Giải pháp khắc phục nhược điểm trên đường truyền internet trong hệ thống IPSTAR

1 MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU .6 MỞ ĐẦU .8 CHƢƠNG 10 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPSTAR .10 1.1 Khái quát tình hình sử dụng thơng tin vệ tinh Việt Nam 10 1.2 Tình hình phát triển hệ thống truyền dẫn IP qua vệ tinh băng rộng giới 11 1.3 Hệ thống truyền dẫn IP qua vệ tinh băng rộng Việt Nam (IPSTAR) .13 1.3.1 Vệ tinh IPSTAR .17 1.3.2 Trạm cổng (Gateway) 19 1.3.3 Trạm đầu cuối thuê bao (UT) 27 1.4 Các ƣu nhƣợc điểm hệ thống IPSTAR 29 CHƢƠNG 30 CÁC DỊCH VỤ CỦA HỆ THỐNG IPSTAR 30 2.1 Dịch vụ truy cập Internet băng rộng .30 2.1.1 Dịch vụ cho /cá nhân, doanh nghiệp .32 2.1.2 Dịch vụ MDU (Multi-Dwelling Units) 32 2.1.3 Dịch vụ Hotspot[14] 33 2.2 Dịch vụ thoại VoIP[14,15] 34 2.3 Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN) 39 2.4 Dịch vụ GSM Trunking 41 2.5 Dịch vụ truyền hình hội nghị (Video Conferencing)[14] .42 2.6 Dịch vụ đào tạo từ xa (i-Learn)[14] 43 2.7 Tổng kết .44 CHƢƠNG 45 NHƢỢC ĐIỂM VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC TRÊN ĐƢỜNG TRUYỀN IP TRONG HỆ THỐNG IPSTAR 45 3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống IPSTAR 45 3.2 Các nhƣợc điểm đƣờng truyền Internet qua vệ tinh 47 3.2.1 Ảnh hƣởng trễ đƣờng truyền 47 3.2.2 Lỗi bít đƣờng truyền 52 3.3 Giải pháp khắc phục nhƣợc điểm 53 3.3.1 Truyền không đối xứng theo hƣớng 55 3.3.2 Giải pháp tăng kích thƣớc cửa sổ TCP 57 3.3.3 Sử dụng tăng tốc TCP/IP 59 3.3.4 Kết luận 62 3.4 Một số phƣơng pháp đo đánh giá kết sử dụng giải pháp 63 3.4.1 Đo chất lƣợng mạng[3,4] 63 3.4.2 Phƣơng pháp đo[3,4] .64 3.4.2 Mơ hình đo kiểm kết đo 69 KẾT LUẬN .80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH Acknowledgement ACK TIẾNG VIỆT Gói tin xác nhận BER Bit Error Rate Tốc độ bít lỗi BDC Block Down Converter BGP Border Gateway Protocal Bộ biến đổI tần xuống Giao thức định tuyến biên giới BRM Border Route Manager Quản lý định tuyến vùng biên BST Bootsed Session Transport Giao thức truyền tải đoạn BUC Block Up Converter Bộ biến đổI tần lên CDMA Code Division Multiplexed Access Đa tury cập theo mã CoS Class of Service Cấp độ dịch vụ DAMA Demand Assign Multi Access Đa truy cập theo yêu cầu DLA Dynamic Link Allocation Phân bổ đƣờng kết nối động FDM Frequency Division Multiplexed Ghép kênh theo tần số FDMA Frequency Division Multiplexed Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FLP Forward Link Processor Bộ xử lý hƣớng lên FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file GEO Geostationary Earth Orbit Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh GRE Generic Routing Encapsulation HPA High Power Amplifier Giao thức đóng gói định tuyến chung Bộ khuyếch đại cơng suất lớn HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền dấn siêu văn Internet Group Management Protocol In Door Unit Giao thức tin điều khiển Internet Khối thiết bị nhà ICMP IDU INMARSAT INternational MARitime SATellite Vệ tinh viễn thông biển INTELSAT International TELecommunication Tổ chức vệ tinh viễn thông quốc SATellite tế IP Internet Protocol Giao thức Internet IPR Core IP Router Bộ định tuyến IP ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunucation Hội viễn thông quốc tế Union LDA Line Driver Amplifier Bộ khuếch đại tín hiệu bang L LEO Low Earth Orbit Quỹ đạo vệ tinh thấp LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm thấp LUC L-band Up Converter Bộ chuyển đổI tần số lên L-band M&C Management and Control Điều khiển quản lý MEO Medium Earth Orbit Quỹ đạo vệ tinh trung bình MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị truyền dẫn có kích thƣớc lớn NAT Network Address Translation Giao thức biên dịch địa mạng NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng ODU OutDoor Unit Khối thiết bị trời OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Kỹ thuật ghép kênh trực giao phân chia theo tần số Giao thức định tuyến QoS QPSK Open Shortest Path First Public Switching Telephone Network Quanlity of Service Quadrature Phase Shift Keying RED RF Random Early Detection Radio Frequency RRM Radio Resource Management RTO Retransmission Timeout Phát ngẫu nhiên sớm Tần số cao tần Thiết bị quản lý tài nguyên vô tuyến Khoảng thời gian chờ truyền lại RTT RTTM Rx SACK Round Trip Time Round Trip Time Mesurement Receiver Selective Acknowlegement Thời gian trễ vòng Đo thời gian tồn trình Máy thu Xác nhận có lựa chọn OSPF PSTN Mạng thoại cơng cộng Chất lƣợng dịch vụ Khoá chuyển pha cầu phƣơng Một kênh đơn sóng mang Giao thức truyền tải điều khiển luồng Giao thức truyền thƣ điện tử đơn giản SCPC Single Channel Per Carrier SCTP Stream Control Transpost Protocol SMTP Simple Mail Transfer Protocol SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản STAR Slotted Aloha TDMA Aloha Return kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dùng cho hƣớng truyền từ trạm trạm chủ TCP Transport Control Protocol Giao thức truyền tải TDM Time Division Multiple Ghép kênh theo thời gian TDMA Time Division Multiplexed Access TES Telephone Earth Station TI Toll Interface Đa truy nhập phân chia theo thời gian Trạm điện thoại mặt đất TPC Giao diện Toll Hƣớng từ trạm chủ đến trạm Turbo Product Code Orthogonal dùng phƣơng pháp ghép kênh Frequency Multiplexed L-code phân chia tần số trực giao mã hoá TPC Turbo Product Code Mã hóa turbo TTL Time To Live Thời gian sống Tx Transmitter Máy phát U/C Up Converter Bộ đổi tần lên UDP User Datagram Protocol UT User Terminal VPN Vitual Private Network VSAT Very Small Aperture Terminal TOLL Giao thức truyền tải đơn vị liệu ngƣời dùng Đầu cuối ngƣời dùng Mạng riêng ảo Trạm mặt đất-vệ tinh anten cỡ nhỏ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống IPSTAR 16 Hình1.2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR-1 .17 Hình 1.3 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR-1 Việt nam .19 Hình 1.4 Chương trình M&C điều khiển khối thiết bị cao tần 20 Hình 1.5 Sơ đồ khối chức trạm Gateway .21 Hình 1.6 Sơ đồ giao tiếp RRM phần tử khác hệ thống 22 Hình 1.7 Cấu trúc khung hướng TOLL 25 Hình 1.8 Các kiểu kênh hướng STAR 26 Hình 1.9 Cấu trúc khung hướng STAR cho loại kênh 26 Hình 2.1 Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng 31 Hình 2.2 Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng cho MDU 32 Hình 2.3 Dịch vụ Hotspot 33 Hình 2.4 Cấu hình cung cấp dịch vụ thoại VoIP 34 Hình 2.5 Mơ hình gọi mạng IPSTAR 36 Hình 2.6 Mơ hình điều khiển gọi H.323 37 Hình 2.7 Mơ hình điều khiển gọi H.323 ngồi mạng IPSTAR .38 Hình 2.8 Cấu hình cung cấp dịch vụ thuê kênh IP mạng riêng ảo VPN 39 Hình 2.9 Cấu hình cung cấp dịch vụ GSM Trunking 41 Hình 2.10 Cấu hình cung cấp ứng dụng truyền hình hội nghị .43 Hình 2.11 Cấu hình cung cấp ứng dụng đào tạo từ xa .44 Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động hướng TOLL 45 Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động hướng STAR 47 Hình 3.3 Sự phụ thuộc lượng byte truyền dẫn vào thời gian pha khởi đầu chậm 50 Hình 3.4 Sự phụ thuộc lượng byte truyền dẫn vào thời gian pha tránh tắc nghẽn 51 Hình 3.5 Cuộc nối Ethernet đến Ethernet qua IP 54 Hình 3.6 Định tuyến động IP 56 Hình 3.7 Ảnh hưởng khởi đầu chậm tránh nghẽn .58 Hình 3.8 Mơ hình biểu diễn q trình chuyển đổi giao thức từ TCP sang BST 61 Hình 3.9 Các đại lượng hiệu lớp giao thức khác .63 Hình 3.10 Đo thụ động lớp giao thức khác 67 Hình 3.11 Quan hệ số phương pháp đo thụ động lớp mạng 68 Hình 3.12 Mơ hình đo kiểm sử dụng giải pháp tăng kích thước cửa sổ TCP 70 Hình 3.13 Mơ hình đo kiểm sử dụng giải pháp tăng tốc TCP/IP .74 Hình 3.14 Kết đo tốc độ độ trễ bật chức NetGain 75 Hình 3.15 Kết đo tốc độ độ trễ tắt chức NetGain 76 Hình3.16 Mơ hình đo kiểm theo giải pháp không đối xứng theo hướng 77 Hình 3.17 Mơ hình mơ theo giải pháp không đối xứng theo hướng 77 Hình 3.18 Kết việc mô theo giải pháp không đối xứng theo hướng 79 MỞ ĐẦU Do nhu cầu dịch vụ viễn thông băng rộng tăng trƣởng nhƣ vũ bão Internet; chủ trƣơng Đảng Nhà nƣớc giai đoạn 10 năm tới đẩy mạnh cơng nghiệp hố, đại hoá xây dựng tảng để tạo điều kiện đến 2020 nƣớc ta thành nƣớc công nghiệp Kinh tế phát triển, nhu cầu dịch vụ phát triển nhanh, có dịch vụ viễn thông; nên việc phát triển sở hạ tầng viễn thông quốc gia quan trọng Để đáp ứng nhu cầu kinh tế mở, việc phải gắn vai trò phƣơng tiện giao tiếp với nhiệm vụ mở rộng giao thƣơng kinh tế vùng miền Trong đó, ngành Bƣu Viễn thơng có vai trò làm cầu nối vùng miền kinh tế với giới bên ngồi Do cần xây dựng dịch vụ dựa công nghệ đại, có giá thành thấp làm tăng giá trị lợi nhuận doanh nghiệp Hệ thống IPSTAR băng rộng đa dịch vụ, đại công nghệ đáp ứng yêu cầu nói với chất lƣợng dịch vụ cao, hiệu kinh tế lớn Việc nghiên cứu vấn đề lý thuyết, nguyên lý hoạt động ứng dụng hệ thống IPSTAR đƣa giải pháp khắc phục nhƣợc điểm truyền qua vệ tinh có ý nghĩa quan trọng phát triển ngành Bƣu Viễn thơng nói riêng phát triển kinh tế xã hội Việt Nam nói chung Trƣớc yêu cầu đó, đề tài “Giải pháp khắc phục nhược điểm đường truyền Internet hệ thống IPSTAR” đƣợc lựa chọn để nghiên cứu vừa có ý nghĩa mặt lý luận, vừa có ý nghĩa mặt thực tiễn cao Nội dung luận văn gồm có chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống IPSTAR Trình bày tổng quan tình hình sử dụng thông tin vệ tinh Việt Nam phát triển hệ thống truyền dẫn IP qua vệ tinh băng rộng giới Tổng quan hệ thống IPSTAR bao gồm trạm cổng, vệ tinh trạm đầu cuối thuê bao Chƣơng 2: Các dịch vụ hệ thống IPSTAR Trình bày dịch vụ, cấu hình dịch vụ mà hệ thống IPSTAR có khả đáp ứng khai thác Chƣơng 3: Giải pháp khắc phục nhƣợc điểm đƣờng truyền Internet hệ thống IPSTAR Chƣơng trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống, nhƣợc điểm đƣờng truyền vệ tinh cách khắc phục nhƣợc điểm Cuối đƣa phƣơng pháp đo, kết đo đánh giá kết đo sử dụng giải pháp Tôi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới thầy Trần Minh Tuấn, ngƣời trực tiếp giúp đỡ, hƣớng dẫn, cung cấp tài liệu phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Điện tử - Viễn thông – Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội dạy dỗ, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Do có hạn chế thời gian tài liệu tham khảo, luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy bạn đồng nghiệp 10 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPSTAR Trong năm gần đây, hệ thống viễn thông Việt Nam phát triển mạnh nhằm phục vụ nhu cầu ngày tăng khách hàng theo nhịp độ tăng trƣởng cao kinh tế Với đặc điểm địa lý nhiều rừng núi, trải dài 3000 km, mật độ thị hố chƣa cao Việt Nam việc triển khai hạ tầng hệ thống viễn thông phục vụ cho tất điểm vùng sâu, vùng xa hải đào khó thực đƣợc kinh phí triển khai cao Để giải tốn đảm bảo thơng tin liên lạc, đƣa điện thoại, mạng Internet tới phục vụ an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội cho vùng hẻo lánh miền núi, biên giới, hải đảo dàn khoan biển (là nơi mà hệ thống cáp đồng, cáp quang, vi ba không đáp ứng đƣợc hạn chế kỹ thuật, tài chính) giải pháp dùng thơng tin vệ tinh hiệu Hiện nay, hệ thống VSAT chiếm vị trí đặc biệt quan trọng chiến lƣợc "đƣa điện thoại xuống tất xã" tổng Cơng ty Bƣu - Viễn thơng Việt Nam 1.1 Khái qt tình hình sử dụng thơng tin vệ tinh Việt Nam Việt Nam có hai mạng VSAT hoạt động SCPC/DAMA TDM/TDMA Trang thiết bị hai hệ thống hãng Hughes Network System (HNS) cung cấp dựa sản phẩm Telephone Earth Station (TES) Quantum, Quantum Direct (QDS), Personal Earth Station (PES) đƣợc sử dụng rộng rãi toàn giới từ năm 1990 Mạng SCPC/DAMA đƣợc đƣa vào hoạt động từ năm 1996 cung cấp dịch vụ thoại, fax truyền số liệu tốc độ thấp Mạng TDM/TDMA đƣợc đƣa vào hoạt động từ năm 2000 cung cấp dịch vụ truy nhập mạng Internet, X.25 thiết lập mạng dùng riêng với tốc độ upload đạt 64Kbps, download tới 128Kbps[1] Hiện nay, mạng SCPC/DAMA có 30 trạm TES 60 trạm QDS Tuy nhiên, thiết bị hệ thống mạng VSAT SCPC/DAMA lỗi thời 67 b Phƣơng pháp đo thụ động Dữ liệu đo thụ động đƣợc thực cách giám sát gói tin thực điểm đo chọn Trái với phƣơng pháp đo tích cực, q trình đo phƣơng pháp hồn tồn khơng xâm nhập hay ảnh hƣởng đến hoạt động mạng Nhƣ hình 3.10, phƣơng pháp đo thụ động thu liệu lớp giao thức khác Dữ liệu đo thông số biến đổi nhiều đƣợc thu thập xếp thống kê chi tiết từ việc phát gói, đọc ghi luồng bảng định tuyến, đếm node mạng (ví dụ nhƣ đếm SNMP giao diện router), file ghi (từ web server, DNS server gateway VoIP) Hình 3.10 Đo thụ động lớp giao thức khác Đo lớp ứng dụng Các phƣơng pháp đo lớp ứng dụng đƣợc thực nhờ việc quan sát ghi ứng dụng hay ghi bảo dƣỡng Bởi chức đo kiểm tích hợp hệ thống đầu cuối Đo lớp ứng dụng đƣợc thực ngƣời sử dụng đầu cuối nhà cung cấp dịch vụ khác Tuy nhiên hệ thống đầu cuối thƣờng nằm ngồi kiểm sốt nhà khai thác mạng Một điều lƣu ý đo lớp mạng gây ảnh hƣởng tới hiệu 68 hệ thống đầu cuối, ví dụ sinh tải lớn server Nhiều ứng dụng (nhƣ web, ftp DNS) có lƣu trữ ghi hoạt động chúng Thông tin chi tiết ứng dụng đƣợc giữ ghi Những ghi sử dụng để phân tích hiệu dịch vụ Đo lớp truyền tải Đo thụ động lớp truyền tải đƣợc tích hợp ngăn xếp giao thức TCP/IP chạy hệ thống đầu cuối Bởi vậy, phƣơng pháp đo thực ngƣời sử dụng nhà cung cấp dịch vụ Cần có server (nhƣ loại IBM S/300) có khả thu thập đƣa thống kê kết giám sát kết nối TCP Bản thống kê bao gồm số liệu RTT, số lần truyền lại, thông lƣợng hiệu Lƣu ý phƣơng pháp thêm số mào đầu vào trình xử lý ngăn giao thức TCP/IP Đo lớp mạng (lớp IP) Tại lớp mạng gói IP truyền qua điểm đo đƣợc quan trắc Một phận giám sát thụ động ghi thông tin gói quan trắc đƣợc vào ổ đĩa hay thực xử lý cho mục đích cụ thể theo thời gian thực hay off-line (ngoại tuyến) Các loại liệu đo khác đƣợc thu lớp mạng bảng định tuyến từ node mạng Hình 3.11 Quan hệ số phương pháp đo thụ động lớp mạng 69 Việc xử lý gói tin IP cho mục đích phân tích hoạt động giao thức (lớp truyền tải lớp ứng dụng), hiệu (lớp mạng, truyền tải ứng dụng), vấn đề lƣu lƣợng an tồn đƣợc thực theo thời gian thực hay ngoại tuyến từ việc phát gói tin việc ghi vào nhớ cố định Việc xử lý yêu cầu trƣờng khác tiêu đề gói phải đƣợc kiểm tra cẩn thận Quan hệ phƣơng pháp đo thụ động lớp mạng khác đƣợc mơ tả hình 3.11 Các phép đo đƣợc thu hệ thống đầu cuối (tcpdump) hay lĩnh vực mạng máy khảo sát chuyên dụng node mạng (nhƣ NetFlow Cisco) Các phép đo phụ thuộc vào vị trí đặt điểm đo, tồn lƣu lƣợng đƣợc giám sát điểm đo đơn lẻ Mặt hạn chế việc thu liệu đo lớp mạng (ví dụ việc phát gói ghi luồng) từ mạng dung lƣợng cao tạo lƣợng liệu lớn Bởi thực lƣu trữ liệu khoảng thời gian dài không thực tinh giản liệu Tuy nhiên vài trƣờng hợp, việc thu liệu chi tiết cần thiết cần thiết cho việc đo luồng lựa chọn Trong trƣờng hợp nhƣ thế, việc ghi có lựa chọn nội dung luồng giúp giới hạn độ lớn liệu thơ đƣợc thu thập để phân tích Lƣu ý liệu đo chi tiết lớp mạng (ví dụ phát gói ghi luồng) chứa đựng thông tin nhạy cảm (nhƣ địa IP liệu ngƣời sử dụng) nên phải đƣợc xử lý thận trọng 3.4.2 Mơ hình đo kiểm kết đo 3.4.2.1.Đo kiểm sử dụng giải pháp tăng kích thước cửa sổ TCP Sử dụng chƣơng trình phần mềm iperf để đo kiểm giải pháp tăng kích thƣớc cửa sổ TCP Khi tăng kích thƣớc cửa sổ băng thơng đƣợc cải thiện Trong thực tế tự chế TCP điều khiển việc tăng hay giảm kích thƣớc cửa sổ tuỳ vào dung lƣợng thực tế dùng Sau mơ hình đo kiểm cho giải pháp sử dụng chƣơng trình iperf Trong mơ hình này, PC-A PC-B làm việc với thông qua hệ thống IPSTAR Trên ổ C máy tính cài chƣơng trình iperf 70 VÖ Tinh IPSTAR Trạm VSAT IP VTI VSAT IP ` UT PC A Trạm VSAT IP GW ` UT PC B Hình 3.12 Mơ hình đo kiểm sử dụng giải pháp tăng kích thước cửa sổ TCP Kiểm tra đáp ứng độ trễ kích thƣớc gói tin đƣờng truyền: Dùng protocol ICMP để kiểm tra đáp ứng độ trễ kích thƣớc gói tin qua đƣờng truyền Đo thử C:\>ping 192.168.79.1 -n 100 -l 1600 Pinging 192.168.1.11 with 1600 bytes of data: Reply from 192.168.1.11: bytes=1600 time=1005ms TTL=50 Reply from 192.168.1.11: bytes=1600 time=983ms TTL=47 Reply from 192.168.1.11: bytes=1600 time=1105ms TTL=48 Ping statistics for 192.168.1.11: Packets: Sent = 100, Received = 100, Lost = (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 580ms, Maximum = 1432ms, Average = 1035ms Kết Kết đạt nếu: 71 Số gói khơng nhận đƣợc ( 0% ) % Độ trễ ( Average ): < 1100 ms Số gói gửi 100 % Số gói Số gói nhận đƣợc Độ trễ khơng nhận đƣợc 100 Min Max (0%) 0% 580ms 1432ms Average (iperf -s -Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 8.00 KByte (default) -Bƣớc 2: Trên PC-A: client (-c), phát gói tin 600 giây (-t 600), báo cáo sau 200 giây (-i 200), đánh lệnh: C:\>iperf -c 192.168.1.11 -t 600 -i 200 -Client connecting to 192.168.1.11, TCP port 5001 TCP window size: 8.00 KByte (default) -[1916] local 192.168.1.100 port 2022 connected with 192.168.1.11 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [1916] 0.0-20.0 sec 224 MBytes 95.8 Mbits/sec [1916] 20.0-40.0 sec 224 MBytes 96.7 Mbits/sec [1916] 40.0-60.0 sec 223 MBytes 96.7 Mbits/sec [1916] 0.0-60.0 sec 671 MBytes 95.8 Mbits/sec 72 Hiển thị PC-B: [1876] local 192.168.1.11 port 5001 connected with 192.168.1.100 port 2022 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [1876] 0.0-60.0 sec 671 MBytes 95.8 Mbits/sec Kiểm tra băng thông chiều B  A Bƣớc 1: Trên PC-A: server (-s) C:\>iperf -s Bƣớc 2: Trên PC-B: client (-c), phát gói tin 600 giây (-t 600), báo cáo sau 200 giây (-i 200) C:\>iperf -c 192.168.1.100 -t 600 -i 200 -Client connecting to 192.168.1.100, TCP port 5001 TCP window size: 8.00 KByte (default) -[1916] local 192.168.1.11 port 1104 connected with 192.168.1.100 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [1916] 0.0-20.0 sec 222 MBytes 95.3 Mbits/sec [1916] 20.0-40.0 sec 223 MBytes 93.5 Mbits/sec [1916] 40.0-60.0 sec 223 MBytes 96.4 Mbits/sec [1916] 0.0-60.0 sec 668 MBytes 95.4 Mbits/sec Hiển thị PC-A: [1884] local 192.168.1.100 port 5001 connected with 192.168.1.11 port 1104 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [1884] 0.0-60.0 sec 668 MBytes 95.4 Mbits/sec Kết quả: Kết đạt băng thông cần đạt tối thiểu ( >95 % băng thông thuê bao) 73 BW cần đạt đƣợc Hƣớng BW kiểm thuê bao tra (Mb/s) Kết tối thiểu (=> BW (Mb/s) (đạt/không 95% BW thuê bao) (Mb/s) đạt) 0-200 200-400 400-600 0-600 A  B 100 95 95.8 96.7 96.7 95.7 Đạt B  A 100 95 95.3 93.5 96.4 95.4 Đạt Khi tăng kích thƣớc sổ TCP: C:> iperf -s -w 130k -Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 130 KByte -[ 4] local 192.168.1.11 port 5001 connected with 192.168.1.100 port 2530 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 4] 0.0-10.1 sec 668 MBytes 98 Mbits/sec Lúc kích thƣớc sổ TCP 130Kbyte 8Kbyte nên tốc độ truyền băng thơng 98Mbits/sec: Nhƣ băng thơng đƣợc cải thiện Ngồi ta đo đƣợc jitter truyền gói UDP đƣờng truyền Trên PC-A C:> iperf -s -u -i -Server listening on UDP port 5001 Receiving 1470 byte datagrams UDP buffer size: 60.0 KByte (default) -[ 4] local 192.168.1.11 port 5001 connected with 192.168.1.100 port 2530 74 [ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams [ 4] 0.0- 1.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.209 ms 1/ 894 (0.11%) [ 4] 1.0- 2.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.221 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 2.0- 3.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.277 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 3.0- 4.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.359 ms 0/ 893 (0%) [ 4] 4.0- 5.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.251 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 5.0- 6.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.215 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 6.0- 7.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.325 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 7.0- 8.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.254 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 8.0- 9.0 sec 1.3 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.282 ms 0/ 892 (0%) [ 4] 0.0-10.0 sec 12.5 MBytes 98.9 Mbits/sec 0.243 ms 1/ 8922 (0.011%) 3.4.2.2.Sử dụng tăng tốc TCP/IP Đây mơ hình đo kiểm sử dụng giải pháp dùng tăng tốc TCP/IP VÖ Tinh IPSTAR Trạm VSAT IP VTI VSAT IP ` Modem M¹ng Internet PC A GW M¹ng LAN VTI Máy phát lưu lượng Hình 3.13 Mơ hình đo kiểm sử dụng giải pháp tăng tốc TCP/IP Ở giải pháp tăng tốc TCP/IP đƣợc đặt FLP modem khách hàng FLP đƣợc cài đặt chƣơng trình NetGain server, modem khách hàng đƣợc cài đặt chƣơng trình NetGain client Chƣơng trình NetGain server 75 chuyển đổi giao thức TCP sang giao thức BST trƣớc phát lên vệ tinh Chƣơng trình NetGain client chuyển đổi lại từ giao thức BST thành giao thức TCP Mơ hình đo kiểm sử dụng tăng tốc TCP/IP đƣợc mô tả nhƣ hình Tốc độ đo kiểm 128kbps hƣớng Các kết thu đƣợc: Hình 3.14 Kết đo tốc độ độ trễ bật chức NetGain 76 Hình 3.15 Kết đo tốc độ độ trễ tắt chức NetGain Một số kết đo đƣợc tổng hợp lại đo với tốc độ khác nhau: Tốc độ đo Không dùng giải pháp Dùng giải pháp (Tắt chức NetGain) (Bật chức NetGain) Download Upload (kbps) (kbps) 2048/512 1403 150 1024/512 549 512/128 128/128 (kbps) Trễ (ms) Download Upload Trễ (ms) (kbps) (kbps) >1500 1867 255 900-1000 145 >1800 990 245 900-1000 129 43 >2000 455 105 800-1000 39 17 950-1200 128 62 900-1100 Theo bảng ta thấy không bật chức NetGain tức không sử dụng tăng tốc tốc độ đƣờng truyền khơng đạt tới đƣợc băng thông gán định trễ lớn 3.4.2.3 Truyền không đối xứng theo hướng Theo nhƣ lý thuyết trình bày giải pháp hiệu quả, nhiên hệ thống không dùng giải pháp sử dụng thực tế Do mà khơng có kết đo, nhƣng giải pháp đƣợc nghiên cứu để dùng tƣơng lai Bởi thực tế, 100% số xã nƣớc có điện thoại cố định, ta sử dụng modem dial-up để giử tin điều khiển GW, 77 liệu thực đƣợc truyền qua vệ tinh Tuy không đo đƣợc thực tế nhƣng em thử thiết lập mơ hình mơ dựa cấu hình giải pháp kết đạt đƣợc Sau em trình bày mơ hình mơ phỏng: VƯ Tinh IPSTAR Trạm VSAT IP VTI VSAT IP ` Modem GW Thiết bị kết nối tới mạng Internet M¹ng Internet Hình3.16 Mơ hình đo kiểm theo giải pháp khơng đối xứng theo hướng Mục đích: thiết lập đƣờng download liệu từ ISP đến khách hàng, từ đầu khách hành thiết lập đƣờng upload qua đƣờng khác đến ISP R1: khách hàng, R2 ISP ta D Da at a Internet /0 S1 /0 S1 R1 Si g Internet gn al in g S1 n /1 ali S1 i g n S /1 R2 Hình 3.17 Mơ hình mơ theo giải pháp không đối xứng theo hướng 78 Cách cấu hình R1: R1(config)#Interface Serial 1/0 R1(config-if)#Ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#clock rate 64000 R1(config)#Interface Serial 1/1 R1(config-if)#Ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#clock rate 64000 R1(config-if)#exit R1(config)#interface loopback R1(config-if)#Ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 R1(config-if)#exit R1(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s1/1 Cấu hình R2: R2(config)#Interface Serial 1/0 R2(config-if)#Ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#clock rate 64000 R2(config)#Interface Serial 1/1 R2(config-if)#Ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#clock rate 64000 R2(config-if)#exit R2(config)#interface loopback R2(config-if)#Ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 R2(config-if)#exit R2(config)# ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 s1/0 79 Kết thử nghiệm: Tại R1 sử dụng lệnh ping mở rộng với địa nguồn loopback 0(192.168.10.1) kiểm tra gói tin qua sử dụng Etherial xem gói tin Hình 3.18 Kết việc mô theo giải pháp không đối xứng theo hướng 3.4.2.4 Tổng kết Phƣơng pháp đo kiểm chất lƣợng dịch vụ IP phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mà kết đo mang tính chất số thời điểm Tuy nhiên cho ta thấy chất lƣợng dịch vụ hệ thống IPSTAR đƣợc đảm bảo Hiện hệ thống đƣợc khai thác Công ty Viễn thông Quốc tế Hệ thống cung cấp cho khách hàng dịch vụ: thoại, fax, Internet, GSM Trunking, Trunking tổng đài, kênh thuê riêng, VPN dịch vụ thu phát hình 80 KẾT LUẬN Với hai yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng IP truyền qua vệ tinh trễ kết nối lỗi bít Luận văn phân tích đƣợc hạn chế giao thức TCP/IP chuẩn sử dụng đƣờng truyền vệ tinh đƣa giải pháp khắc phục nhằm nâng cao khả cung cấp dịch vụ ứng dụng sở IP Ở nƣớc ta mạng VSAT băng hẹp đƣợc sử dụng cho ứng dụng nhƣ: thoại, fax, truyền số liệu tốc độ thấp, Với yêu cầu chất lƣợng dịch vụ: dịch vụ thoại fax cần sử dụng băng hẹp, nhƣng yêu cầu cao thời gian thực; dịch vụ truyền số liệu Internet lại yêu cầu băng rộng, không cần thời gian thực; dịch vụ truyền hình lại yêu cầu băng rộng thời gian thực cao; việc cung cấp dịch vụ truyền số liệu băng rộng giao thức IP xu hƣớng tất yếu Nó làm tăng tốc độ chất lƣợng đƣờng truyền, khả tránh tắc nghẽn lớn, có khả tái sử dụng tần số, cho phép mở rộng phổ tần làm việc rộng so với vệ tinh thông thƣờng Với trạm VSAT cỡ nhỏ liên lạc với qua hệ thống vệ tinh IPSTAR đƣợc Công ty Viễn thông Quốc tế triển khai lắp đặt từ năm 2005 Hệ thống đảm bảo mục tiêu cung cấp điện thoại tới 100% xã, bổ sung cho mạng cung cấp dịch vụ băng rộng mặt đất để cung cấp dịch vụ viễn thơng có chất lƣợng cao tới miền tổ quốc phục vụ hoạt động kinh tế xã hội Việt Nam Ngoài thiết bị đầu cuối IP giải pháp hữu hiệu cho trƣờng hợp cấp cứu vùng bị thảm hoạ hạ tầng viễn thông bị phá huỷ Trạm mặt đất loại nhỏ động thiết lập liên lạc vài chục phút cho phép cung cấp dịch vụ thoại, fax, liệu, hình ảnh đƣờng IP 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Công ty viễn thông quốc tế - VTI (2005), Hệ thống vệ tinh IP Star Tập đồn Bƣu Viễn thông Việt nam (9/2007), Tổng hợp tin nhanh Nguyễn Ngọc Linh (2006); “Phƣơng pháp công cụ đo kiểm chất lƣợng mạng IP”; Tạp chí Bưu Viễn thơng ThS Đinh Hoàng Hiệp(2007); “Giám sát lƣu lƣợng mạng IP” TIẾNG ANH Andrew Corporation (2003), RF Equipment, U.S.A G.Maral, M.bousquet (1995), Satellite Communications Systems G Maral (1995), VSAT Networks, John Wiley&Sons Ltd, New York G Maral & M Bousquet (1993), Satellite Communications System, John Wiley & Sons Ltd, New York Intelsat (1990), Earth Station Tecnology, Hanbook, USA 10 Mark Allman (1997), Improving TCP performance over Satellite channels, Ohio University 11 M.Allman, Hans Kruse, shawn Oterman, Application Solution to TCP’s Satellite Inefficiencies 12 Shin Satellite PLC & IPSTAR Co.Ltd (2005), Basic Satellite Communication, Bangkok 13 Shin Satellite PLC & IPSTAR Co.Ltd (2005), IPSTAR System Overview, Bangkok 14 Shin Satellite PLC & IPSTAR Co.Ltd (2004), IPSTAR Applications, Bangkok 15 Shin Satellite PLC & IPSTAR Co.Ltd (2005), IPSTAR System on job training, Bangkok 16 Technology Development Group, Loral CyberStar, TCP/IP Performance over Satellite Links – Summary Report 17 Walter L.Morgan & Gary D.Gordon (1989), Communication Satellite Handbook, Wiley Interscience Publication, New York ...2 NHƢỢC ĐIỂM VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC TRÊN ĐƢỜNG TRUYỀN IP TRONG HỆ THỐNG IPSTAR 45 3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống IPSTAR 45 3.2 Các nhƣợc điểm đƣờng truyền Internet qua... Các dịch vụ hệ thống IPSTAR Trình bày dịch vụ, cấu hình dịch vụ mà hệ thống IPSTAR có khả đáp ứng khai thác 9 Chƣơng 3: Giải pháp khắc phục nhƣợc điểm đƣờng truyền Internet hệ thống IPSTAR Chƣơng... kinh tế xã hội Việt Nam nói chung Trƣớc yêu cầu đó, đề tài Giải pháp khắc phục nhược điểm đường truyền Internet hệ thống IPSTAR đƣợc lựa chọn để nghiên cứu vừa có ý nghĩa mặt lý luận, vừa có