Giải chi tiết Khoa học máy tính 12 KNTT bài 22 Tìm hiểu thiết bị mạng

KHỞI ĐỘNG

Các em đã biết một số loại thiết bị mạng như hub, switch, router, access point, modem, cáp mạng và chức năng của chúng. Tuy nhiên, để thiết kế mạng thì ta cần quan tâm đến những yếu tố khác nữa.

Mặt khác, các em đã từng nghe nói tới server trong mạng máy tính như web server, database server, mail server, file server, print server,... Mối quan hệ giữa server và mạng như thế nào?

Bài làm chi tiết:

Sever trong mạng máy tính đóng vai trò quan trọng và có mối quan hệ chặt chẽ với mạng.

Một số điểm quan trọng:

- Web Server:

+ Chứa toàn bộ dữ liệu của các trang web, như HTML, CSS, JavaScript.

+ Là máy tính lớn được kết nối với mạng máy tính mở rộng.

+ Đảm bảo hoạt động liên tục để cung cấp dữ liệu cho mạng lưới máy tính của nó.

+ Cung cấp nội dung web cho người dùng thông qua giao thức HTTP.

- Database Server:

+ Cho phép các ứng dụng truy xuất và thao tác với dữ liệu.

+ Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu.

+ Đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của dữ liệu.

- File Server:

+ Cho phép người dùng truy cập và chia sẻ tập tin.

+ Lưu trữ và quản lý các tập tin và thư mục.

+ Đảm bảo an toàn và quản lý quyền truy cập.

- Mail Server:

+ Xử lý gửi, nhận và lưu trữ thư.

+ Quản lý và phân phối thư điện tử.

+ Đảm bảo thư điện tử được gửi đến đúng địa chỉ.

- Print Server:

+ Cho phép người dùng gửi tài liệu đến máy in để in ấn.

+ Quản lý các máy in trong mạng.

1. SERVER

Hoạt động 1. Server là gì?

Chọn phương án đúng.

A. Là một máy tính mạnh.

B. Là một phần mềm cung cấp một dịch vụ nào đó.

C. Là một hệ thống gồm phần cứng và phần mềm cung cấp một dịch vụ nào đó trên mạng máy tính.

D. Là mạng máy tính để cung cấp dịch vụ.

Bài làm chi tiết:

Chọn: C

Câu hỏi 1: Thế nào là Server?

Bài làm chi tiết:

Server là hệ thống phần cứng và phần mềm cung cấp các dịch vụ qua mạng theo yêu cầu của máy tính khác (máy khách).

Câu hỏi 2: Tại sao server cần làm việc trong môi trường mạng? Có nhất thiết phải có Server trong mạng máy tính hay không?

Bài làm chi tiết:

Máy chủ (server) là trái tim của mạng máy tính, và việc sử dụng máy chủ trong môi trường mạng có ý nghĩa quan trọng vì:

- Chia sẻ tài nguyên: Máy chủ cho phép chia sẻ tài nguyên như máy in, lưu trữ tập tin, cơ sở dữ liệu, và ứng dụng. Điều này giúp tối ưu hóa sử dụng tài nguyên và tiết kiệm chi phí.

- Quản lý tập trung: Máy chủ giúp quản lý tập trung dữ liệu, ứng dụng và tài nguyên. Thay vì phân tán, dữ liệu và ứng dụng được lưu trữ và quản lý tại một nơi duy nhất.

- Dịch vụ mạng: Các máy chủ cung cấp các dịch vụ quan trọng như web, thư điện tử, cơ sở dữ liệu, và in ấn.

- Hiệu suất và tốc độ: Máy chủ được cấu hình cao, đảm bảo hiệu suất và tốc độ xử lý nhanh chóng cho các ứng dụng và dịch vụ.

- Bảo mật và quản lý quyền truy cập: Máy chủ có thể thiết lập quyền truy cập, kiểm soát người dùng và bảo vệ dữ liệu khỏi nguy cơ bên ngoài.

2. NHẬN DIỆN VÀ TÌM HIỂU TÍNH NĂNG KĨ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ KẾT NỐI

Hoạt động 2: Cần tính đến yếu tố nào của thiết bị khi thiết kế mạng máy tính?

Giả sử ta phải thiết kế một mạng máy tính cho một gia đình và một mạng máy tính cho một trường đại học với hàng chục nghìn người sử dụng. Liệu có nên dùng thiết bị mạng giống nhau cho cả hai trường hợp này không? Nếu không thì những yếu tố nào cần được tính đến?

Bài làm chi tiết:

Khi thiết kế mạng máy tính, chúng ta cần xem xét các yếu tố sau đây:

- Công suất và hiệu suất:

+ Mạng trường đại học cần router có công suất lớn để đáp ứng nhu cầu của hàng nghìn người dùng.

+ Router gia đình có thể đơn giản hơn với công suất thấp hơn.

- Quy mô mạng:

+ Cần xác định số lượng người dùng, thiết bị, và phạm vi địa lý 

+ Mạng gia đình và mạng trường đại học có quy mô khác nhau.

- Số lượng cổng kết nối:

+ Router trường đại học cần nhiều cổng WAN và LAN để đáp ứng nhiều yêu cầu kết nối.

+ Router gia đình thường chỉ cần một cổng WAN (kết nối Internet) và một số cổng LAN (kết nối thiết bị trong nhà).

- Tính năng bảo mật và quản lý:

+ Router trường đại học cần tính năng bảo mật cao hơn để bảo vệ dữ liệu của hàng nghìn người dùng.

+ Router gia đình có thể đơn giản hơn với tính năng bảo mật cơ bản.

- Phạm vi địa lý:

+ Cần sử dụng cáp và thiết bị phù hợp để truyền xa hơn.

+ Mạng trường đại học cần xem xét phạm vi địa lý rộng hơn.

-> không nên dùng thiết bị mạng giống nhau cho cả hai trường hợp. Thiết kế mạng cần xem xét quy mô, công suất, tính năng, và phạm vi địa lý để đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng môi trường.

Câu hỏi 1: Cho biết các tính năng chủ yếu của hub và switch.

Bài làm chi tiết:

Hub và Switch là hai thiết bị quan trọng trong mạng máy tính:

- Switch:

+ Thường dùng trong các mạng lớn hoặc mạng doanh nghiệp.

+ Thiết lập kết nối tạm thời giữa cổng của hai máy tính trong thời gian truyền.

+ Có bộ nhớ và thông minh hơn hub.

+ Chia nhỏ miền xung đột, giảm xung đột tín hiệu.

+ Phân biệt địa chỉ MAC, tạo bảng chuyển mạch.

- Hub:

+ Thường dùng trong các mạng nhỏ hoặc kiểm tra tín hiệu.

+ Không thông minh, không phân biệt địa chỉ MAC.

+ Lan toả tín hiệu từ một cổng ra tất cả các cổng khác.

+ Là bộ chia tín hiệu đơn giản.

+ Tất cả máy tính nối vào cùng một hub thuộc về cùng một miền xung đột.

Tốc độ truyền dữ liệu của hub và switch có thể là 100 Megabit/s, 1 Gigabit/s hoặc 10 Gigabit/s, tùy thuộc vào cấu hình của thiết bị.

Câu hỏi 2: Cho biết một số tính năng của router.

Bài làm chi tiết:

Một số tính năng của router: 

- Kết nối mạng.

- Định tuyến.

- Chia mạng

- Quản lý mạng.

- VPN.

- QoS.

Câu hỏi 3: Nêu vai trò của repeater.

Bài làm chi tiết:

Vai trò chính của repeater là gia tăng phạm vi truyền dẫn tín hiệu trong mạng. 

LUYỆN TẬP

Câu 1: Nêu những đặc điểm giúp phân biệt hub, switch và router.

Bài làm chi tiết:

Câu 2: Có thể dùng router thay cho switch được không? Có thể dùng switch thay cho hub hay router được không? Vì sao?

Bài làm chi tiết:

Có thể dùng router thay cho switch trong một số trường hợp.

- Router có khả năng xử lý giao thức mạng và định tuyến dữ liệu giữa các mạng LAN khác nhau..

- Tuy nhiên, trong một mạng LAN đơn giản, switch thường là lựa chọn phù hợp hơn.

Có thể dùng switch thay cho hub hay router trong một mạng LAN đơn giản.

- Switch có khả năng giảm xung đột tín hiệu và chia nhỏ miền xung đột, cung cấp hiệu suất truyền dữ liệu cao hơn so với hub.

- Switch giúp cải thiện hiệu suất truyền dữ liệu và giảm xung đột tín hiệu trong mạng LAN.

- Nếu mạng chỉ cần chia nhỏ miền xung đột và kết nối các thiết bị trong mạng LAN, switch là lựa chọn phù hợp hơn hub hay router.

VẬN DỤNG

Câu 1: Em hãy tìm hiểu các thiết bị kết nối mạng được dùng ở trường em và tính năng của các thiết bị đó.

Bài làm chi tiết:

- Trường em sử dụng router để kết nối các mạng LAN với nhau và cung cấp kết nối mạng đến Internet. 

- Router giúp định tuyến dữ liệu giữa các mạng LAN khác nhau, cho phép các thiết bị trong mạng trường em có thể giao tiếp và truy cập vào các tài nguyên mạng khác.

Câu 2: Có một thiết bị kết nối mạng gọi là bridge (cầu). Hãy tìm hiểu qua Internet để biết các chức năng của bridge.

Bài làm chi tiết:

Dưới đây là thông tin về Bridge trên Internet:

- Bridge mạng là một thiết bị mạng có khả năng kết nối các thành phần mạng lại với nhau và hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu trong mô hình OSI.

- Các chức năng quan trọng của Bridge bao gồm:

+ Phân chia mạng thành phân đoạn nhỏ: Bridge giúp chia mạng LAN thành các phân đoạn nhỏ hơn, được gọi là các mạng con. Mỗi phân đoạn có các địa chỉ MAC của các thiết bị trong phân đoạn đó. Khi một thiết bị muốn gửi dữ liệu đến một thiết bị khác trong cùng mạng LAN, bridge xác định xem thiết bị đó có thuộc phân đoạn nào và chuyển tiếp dữ liệu tới phân đoạn đó.

+ Kiểm tra và lọc lưu lượng: Bridge kiểm tra lưu lượng dữ liệu đến và xác định xem liệu nó có phải được chuyển tiếp hay không. Nó sử dụng địa chỉ MAC trong các khung dữ liệu để quyết định điều này. Bridge chỉ chuyển tiếp dữ liệu đến đích khi địa chỉ MAC được ghi vào khung dữ liệu.

+ Kết nối các mạng Ethernet: Bridge được sử dụng để kết nối các mạng Ethernet khác nhau với nhau, tạo thành một mạng lớn hơn. Nó sao chép gói tin dữ liệu và chuyển tiếp đến thiết bị đích, bất kể hai thiết bị đó sử dụng các mạng Ethernet khác nhau.

- Có 3 loại Bridge chính:

+ Translational Bridge (Bridge dịch ngữ): Bridge này cho phép kết nối các mạng khác nhau và thực hiện việc thay đổi định dạng dữ liệu giữa các mạng. Nó có khả năng thêm hoặc xóa thông tin trong các khung dữ liệu của mạng LAN và kết nối hai mạng khác nhau.

+ Transparent Bridge (Bridge trong suốt): Dành cho mạng Ethernet, bridge này kiểm soát và chuyển tiếp dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC. Nó hoạt động xuyên suốt với hệ thống mạng, không yêu cầu cấu hình đặc biệt và không can thiệp vào dữ liệu.

+ Source-route Bridge (Bridge định tuyến nguồn): Được sử dụng trong mạng Token Ring, bridge này xác định đường đi chính xác của gói dữ liệu trong mạng.