Nghiên Ứu Phương Pháp Và Xây Dựng Bài Đo, Kiểm Tra Router Mpls Trong Mạng Ngn Ủa Vnpt.pdf

B O Ộ GIÁO DỤ ẠC VÀ ĐÀO T TRƯỜ Ạ ỌNG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN QUÝ NGHIÊN CỨ ỰU PHƯƠNG PHÁP VÀ XÂY D NG BÀI ĐO, KIỂM TRA ROUTER MPLS TRONG M A VNPTẠNG NGN CỦ LUẬ ẠN VĂN TH C SĨ NGÀNH K Ỹ THUẬT ĐIỆ[.]

B Ộ GIÁO DỤ C VÀ ĐÀO T Ạ O TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI Ọ

TRẦN QUÝ

NGHIÊN CỨ U PHƯƠNG PHÁP VÀ XÂY D NG BÀI ĐO, KIỂ Ự M

LUẬ N VĂN TH C SĨ Ạ NGÀNH K Ỹ THUẬT ĐIỆN TỬ

Hà N i, 20 ộ 06

M ụ c lụ c

22TPhần I:22T 22TCác thiết bị trong lớp truyền tả i22T 1

22TI.1.22T 22TCấu h nh thiết bị Router M160 2 ì 22T 22TI.1.1.22T 22TPhần cứng:22T 2

22TI.1.2.22T 22TPhần mềm và h u h nh OSệ điề à : 22T 5

22TI.2.22T 22TCấu hình thi t b ERX: 8 ế ị 22T 22TI.2.1.22T 22TPhần cứng: 10 22T 22TI.2.2.22T 22TPhần mềm và h u h nh OSệ điề à : 22T 14

22TI.3.22T 22TCấu hình hệ thống mạng truyền tải của VNPT22T 15

22TI.3.1.22T 22TMột số đặc t nh M160 ví à ERX sử dụng trên mạng VNPT22T 16

22TI.3.2.22T 22TCác giao thức được sử ụng trong mạng truyền tải của VNPT 17 d 22T 22TI.3.3.22T 22TGiao diện sử dụng trên M160 và các router ERX hiện nay:22T 18

22TI.3.4.22T 22TNhận xét về mức độ tương thích so với các tiêu chuẩn quốc tế:22T 18

22TPhần II:22T 22TYêu cầu đo của IETF và mộ ố ết s k t quả đo router MPLS trên thế ớ gi i 22 T 19

22TII.1.22T 22TCác qui định của IETF đố ới v i c c tham sá ố đo router RFC 124222T 20

22TII.1.1.22T 22TTham số Back-to-back 20 22T 22TII.1.2.22T 22TBridge 21 22T 22TII.1.3.22T 22TBridge/ Router 22T 21

22TII.1.4.22T 22TTải cố định:22T 21

22TII.1.5.22T 22TKích thước khung liên kết dữ liệu22 T 22

22TII.1.6.22T 22TTỷ lệ mất khung22T 22

22TII.1.7.22T 22TKhe khoảng cách giữa các khung 23 22T 22TII.1.8.22T 22TThời gian trễ22T 23

22TII.1.9.22T 22TTốc độ dữ liệu không khớp22T 24

22TII.1.10.22T 22THoạt động MTU không khớp22T 24

22TII.1.11.22T 22THoạt động quá mức (Overhead)22T 25

22TII.1.12.22T 22THoạt động quá tải22T 25

22TII.1.13.22T 22TChính sách lọc22T 25

22TII.1.14.22T 22THoạt động restart22T 26

22TII.1.15.22T 22TRouter 26 22T 22TII.1.16.22T 22THoạt động của khung đơn22 T 27

22TII.1.17.22T 22TThông lượng22T 27

22TII.2.22T 22TPhân t ch c c yêu cí á ầu đo router của IETF: RFC 2544 22T 27

22TII.2.1.22T 22TThiết lập cấu hình thiết bị cần đo kiểm:22 T 28

22TII.2.2.22T 22TDạng của khung (khung): 28 22T 22TII.2.3.22T 22TKích thước của khung:22T 28

22TII.2.4.22T 22TXác định các khung dữ liệu nhận được:22T 28

22TII.2.5.22T 22TNhững bổ sung:22T 29

22TII.2.6.22T 22TĐịa chỉ:22T 29

22TII.2.7.22T 22TLưu lượng hai hướng:22T 29

22TII.2.8.22T 22TNhiều cổng:22T 30

22TII.2.9.22T 22TTốc độ khung tối đa:22 T 30

22TII.2.10.22T 22TLưu lượng theo nhóm: 30 22T 22TII.2.11.22T 22TKiểm tra các chuẩn (Benchmarking):22T 30

22TII.2.12.22T 22TMột số điểm cần lưu ý khi đo kiểm router:22 T 34

22TII.2.13.22T 22TTốc độ cực đại của khung:22T 34

22TII.3.22T 22TPhân t ch kinh nghií ện đo router của mộ ố t s TestLab trên thế ớ gi i 22 T 35

22TII.3.1.22T 22TSuper Demo 2003: 35 22T 22TII.3.2.22T 22TSuper Demo 2004 37 22T 22TII.3.3.22T 22THội nghị MPLS thế giới năm 2004 22T 41

22TII.3.4.22T 22TBáo cáo của một số Test Lab khác22T 44

22TII.3.5.22T 22TNhận xét về các Testlab22 T 44

22TII.4.22T 22TPhương pháp đo router:22T 45

22TPhần III:22T 22TXây dựng cá àc b i đo router MPLS22T 46

22TIII.1.22T 22TXác định c c tham số ần đo đối với router l i M160 v router biên ERX: 47 á c õ à 22T 22TIII.1.1.22T 22TCác khuyến nghị đo router22T 47

22TIII.1.2.22T 22TCác giao thức cần đo trên router lõi M160 và các router biên ERX 49 22T 22TIII.2.22T 22TXây dựng cá àc b i đo cơ bản đối với thi t b router c a VNPTế ị ủ 22T 54

22TIII.2.1.22T 22TGiới thiệu tóm tắt các bài đo chuyển tiếp:22T 54

22TIII.2.2.22T 22TGiới thiệu tóm tắt các bài đo MPLS:22 T 58

22TIII.2.3.22T 22TCác bài đo VPN: 69 22T 22TIII.2.4.22T 22TCá àc b i đo tuân thủ giao thứ ịc đ nh tuyế 83 n:22T 22TPhần IV:22T 22TCá àc b i đo cần thiế ốt đ i với quá trình đo hòa mạng và đo bảo dưỡng thiết bị router 22T 84

IV.1 Xác định c c b i đo đối vớá à i hòa m ng:ạ 85

22TPhần V:22T 22TMột số kết quả đo thực tế trên mạng22 T 91

22TV.1.22T 22TKiểm tra hoạt động và kết nối mạng MPLS VPN VDC-PCCW: 22T 92

22TV.1.1.22T 22TCác bước thiết lập22T 92

22TV.1.2.22T 22TKiểm tra hoạt động của mạng MPLS22T 94

22TV.1.3.22T 22TCấu hình kiểm tra tính tương thích mạng22T 94

22TV.1.4.22T 22TCác phép kiểm tra:22 T 95

22TV.2.22T 22TKiểm tra việc thiết lập BGP/MPLS VPN:22 T 96

22TV.2.1.22T 22TCác bước thiết lập22T 97

22TV.2.2.22T 22TCác Kết quả đạt được22T 98

22TPhần VI:22T 22TGiới thiệu một số loại m y đoá 22T 106

22TVI.1.22T 22TCác tiêu chí cần thiết của máy đo:22T 107

22TVI.1.1.22T 22THỗ trợ các giao diện:22T 107

22TVI.1.2.22T 22THỗ trợ các giao thức:22T 107

22TVI.1.3.22T 22TKhả năng phân tích, thiết lập, hiển thi các bản tin :22T 110

22TVI.1.4.22T 22TGiao diện với người sử dụng:22T 111

22TVI.1.5.22T 22TKhả năng nâng cấp:22T 111

22TVI.2.22T 22TTham khảo mộ ố ế ị ự ết s thi t b th c t 22T 111

22TVI.2.1.22T 22TCác thiết bị đo của Agilent:22T 111

22TVI.2.2.22T 22TThiết bị đo của Spirent:22T 114

22TVI.2.3.22T 22TMột số hãng sản xuất máy đo khác22T 117

22TVI.3.22T 22TKết luận về về việc chọn lựa máy đo22T 118

22TVI.3.1.22T 22TLoại máy đo:22T 118

22TVI.3.2.22T 22TSố lượng máy đo:22 T 119

22TPhần VII:22T 22TPhụ lục22T 121

Các hình vẽ Hình I.1: Mô hình xây dựng và cập nhật bảng chuyển tiếp trong router 3

Hình BI.2: ảng mạch chính 4

Hình CI.3: ấu tr c hệ điều h nh JUNOS 6 ú à Hình I.4: Cấu trúc phần cứng của Router ERX-1400 10

Hình I.5: Nhóm các khe trong ERX-1410 11

Hình I.6: Nhóm các khe trong ERX-1410 12

Hình SI.7: ơ đồ cập nhật thông tin các tuyến 12

Hình Quá trìI.8: nh chuyển tiếp g i tin trong E series router.ó - 13

Hình : I.9 Cấu trúc SRP của ERX-1440 14

Hình I.10: cấu h nh cơ bản mạng truy n t i trong hì ề ả ệ ố th ng mạng NGN c a VNPT.ủ 37

Hình II.1 : Mô hình mạng được thiết lập trong Test Lab.37 Hình III.1: Sơ đồ kiểm tra việc thiết lập BGP/MPLS VPN 70

Hình III.2: Sơ đồ kiểm tra hoạt động của VRF trên cùng router 73

Hình III.3: Sơ đồ kiểm tra hoạt động của VRF trên các router khác nhau 75

Hình 4: III Kiểm tra hoạt động của VRF trong việc trao đổi thông tin giữa PE và CE 77

Hình III.5: Sơ đồ kiểm tra khả năng mở rộng của BGP/MPLS VPN 82

Các bảng Bảng II.1: Các tốc độ khung Ethernet khi thực hiện đo được khuyến nghị trong RFC 2544 34

Bảng II.2: Các thiết bị được kiểm tra ở Super Demo 2004 38

Bảng II.3: Kết quả đo một số giao thức chủ yếu 40

Bảng II.4: Các vấn đề gặp phải trong Super Demo 2004 40

Bảng II.5: Các thiết bị được kiểm tra tại hội nghị MPLS thế giới năm 2004 41

Bảng II.6: bảng tóm lược một số kết quả đo theo báo cáo của hội nghị MPLS thế giới năm 2004 43

Bảng II.7: Các kết quả không đạt được báo cáo trong hội nghị MPLS thế giới 2004 43 Bảng III.1: Các bài đo cần thực hiện đối với router lõi và router biên 49

Bảng IV.1 : Bảng li t kê cá àệ c b i đo b o dưỡã ng và đo hòa m ng ạ 86

rộng hơn Vì vậy, việc nâng ao chấc t lư ng m ng lư i cợ ạ ớ ũng như kế oạch hphát triển, kiểm tra chất lượn ág c c thiết bị mạng đang trở nên h t s c c p ế ứ ấthi t.ế

H ệthống m ng NGN c a VNPT có qui mô lớn và ạ ủ được tổ chức thành nhiề ớu l p, và trong li u này ch tài ệ ỉphân t h c c phương pháíc á p đo và xây d ng ựcác bài đo để kiểm ra c c thiế ịt á t b lớp truy n t i Trong m ng truy n t i này, ề ả ạ ề ảcác thiết bị được s d ng là cáử ụ c router của hãng Juniper và được cấu hình giao th c chuyứ ển mạch nhãn MPLS

Đề tà “i Nghiên cứu phương pháp và xây dựng b i đo, kiểm tra router àMPLS trong mạng NGN của VNPT” giải quyết ch y u các nội dung cơ bản ủ ếsau:

- Nghiên cứu các phương ph p đo router á mpls

- Xây dựng c c b i đo kiểá à m thi t b router MPLS c a VNPT, một ế ị ủ

số kết quả đo đã thực hiện trên mạng MPLS

- Giới thiệu một số máy đo phù hợp

Phầ ớn l n các k t qu ế ả đo router sẽ được đánh giá dựa trên các RFC và

các bả thảo của IETF Tuy nhiên, vẫn còn mộ ốn t s thông s v tính năng c a ố ề ủthiế ịt b thì chúng ta vẫn chưa có tiêu chuẩn nào để đ ánh giá Được biết hiện nay Bộ Bưu chính Viễ thông đang tổ ứn ch c th c hi n đ tài xây d ng tiêu ự ệ ề ựchu n ẩ cho router định tuyến, khi được xây dự g xong, tiêu chuẩn n này có thểđượ ử ục s d ng đ ánể đ h giá các thông s c a router ố ủ

Ph ầ n I: Ca c thi ế t b ị trong

Hệ thống mạng truyền tải của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam –VNPT (Trước đây là Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam) được tạo nên từ hai thành phần chính, phần mạng biên và phần mạng lõi Hai thành phần này có các giao thứ hoạt động khác nhau và yêu cầu về đặc tính của thiết bị c cũng khác nhau Hệ thống mạng biên là các router có nhiều giao diện tốc độ thấp hoặc trung bình Các thiết bị ở mạng biên cung cấp các giao diện ở phía khách hàng, thiết bị này phải có khả năng phân loại các luồng dữ liệu khác nhau Thiết

bị biên phải có các chức năng đảm bảo an ninh, đặc tính mạng riêng ảo (VPN) và chất lượng dịch vụ (QoS) Thành ph n m ng biên trên m ng truy n t i c a ầ ạ ạ ề ả ủVNPT s dử ụng các router dòng E series của Juniper -

Mạng lõi thường có ít router hơn, các router này có ít giao diện nhưng tốc

độ cao Các giao diện tốc độ cao này tập trung dữ liệu từ nhiều router biên và truyền đi trên quãng đường dài Các router mạng lõi cũng cần hỗ trợ QoS, an ninh mạng và các chức năng VPN Thành phần mạng l i trên mạng truyề ảõ n t i

của VNPT ử ụng c s d ác router dòng M series củ- a Junip er

Hiện t i, tạ rong hệ thống mạng truyền tải của VNPT, mạng lõi được xây dựng gồm có 3 router M160 đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh M ng ạbiên gồm các router họ ERX700 và ERX 1400, các router biên được đặt tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và một số Tỉnh trên cả nước Trư c khi phân tíớ ch phương pháp và xây ựng c c b đo, ch ng ta cầ m hiểd á ài ú n tì u rõ v ề đặc tính của các thiết bị

nà y

I.1 Cu h ì nh thiết bị Router M 160

I.1.1 Phần cứng:

Dòng Juniper M-series gồm các sản phẩm M5, M10, M20, M40, M160, M320 Lớp truyền tải trên mạng của VNPT hiện nay sử dụng dòng M160:

- Băng thông song công: 160 Gbps

- Băng thông mỗi khe (slot): 12,8 Gbps

I.1.1.1 Kiến tr c củaú router:

Tất cả các router của Juniper có cùng một kiến trúc, bao gồm Routing Engine (RE) và Packet Forwarding Engine (PFE) Hai thành phần này được kết nối với nhau qua kênh tốc độ 100 Mbps

a) Mối quan hệ giữa Routing Engine và Packet Forwarding Engine:

- Routing Engine duy trì bảng định tuyến (RT_Routing Table) và xây dựng bảng chuyển tiếp (FT_Forwarding Table)

- Packet Forwarding Engine nhận bảng chuyển tiếp từ Routing Engine Bảng chuyển tiếp ở PFE chỉ cập nhật các thay đổi từ bảng chuyển tiếp ở RE qua đường kết nối tốc độ 100 Mbps

Hình I.1: Mô hình xây dựng và cập nhật bảng chuyển tiếp trong router

b) Khái quát về chức năng của Routing Engine:

Routing Engine thực hiện các chức năng chủ yếu sau đây:

- RE là nơi chủ yếu thực thi ầph n mềm JUNOS, phần mềm JUNOS được lưu trong bộ nhớ Flash và được lưu dự phòng trong đĩa cứng

- Cung cấp các giao thức định tuyến thông minh cho PFE, mặc dù nó không tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển tiếp các gói tin Thực thi các dòng lệnh và Quản lý PFE

c) Các đặc tính của Routing Engine:

RE có cấu trúc PCI dựa trên chip Intel RE của router M160 có các đặc tính như sau:

- Tần số bộ xử lý: 333 MHz; Bộ nhớ: 768 MB

- Bộ nhớ Flash: 80 MB; Đĩa cứng: 6,4 GB

d) Các thành phần của Packet Forwarding Engine:

Packet Forwarding Engine bao gồm 4 thành phần sau:

- Card giao tiếp vật lý (PIC_Physical Interface Card): bao gồm các

- Bộ tập trung PIC (FPC_Flexible PIC Concerntrator): là phần cứng mang các PIC

- Bảng mạch chính (system midplane) Bảng mạch chính là một thành phần của PFE thực hiện nhiệm vụ cấp nguồn và cung cấp các tin hiệu điện cho các Card trong hệ thống

- Điều khiển khối chuyển mạch và chuyển tiếp (SFM_Switching & Forwarding Module )

e) Bảng m ch chí ạ nhcủa router M160 gồm có 2 phần (hình vẽ):

Hình I.2 B: ảng mạch chính

- Bảng tập điểm các giao diện (CIP_Craft Interface Pannel): tại đây

s có các giao diẽ ện kế ốt n i với Routing Engine, và các giao di n c nh báo ệ ả

- 8 khe cắmFPC

f) Đặc điểm của FPC của Router M160:

- Có khả năng mang được 4 PIC

- Thông lượng 3,2 Gbps; Bộ nhớ 256 MB

g) Các đặc điểm của PIC:

- Mỗi PIC có 1, 2 hoặc 4 port

- Sử dụng các chip ASIC phù hợp cho các môi trường truyền

- Có khả năng tháo lắp nóng

I.1.1.2 Các giao diện Router M160 có thể hỗ trợ:

a) Giao diện ATM:DS3; E3; STM 1; STM- -4

b) Giao diện Channelized: DS3; E3; STM 1; STM- -4

c) Giao diện DS3, T3, E1, T1

d) Giao diện Ethernet: FE; GE; 10 Gigabit Ethernet

e) Giao diện nối tiếp chuẩn EIA-530

f) Giao diện SONET/SDH: STM 1; STM 4; STM 16; STM- - - -64

I.1.1.3 Các giao diện được sử dụng trên router M160:

Hiện tại M160 trên m ng cạ ủa VNPT được trang bị các giao di n ệ sau đây:

- Hỗ trợ các giao thức định tuyến liên mạng

- Điều khiển các giao diện trên router

- Điều khiển các chức năng trên khung chính

- Hỗ trợ quản trị hệ thống trên router

Cấu trúc của Hệ điều hành JUNOS Internet như sau:

Hình I.3: Cấu trúc hệ điề u hành JUNOS Hiện nay, 3 router M160 trong mạng lõi của mạng truyền tải của VNPT đang sử dụng phần mềm JUNOS Release 5.7 (phiên bản mới nhất hiện nay là 7.0) Do vậy, trong phần này ta sẽ trình bày các đặc tính cơ bản của hệ điều hành này

I.1.2.1 Hệ điều hành JUNOS thực hiện các quá trình sau liên quan đến các giao thức định tuyến:

a) Điều khiển các giao thức định tuyến chạy trên router

Các giao thức định tuyến Hệ điều hành JUNOS hỗ trợ:

- Giao thức định tuyến Unicast: Intermediate System- -to Intermediate System (IS-IS), Open Shortest Path First (OSPF), Routing Information Protocol (RIP), Border Gateway Protocol version 4 (BGP ).-4

- Giao thức định tuyến Multicast: Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP), Protocol-Independent Multicast (PIM), Multicast Source Discovery Protocol (MSDP), Internet Group Management Protocol (IGMP), Session Announcement Protocol and Session Description Protocol (SAP/SDP)

Các giao thức MPLS hệ điều hành JUNOS hỗ trợ:

- Multiprotocol Label Switching (MPLS)

- Resource Reservation Protocol (RSVP)

- Label Distribution Protocol (LDP)

b) Điều khiển các bản tin liên quan đến các giao thức định tuyến.

i) Duy trì bảng định tuyến

- Hệ điều hành thực hiện xử lý các giao thức định tuyến để duy trì bảng định tuyến trong Routing Engine

- Xác định các tuyến tối ưu để đi đến đích

- Chuyển các tuyến tối ưu đó vào bảng chuyển tiếp của Routing Engine

- JUNOS kernel sao chép bảng chuyển tiếp sang Packet Forwarding Engine

ii) Thực thi các chính sách định tuyến

Chức năng này hỗ trợ việc cấu hình các chính sách, chính sách này xác định các điều kiện để so sánh với các đặc tính của các tuyến và thực hiện tác động kết quả lên tuyến đó theo chính sách đã được thiết lập Ngoài ra nó còn hỗ trợ các cơ chế điều khiển, lọc gói tin, xác định các tuyến sẽ được đưa vào bảng định tuyến và các tuyến trong bảng định tuyến sẽ được thông tin đến các router khác

I.1.2.2 Hỗ trợ giao thức chuyển mạch nhãn MPLS:

Hệ thống JUNOS hỗ trợ thực thi giao thức chuyển mạch nhãn MPLS JUNOS Release 5.7 chạy trên router M160 hỗ trợ 2 giao thứ báo hiệu thiết lập LSP sau đây:

- RSVP TE (Resource Reservation Protocol Traffic Engineering) - –

- LDP (Label Distribution Protocol)

I.1.2.3 Hỗ trợ thiết lập VPN:

Phần mềm hỗ trợ việc thiết lập các dịch vụ mạng riêng ảo VPN, các loại VPN được hỗ trợ trên router M160:

- VPN Lớp 2; VPN Lớp 3

- Dịch vụ mạng LAN riêng ảo VPLS (Virtual Private LAN Service)

I.1.2.4 Các tiến trình điều khiển giao diện:

Tiến trình điều khiển giao diện cho phép người sử dụng cấu hình và điều khiển các giao diện vật lý và các giao diện logic trên router Các đặc điểm đó bao gồm vị trí, kiểu đóng gói, đặc tính của các giao diện đó Ngoài ra nó còn thực hiện chức năng giao tiếp với Packet Forwarding Engine, ghi lại trạng thái và các điều kiện của các giao diện trên router

I.1.2.5 Các điều khiển liên quan đến khung chính

Người sử dụng có thể cấu hình và điều khiển một số đặc tính của router như các điều kiện về cảnh báo, xung clock

I.1.2.6 Routing Engine kernel

Routing Engine kernel là phần hạ tầng cơ bản cho tất cả các tiến trình JUNOS Routing Engine kernel thực hiện liên kết giữa bảng định tuyến và bảng

chuyển tiếp trong Routing Engine, thực hiện giao tiếp với Packet Forwarding Engine, duy trì sự đồng bộ bảng sao của bảng chuyển tiếptrong PFE.

Các giao thức mà hệ điều hành JONOS chạy trên router M160 tuân theo các tiêu chuẩn và các bản thảo của IETF được trình bày trong phần Phụ lục 1

I.2 Cu hì nh thiết bị ERX :

Như đã trình bày ở phần trước, dòng sản phẩm E series thích hợp sử dụng cho mạng biên Phần biên của hệ thống mạng là điểm kết nối đến các thuê bao và người sử dụng đầu cuối Tại biên, nhà cung cấp dịch vụ xác định và phân phối các dịch vụ đến các thuê bao

-E-series router thường được sử dụng trong hai môi trường, BRAS và truy nhập dành riêng Ứng dụng BRAS hỗ trợ nhà cung cấp dịch vụ khả năng cung cấp các dịch vụ tốc độ cao đến khách hàng

E-series router có thể hỗ trợ hàng ngàn kết nối dành riêng đến các thuê bao trên một router Ngoài ra nó còn hỗ trợ nhiều kết nối có tốc độ khác nhau, từ fractional T1, E1 đến T3 hay E3 Các lư lượng từ thuê bao có thể định tuyến lên u mạng lõi qua các kết nối tốc độ cao như OC-3/STM 1, OC- -12/STM-4 và Gigabit Ethernet

a) Các kết nối đến BRAS

Các phương ph p truy nhập từ thuê bao lên BRAS bao gồm các phương ápháp như xDSL, mạng không dây chuẩn 802.11, hoặc Ethernet sử dụng môi trường truyền là cáp đồng hoặc cáp quang Các đường kết nối của khách hàng được tập trung tại DSLAM hoặc Ethernet Switch Để truy nhập vào mạng biên, khách hàng có thể sử dụng PPPoE hoặc PPPoA

b) Truy nhập dành riêng:

Truy nhập dành riêng được sử dụng như là một mạng riêng để thực hiện các kết nối từ các điểm đến Internet hoặc mạng riêng ảo VPN Các đưởng truy nhập riêng thường sử dụng các giao thức WAN Lớp 2, chẳng hạn như PPP hay Frame Relay Ethernet cũng được sử dụng trong các đường truy nhập riêng Với ứng dụng này, E-series router có thể thực hiện việc tập trung các đường truy nhập riêng vào một đường kết nối tốc độ cao lên mạng lõi

c) Các ứng dụng truy nhập dành riêng:

Tập trung các đường dành riêng: hầu hết các thiết bị cung cấp các ứng dụng dành riêng đều có một số lượng rất lớn các giao diện tốc độ thấp kết nối đến khách hàng và một vài giao diện tốc độ cao để kết nối lên phía mạng lõi

Mạng riêng ảo: nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng các truy nhập dành riêng để thiết lập các mạng riêng ảo E series router có thể cung cấp các dịch vụ -Lớp 2 và Lớp 3 sử dụng router ảo, BGP/MPLS, hoặc IP-Sec

Điều khiển lưu lượng: E series router có thể thực hiện điều khiển lưu lường bằng các mạch ảo dựa trên giao thức MPLS và các LSP (Label Switch Path)

-IP QoS: với E-series router, người sử dụng có thể thiết lập IP QoS cho các dịch vụ của khách hàng bằng cách điều khiển các SLA (service level agreement) QoS được thực hiện dựa trên rất nhiều trường khác nhua của gói tin và khi cần thiết có thể thực hiện giới hạn tốc độ và các chính sách định tuyến cho các ứng dụng

d) Các giao diện trong truy nhập dành riêng:

Giao diện phía thuê bao: E-series router có thể cung cấp các đường kết nối

có tốc độ khác nhau, từ DS0 đến T1/E1, T3/E3 Ngoài ra, router còn có thể kết

hỗ trợ các giao diện tốc độ cao như channelized OC3/STM1 và channelized OC12/STM4 Với các đặc tính này, có thể tạo ra rất nhiều đường kết nối đến khách hàng với tốc độ nhỏ hơn T1/E1 hoặc T3/E3 khi kết hợp E-series router với các thiết bị ghép kênh TDM và SONET Các khách hàng sử dụng đường truy nhập dành riêng thường sử dụng các kỹ thuật Lớp 2 như Frame Relay hay PPP, hay cũng có thể sử dụng Ethernet, ATM hay SONET

Giao diện phía mạng lõi: trong các truy nhập dành riêng, E-series router tập trung các lưu lượng IP từ nhiều khách hàng và chuyển các gói tin này lên mạng lõi Giao diện mạng lõi có thể sử dụng SONET, ATM hay Ethernet

e) Giao thức định tuyến trong truy nhập dành riêng:

E-series router hỗ trợ các giao thức định tuyến EGP (exterior gateway protocol) như BGP (Border Gateway Protocol), và các giao thức IGP (interior gateway protocol) cơ bản như OSPF, IS-IS và RIP

I.2.1 P hần cứ ng :

Dòng sản phẩm E-series router có 2 loại router: ERX 700, ERX 1400 Hai loại khung chính này có cấu trúc tương tự như nhau Những khác nhau chủ yếu của hai loại này sẽ được trình bày trong các phần bên dưới

Hình I.4: Cấu trúc phần cứng của Router ERX-1400

I.2.1.1 Kiến trúc hệ thống của ERX-700 và ERX 14- 00:

Line Module: những module này nằm ở phía mặt trước của router Eseries, nó thực hiện các quá trình xử lý gói tin và quá trình chuyển tiếp gói tin Những module này không có các đầu nối vật lý ERX-1400 hỗ trợ đến 12 line module, ERX-700 hỗ trợ 5 line module

-Input/Output Module: I/O Module được lắp vào mặt sau của E-series và

là nơi cung cấp các cổng vật lý để kết nối mạng Những module này là các thành phần thụ động, và được chiếu với các line module tương ứng thông qua các bảng mạch (midplane) thụ động

Switch route processor (SRP): kết nối tất cả các đường dữ liệu bên trong khung chính thông qua cơ cấu chuyển mạch (switch fabric) Nó cũng thực hiện việc xử l các giao thức định tuyến ý

Có hai loại SRP được sử dụng trong khung chính ERX-1400, hai SRP này

có tốc độ khác nhau: hoặc 10 Gbps hoặc 40 Gbps Khi các SRP này được gắn với khung chí , thì router được gọi là ERXnh -1410 hoặc ERX-1440

Tương tự, cũng có 2 loại SRP được hỗ trợ sử dụng trong khung chính ERX-700, hai loại này có tốc độ 5 Gbps và 10 Gbps Khi các SRP này được gắn với khung chính, thì router được gọi là ERX 705 hoặc ERX- -710

Các khe trong ERX được chia thành nhóm (group): một nhóm các khe (card slot) chia sẽ chung bus UTOPIA E series router được tổ chức thành nhóm -các khe qua bảng mạch của hệ thống Các nhóm được phân chia như sau:

Hình I.6: Nhóm các khe trong ERX-1410

Hình I.7: Sơ đồ cập nhật thông tin các tuyến

I.2.1.2 Quá trình chuyển tiếp các gói tin qua E-series router và quá trình

cập nhật thông tin định tuyến:

Giao diện vật lý ngõ vào trên I/O module nhận các frame và chuyển các frame đó sang line module ngõ vào Sau đó, phần mạo đều lớp 2 được loại bỏ khỏi gói tin IP và bộ điều khiển chuyển tiếp thực hiện quá trình tìm kiếm trong bảng định tuyến nội bộ Sau khi tìm kiếm, ngõ ra sẽ được xác định Bộ điều khiển chuyển tiếp ngõ vào IFC (Ingress Forwarding Controller) thêm vào gói IP một thẻ có chiều dài 4 byte và chọn ra bus để chuyển tiếp gói tin qua cơ cấu

chuyển mạch Router ERX-700 và ERX-1410 sử dụng các Line Module dựa trên nền ASIC, các line module ngõ vào và ngõ ra sẽ chịu trách nhiệm cho việc phân đoạn các gói tin và ghép lại Trên router ERX-1440, chức năng này được các cơ cấu chuyển mạch thực hiện Cơ cấu chuyển mạch sử dụng các thẻ xác định tuyến

để chuyển tiếp các gói tin qua các VPI/VCI (virtual path identifier/virtual channel identifier) bên trong phù hợp đến bộ điều khiển chuyển tiếp ngõ ra EFC (egress forwarding controller) trên line module ngõ ra Bộ điều khiển chuyển tiếp ngõ ra trên line module loại bỏ phần thẻ thêm vào Sau khi gói tin sẽ được đóng gói ở ngõ ra, EFC gửi gói tin đến ASIC chuyển tiếp ngõ ra EFA (egress forwarding ASIC ) EFA lập lịch trình cho các lưu lượng được truyền đi ra giao diện ngõ ra

Hình I.8: Quá trình chuyển tiếp g i tin trong E series router.ó I.2.1.3 Cấu trúc phần cứng của ERX-1440

-Về mặt kiến trúc, router ERX 1440 hoạt động giống như router ERX- -705 ERX-710 và ERX 1410 Sự khác nhau chính là khả năng của cơ cấu chuyển -mạch

Hình I.9: Cấu trúc SRP của ERX-1440

I.2.1.4 Các giao diện được hỗ trợ trên router E-series:

a) Giao diện ATM:STM 1 ATM; STM-4 ATM; E3 ATM; T3 ATM

-b) Giao diện channelized:

- Channelized E1 T1; / Channelized T3; Channelized STM-1, STM-4

c) Giao diện Ethernet: Fast Ethernet; Gigabit Ethernet

d) Giao diện SONET/SDH: STM 1; STM 4; STM- - -16

e) Giao diện nối tiếp: V.35; X.21

I.2.2 Phần mềm và h ệ điề u h nh OS à :

T t ấ cả các router họ E series đều được sử dụng phần mềm giống nhau Các router ERX trên hệ thống mạng truyền tải của VNPT đang sử dụng làJUNOSe Release 5.03 (phiên bản mới nhất hiện nay của Juniper sử dụng cho dòng E-series là 5.3)

-Sau đây là các phần mềm cơ bản hỗ trợ trong phiên bản JUNOSe R5.03:

a) Các giao thức cơ bản:

- Internet Protocol (v4; v6 ; ) TCP User Datagram Protocol (UDP) ;

b) Các giao thức định tuyến:

- Border Gateway Protocol (BGP-4)

- Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP)

- Intermediate System- -to Intermediate System (IS-IS)

- Internet Group Membership Protocol (IGMP)

- Giao thức Protocol Independent Multicast (PIM), bao gồm PIM

Dense Mode, PIM Sparse Mode, và PIM Dense-Sparse Mode

- Open Shortest Path First (OSPF)

- Routing Information Protocol (RIP) version 2

- Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)

c) Giao thức chuyển mạch nhãn MPLS

- Label Distribution Protocol (LDP)

- Constraint-based Routing Label Distribution Protocol (CR-LDP)

- Resource ReSerVation Protocol Traffic Engineering Extensions–

(RSVP-TE)

d) Các giao thức Lớp 2

- Asynchronous Transfer Mode (ATM)

- Cisco HDLC; Ethernet; Frame Relay (FR)

- Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP)

- Multilink Frame Relay (MLFR)

- Multilink Point to- -Point Protocol (MLPPP)

- Point- -Point Protocol (PPP)to ; PPP over Ethernet (PPPoE)

e) Các giao thức an ninh:

- IP Encapsulating Security Payload (ESP)

- IP Authentication Header (AH)

- Internet Security Association and Key Management Protocol

(ISAKMP); Internet Key Exchange (IKE)

I.3 Cu hình hệ thống mạng truyền tải của VNPT

Mạng truyền tải của VNPT hi n t i gồệ ạ m 03 router lõi M160 đặ ạt t i Hà

Nội, Đà Nẵng và TP HCM C c router biên đặt tại một số th nh phốá à và một số

tỉnh sử ụng router ERX 700 hoặc ERX 1400 Cấu h nh cơ bản hệ thống mạ d ì ng truyền tải trong mạng NGN của VNPT như hình Hình I.10 Các kết nối từ các router ERX đến router M160 qua giao diện STM-1 Tại các router ERX đặt tại

cho hệ thống mạng xDSL Các router ERX sẽ được kết nối đến các DSLAM hoặc MSS(Multi service Switch) thông qua thông qua giao tiếp STM 1 ATM.

Mạng truy nhập băng rộng xDSL

Mạng truy nhập băng rộng xDSL Mạng truy nhập băng rộng xDSL

DSLAM Mạng truy nhập băng rộng xDSL

Hình I.10 c u hì: ấ nh cơ bản mạng truyề ản t i trong h th ng m ng NGN của ệ ố ạ

VNPT

I.3.1 M ộ t số đặc t ính M160 và ERX sử dụng trên mạng VNPT

V c u úc ph n cề ấ tr ầ ứng và phần mềm c a Router M160 và ERX đã đư c ủ ợtrình b y chi tiết trong hai mục đầ ủ đềà u c a tài Nh chung cìn ác router đều h trợ ỗcác router đều h t t c các ỗtrợ ấ ả loại giao diện cơ bản, tuy nhiên vì chức năng trên

m nạ g củ hai loạa i dòng router n y là à khác nhau nên ch ng sử ụ g c c lọ i card ú d n á akhác nhau và s ố lượng các giao di n h c nệ ỗtrợ ũ g khác nhau

V cề ấu tr c phần mềm, tuy hai họ router M160 v ERX sử ụng phần ú à d

mềm kh c nhau nhưng ch ng đều hỗ trợ c giao thức gần như giống nhau C c á ú cá ágiao thức và cá huc c ẩn được hệ điều hành JUNOS h tr ỗ ợ được th hi n trong ể ệ

ph n ầ Phụ lục 1 á C c giao thức cơ bản được hỗ trợ trên M160 v ERX c thể à ó được tóm tắt như sau, những giao thức khác nhau trên hai họ router này được ghi chú cụ thể bên dưới:

- V gề iao thứ định tuyếc n: h tr giao th c đ nh tuy n RIPv1ỗ ợ ứ ị ế , RIPv , 2OSPF, IS-IS, BGP-4, giao thức định tuyến multicast PIM và DVMRP

- V gề iao thứ chuyểc n m cạ h nh n MPLS: h tr giao th c báo hi u ã ỗ ợ ứ ệRSVP-TE, LDP, CR LDP (chỉ ỗ trợ- h trên ERX, không h trên M160 ỗtrợ )

- H tr dỗ ợ ịch vụ PN lớ V p 3 (BGP/MPLS VPN)

- Các giao thức IP cơ bản

Các giao thức trên đều tuân th ủ theo các tiêu chuẩn hoặc bản th o c a ả ủIETF như trong phầ Phụ lục n 1

I.3.2 Các giao th ứ c đư ợ c sử ụng trong mạng truyền tải củ VNPT d a

Hiệ ạ ấn t i, t t cả các router trong mạng đều được c u h nh giao thấ ì ức định tuy n ế IGP là OSPF v ử ụ g giao thức địà s d n nh tuy n BGP-4, vế ới giao thức định tuyến BGP 4, 03 router M160 sẽ đóng vai trò là các router phản ánh tuyến (route -reflector), các router ERX còn lại đóng vai trò là các client của các router phản ánh tuyến đó Hiện nay, tất c các router trong hệ ốả th ng m ng truyề ả đềạ n t i u được c u hình giao th c chuy n mạấ ứ ể ch nhãn MPLS v giao th c báo hi u LDP à ứ ệđược s d ng đ thi t lập LSP, và trong tương lai khi lưu lượử ụ ể ế ng trên m ng tăng ạlên, giao thức báo hi u ệ RSVP E c th s -T ó ể ẽ được sử ụ d ng trên mạng lõi để thay thế giao th c ứ LDP Hiên tại, vẫn chưa có giao thức định tuyến multicast nào được cấu hình và sử dụng trên hệ thống mạng truyền tải của VNPT, tuy nhiên cả hai router M160 và họ ERX đều hỗ trợ 02 giao thức định tuyến multicast là PIM

và DVMRP

Về giao thức chuyển mạch nhãn MPLS, tất cả các router trong hệ thống mạng truyền tải của VNPT đang họat động với giao thức báo hiệu LDP để thiết lập LSP Cụ thể phương thức thiết lập LSP là: yêu cầu theo chiều xuống và điều khiển theo trình tự (Downstream on Demand with Order Control) Với cách thiết lập như vậy, mỗi khi có một luồng lưu lượng cần truyền tải từ PE router này đến

PE router khác, thì router biên ngõ vào sẽ gửi bản tin thiết lập LSP và yêu cầu nhãn qua các router chuyển tiếp và đến router biên ngõ ra Router biên ngõ ra sẽ thực hiện gửi bản tin gán nhãn qua các router chuyển tiêp đến router biên ngõ vào Nhãn sẽ được các router gán từng chặn Với phương thức thiết lập LSP này, thì một LSP chỉ được thiết lập khi tất cả các chặn từ ngõ vào đến ngõ ra đều có thể thiết lập đường chuyển mạch nhãn Trong trường hợp có một chặn nào đó từ router biên ngõ vào đến router biên ngõ ra không thiết lập được đường chuyển mạch nhãn (ví dụ như trường hợp hết nhãn,…) thì LSP từ router biên ngõ vào đến router biên ngõ ra sẽ không được thiết lập, phương thức gán nhãn này trái ngược với phương thức thiết lập LSP tự nguyện và điều khiển độc lập (Downstream Unsolicited with Independent control)

I.3.3 G iao diện sử dụng trên M160 và các router ERX hiện nay:

Router M160 và ERX hỗ trợ rất nhiều loại giao diện, tuy nhiên hiện tại các router trên mạng của VNPT đang sử dụng có các giao diện sau đây:

- Router M160: hiện tại thiết bị M160 tại TP Hồ Chí Minh có các cổng:

I.3.4 Nhận xét về mức độ tương thích so với các tiêu chuẩn quốc tế:

Về các giao thức: các giao thức được hỗ trợ trên thiết bị M160 và ERX được trình bày trong phần Phụ lục 1, và đó là tất cả các giao thức được hỗ trợ trên router M160 và ERX của Juniper Các giao thức này đều tuân thủ theo các RFC đang được sử dụng của IETF, một số giao thức thì tuân theo các bản thảo của IETF và Juniper thường xuyên cập nhật các phiên bản mới cho các phần mềm của router cho phù hợp với các bản thảo này

Trong th i gian qua, IETF (Internet Engineering Task Force) ờ đã đưa ra

một số tham số ủa router v c à một số thông số ần thực hiện đo đối với router c

Các thông số y được thể hiệ nà n trong hai b n khuy n nghị ả ế RFC 1242 v RFC à

2544 Bên cạnh đó, ch ng ta cũng t m hiểu c c thông sốú ì á mà các TestLab trên thế

giới đã thực hiện phân t ch trong cí ác năm gần đây để ể ki m tra các giao th c trên ứ

các router của c c há ãng úCh ng ta phân t ch c c thông số y để xem x khuynh í á nà ét hướng đo kiểm router và kh ả năng áp d ng trong vi c xây d ng cá àụ ệ ự c b i đo router

Quy định của IETF có 17 tham số về khả năng hoạt động của router, các thông số này dùng để kiểm chuẩn và báo cáo các đặc điểm hoạt động của thiết bị mạng Các tham số này sẽ được phân tích chi tiết sau đây

II.1.1 Tham số Back - - to back

II.1.1.1 Định nghĩa:

Các khung có chiều dài cố định với một tốc độ mà trong đó có sự phân đoạn tối thiểu theo luật trong một môi trường cho trước và trong một khoảng thời gian từ ngắn đến trung bình, bắt đầu từ một trạng thái rỗi

II.1.1.2 Phân tích:

Sự gia tăng số lựơng thiết bị trên một mạng có thể làm giảm sự bùng nổ của các khung back- -to back Các đĩa máy chủ từ xa sử dụng các giao thức như NFS, hệ thống đĩa dự phòng từ xa, và hệ thống truy xuất băng từ từ xa có thể được cấu hình như một lệnh yêu cầu có thể trả về một khối dữ liệu có độ dài là các octet 64K Đối với các mạng như Ethernet với MTU nhỏ thì sẽ phải chia ra nhiều đoạn để truyền đi Việc tổ hợp đoạn chỉ được thực hiện nếu nhận được tất

cả các đoạn, nếu xảy ra mất đoạn thậm chí chỉ một đoạn cũng gây ra lặp vòng vô tận

Với việc gia tăng quy mô của Internet, cập nhật tuyến có thể kéo dài qua nhiều khung, với các router hiện đại thì có thể truyền tốc độ cao Thiếu khung thông tin định tuyến sẽ dẫn đến một kết luận sai về việc không thể tối đích được Việc đo tham số này để xác định mở rộng bộ đệm trong thiết bị.

II.1.1.3 Đơn vị đo:

Số lượng khung N-octet lúc bùng nổ

II.1.4.3 Đơn vị đo:

II.1.5.2 Phân tích:

Có rất nhiều sự nhầm lẫn trong các báo cáo về kết quả đo kiểm các thiết bị mạng khi các kích thước khung khác nhau Một số trường hợp tính cả phần thông tin kiểm tra tổng, một số lại không Và định nghĩa bên trên được sử dụng cho tài liệu này

II.1.5.3 Đơn vị đo:

II.1.6.3 Đơn vị đo:

Phần trăm của khung mất trên tổng số khung truyền đi Bài báo cáo kết quả đo nên thể hiện dưới dạng đồ thị với hai trục là số khung mất và số khung truyền đi

II.1.7 Khe khoảng cách giữa các kh ung

II.1.7.3 Đơn vị đo:

Đơn vị thời gian đủ để phân biệt giữa hai sự kiện

II.1.8 Thời gian trễ

II.1.8.1 Định nghĩa:

Định nghĩa này được sử dụng cho các thiết bị lưu trữ và chuyển tiếp:Khoảng thời gian bắt đầu khi bit cuối cùng của khung input đến ngõ vào và kết thúc khi bit đầu tiên của khung output hiện diện trên ngõ ra

Định nghĩa này được sử dụng cho các thiết bị chuyển tiếp bit: Khoảng thời gian bắt đầu khi kết thúc bit đầu tiên của khung input đến ngõ vào và kết thúc khi bắt đầu bit đầu tiên của khung output hiện diện trên ngõ ra

II.1.8.2 Phân tích:

Sự biến thiên của thời gian trễ có thể gây ra nhiều vấn đề

Một vài giao thức hoạt động phụ thuộc vào bộ định thời (như: LAT, IPX,…), các ứng dụng tương lai sẽ rất nhạy đối với thời gian trễ trên mạng Gia tăng độ trì hoãn thiết bị có thể sẽ làm giảm đường kính hữu ích của mạng Tham

số đo này chỉ phản ánh giá trị thời gian trễ thực sự của thiết bị Việc đo kiểm nên thực hiện với một tập hợp có nhiều kích thước khung khác nhau nhưng giữ nguyên cấu hình của thiết bị

Trong trường hợp lý tưởng, việc đo kiểm cho tất cả các thiết bị sẽ là từ bit thực đầu tiên sau phần mào đầu Theo lý thuyết một nhà cung cấp thiết bị, có thể thiết kế một thiết bị, chẳng hạn như một bridge, có khả năng bắt ầu chuyển tiếp đmột khung dữ liệu trong khi chưa nhận đủ hoàn toàn khung đó Loại chuyển tiếp

của khung truyền bị mất hoặc bị lỗi Trong trường hợp này thiết bị vẫn được xem xét là thiết bị lưu trữ và chuyển tiếp, thời gian trễ sẽ là từ bit cuối cùng vào đến bit cuối cùng ra, thậm chí cho dù mang giá trị âm Nghĩa là để xem xét thiết bị như là một đơn vị mà không quan tâm đến cấu trúc bên trong

II.1.8.3 Đơn vị đo:

Đơn vị thời gian nhỏ nhất để phân biệt giữa hai sự kiện

II.1.9 Tốc độ dữ liệu không khớp

II.1.9.1 Định nghĩa:

Tốc độ không khớp giữa tốc độ dữ liệu ngõ vào và tốc độ ngõ ra

II.1.9.2 Phân tích:

Điều này không đề cập đến tốc độ khung dữ liệu trong một giây mà nó chỉ

đề cập đến tốc độ dữ liệu thực sự của đường truyền dữ liệu Như một bên là mạng Ethernet và bên kia là đường truyền nối tiếp 56KB, thì điều này được xem như là mạng thắt cổ chai Các mạng được xây dựng bằng cách sử dụng các đường truyền nối tiếp để liên kết các mạng nội bộ tốc độ cao thường gây ra không khớp tốc độ liên kết tại cuối mỗi đường truyền nối tiếp

II.1.9.3 Đơn vị đo:

Tỷ lệ giữa tốc độ dữ liệu vào và ra

II.1.10 Hoạt động MTU không khớp

II.1.11 Hoạt động quá mức (Overhead)

bị Ví dụ một router sẽ tạm thời ngưng chuyển tiếp hoặc chấp nhận các khung trong lúc xử lý nâng cấp thông tin định tuyến dung lượng lớn cho một giao thức phức tạp như OSPF

II.1.11.3 Đơn vị đo:

Hiểu biết định lượng về hoạt động này góp phần xác định các hiệu ứng của nó trên các bài đo khác

II.1.12 Hoạt động quá tải

II.1.12.3 Đơn vị đo:

Mô tả hoạt động của thiết bị ở các trạng thái quá tải cho cả hai điều kiện quá tải ngõ vào và ngõ ra

II.1.13 Chính sách lọc

II.1.13.1 Định nghĩa:

Lọc là việc xử lý loại bỏ các khung nhận được do người quản trị cấu hình

mà nếu như ong hoạt động bình thường, các khung dữ liệu này vẫn được nhận tr

II.1.13.2 Phân tích:

Nhiều thiết bị mạng có khả năng cấu hình để loại bỏ các khung dữ liệu dựa trên một số tiêu thức Các tiêu thức này có thể bao quát từ địa chỉ đích, địa chỉ nguồn đơn tới các trường kiểm tra cụ thể trong chính khung dữ liệu Cấu hình nhiều thiết bị mạng để thực hiện các thao tác lọc sẽ ảnh hưởng đến thông

lượng của thiết bị

II.1.13.3 Đơn vị đo:

II.1.14.3 Đơn vị đo:

Mô tả hoạt động thiết bị dưới các điều kiện khởi động lại khác nhau

II.1.15.3 Đơn vị đo:

II.1.16.3 Đơn vị đo:

Mô tả hoạt động của thiết bị

II.1.17 Thông lượng

II.1.17.3 Đơn vị đo:

Số lượng khung (có chiều dài N octet ngõ vào trong một giây)

-Số lượng bit ngõ vào trong một giây

II.2 Phân tí ch c c yêu cầu đo router của IETF: á RFC 2544

[14]

Trong RFC 1544, IETF đã đưa ra một số khuyến nghị trong việc thực hiện

đo kiểm router Những khuyến nghị này được tham khảo góp phần làm cho việc

cũng sẽ rõ ràng hơn Sau đây là các khuyến nghị của IETF trong việc đo kiểm router

II.2.1 Thiết lập cu hình thiết bị cần đo kiểm:

Trước khi đo kiểm, thiết bị cần đo phải được cấu hình hợp lý theo chỉ dẫn Nhất là tất cả các giao thức được thiết bị hỗ trợ đều phải được cấu hình trong quá trình đo kiểm, và trong quá trình đo kiểm một thông số hay giao thức nào đó thì không được thay đổi các thông số và sơ đồ cấu hình thiết bị cần đo Nói chung là cần phải xác định rõ những thông số cấu hình nào của thiết bị là được phép thay đổi mà không làm ảnh hưởng gì đến kết quả đo

II.2.2 Dạng của khung (khung):

Dạng của khung dữ liệu được sử dụng trong đo kiểm phải được trình bày kèm theo trong bảng báo cáo kết quả đo

II.2.3 Kích thước của khung:

Các phần đo kiểm cần phải được thực hiện nhiều lần với kích thước khung

dữ liệu khác nhau Đặc biệt là khung có kích thước nhỏ nhất và khung có kích thước lớn nhất đối với giao thức đó, ngoài ra cần phải thực hiện đo kiểm khi khung dữ liệu có kích thước vừa phải để có thể đo kiểm được các đặc tính của thiết bị một cách trọn vẹn Trừ một số trường hợp đặc biệt được quy định cụ thể, các trường hợp khác cần phải thực hiện đo kiểm với 5 kích thước khung khác nhau

II.2.4 Xác định các khung dữ liệu nhận được:

Thiết bị kiểm tra phải hũy đi một số khung dữ liệu nó nhận được trong quá trình đo kiểm, những khung này không phải là những khung được gửi đi để thực hiện kiểm tra Ví dụ như các khung keep-alive và các khung cập nhật thông tin định tuyến khi nhận được đều bị loại bỏ Trong nhiều trường hợp, thiết bị đo kiểm cần phải kiểm tra khung nhận được để đảm bảo rằng khung nhận được có kích thước phù hợp

Thiết bị đo kiểm cũng cần phải có khả năng xác định một chuỗi các khung

đã được phát đi để kiểm tra thứ thứ tự của nó ở bên nhận Nếu thực hiện điều này, phải ghi kết quả kèm theo trong bảng báo cáo đo, bao gồm cả các khung không nhận được, khoảng cách giữa các khung nhận được,…

II.2.5 Những bổ sung:

Trong thực tế, rất hữu ích nếu biết được khả năng vận hành của một thiết

bị dưới các điều kiện khác nhau Bảng trình bày kết quả đo kiểm cũng phải kèm theo ghi chú là kết quả này có được trong những điều kiện như thế nào

II.2.5.1 Khung quảng bá:

Hầu hết các router được thiết kế để có cách xử lý riêng cho các khung quản bá, và hầu như nó không làm ảnh hưởng đến tốc độ truyền của luồng dữ liệu khác khi thực hiện xử lý các khung quản bá này

II.2.5.2 Các khung mang thông tin quản lý:

Hầu hết các hệ thống mạng đều sử dụng một giao thức để quản lý, chẳng hạn như giao thức SNMP Và trong môi trường thực tế, có thể có nhiều trạm quản lý gửi thông tin chất vấn tới một thiết bị cần đo kiểm cùng một thời điểm

II.2.5.3 Các khung cập nhật thông tin định tuyến:

Việc xử lý thông tin định tuyến trong các giao thức định tuyến động ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng chuỵển tiếp các gói dữ liệu của router

đo kiềm cần phải lặp lại nhiều thao tác đo với nhiều địa chỉ đích ngẫu nhiên Theo khuyến nghị này, số lượng địa chỉ là ngẫu nhiên trong tầm 256 mạng (256 networks) khi thực hiện đo kiểm router và dãi địa chỉ MAC đầy đủ (full) khi thực hiện đo kiểm bridge

II.2.7 Lưu lượng hai hướng:

Trong thức tế thì các luồng dữ liệu sẽ được truyền theo hai hướng đồng thời Để thực hiện đo kiểm khả năng hoạt động của router trong khi truyền dữ liệu theo hai hướng

có thể thực hiện kiểm tra được tình huống tất cả lưu lượng ngõ vào cùng hướng đến một ngõ ra

II.2.9 Tốc độ khung tối đa:

Kiểm tra tốc độ khung tối đa đạt được trong một môi trường cụ thể nào đó

II.2.10 Lưu lượng theo nhóm:

Trong thực tế thì lưu lượng được truyền đi trong mạng sẽ là một nhóm các khung Việc đo này là nhằm để xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa các nhóm sao cho thiết bị cần đo kiểm có thể thực hiện xử lý được má không bị lỗi khung Trong mỗi lần đo kiểm, số lượng các khung trong nhóm được giữ cố định và thay đổi khỏng cách giữa các nhóm Cần phải thực hiện nhiều lần đo với số lượng các khung trong nhóm khác nhau

II.2.11 Kiểm tra các chuẩn (Benchmarking):

II.2.11.1 Thông lượng:

Mục đích của việc đo kiểm này là nhằm xác định thông lượng của thiết bị cần đo theo tiêu chuẩn RFC 1242

Quá trình tiến hành đo kiểm: thực hiện phát đi một số khung ở một tốc độ xác định nào đó vào thiết bị cần đo kiểm, sau đó thực hiện đếm các khung được thiết bị cần đo đó truyền đi Nếu số khung nhận được ít hợn số khung phát đi thì

thực hiện giảm tốc độ phát các khung đó và thực hiện lại các thao tác kiềm tra cho đến khi số lượng khung nhận được bằng số lượng khung phát đi.

Thông lượng của thiết bị cần kiểm tra chính là tốc độ cao nhất có được khi

số lượng khung được thiết bị cần đo truyền đi bằng với số lượng khung mà thiết

bị đo gửi đến thiết bị cần đo

Hình thức báo cáo: Kết quả đo kiểm về thông lượng nên được trình bày theo dạng đồ thị Trên đồ thị, trục x biểu diễn kích thước của khung, trục y biểu diễn tốc độ của khung Nên có ít nhất hai đường biểu diễn trên đồ thị Đường thứ nhất trình bày tốc độ của khung theo lý thuyết theo các kích thước khung khác nhau Đường thứ hai biểu trình bày kết quả đo được Có thể còn có những đường biều diễn khác trình bày loại của dòng dữ liệu được sử dụng đề kiểm tra

đo xác định thời điểm nhận được khung này (thời điểm B)

Độ trễ của thiết bị bằng giá trị thời điểm B trừ thời điểm A Quá trình kiểm tra này phải được lặp lại ít nhất là 20 lần và độ trễ sẽ được lấy trung bình từ các lần đo này

Dạng báo cáo: độ trễ nên được trình bày theo dạng bảng, theo hàng ngang trình bày kích thước của khung được kiểm tra, theo cột đứng trình bày tốc độ của khung được dùng để kiềm tra

II.2.11.3 Tỉ lệ mất khung:

Mục đích của việc kiểm tra này là kiểm tra này là xác định tỉ lệ mất khung

dữ liệu của thiết bị cần đo trong toàn bộ tầm của tốc độ truyền dữ liệu và kích thước khung

Quá trình tiến hành đo: Tiến hành gửi đi một chuỗi các khung với một tốc

độ cố định đến thiết bị cần đo và đếm số lượng khung được thiết bị cần đo truyền

đi Tỉ lệ mật khung được xác định theo công thức:

((số khung nhậnvào - số khung gửi ra)*100)/số khung nhận vào)

Trong lần thử đầu tiên, thực hiện phát đi các khung với tốc độ khung cực đại đối với kích thước khung đó Sau đó, lập lại quá trình đo vớ tốc độ khung phát đi chỉ bằng 90% giá trị cực đại, lần sau là 80% Lặp lại quá trình và giảm đi 10% tốc độ khung cho đến khi đạt được 2 lần liên tiếp mà không bị mất khung

Dạng trình bày báo cáo: Kết quả của phần đo kiểm tỷ lệ mất khung nên được trình bày dạng đồ thị Trục hoành biểu diện tốc độ của khung theo tỷ lệ phần trăm tốc độ lý thuyết, trục tung biểu trình bày tỷ lệ mất khung (tính bằng phần trăm) tương ứng với tốc độ của khung trong trường hợp đó Bên trái của trục x và bên dưới cùng của trục y là 0%, bên phải trục x và bên trên cùng của trục y là 100% Trên đồ thị nên biểu diễn nhiều đường tương ứng với các kích thước khung khác nhau, các giao thức khác nhau và các loại dữ liệu khác nhau

II.2.11.4 Khung Back- -back: to

Mục đích của việc đo này là xác định khả năng xử lý của thiết bị cần đo đối với back-to-back khung được xác định trong RFC 1242

Quá trình kiểm tra: thực hiện gửi đi một nhóm các khung đến thiết bị cần

đo với khe khoảng cách giữa các khung nhỏ nhất và đếm số lượng khung mà thiết bị cần đo truyền đi Nếu số lượng khung nhận được bằng với số lượng khung truyền đi, chiều dài của chuỗi khung đó được tăng lên và thực hiện lại phần kiểm tra đó Nếu số lượng của khung nhận được nhỏ hơn số lượng khung truyền đi, chiều dài của nhóm các khung được giảm xuống và phần kiểm tra được lặp lại

Giá trị back- -to back là số lượng các khung dài nhất của nhóm mà thiết bị cần đo có thể điều kiển được mà không bị mất khung nào

Dạng trình bày báo cáo: kết quả back- -to back phải được trình bày theo dạng bảng, kích thước của các khung được trình bày theo hàng, các cột trình bày kết quả trung bình của các khung đếm được cho mỗi loại dữ liệu kiểm tra Độ sai lệch chuẩn của phép đo cũng cần phải được báo cáo

II.2.11.5 Khả năng hồi phục của hệ thống:

Mục đích của phần đo này là xác định đặc tính về tốc độ phục hồi của thiết bị cần đo trong điều kiện quá tải

Quá trình tiến hành đo: Trước tiên xác định thông lượng của thiết bị cần

đo theo các kích thước khác nhau của khung

Gửi đo một chuỗi khung với tốc độ 110% của thông lượng tối đa hoặc tốc

độ cực đại Tại thời điểm A, giảm tốc độ khung xuống 50% so với tốc độ truyền

ở trên và ghi lại thời điểm mà khung cuối cùng bị mất Thời gian phục hồi của hệ thống được xác định bằng hiệu của thời điểm B-A Thực hiện đo lại nhiều lần và lấy kết qua trung bình của các lần đo đó

Hình thức báo cáo: khả năng phục hồi của hệ thống cần phải được báo cáo theo dạng bảng Hàng thể hiện giá trị đo được tương ứng với các khung Các cột trình bày kích thước của các khung, tốc độ khung cho từng loại dữ liệu và thời gian hồi phục cho từng loại dữ liệu được kiểm tra

II.2.11.6 Khởi động lại (Reset):

Mục đích của phần đo này là xác định tốc độ phục hồi của thiết bị cần đo khi khởi động lại hệ thống

Tiến trình thực hiện đo: Trước tiên xác định thông lượng của thiết bị cần

đo với tốc độ khung nhỏ nhất trong môi trường sử dụng khi kiểm tra

Gửi liên tục một chuỗi các khung với tốc độ tương ứng với thông lượng của kích thước khung nhỏ nhất Khởi động lại thiết bị cần đo Giám sát ngõ ra cho đến khi các khung bắt đầu được gửi đi và đánh dấu thời điểm của khung cuối cùng (thời điểm A) của chuỗi khung trước và khung đầu tiên nhận được của chuỗi khung mới (thời điểm B)

Quá trình kiểm tra sự mất điện nguồn cũng được tiến hành tương tự như trên ngoại trừ nguồn điện cấp cho thiết bị cần đo bị ngắt trong khoảng thời gian

10 giây thay vì khởi động lại

Thời gian khởi động lại được xác định bằng hiệu của thời điểm B và thời điểm A

Phần kiểm tra nên thực hiện kiểm tra cả khi khởi động lại phần cứng, phần mềm và ngắt điện nguồn

Hình thức trình bày báo cáo: giá trị khởi động lại nên được trình bày theo từng trạng thái, từng kết quả cho mỗi loại khởi động lại.

II.2.12 Một số điểm cần lưu ý khi đo kiểm router:

Khi thực hiện đo kiểm router, cần phải thực hiện đo kiểm với nhiều giao thức trên router đó, hoặc là phải thực hiện đo kiểm với nhiều giao thức trong cùng một thời điểm Việc này nhằm giảm thiểu tình trạng router chỉ có thể h ạo t động với 01 giao thức duy nhất

Khi tiến hành đo router cần chú ý là nên thực hiện bài đo nhiều lần với các giao diện trên các card khác nhau Ví dụ như, thực hiện đo với luồng dữ liệu đi vào và đi ra trên hai giao diện nằm cùng một card, và thực hiện đo bài đo đó với luồng dữ liệu đi vào và đi ra ở hai giao diện trên 02 card khác nhau

II.2.13 Tốc độ cực đại của khung:

RFC 2544 cũng đưa ra một số khuyến nghị về tốc độ cực đại của khung tương ứng với kích thước của khung thi thực hiện đo Trong khuyến nghị đã đưa

ra tốc độ của khung cho 03 giao thức, đó là Ethernet, Token Ring và FDDI Tuy nhiên, Token Ring và FDDI sẽ không được sử dụng trên các router trong mạng VNPT, chính vì thế chúng ta chỉ tham khảo đối với tốc độ khung của giao thức Ethernet khi thực hiện đo

Các thành phần và kích thước của các thành phần trong khung Ethernet:

Mạo đầu: 64 bits

Khung: 8 x N bits

Khoảng cách giữa 02 khung: 96 bits

Bảng II.1: Các tốc độ khung Ethernet khi thực hiện đo được khuyến nghị trong RFC 2544

Kích thước khung(Byte) Tốc độ khung Ethernet (pps)