đến 3 Megabit/s cho một luồng video. Với mức vài chục người truy cập dữ liệu video đồng thời thì có thể chọn chuẩn truyền 100Base-TX với băng thông Fast Ethernet (khoảng 100 Megabit/s) hoặc tốt hơn là băng thông Gigabit. Các thiết bị kết nối và cáp mạng phải chọn đồng bộ để hỗ trợ cho băng thông này.
 Với các thông số kĩ thuật đã xác định, có nhiều phương án chọn thiết bị cụ thể với chi phí tương ứng.
 Có nhiều hệ điều hành mạng như Windows MacOS hay Linus.
 Ở các trường học hiện nay, Windows được sử dụng phổ biến, nên chọn Windows làm hệ điều hành mạng. Windows cung cấp sẵn công cụ để có thể cấu hình mạng trong mô hình wordprop hay domain cũng như cho phép cấu hình kết nối Internet.
Thiết kế mạng là xây dựng các giải pháp kĩ thuật cho mạng để đáp ứng được các yêu cầu ứng dụng. Các bước thiết kế mạng gồm:
 1. Khảo sát và phân tích yêu cầu.
 2. Thiết kế logic: đưa ra mô hình tương tác trong mạng, cấu trúc kết nối của mạng và giao thức mạng.
 3. Thiết kế vật lí: lựa chọn chủng loại thiết bị và thông số kĩ thuật, cách kết nối thiết bị theo cấu trúc kết nối.
 4. Lựa chọn hệ điều hành mạng.
CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.
CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ
CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:

BÀI 23 - ĐƯỜNG TRUYỀN MẠNG VÀ ỨNG DỤNG (KNTT - CS)

Bài 23 - Đường truyền mạng và ứng dụng (kntt)
 Đây là bài soạn lý thuyết tin học 12 - sách Kết nối tri thức. Bài học này thuộc định hướng Khoa học máy tính (CS). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.
 Có nhiều loại cáp truyền tín hiệu như cáp đồng truyền tín hiệu điện và cáp quang truyền tín hiệu ánh sáng. Cáp đồng cũng có nhiều loại như cáp đồng trục (Coaxial, Hình 23.1) được dùng phổ biến vào trước những năm 2000 và cáp đôi dây xoắn gọi tắt là cáp xoắn (Twisted Pair, Hình 23.2), phổ biến nhất hiện nay.
 Cáp xoắn có bốn đôi dây xoắn với nhau giúp hạn chế ảnh hưởng của nhiễu từ môi trường xung quanh, giữ cho tín hiệu truyền qua cáp được ổn định và không bị biến đổi do nhiễu. Cáp sử dụng đầu nối và cổng RJ45. Mỗi đôi dây đều được đánh dấu bằng một màu. Cáp xoắn được dùng trong hầu hết các mạng cục bộ hiện nay.
 Chất lượng cáp xoắn khác nhau, dẫn đến hiệu suất truyền dữ liệu và chi phí cũng khác nhau. Người ta chia cáp thành một số loại (Category, viết tắt là CAT), ví dụ CAT.4, CAT.5, CAT.6 theo các chuẩn truyền dữ liệu với các thông số về băng thông và khoảng cách truyền hiệu quả. Việc lựa chọn sử dụng loại cáp nào cần phụ thuộc vào các tiêu chuẩn truyền thông trong mạng Ethernet, được nêu trong Bảng 23.1.
 Với cáp xoắn, khoảng cách truyền hiệu quả chỉ khoảng 100 m. Nếu cần mở rộng mạng, người ta có thể dùng các thiết bị chuyển tiếp dữ liệu như repeater hay swicth để kéo dài thêm đường truyền, tuy nhiên có những giới hạn kĩ thuật về số lần chuyển tiếp.
 Cáp quang là một phương tiện rẻ tiền, có thể truyền xa.
Cáp quang là một ống sợi thủy tinh hay nhựa có đường kính rất nhỏ, mặt trong phản xạ toàn phần. Ngay cả khi cáp bị uốn cong ánh sáng vẫn đi được thông suốt do tia sáng phản xạ trong lòng ống (Hình 23.3).
 Có hai loại cáp quang, cáp đa mode (multimode) và cáp đơn mode (single mode - có đường kính rất nhỏ, truyền xa hơn). Cáp quang có nhiều ưu điểm như:
Tín hiệu truyền dẫn ổn định, không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và các điều kiện ngoại cảnh khác.
Do tín hiệu trong cáp quang ít suy hao hơn tín hiệu trong cáp điện nên có thể truyền xa hơn.
Băng thông lớn gấp hàng trăm lần so với cách truyền thuê bao số trên mạng điện thoại ADSL.
Gọn nhẹ, tiêu thụ năng lượng rất thấp và chi phí rẻ hơn so với cáp đồng.
Bảo mật vì khó lấy tín hiệu trên đường truyền.
 Cáp quang được dùng rất rộng rãi, đặc biệt với khoảng cách lớn. Việt Nam tham gia nhiều dự án cáp quang biển, nối các quốc gia với nhau. Đường truyền dữ liệu quốc gia, kết nối các vùng miền, các tỉnh chủ yếu là cáp quang. Các đường chuyền dẫn tín hiệu Internet đến các gia đình trước đây dùng cáp ADSL trên mạng điện thoại hầu hết đã được thay thế bởi cáp quang.
 Tuy nhiên, các máy tính trong mạng cục bộ sử dụng tín hiệu điện nên không thể dùng cáp quang thay thế cho cáp xoắn. Người ta chỉ dùng cáp quang trong một số trường hợp như nối các khu vực cách xa nhau của mạng cục bộ, ví dụ các tòa nhà trong một trường đại học, các khoa trong một bệnh viện,… hoặc kết nối trực tiếp các máy chủ với các dàn đĩa mạng (Network Attached Storage - NAS) để đảm bảo băng thông cao và ổn định. Khi dùng cáp quang, cần phải sử dụng các bộ chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và ngược lại.
 Việc truyền dữ liệu không dây ngày càng phổ biến. Lợi ích rất rõ ràng của phương thức này là không nối cáp nhưng đòi hỏi các thiết bị tham gia mạng phải có khả năng thu phát không dây.
 Truyền không dây mã hóa dữ liệu trên sóng vô tuyến điện tần số cao. Một số loại hình mạng không dây thông dụng gồm: mạng vệ tinh, mạng thông tin di động toàn cầu GSM, mạng Wi-Fi, mạng sử dụng bluetooth, mạng sử dụng kết nối trường gần NFC,… Sau đây là một số loại hình mạng sử dụng đường truyền không dây và ứng dụng của chúng.
 Các vệ tinh có những bộ thu pháp tín hiệu. Các phương tiện dưới mặt đất có thể sử dụng các anten vệ tinh hoặc các cảm biến để thu tín hiệu vệ tinh. Ưu điểm của mạng vệ tinh là vùng phủ sóng rất rộng.
 Hệ thống định vị toàn cầu gồm các vệ tinh liên tục phát sóng xuống mặt đất giúp các thiết bị định vị xử lí để xác định tọa độ đã mang lại nhiều ứng dụng hữu ích. Việc tìm đường ngày nay rất dễ dàng. Nhiều phương tiện có thể tự lái nhờ được dẫn đường tự động qua hệ thống định vị toàn cầu.
 Vệ tinh đã được sử dụng để kết nối Internet. Dự án Stalink dùng hàng nghìn vệ tinh quỹ đạo thấp kết nối Internet qua các trạm thu phát trên mặt đất đã trở thành hiện thực. Stalink mang lại cơ hội sử dụng Internet cho những nơi chưa có điều kiện thi công cáp như ở sa mạc, rừng sâu, đỉnh núi cao,… với chi phí thấp.
 Mỗi mạng thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile Communications - GSM) có nhiều trạm thu phát (Base Transceiver Station - BTS). Các thiết bị di động sẽ tìm kiếm và kết nối với trạm thu phát sóng gần nhất để kết nối vào mạng. Các trạm BTS (Hình 23.6) sẽ chuyển tiếp tín hiệu cho nhau để chuyển dữ liệu giữa các thiết bị đầu cuối.
 Mạng GSM có nhiều thế hệ. Thế hệ thứ hai, còn gọi là mạng 2G mới chỉ cung cấp được dịch vụ nghe gọi và tin nhắn ngắn SMS. Phải đến mạng thế hệ thứ ba( 3G) mới có thể truyền dữ liệu số nói chung; cho phép gửi thư điện tử, truy cập Internet; sử dụng các dịch vụ định vị toàn cầu; truyền, nhận dữ liệu âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển. Tốc độ trao đổi dữ liệu có thể đạt tới 40 Megabit/s.
 Mạng thế hệ thứ tư (4G) có thể truyền tải dữ liệu với tốc độ tối đa tới 1,5 Gigabit/s.
 Mạng 5G có thể đạt tốc độ tới 10 Gigabit/s, độ trễ rất thấp, có thể hỗ trợ số lượng thiết bị kết nối lớn hơn rất nhiều so với mạng 4G nên rất phù hợp với các ứng dụng IoT.
 Mạng thông tin di động toàn cầu đã mở đường cho Internet di động, đưa Internet đến từng người dân qua thiết bị di động. Có thể nói GSM đã thúc đẩy tin học hóa xã hội lên một mức rất cao. Người ta có thể tương tác với nhau và sử dụng các hệ thống thông tin toàn cầu từ những thiết bị di động rất gọn nhẹ.
 Điểm truy cập không dây rất phổ biến, cũng được gọi là bộ thu phát Wi-Fi.
 Điểm truy cập không dây cho phép kết nối vào mạng cục bộ hay Internet rất đơn giản, giảm thiểu việc dùng các thiết bị kết nối và lắp đặt dây cáp với điều kiện thiết bị đầu cuối phải có khả năng kết nối Wi-Fi. Các máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại thông minh đã sẵn có khả năng này. Máy tính để bàn muốn kết nối Wi-Fi thì cần lắp thêm mô-đun Wi-Fi dưới dạng một bản mạch mở rộng.
 Sóng Wi-Fi phổ biến dùng tần số cao như 2.4 GHz, 5 GHz và 60 GHz giúp chuyển tải dữ liệu nhanh. Có nhiều chuẩn trong họ giao thức IEEE 802.11 sử dụng tần số khác nhau với tốc độ truyền dữ liệu khác nhau, Ví dụ:
Chuẩn 802.11b có tốc độ 11 Mb/s.
Chuẩn 802/11a và 802.11g có tốc độ 54 Mb/s.
Chuẩn 802.11n có tốc độ 450 Mb/s.
Chuẩn 802.11ac tốc độ tối đa đạt đến 1,3 Gb/s.
Chuẩn 802.11ad sử dụng vải băng tần 60 GHz có thể cho tốc độ tối đa tới 4,6 Gb/s.
 Khi thiết kế mạng có Wi-Fi chúng ta cần tính đến chuẩn nào sẽ được sử dụng.
 Bluetooth là một loại hình mạng có tốc độ khoảng 1 Mb/s trong một Phạm vi bán kính khoảng 10 m, rất thích hợp để kết nối các thiết bị cá nhân và đồ gia dụng.
Bluetooth thường chỉ kết nối hai thiết bị với nhau.
 Bluetooth thuận lợi hơn rất nhiều so với cách kết nối qua cáp. Một số ví dụ sử dụng kết nối Bluetooth là:
Kết nối máy tính hay điện thoại di động với loa hay tai nghe không dây. Truyền dữ liệu giữa các máy tính cá nhân hay điện thoại di động. Kết nối không dây máy tính với thiết bị ngoại vi như chuột, bàn phím và máy in. Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây cáp truyền thống giữa các thiết bị đo, thiết bị định vị dùng GPS, thiết bị y tế, máy quét mã vạch,…
CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.
CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ
CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:

BÀI 22 - TÌM HIỂU THIẾT BỊ MẠNG (KNTT - CS)

Bài 22 - Tìm hiểu thiết bị mạng (kntt)
 Đây là bài soạn lý thuyết tin học 12 - sách Kết nối tri thức. Bài học này thuộc định hướng Khoa học máy tính (CS). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.
 Thuật ngữ server có nguồn gốc từ “serve” nghĩa là phục vụ. Server có nghĩa là chủ thể cung cấp dịch vụ. Chính vì thế máy tính làm server thường được gọi là “máy chủ”. Máy tính yêu cầu và được cung cấp dịch vụ từ máy chủ được gọi là “máy khách” (client).
 Ví dụ, file server là máy chủ cung cấp dịch vụ lưu trữ tệp; database server là máy chủ quản trị cơ sở dữ liệu, cho phép các máy khách yêu cầu truy vấn dữ liệu trên đó; web server là hệ thống máy tính chạy phần mềm dịch vụ web, cung cấp các nội dung của website theo yêu cầu từ máy khách, máy khách nhận và hiển thị trang web đó.
 Như vậy, server là một hệ thống phần mềm và phần cứng cung cấp các dịch vụ cho nhiều người dùng từ các máy tính khác gọi là máy khách. Các máy khách và máy chủ phải được kết nối với nhau qua mạng. Trong một mạng có thể không có máy chủ nhưng máy chủ thường nằm trong một mạng. Mặt khác, do cần đáp ứng yêu cầu từ nhiều máy khách, các server thường là các máy tính có cấu hình cao, tin cậy, an toàn bảo mật, hiệu suất cao và có khả năng mở rộng.
 Đặc biệt, có những máy chủ cung cấp các dịch vụ mạng như máy chủ xác thực (authentication server) có chức năng thẩm định quyền hạn của người dùng khi đăng nhập vào một mạng. Máy chủ tên miền (Domain Name Server - DNS) cho phép xác định địa chỉ IP từ tên miền, giúp người dùng không phải nhớ địa chỉ dạng các chữ số. Nếu server cung cấp các dịch vụ quản trị mạng thì có thể được coi như một thành phần của bạn.
 Có thể thấy mạng máy tính trong mỗi gia đình hầu như không dùng switch hay hud mà chỉ cần một router Wi-Fi cung cấp kết nối không dây cho các thiết bị trong nhà. Router của mạng gia đình cũng chỉ cần một cổng kết nối Internet, không cần router đắt tiền, không cần nhiều cổng WAN (để nối ra ngoài). Nhưng với mạng của một trường đại học có hàng chục nghìn người dùng cần phải có các router có công suất lớn, nhiều cổng WAN để có thể tăng băng thông kết nối và có thể bố trí thêm cổng dự phòng (backup). Nếu có sự cố từ nhà cung cấp dịch vụ Internet chính, kết nối sẽ chuyển sang nhà cung cấp dịch vụ dự phòng. Ngoài ra, phạm vi địa lí của một trường đại học cũng lớn hơn nhiều so với một gia đình nên mạng máy tính cho trường đại học cần có các thiết bị và cáp thích hợp để truyền xa hơn.
 Vì vậy, khi thiết kế một mạng máy tính, ngoài chức năng của thiết bị ta cần biết cả các tính năng, thường thể hiện qua các thông số kĩ thuật của chúng nữa.
 Về hình thức, khó phân biệt giữa swicth, hud nếu không đọc các thông tin đi kèm thiết bị hoặc từ hồ sơ kĩ thuật.
 Các em đã biết trong Bài 3, xung đột tín hiệu làm giảm hiệu quả truyền dữ liệu rất nhiều.
 Miền xung đột (collision domain) là một phần của mạng gồm một nhóm máy tính được kết nối với nhau mà khi nhiều máy tính gửi tín hiệu đồng thời lên mạng sẽ gây ra xung đột tín hiệu. Việc giảm quy mô của các miền xung đột đến một mức hợp lí là một việc cần làm trong thiết kế mạng.
 Hud chỉ là một bộ chia tín hiệu, cho tín hiệu lan tỏa từ một cổng ra tất cả các cổng khác. Các máy tính nối vào cùng một hud sẽ thuộc về cùng một miền xung đột. Trong khi đó switch chỉ thiết lập kết nối tạm thời cổng của hai máy tính trong thời gian truyền nên các máy tính nối vào các cổng khác nhau của swicth sẽ thuộc về các miền xung đột khác nhau. Như vậy, thay hud bằng switch sẽ giúp chia nhỏ các miền xung đột.
 Chính vì thế đối với những mạng nhiều máy tính, dùng switch là thích hợp dù chi phí có cao hơn hud.
 Hud hay swicth đều có một số tính năng quan trọng thường được ghi ở trên thiết bị (Hình 22.2).
Là hud hay swicth.
Số cổng (nhiều cổng thì có thể kết nối được với nhiều thiết bị).
Tốc độ truyền dữ liệu qua các cổng (100 Megabit/s, 1 Gigabit/s hay 10 Gigabit/s. Cổng Gigabit được hiểu là cổng có thể truyền với tốc độ từ một Gigabit/s trở lên).
 Có thể nhận diện router qua đặc trưng có cổng WAN để kết nối ra ngoài mạng cục bộ. Các router dùng trong gia đình thường chỉ có một cổng WAN (có màu khác với cổng LAN, còn gọi là cổng Ethernet) và được ghi rõ “WAN” hoặc “Internet”. Các router của các mạng lớn có thể có nhiều cổng WAN.
 Chức năng cơ bản nhất của router là chọn đường, phục vụ kết nối các mạng LAN với nhau. Một số thông số kĩ thuật của router gồm:
Số cộng kết nối. Khác với hud/swicth, router cần phân biệt cổng WAN và cổng LAN. Số cổng WAN là một thông số có ý nghĩa đối với router. Khi có nhiều cổng WAN, router mới có thể định tuyến thực sự và khả năng thiết lập kết nối dự phòng.
Tốc độ truyền dữ liệu qua các cổng.
Số lượng truy cập đồng thời.
Một số tính năng khác thường được đảm bảo bởi phần mềm tích hợp trên router.
 Các router nhiều cổng, công suất lớn thường được dùng cho các tổ chức nhiều người dùng, cần truy cập Internet với khối lượng dữ liệu lớn, ổn định, an toàn cao như các trường đại học lớn, các tổ chức cung cấp dịch vụ trực tuyến cho nhiều người hay các công ti cung cấp dịch vụ mạng. Hình 22.3 là một router có nhiều cổng WAN tốc độ Gigabit. Ngoài ra còn có hai cổng 10 Gigabit và hai cổng 2,5 Gigabit có thể cấu hình thành cổng WAN hay LAN tùy theo nhu cầu. Đối với các mạng nhỏ như mạng gia đình, mạng văn phòng, chỉ cần một router có một cổng WAN kết nối Internet.
 Không những thế router có thể tích hợp với thiết bị thu phát Wi-Fi. Hình 22.4 minh họa một router Wi-Fi có 3 anten, 4 cổng LAN và 1 cổng WAN.
 Khi sử dụng cáp xoắn, khoảng cách sử dụng có hiệu quả chỉ khoảng 100 m. Nếu truyền xa hơn, tín hiệu có thể bị yếu đi, bị biến dạng hay bị nhiễu đến mức không dùng được nữa. Giải pháp khắc phục là dùng một thiết bị gọi là “bộ lặp” (repeater) để sửa lại tín hiệu. Repeater nhận tín hiệu ở một đầu, chỉnh sửa rồi phát lại tín hiệu tốt về đầu bên kia.
 Như vậy, có thể dùng repeater để mở rộng phạm vi địa lí của mạng cục bộ. Chẳng hạn ở cuối trận 100 m của cáp xoắn, khi tín hiệu có thể xấu đi nếu truyền xa hơn, ta đặt một repeater rồi thêm một đoạn cáp xoắn 100 m nữa là có thể mở rộng được đường kính mạng thêm 100 m. Tuy nhiên không thể dùng liên tiếp quá nhiều repeater để mở rộng phạm vi của mạng vì một số lí do kĩ thuật liên quan đến giao thức truyền dữ liệu trong mạng cục bộ.
 Repeater có thể có đầu vào và đầu ra là cáp xoắn. Ngày nay repeater Wi-Fi được sử dụng rộng rãi, tiếp nhận tín hiệu qua Wi-Fi và phát lại qua Wi-Fi hoặc cáp mạng. Hình 22.5 là một repeater Wi-Fi có một cổng mạng, vừa có thể phát lại qua Wi-Fi vừa có thể phát theo cáp mạng cắm vào cổng RJ45.
 Bộ thu phát Wi-Fi (còn gọi là điểm truy cập không dây) cho phép các thiết bị kết nối không dây vào mạng. Bộ thu phát Wi-Fi có thể được tích hợp với router hoặc độc lập.
 Sau đây là một số thông số kĩ thuật quan trọng của bộ thu phát Wi-Fi:
Băng tần hỗ trợ (tần số làm việc) thường tính theo GigaHz.
Băng thông - tốc độ truyền tính theo Megabit/s hoặc Gigabyte/s, phụ thuộc vào giao thức hỗ trợ.
Khoảng cách hiệu quả (độ phủ) phụ thuộc vào công suất phát.
Số lượng người dùng có thể truy cập đồng thời.
Môi trường làm việc là trong nhà (indoor) hay ngoài trời (outdoor).
 Bộ thu phát Wi-Fi như Hình 22.6 hỗ trợ băng tần kép, có thể cung cấp một băng thông 300 Mb/s trên băng tần 2,4 GHz và một băng thông 867 Mb/s trên băng tần 5 GHz, phục vụ được 25 người truy cập đồng thời trong phạm vi vài chục mét. Bộ thu phát này thích hợp với quy mô gia đình hay một văn phòng của một cơ quan.
 Khi dùng cho một hội trường có hàng trăm người sử dụng thì bộ thu phát nói trên không đủ đáp ứng. Cần các bộ thu phát Wi-Fi có công suất cao hơn, chẳng hạn bộ thu phát Wi-Fi như Hình 22.7 hoạt động trên tần số 5 GHz hỗ trợ giao thức 802.11ac cho băng thông 5,2 Gigabit/s, có thể phục vụ cho 400 người truy cập đồng thời.
CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.
CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ
CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:

BÀI 21 - HỘI THẢO HƯỚNG NGHIỆP (KNTT - CS & ICT)

Bài 21 - Hội thảo hướng nghiệp (kntt)  Đây là bài soạn lý thuyết tin học 12 - sách Kết nối tri thức. Bài học này là kiến thức cốt lõi chung cho cả hai định hướng: Khoa học máy tính (cs) và Tin học ứng dụng (ict). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.


 Có nhiều cách để tìm hiểu về những ngành nghề và lĩnh vực có sử dụng nhân lực công nghệ thông tin, đồng thời biết được vai trò và công việc của chuyên viên công nghệ thông tin trong những ngành nghề đó. Ví dụ, tham gia các hội chợ giới thiệu việc làm, các triển lãm nghề nghiệp, các buổi thuyết trình định hướng nghề nghiệp,...
 Trong Bài học này, ta sẽ cùng tổ chức một Hội thảo hướng nghiệp để trao đổi về nội dung nêu trên. Hội thảo nên mời thêm một số chuyên gia là những người có kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực này, hoặc từ các cơ sở đào tạo hay chuyên gia tuyển dụng liên quan tới các nhóm nghề cần nhân lực công nghệ thông tin. Họ sẽ giúp đánh giá, nhận định về thông tin mà chúng ta đã tìm hiểu, đồng thời cung cấp cho chúng ta thêm nhiều thông tin khác trong thực tiễn xã hội cả trong nước và ngoài nước.
Gợi ý về kế hoạch tổ chức hội thảo:
- Tên hội thảo: Hội thảo hướng nghiệp.
- Chủ đề: Nhân lực công nghệ thông tin: cơ hội và thách thức trong kỉ nguyên Số.
- Thời lượng: 1 tiết (45 phút).
- Địa điểm: Phòng học của lớp.
- Thành phần: Giáo viên, khách mời, học sinh của lớp.
- Hình thức: Trực tiếp, có thể kết hợp trực tuyến với một số khách mời ở xa.
- Ban tổ chức: 4 thành viên là đại diện từ mỗi nhóm.
- Chủ tọa: 3 thành viên do ban tổ chức chọn cử trong lớp.
- Nội dung chính:
  + Thảo luận về một số ngành nghề và lĩnh vực có sử dụng nhân lực công nghệ thông tin.
  + Thảo luận về vai trò và công việc của chuyên viên công nghệ thông tin trong các ngành nghề đó.
  + Chia sẻ thông tin ngành đào tạo của một số cơ sở đào tạo công nghệ thông tin phù hợp.
Gợi ý lựa chọn nội dung:
 Vì thời gian hội thảo có hạn, nên chọn ra một vài lĩnh vực mà em quan tâm nhất để trao đổi, chẳng hạn y tế, giáo dục, tài chính, kinh doanh hay truyền thông và giải trí. Chương trình hội thảo có thể như sau:
Chương trình:
Yêu cầu:
 - Thành lập các nhóm và ban tổ chức hội thảo.
 - Thảo luận, lập kế hoạch tổ chức hội thảo.
 Hướng dẫn:
 - Thảo luận chung để chọn các lĩnh vực sẽ giới thiệu trong hội thảo.
 - Chia lớp thành bốn nhóm, phân công theo bốn lĩnh vực đã chọn.
 - Các nhóm thảo luận nhanh về kế hoạch sơ bộ của hội thảo, bầu nhóm trưởng và thư ký, sau đó cử một đại diện tham gia ban tổ chức.
- Ban tổ chức họp và thống nhất các nội dung như sau:
  + Yêu cầu về thời hạn nộp bài (trước hội thảo 2 ngày) để ban tổ chức tập hợp tài liệu hội thảo, nộp cho giáo viên và gửi trước cho các chuyên gia.
  + Phổ biến mọi thông tin, kế hoạch cho các nhóm.
  + Phân công các công việc khác liên quan tới công tác tổ chức hội thảo. Nếu hội thảo có kết hợp trực tiếp và trực tuyến với chuyên gia ở xa thì càng lưu ý về trang thiết bị, kĩ thuật cần thiết và phân công một số thành viên phụ trách kĩ thuật.
Yêu cầu: Các nhóm chuẩn bị bài trình bày theo phân công và yêu cầu của ban tổ chức.
Hướng dẫn:
Bước 1. Lập dàn ý bài trình bày.
 Thảo luận nhóm để lập dàn ý của bài trình bày. Dựa trên nội dung và mục đích của hội thảo, mỗi bài trình bày sẽ tập trung vào việc cung cấp thông tin chính xác và chi tiết về lĩnh vực, vai trò, cơ hội và thách thức, đồng thời cung cấp cho người nghe cái nhìn toàn diện về những gì được chuyên viên công nghệ thông tin cần biết và làm trong lĩnh vực đó. Các bài trình bày có thể bao gồm các phần chính sau:
Bước 2. Thu thập thông tin.
 Thu thập thông tin từ các nguồn tin gợi ý sau:
 - Trang web chính thức của các tổ chức, công ty, cơ sở đào tạo liên quan tới lĩnh vực thảo luận.
 - Các nghiên cứu bài báo từ các tổ chức uy tín.
 - Các tin tuyển dụng liên quan đến ngành nghề.
 - Ý kiến từ các diễn đàn, các chuyên gia trong ngành.
Bước 3. Chọn lọc tổng hợp thông tin và xây dựng bài trình bày.
 - Thảo luận nhóm để phân tích kiểm chứng các thông tin thu được ở Bước 2, chọn lọc và tổng hợp thông tin.
 - Với các thông tin được chọn để trình bày, lựa chọn cách biểu diễn phù hợp (bảng, biểu đồ, sơ đồ, ảnh minh họa,…) để thông tin được rõ ràng, dễ hiểu. Lưu ý nêu rõ nguồn của các thông tin sử dụng.
 - Sử dụng phần mềm trình chiếu để xây dựng bài trình bày theo dàn ý trên. Lưu ý về giới hạn số lượng trang chiếu và thời lượng trình bày.
Bước 4. Báo cáo thử, hoàn thiện bài trình bày.
 - Thảo luận nhóm, chọn báo cáo viên.
 - Báo cáo thử, các thành viên khác nhận xét, góp ý cho bài trình bày và báo cáo viên.
 - Chỉnh sửa nội dung bài trình bày.
 - Hoàn thiện bài trình bày và lên phương án trình bày.
Lưu ý: Nộp bài cho ban tổ chức đúng hạn.
Yêu cầu: Tổ chức hội thảo thành công theo đúng kế hoạch.
Hướng dẫn:
 - Tại buổi hội thảo, ban tổ chức và chủ tọa sẽ điều hành hội thảo theo chương trình và kế hoạch đã thống nhất.
 - Các nhóm trình bày theo thứ tự, tham gia thảo luận, lắng nghe góp ý, hỏi đáp với chuyên gia.
 - Điểm của các nhóm sẽ được đánh giá bởi giáo viên theo các tiêu chí gợi ý sau:
 Hệ số cá nhân được xác định bằng tổng điểm cá nhân chia cho 100%, điểm của cá nhân sẽ được đánh giá bởi các thành viên trong nhóm theo các tiêu chí sau:
 Ngoài ra, lớp có thể thảo luận và thống nhất điểm thưởng cho các cá nhân trong ban tổ chức và chủ tọa hội thảo.
---The End!---
Nếu bạn không muốn học, không ai có thể giúp bạn. Nếu bạn quyết tâm học, không ai có thể ngăn cản bạn dừng lại.
CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.
CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ
CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.
CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC
CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:
☎ TIN HỌC 10-KẾT NỐI TRI THỨC
☎ TIN HỌC 11-KẾT NỐI TRI THỨC
☎ TIN HỌC 12-KẾT NỐI TRI THỨC

Tổng số lượt xem

Chăm chỉ chiến thắng tài năng
khi tài năng không chịu chăm chỉ.

- Tim Notke -

Bản quyền
Liên hệ
Chat Zalo
Chat Facebook