NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MÃ NGUỒN MỞ CHO VIỆC QUẢN LÝ MẠNG MAN (THỬ NGHIỆM TRÊN METROLAB CISCO)

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MÃ NGUỒN MỞ CHO VIỆC QUẢN LÝ MẠNG MAN (THỬ NGHIỆM TRÊN METROLAB CISCO) Nội dung luận văn Chương 1 là các tìm hiểu về đặc trưng mạng MANE và các vấn đề quản lý mạng nói chung, Chương 2 đi vào khảo sát hệ thống quản lý mạng MAN – E của các hãng, phân tích công nghệ quản lý mạng MANE và các vấn đề liên quan, Chương 3 là đề xuất mô hình áp dụng và các khuyến nghị cho quản lý mạng MANE của VNPT, ở chương này cũng tiến hành lựa chọn một công cụ quản lý mạng dựa trên mã nguồn mở, Chương 4 là một số thử nghiệm công cụ quản lý trên Metrolab của Cisco và kết quả. Cuối cùng là kết luận.

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với các thầy cô giáo trong Học viện Công nghệ bưu chính viễn thông, các bạn bè đồng nghiệp, người thân và nhất là thầy giáo hướng dẫn trực tiếp - Tiến sỹ Hoàng Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ, hỗ trợ và động viên tôi viên tôi hoàn thành luận văn này. Hà nội, ngày 05/09/2008 Hà Đình Dũng i MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MAN-E VÀ QUẢN LÝ MẠNG 3 1.1 Giới thiệu MAN-E 3 1.1.1 Công nghệ mạng MAN-E: 5 1.1.1.1 Công nghệ thuần Ethernet 5 1.1.1.2 Công nghệ Ethernet trên nền MPLS 7 1.1.1.3 Công nghệ PBB-TE 8 1.1.1.4 Công nghệ T-MPLS: 10 1.1.2 Dịch vụ của mạng MAN-E 12 1.1.2.1 Kiểu dịch vụ Ethernet Line 13 1.1.2.2 Kiểu dịch vụ Ethernet LAN 14 1.1.2.3 Dịch vụ E-LAN với cấu hình point-to-point 15 1.2 Tổng quan về quản lý mạng và dịch vụ 16 1.2.1 Một số khái niệm 16 1.2.1.1 Quản lý mạng 16 1.2.1.2 Quản lý dịch vụ 17 1.2.1.3 Quản lý chất lượng dịch vụ 17 1.2.1.4 Điều hành mạng 17 1.2.1.5 Hệ thống hỗ trợ điều hành 17 1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng và xu hướng trong quản lý mạng và dịch vụ 18 1.2.2.1 Nhu cầu của khách hàng 18 1.2.2.2 Sự phát triển của mạng và dịch vụ 19 1.2.2.3 Kiến trúc và công nghệ quản lý 19 1.2.2.4 Các chuẩn quản lý mạng 19 1.2.3 Mô hình quản lý mạng viễn thông TMN 20 1.2.4 Khung tiến trình nghiệp vụ eTom 22 1.3 Tóm tắt chương 23 CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN-E VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 25 2.1 Các tổ chức và chuẩn 25 2.2 Công nghệ quản lý mạng MAN-E 26 2.2.1 Các yêu cầu về chức năng quản lý mạng MAN-E 26 2.2.1.1 Yêu cầu về quản lý các thành phần mạng 26 2.2.1.2 Yêu cầu về OAM dịch vụ 28 2.2.1.3 Yêu cầu về quản lý lưu lượng 29 2.2.1.4 Yêu cầu về giao diện quản lý cục bộ Ethernet (E-LMI) 30 2.2.2 Một số mô hình quản lý mạng MAN-E 32 2.2.2.1 Mô hình quản lý của Huawei 32 2.2.2.2 Mô hình quản lý của Nortel 34 2.2.2.3 Mô hình quản lý của Alcatel 38 2.2.2.4 Mô hình quản lý của Cisco 40 2.2.3 Công nghệ quản lý mạng MAN-E 43 2.3 Một số vấn đề của quản lý mạng MAN-E 44 2.3.1 Tuân theo các chuẩn 44 2.3.2 Sự phức tạp, đa dạng của thiết bị và nhà cung cấp 45 i 2.3.3 Quản lý liên miền 45 2.3.4 Đảm bảo QoS 46 2.3.5 Giao diện quản lý 46 2.3.6 An ninh 47 2.3.7 Tích hợp 47 2.4 Tóm tắt chương 48 CHƯƠNG 3. KHUYẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG 49 3.1 Đặt vấn đề 49 3.1.1 Mạng MAN-E của VNPT 49 3.1.2 Một số đặc trưng 51 3.1.3 Đặt vấn đề 52 3.2 Đề xuất mô hình 53 3.3 Khuyến nghị về chuẩn và chức năng 55 3.4 Khuyến nghị về lưu trữ dữ liệu 56 3.5 Khuyến nghị về chính sách 56 3.6 Lựa chọn hướng triển khai 57 3.7 Lựa chọn công cụ 58 3.7.1 Công cụ ZenOSS 59 3.7.2 Cấu trúc ZenOSS 59 3.8 Tóm tắt chương 60 CHƯƠNG 4. THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 61 4.1 Metrolab của Cisco 61 4.1.1 Sơ đồ cấu hình 61 4.1.2 Thiết bị 62 4.2 Thử nghiệm 62 4.2.1 Mục đích và nội dung thử nghiệm 62 4.2.2 Mô hình thử nghiệm 62 4.2.2.1 Chuẩn bị 62 4.2.2.2 Sơ đồ kết nối thử nghiệm 63 4.2.3 Thử nghiệm 64 4.3 Kết quả 65 4.3.1 Chức năng vẽ topo mạng 65 4.3.2 Chức năng quản lý thiết bị 65 4.3.3 Chức năng quản lý trạng thái và alarm 67 4.3.4 Quản lý sự kiện (event) 68 4.3.5 Quản lý hiệu năng 69 4.3.6 Nhận xét và khuyến nghị về ZenOss 69 4.4 Tóm tắt chương 70 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên đầy đủ Ý nghĩa ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng bộ BML Bussiness Management Layer Lớp quản lý kinh doanh CBS Committed Burst Size Lưu lượng bùng nổ CoS Class of Service Lớp dịch vụ CORBA Common Object Request Broker Architecture Kiến trúc CORBA CIR Commited Information Rate Tốc độ đưa ra DCOM Distributed Component Object Mode Chế độ đối tượng thành phần phân tán DCE/DM E Distributed Computing Environment / Distributed Management Environment Môi trường tính toán và quản lý phân tán DSCP Differentiated Service Code Point Mã dịch vụ khác biệt EBS Excess Burst Size Lưu lượng vượt quá EIR Excess Information Rate Tốc độ vượt quá EoMPLS Ethernet over Multi protocol label switching Ethernet trên nền chuyển mạch nhãn đa giao thức EML Element Management Layer Lớp quản lý phần tử mạng EMS Ethernet Multipoint Service Dịch vụ đa điểm Ethernet eTOM enhanced Telecom Operations Map Sơ đồ điều hành viễn thông nâng cao ERS Ethernet Relay Service Dịch vụ Relay Ethernet ERMS Ethernet Relay Multipoint Service Dịch vụ đa điểm Relay Ethernet EVC Ethernet Vitual Connect Kết nối Ethernet ảo EWS Ethernet Wire Service Dịch vụ Ethernet trực tiếp FCAPS fault-management, configuration, accounting, performance, and security Quản lý lỗi, cấu hình, cước, hiệu năng và bảo mật GUI Graphic user interface Giao diện đồ hoạ người dùng IEEE. Institute of Electrical and Electronics Engineers Hiệp hội các kỹ sư điện và điện tử I-SID Service Instant Identifier Xác nhận hằng dịch vụ MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập media MAN Metro Area Network Mạng đô thị MEF Metro Ethernet Forum Diễn đàn mạng Ethernet đô thị MML Man- Machine Language Ngôn ngữ giao tiếp người - máy MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MSAN Multi Service Access Node Điểm truy cập đa dịch vụ NEL Network Element Layer Lớp phần tử mạng NGOSS New Generation Operations Systems and Software Hệ thống điều hành và phần mềm thế hệ mới iv NML Network Management Layer Lớp quản lý mạng OAM Operation Administration and Maintenance Vận hành, quản lý và bảo dưỡng OSS Operations Support System Hệ thống hỗ trợ điều hành OTN Open Transport Network Mạng vận chuyển mở PBB-TE Provider Backbone Bridge Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng qua Backbone nhà cung cấp PSP Product and Service Provisioning Hố trợ dịch vụ và thiết bị PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định WAN Wide Area Network Mạng diện rộng IETF Internet Engineering Task Force Nhóm nghiên cứu Internet IP- DSLAM Internet Protocol digital subscriber line access multiplexer Bộ ghép truy cập thuê bao số giao thức Internet IPTV Internet Protocol Television Tivi giao thức Internet ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số hoá dịch vụ tích hợp ITU-T International Telecommunication Union Uỷ ban viễn thông quốc tế HDTV High Definition Television Tivi độ phân giải cao SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ SML Service Management Layer Lớp quản lý dịch vụ SLA Service Layer Agreement Thỏa thuận mức dịch vụ SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ SS7 Signaling Systems 7 Hệ thống báo hiệu số 7 STP Spanning – Tree Protocol Giao thức cây mở rộng TMN Telecommunication Management Network Mạng quản lý viễn thông T-MPLS Transport – MPLS Chuyển mạch nhãn đa giao thức miền vận chuyển VLAN Vitual Local Area Network Mạng cụ bộ ảo VoD Video on Demand Video theo yêu cầu VPWS Virtual Private Wire Services Các dịch vụ đường dây riêng ảo VPLS Virtual Private Lan Service Các dịch vụ mạng cục bộ riêng ảo UNI User Network Interface Giao diện mạng phía người dùng v CÁC HÌNH VẼ CÁC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU Theo các số liệu thống kê trên thế giới gần đây cho thấy xu hướng của người dùng đang có nhu cầu sử dụng băng thông internet ngày càng cao. Các dịch vụ internet mới như IPTV, HDTV, đòi hỏi băng thông tăng dần từ vài Mbps đến hàng chục, hàng trăm và thậm chí là Gbps. Để đáp ứng nhu cầu đó các công nghệ mạng băng rộng đã được nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn nhằm đem lại lợi ích cho người dùng và cả nhà cung cấp Internet. Mạng Metro Ethernet hay MAN dựa trên nền Ethernet (MAN-E) ra đời đã thực sự đem lại lợi ích to lớn cho cả người dùng và nhà cung cấp. Nó đã được ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới, bởi tính đơn giản, giá thành rẻ, triển khai nhanh. Tuy nhiên, bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của mạng MAN-E thì vấn đề quản lý mạng càng trở nên phức tạp bởi đặc điểm của mạng MAN-E không chỉ là vấn đề quản lý thiết bị, quản lý cấu hình, quản lý lỗi, mà còn quản lý dịch vụ đầu cuối đến đầu cuối cho khách hàng. Cho đến nay, việc nghiên cứu và xây dựng hệ thống quản lý mạng đặc biệt là mạng viễn thông không còn là vấn đề mới, đã có một số đề tài nghiên cứu liên quan đến mô hình quản lý mạng theo TMN, NGOSS của CDIT và các nơi khác. Tuy nhiên, thực tế việc xây dựng và triển khai hệ thống quản lý mạng tổng thể là bài toán lớn và phức tạp. Để có thể dẫn đến thành công cần có một lộ trình cụ thể từng giai đoạn. Hiện VNPT cũng đang triển khai giai đoạn 1 hệ thống mạng MAN-E trên 64 tỉnh thành, do vậy nhu cầu về một giải pháp quản lý giai đoạn đầu đã được đặt ra. Theo lộ trình phát triển hệ thống quản lý mạng của VNPT, trước mắt tập trung vào giải quyết việc quản lý các thành phần mạng (EMS) sau đó mở rộng đến các chức năng khác. Bám sát lộ trình này, luận văn được xây dựng nhằm mục tiêu nghiên cứu quản lý mạng MAN-E và xây dựng công cụ quản lý mạng cho giai đoạn này. Để sát với thực tế và các nhiệm vụ mà học viên đang thực hiện cho VNPT nên luận văn tập trung vào một số vấn đề như mô hình có khả 1 năng áp dụng cũng như các khuyến nghị cho việc xây dựng hệ thống quản lý mạng MAN-E. Nội dung luận văn được chia thành 4 chương: Chương 1 là các tìm hiểu về đặc trưng mạng MAN-E và các vấn đề quản lý mạng nói chung, Chương 2 đi vào khảo sát hệ thống quản lý mạng MAN – E của các hãng, phân tích công nghệ quản lý mạng MAN-E và các vấn đề liên quan, Chương 3 là đề xuất mô hình áp dụng và các khuyến nghị cho quản lý mạng MAN-E của VNPT, ở chương này cũng tiến hành lựa chọn một công cụ quản lý mạng dựa trên mã nguồn mở, Chương 4 là một số thử nghiệm công cụ quản lý trên Metrolab của Cisco và kết quả. Cuối cùng là kết luận. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MAN-E VÀ QUẢN LÝ MẠNG Ở chương này luận văn sẽ trình bày về đặc điểm mạng MAN-E, các đặc trưng về công nghệ và dịch vụ của mạng này cũng như vấn đề quản lý mạng nói chung. 1.1 Giới thiệu MAN-E Trước hết, có thể thấy rằng MAN – Metro Area Network là mạng đô thị băng rộng, đa dịch vụ mạng nhằm kết nối giữa các mạng thuê bao khách hàng (cá nhân, công ty hoặc các cơ quan tổ chức) với mạng diện rộng WAN Hình 1 -1. Còn MAN-E là mạng MAN mà dựa trên cơ sở Ethernet. MAN-E có thể nói là một giải pháp mạng có độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu quả cao về chi phí đầu tư. Mạng MAN-E có khả năng tạo các kết nối tốc độ cao lên tới hàng trăm Megabit/s hoặc lên tới Gigabit/s, nhằm đáp ứng các nhu cầu trao đổi dữ liệu tốc độ cao của người dùng.[4][17][21] 3 Hình 1-1: Mô hình mạng MAN-E Như hình vẽ cho thấy mạng MAN được kết nối với thiết bị người dùng qua các thiết bị CE (Customer Equipment) thông qua các giao diện người dùng UNI (User Network Interface) Chức năng chính của một mạng MAN-E là thu gom lưu lượng từ các thiết bị phía khách hàng (CE) như là MSAN, IP-DSLAM, và kết nối lên mạng trục để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh hoặc quốc tế Hình 1 -2. Trong một số mô hình khác MAN-E tương đương lớp Aggregation. Như hình vẽ cho thấy lưu lượng thoại, dữ liệu, IPTV, VoD, từ phía khách hàng được thu gom ở mạng Metro rồi chuyển quan mạng lõi (Core backbone) tới các server của nhà cung cấp dịch vụ hoặc internet, Hình 1-2: Sơ đồ kết nối của mạng MAN-E Đặc điểm cấu trúc: Mạng MAN-E cũng có cấu trúc lớp gồm: lớp Core (khác với Core backbone) kết nối tới mạng trục (Backbone), lớp biên kết nối tới thiết bị truy cập người dùng [7] Hình 1 -3. Thiết bị lớp Core thường là các router có tính năng cao kết nối tới một backbone bằng cáp quang tốc độ 10G trở lên. 4 [...]... ứng dụng ngày càng tách khỏi các chức năng mạng truyền tải - Các ứng dụng quản lý trên nền Internet/Web phát triển mạnh 1.2.2.3 Kiến trúc và công nghệ quản lý Các xu hướng chính trong kiến trúc và công nghệ quản lý mạng/ dịch vụ hiện nay: - Chuyển từ tập trung quản lý mạng sang quản lý dịch vụ - Quản lý phân tán Dựa trên các khung quản lý mạng phân tán như CORBA, DCOM, Jini, DCE/DME - Quản lý dựa trên. .. về quản lý các thành phần mạng 27 Quản lý các thành phần mạng MAN- E bao gồm 4 chức năng cơ bản: Quản lý cấu hình, quản lý lỗi, quản lý hiệu năng và quản lý bảo mật [15] a Quản lý cấu hình Quản lý cấu hình có chức năng giải quyết các vấn đề về khởi tạo, duy trì, loại bỏ các tài nguyên bên trong hệ thống Các chức năng quản lý cấu hình được dùng để định nghĩa và quản lý (tạo, khôi phục, cập nhật và xoá)... của mạng MAN- E 1.1.1 Công nghệ mạng MAN- E: Công nghệ MAN- E hiện có một số dạng sau: công nghệ thuần Ethernet, công nghệ Ethernet trên nền MPLS, công nghệ PBB-TE, công nghệ T-MPLS 1.1.1.1 Công nghệ thuần Ethernet Công nghệ thuần Ethernet sử dụng hạ tầng lớp 2 (Datalink) Với hạ tầng đơn giản nên chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành sẽ được giảm nhiều và có thể nói là rẻ nhất trong số các mô hình mạng. .. trình chức năng từ trên xuống trong TOM gồm: quản lý giao diện khách hàng và chăm sóc khách hàng, điều hành và phát triển dịch vụ, quản lý mạng và hệ thống và vùng quản lý phần tử mạng Các vùng tiến trình này tương ứng với các lớp quản lý kinh doanh, quản lý dịch vụ, quản lý mạng và quản lý phần tử mạng trong mô hình phân lớp TMN Khung eTOM mở rộng TOM nhưng vẫn dựa trên các lớp chức năng trong TMN Sự... điểm, việc sử dụng tuỳ thuộc vào yêu cầu của khách hàng Đây là những đặc trưng riêng của mạng MAN- E khiến hệ thống quản lý khác biệt hơn so với hệ thống quản lý mạng Ethernet thuần tuý 1.2 Tổng quan về quản lý mạng và dịch vụ 1.2.1 Một số khái niệm Phần này trình bày khái quát một số khái niệm về quản lý mạng và dịch vụ gồm: quản lý mạng, điều hành mạng, hệ thống hỗ trợ điều hành mạng, quản lý dịch vụ và. .. Lớp phần tử mạng: lớp này bao gồm các đối tượng quản lý của TMN - Lớp quản lý phần tử mạng: bao gồm các hệ thống quản lý được yêu cầu để khai thác và điều hành một hay một nhóm phần tử mạng Ví dụ như chức năng báo cáo cảnh báo, hệ thống quản lý cho thiết bị chuyển mạch, quản lý dữ liệu - Lớp quản lý mạng: khi các phần tử mạng kết nối với nhau để tạo thành một mạng thì cần chức năng quản lý mạng để phối... hành khả năng để tạo, triển khai, quản lý và bảo dưỡng các hệ thống dựa trên cơ sở mạng như tính cước, quản lý mạng, quản lý khách hàng, quản lý dịch vụ và đặt hàng Như vậy, nhà điều hành mạng thông qua OSS để thực hiện các chức năng quản lý mạng và dịch vụ OSS không chỉ có vai trò hỗ trợ nhà điều hành đảm bảo cho mạng hoạt động hiệu quả, cung cấp dịch vụ thỏa mãn nhu cầu khách hàng mà 18 còn là một công. .. chức năng OAM của các tổ chức 2.2 Công nghệ quản lý mạng MAN- E 2.2.1 Các yêu cầu về chức năng quản lý mạng MAN- E Theo tổ chức diễn đàn Metro Ethernet trong các bản khuyến nghị MEF 5, 15, 16, 17 thì các yêu cầu quản lý mạng MAN- E bao gồm: Yêu cầu về OAM dịch vụ, yêu cầu về giao diện quản lý cục bộ LMI, yêu cầu về quản lý thành phần mạng và yêu cầu về quản lý lưu lượng.[15][16][20] 2.2.1.1 Yêu cầu về quản. .. ly và sửa lỗi đã gây ra hỏng hóc - Quản lý cấu hình (Configuration Management): là quá trình khởi động và khai thác tài nguyên mạng để quản lý dung lượng hay cung cấp dịch vụ - Quản lý tính cước (Accounting Management): là quá trình thiết lập cước cho việc sử dụng tài nguyên mạng - Quản lý hiệu năng (Performance Management): là quá trình bảo dưỡng hiệu năng mạng nhằm đáp ứng được yêu cầu dịch vụ và. .. - Sử dụng LSP 2 chiều - Không có PHP, ECMP, LSP Bảng 1-1: So sánh các công nghệ MAN- E Nhận xét: Có thể thấy rằng công nghệ MAN- E hiện đang triển khai có 3 công nghệ chính đó là MPLS PBT và T-MPLS (công nghệ thuần Ethernet ít sử dụng) Tuy nhiên, hiện mới chỉ có 2 công nghệ MPLS, PBT đã được công nhận, còn T-MPLS thì chưa Trong đó công nghệ MPLS là công nghệ lớp 3 cho phép hỗ trợ nhiều dịch vụ lớp trên, . nội, ngày 05/09/2008 Hà Đình Dũng i MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MAN- E VÀ QUẢN LÝ MẠNG 3 1.1 Giới thiệu MAN- E 3 1.1.1 Công nghệ mạng MAN- E: 5 1.1.1.1 Công nghệ thuần Ethernet 5 1.1.1.2 Công nghệ. 2. CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN- E VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 25 2.1 Các tổ chức và chuẩn 25 2.2 Công nghệ quản lý mạng MAN- E 26 2.2.1 Các yêu cầu về chức năng quản lý mạng MAN- E 26 2.2.1.1 Yêu cầu. lý mạng MAN- E. Nội dung luận văn được chia thành 4 chương: Chương 1 là các tìm hiểu về đặc trưng mạng MAN- E và các vấn đề quản lý mạng nói chung, Chương 2 đi vào khảo sát hệ thống quản lý mạng MAN