Xây dựng mô hình mạng IPoA phục vụ cho đào tạo : Luận văn ThS.Kỹ thuật điện tử - viễn thông: 2.07.00

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM THỊ HỒNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH MẠNG IPoA PHỤC VỤ CHO ĐÀO TẠO LUẬN VĂN THẠC SỸ Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Kim Giao Hà nội - 2005 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo MC LC Trang LI CAM OAN Error! Bookmark not defined MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG 1: XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG VIỄN THÔNG HIỆN ĐẠI 13 1.1 Thực trạng kiến trúc mạng Viễn thông truyền thống 13 1.2 Các hạn chế mạng Viễn thông nước ta 14 1.2.1 Hạn chế việc phân cấp mạng theo địa lý hành 14 1.2.2 Các dịch vụ tồn mạng riêng lẻ 14 1.2.3 Mạng viễn thơng có cấu trúc đóng 15 1.2.4 Sự bất cập việc cung cấp dịch vụ 16 1.2.5 Quản lý mạng khó khăn 16 1.3 Phương hướng khắc phục 16 1.4 Tiêu chí đặt cho hệ thống viễn thơng đại 18 1.5 Mục tiêu xây dựng hệ thống mạng viễn thông phục vụ cho đào tạo theo xu hướng đại 19 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ IP CÁC ỨNG DỤNG TRÊN NỀN IP 22 2.1 Tổng quan công nghệ IP 22 2.2 Tổng quan công nghệ IP 25 2.2.1 Khn dạng gói tin IP 26 2.2.2 Cách đánh địa IP 29 2.2.2.1 Địa IP 29 2.2.2.2 Các lớp địa IP 30 2.2.2.3 Địa IP subnet 31 2.2.2.4 IP Subnet mask .31 2.2.2.5 Cách tính Network number từ subnet mask 33 2.2.3 CIDR (Classless interdomain routing) 34 2.2.4 ARP RARP 35 2.3 IPng: IP Version 35 2.4 Các ứng dụng IP 36 2.4.1 Các ứng dụng truyền thống mạng Internet 36 2.4.1.1 Dịch vụ thư tín điện tử (E-mail) 36 2.4.1.2 Dịch vụ truyền tệp FTP .37 Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo 2.4.1.3 Dch vụ Worl Wide Web 37 2.4.1.4 Dịch vụ truy cập từ xa (Telnet) 38 2.4.2 Ứng dụng truyền thoại IP: Voice Over IP 38 2.4.3 Ứng dụng mạng riêng ảo: IP-VPN 40 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH IP HỒN CHỈNH ĐA TRUY NHẬP 43 3.1 Mục đích, tiêu chí xây dựng mạng mơ hình mạng IP 43 3.2 Sơ lược sở hạ tầng hệ thống mạng PTN BMHTVT 43 3.3 Nghiên cứu, xây dựng hệ thống mạng truy cập ADSL 51 3.3.1 Công nghệ ADSL mục tiêu nghiên cứu xây dựng mạng truy cập 51 3.3.2 Cấu trúc hệ thống ADSL 52 3.3.3 Ngăn xếp giao thức truyền thông sử dụng mạng ADSL 53 3.3.4 Triển khai hệ thống mạng truy cập ADSL phịng thí nghiệm Bộ mơn Hệ thống Viễn thơng (Telecom Sys Lab) 57 3.3.4.1 Chức Modem ADSL (tương thích chuẩn G.dmt) 59 3.3.4.2 Chức AM3000 .60 3.3.4.3 Chức AM3200 .60 3.3.4.4 Chức IBM 205 .61 3.4 Xây dựng hệ thống mạng truy cập không dây phịng t hí nghiệm HTVT 65 3.4.1 Kiến thức chung mạng không dây 65 3.4.2 Xây dựng mạng không dây phịng thí nghiệm 67 3.5 Xây dựng mơ hình nhà cung cấp dịch vụ Internet phịng thí nghiệm Bộ mơn Hệ thống Viễn thông 72 3.5.1 Kiến thức chung 72 3.5.1 Thiết lập cấu hình DHCP Server cho máy chủ 74 3.5.2 Cấu hình DNS Server 76 3.5.2.1 Cách thức hoạt động DNS 76 3.5.1.2 Cách thức cấu hình DNS Win2000 Server .77 CHƢƠNG 4: CÔNG NGHỆ ATM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IP TRÊN NỀN ATM (IPoA) 85 4.1 Đặt vấn đề 85 4.2 Công nghệ ATM – công nghệ lựa chọn cho mạng B-ISDN 85 4.3 Cơ sở ATM 88 4.3.1 ATM gì? 88 4.3.2 Lợi ích ATM 88 4.3.3 Cấu trúc tế bào ATM 88 4.3.4 Mơ hình tham chiếu ATM 90 4.4 Các dịch vụ ATM 91 4.4.1 PVC SVC 91 4.4.2 Kết nối ATM ảo 92 4.4.3 Chuyển mạch tuyến ảo kênh ảo 93 4.4.4 Các lớp dịch vụ ATM 94 LuËn văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo 4.5 Mơ hình mạng ATM 96 4.5.1 Sơ lược chuyển mạch ATM 97 4.5.2 Phương thức kết nối mạng ATM 98 4.5.3 Báo hiệu mạng ATM 99 4.6 Ứng dụng công nghệ IP ATM 100 4.6.1 Lý sử dụng công nghệ IPoA 100 4.6.2 Các mơ hình IP ATM 101 4.6.2.1 Mơ hình ngang hàng 101 4.6.2.2 Mô hình chồng phủ 102 4.6.2.3 PAR (PNNI Augmented Routing) I-PNNI (Intergrated-PNNI) 103 4.6.3 IP truyền thống ATM, NHRP, IP Multicast ATM 103 4.6.3.1 IP truyền thống ATM 103 4.6.3.2 NHRP 106 CHƢƠNG 5: XÂY DỰNG MẠNG IPoA PHỤC VỤ CHO ĐÀO TẠO 107 5.1 Mơ hình dự kiến triển khai phòng TN BMHTVT 107 5.2 Sơ lược thiết bị mơ hình 109 5.2.1 Thiết bị chuyển mạch vạn IGX8400 109 5.2.1.1 Giới thiệu chung 109 5.2.1.2 Các đặc điểm thiết bị IGX8400 114 5.2.1.3 Các dịch vụ IGX8400 115 5.2.2 Thiết bị Catalyst 3550 118 5.2.3 Router 2650 119 5.3 Cấu hình vận hành hệ thống 122 5.3.1 Kiểm tra hệ thống, nhận diện card dịch vụ 122 5.3.2 Kiểm tra khả làm việc cổng giao diện card UXM-E URM 122 5.3.3 Kiểm tra kết nối ATM 123 5.3.4 Kiểm tra kết nối thoại 124 5.4 Triển khai số thí nghiệm để phân tích đánh giá hiệu mạng IpoA 124 5.4.1 Phân tích dịch vụ Internet mạng IpoA 124 5.4.1.1 Giới thiệu chung 124 5.4.1.2 Đề xuất mơ hình tiến hành thực nghiệm 126 5.4.2 Phân tích, đánh giá vận hành c luồng ATM sử dụng thiết bị đo kiểm Domino WAN 129 5.4.2.1 Khái quát Domino WAN phần mềm Domino NAS 130 5.4.2.2 Mô phỏng, giám sát mạng ATM sử dụng module E1 ATM 132 KẾT LUẬN 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC G IẢ 139 Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo DANH MC CC Kí HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAL ATM Adaptation Layer Lớp tương thích ATM ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa ATM Asynchronous transfer mode Phương thức truyền dẫn không đồng BRI Basic Rate Interface Giao diện tốc độ CIP Classical IP over ATM IP ATM truyền thống I-PNNI Intergrated – PNNI Tích hợp PNNI IPoA IP over ATM IP ATM ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ tích hợp ISO International Organization for Standardization Tổ chức quy định chuẩn quốc tế ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN ITU International Telecommunication Union Tổ chức viễn thông quốc tế LAN Local Area Network Mạng cục LANE LAN Emulation Giả lập mạng LAN LIS Logical IP Subnet Mạng logic IP MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng truyền thông MLPPP Multi – link Point to Point Protocol Giao thức truyền điểm – đa điểm MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch đa giao thức MPOA Multi Protocol Over ATM Đa giao thức qua ATM Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo NIC Network Interface Controler Giao din iu khin mạng NNI Network – Network Interface Giao diện mạng – mạng NT Network Terminal Đầu cuối mạng OC Optical Carrier Truyền dẫn quang OSPF Open Shortest Path First Thuật toán tìm đường ngắn PNNI Private Network-Network Interface Giao diện riêng mạng – mạng PPP Point to Point Protocol Giao thức truyền điểm – điểm PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ sở Q.sig Q reference point SIGnaling System Hệ thống báo hiệu điêm tham chiếu Q QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RARP Reverse Protocol RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa RIP Routing Information Protocol Giao thức định tuyến thông tin SDH Synchoronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên truyền SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản SONET Synchronous Optical Network Mạng cáp quang đồng SS7 Signaling System Hệ thống báo hiệu số TA Terminal Adapter Bộ tương thích đầu cuối TC Transmission Convergence layer Lớp truyền dẫn hội tụ Address Resolution Giao thc phõn gii a ch ngc Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển vận chuyển TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối UNI User-Network Interface Giao diện người dùng – mạng VC Virtual Channel Kênh ảo VCI Virtual Channel Identifier Nhận dạng kênh ảo VoIP Voice over IP Thoại qua giao thức Internet VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mng din rng Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo DANH MC BNG Bng 2.1: Phân bổ lớp địa dải địa IP 30 Bảng 2.2: Bảng tính tốn số subnet số host subnet 32 Bảng 2.3: Bảng subnet mask, số subnet số host tương ứng 33 Bảng 3.1: Tùy chọn cho phương thức kết nối ATM 55 Bảng 4.1: So sánh số công nghệ 86 Bảng 4.1: Các thông số QoS lớp dịch vụ ATM 95 Bảng 5.1: Tính luồng traces 127 Bảng 5.2: Sự phụ thuộc vào giao thức 127 Bảng 5.3: Sự phụ thuộc vào dịch vụ 128 Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo DANH MC HèNH V Hình 1.1: Sự tồn riêng rẽ loại hình dịch vụ loại mạng khác nhau15 Hình 1.2 Tổng đài thực “bí mật” người sử dụng 16 Hình 2.1: Hai ví dụ liên kết mạng 25 Hình 2.2: Mơ hình OSI mơ hình phân lớp giao thức IP 26 Hình 2.3: Khn dạng gói tin IP 27 Hình 2.4: Minh họa địa IP 29 Hình 2.5: Phân lớp địa IP 30 Hình 2.6: Dải địa IP tương ứng với phân lớp 31 Hình 2.7: Số bit “mượn” để tạo thành trường địa subnet 32 Hình 2.9: Quá trình thực phép toán AND địa IP Subnet Mask 33 Hình 2.10: Phương thức CIDR 34 Hình 2.11: Mơ hình mạng VoIP 38 Hình 2.13: Mơ hình mạng VPN 41 Hình 3.2 : Kết nối máy tính thành mạng LAN để chia sẻ tài nguyên liệu 46 Hình 3.3: Kết nối mạng Corporate 47 Hình 3.4: Truy cập Internet sử dụng Diva T/A 47 Hình 3.5: Tạo mạng riêng ảo qua mạng Internet 47 Hình 3.6: Thực fax thoại đồng thời 47 Hình 3.7 : Sơ đồ kết nối Router 805 Cisco 48 Hình 3.8 : Remote Office đến Corporate Office 49 Hình 4.9 : Small Office đến ISP 49 Hình3.9: Sơ đồ kết nối mạng sử dụng Sonic Wall 50 Hình 3.10: Mơ hình tham chiếu hệ thống ADSL 53 Hình 3.11: Mơ hình phân lớp giao thức 54 Hình 3.13: Ứng dụng PPPoA kiến trúc mạng ADSL 56 Hình 3.14: Ứng dụng PPPoE kiến trúc mạng ADSL 57 Hình 3.15: Sơ đồ mạng truy cập ADSL phịng thí nghiệm Hệ thống Viễn thơng 58 Hình 3.16: Chức AM3000 AM3200 60 Hình 3.18: Mơ hình mạng wireless phịng thí nghiệm 67 Hình 3.19: Giao diện mặt sau WRT54G 68 Hình 3.20: Mặt trước WRT54G 69 Hình3.21: Thiết bị Wireless Card 69 Hình 3.22: Trang chủ cấu hình Wireless Router Broadband 70 Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Hỡnh 3.22: Cu hỡnh a ch Local IP tính DHCP Server 71 Hình 3.23: Đặt username password 71 Hình 3.24: Trạng thái Router 72 Hình 3.25: Sơ đồ kết nối mạng máy tính trung tâm với hệ thống máy chủ Web Server, FTP Server, DNS Server 74 Hình 3.26: Cách thiết lập cấu hình DHCP Server 74 Hình 3.27: Giao diện cấu hình DHCP Server 75 Hình 3.28: Giao diện cấu hình cho DHCP Server 75 Hình 3.31: Mở cấu hình DNS 77 Hình 3.32: Giao diện cấu hình DNS Server 78 Hình 3.33: Tạo Zone 78 Hình 3.34: Tạo Domain Domain mẹ 79 Hình 3.35: Đặt trỏ vào Domain 79 Hình 3.36: Giao diện cấu hình thành công 80 Hình 3.37: Tạo Reversed Lookup Zone 80 Hình 3.38: Tạo Poiter 81 Hình 3.39: Gán địa IP cho tên miền gán tên miền cho địa IP Server 81 Hình 3.40: Cấu hình thành công 82 Hình 3.41: Truy cập vào cấu hình IIS 82 Hình 3.42: Giao diện cấu hình IIS 83 Hình 3.44 Trang liên kết đến tài liệu phịng thí 84 Hình 3.45 Các khuyến nghị ITU-T 84 Hình 4.1: Cấu trúc tế bào ATM 89 Hình 4.2 Cấu trúc tế bào ATM, UNI NNI 89 Hình 4.3: Mơ hình tham chiếu ATM 91 Hình 4.4: Các VC kết hợp lại để tạo thành VP 93 Hình 4.5: Chuyển mạch tuyến ảo (VP) kênh ảo (VC) 93 Hình 4.6: Mơ hình mạng ATM 96 Hình 4.7: Các giao diện khác cho mạng cục mạng cơng cộng 96 Hình 4.8: Kiến trúc chuyển mạch ATM 97 Hình 4.9: Các khối báo hiệu mạng ATM 100 Hình 4.10: IP truyền thống ATM 103 Hình 5.1: Sơ đồ kết nối hồn chỉnh dự kiến phịng thí nghiệm 107 Hình 5.2: Mơ hình IpoA dự kiến phịng thí nghiệm 108 Hình 5.3: Các hệ chuyển mạch IGX8410, 8420, 8430 Cisco 109 Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 125 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo ng cỏc thit b ATM ch bị giới hạn với dung lượng cung cấp nguồn liệu động Trong thực hầu hết người triển khai mạng ATM cung cấp dịch vụ tốc độ cố định (CBR) dịch vụ lợi ích tối đa (tốc độ khơng xác định, UBR) sử dụng chuyển mạch kênh ảo (Virtural Circuits) Do vậy, ngày mơ hình truyền liệu UBR sử dụng phổ biến đường truyền IP over ATM Trong thực tế, mà chuẩn cơng nghệ ATM sử dụng đường truyền ATM cung cấp QoS tương đối tốt Việc sử dụng chuyển mạch kênh ảo SVC cho phép gán phân chia luồng tài nguyên Internet số luồng thông tin kênh ảo tương ứng với địa đích, địa mạng (subnetwork) ho ặc cặp địa cổng Ta nên lưu ý rằng, việc phân phối tài nguyên cho SVCs yêu cầu tính lưu lượng luồng Internet Các tính chất lưu lượng cần rõ phần mô tả lưu lượng ATM Các thơng số: kích thước burst cực đại (MBS) tốc độ cell chấp nhận ký hiệu, nhận dạng xác định lưu lượng luồng thơng tin có tốc độ thay đổi Mặt khác, thông số giống sử dụng cho tính chất luồng lưu lượng VBR mạng tính tốn Tính chất cần lưu ý thông số lưu lượng luồng liệu thước đo chất lượng dịch vụ dịch vụ: FTP, WEB Do vậy, số lượng burst cực đại thông lượng xác định kiểu kết nối mà khơng cung cấp tính chất luồng liệu (như MBS SCR) mà hữu dụng việc nhận biết chất lượng dịch vụ cho người dùng (User QoS) Nhìn nhận khía cạnh khác thấy hầu hết yêu cầu dịch vụ Internet (Web, Email, Ftp) sử dụng TCP làm giao thức vận chuyển Vì vậy, tính chất luồng thông tin Internet phụ thuộc vào phương thức hoạt động TCP Phương thức hoạt động TCP lại phụ thuộc phần lớn vào nhân tố tắc nghẽn đường truyền từ máy khách đến máy chủ, cửa sổ truyền dẫn điều động thiết lập kết nối, kích thước cực đại segment, thời gian khứ-hồi kiểu giao thức Do vậy, tùy thuộc vào độ phức tạp TCP ta xác định cách thức triển khai mô phỏng, đường liên kết mạng cấu hình xác định lựa chọn đường khách – chủ Ngược lại, kết nối Internet thực thường bị cản trở luồng nhiễu, luồng nhiễu không thu mô hình mơ Hơn nữa, người dùng thơng qua Internet theo mt cỏch thc ngu Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 126 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo nhiờn Do vy, cht lượng dịch vụ nhận biết người dùng đánh giá việc thiết lập thí nghiệm lựa chọn đường khách-chủ QoS đánh giá việc đo lưu lượng luồng Internet thực tế Mục đích phần thực nghiệm thực phân tích dịch vụ IP đường truy cập IP over ATM thực Mô hình phân tích giả thiết gồm có: nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), mạng coperate kết nối đến Internet sử dụng công nghệ ATM Chúng ta phân tích luồng TCP vận chuyển đường ATM đo thông số đánh giá lưu lượng MBS SCR Các phân tích có hai mục đích Mục đích thứ xác định số lượng tài nguyên phân phối kênh ảo SVC đường ATM với dung lượng chuyển luồng, đề xuất mơ hình cho đường truyền IP over ATM tối ưu Mục đích thứ hai đo QoS việc thí điểm vài người dùng Internet đo lưu lượng Internet mà họ sử dụng Sau cùng, ta biểu diễn sơ đồ lưu lượng IP over ATM theo thông số: phần trăm lưu lượng số byte dịch vụ, thời gian truyền tin TCP, byte TCP truyền 5.4.1.2 Đề xuất mơ hình tiến hành thực nghiệm Các luồng lưu lượng cần kiểm tra thu từ kênh ảo bán cố định ATM mà liên kết từ phịng thí nghiệm Hệ thống viễn thơng đến router lõi nơi ví dụ trung tâm quản trị mạng VNUnet Giả sử mạng phịng TN HTVT có topo dạng PVCs kết nối mạng LAN phòng đến điểm truy cập trung tâm phòng Từ trung tâm phịng thí nghiệm ta kết nối đến phòng quản trị mạng VNUnet qua đường truyền Internet Việc đo đạc PVC kết thúc hai phía IP Routers Tốc độ Cell cực đại kênh giới hạn đến 4Mb/s tốc độ đường truyền vật lý sử dụng cáp quang lên đến 155 Mb/s Mơ hình phân tích biểu diễn mạng truy cập chung cho nhà cung cấp dịch vụ Internet ISPs Các phòng ban, đơn vị trực thuộc khoa Điện tử Viễn thơng truy cập vào mơ hình nhà cung cấp dịch vụ Internet phịng thí nghiệm BM HTVT qua luồng PVCs ATM Mặt khác, đo đạc ta khơng bị ép buộc hệ thống trạm đích c thit lp trc ú Tuy vy, Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 127 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo tỡnh thực tế có nhiều users truy cập ngẫu nhiên vào trạm đích Internet Ta liệt kê bảng thông số giá trị đo sau: Bảng 5.1: Tính luồng traces Start date Mon 14/11/2005 1:15 GMT End date Sun 21/11/2005 1:20 GMT TCP Connections 1.700.000 IP Packets 9.000.000 Phân tích vĩ mô lưu lượng đường truyền ATM mà kết nối TCP từ truy cập WEB Số lượng gói tin số lượng bytes truyền khác ta sử dụng giao thức khác Bảng 5.2: Sự phụ thuộc vào giao thức Type of protocol Percentage of Percentage of byte packet TCP 88,78 79,8 UDP 1,38 5,93 ICMP 0,11 0,37 Other 9,73 13,9 Nhìn vào bảng ta thấy rõ ràng tin TCP chiếm nhiều nhiều so với tin khác Điều thực tế hầu hết ứng dụng Internet sử dụng giao thức tầng transport l giao thc TCP Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 128 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Vi cỏc dch v khỏc ta có số lượng bytes loại dịch vụ khác ước lượng sau: Bảng 5.3: Sự phụ thuộc vào dịch vụ Type of Bytes per Bytes per transaction Duration services transaction from from client to server (s) client to server WEB 0.5 kbytes 6.5 kbytes 16.5 SMTP 23.4 kbytes 0.4 kbytes 43.0 POP3 0.06 kbytes 212.5 kbytes 19.4 FTP data 5.2 kbytes 212.5 kbytes 13 Telnet 0.2 kbytes 8.9 kbytes 110 Ƣớc lƣợng thông lƣợng tính số burst cực đại nhận đƣợc Thơng lượng kết nối nhận cách đơn giản cách tính tỷ số số bytes truyền thời gian kéo dài (duration) Chúng ta phân biệt tổng số thời gian kéo dài thời gian kéo dài c pha truyền liệu sau kết nối TCP thiết lập Thuật ngữ duration thứ ám QoS nhận biết người dùng, thời gian từ người dùng gửi yêu cầu truyền liệu đến kết nối kết thúc Thuật ngữ thứ hai ám lưu lượng đến đường truyền ATM kết nối Mặt khác, kích thước burst yêu c ầu ngưỡng cho khoảng thời gian packets để xác định xem liệu gói tin có truyền liên tip n cựng mt burst hay khụng? Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 129 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Hỡnh 5.8: Mụ kết nối TCP thơng lượng đường truyền Hình 5.9: Ước lượng thông lượng số burst cực đại 5.4.2 Phân tích, đánh giá vận hành luồng ATM sử dụng thiết bị đo kiểm Domino WAN [7] Để phục vụ cho việc đo kiểm phân tích giao thức lưu lượng thông tin mạng phịng thí nghiệm Hệ thống viễn thơng trang bị thiết bị Domino WAN hãng Actena Tùy theo mục đích sử dụng mà thiết bị có module thích hợp kèm Hiện kinh phí hạn hẹp phòng trang bị module Module 2B+D module 30B+D dùng cho mạng ISDN Tuy nhiên, tương lai bổ sung module thích hợp thực phân tích đánh giá vận hành luồng ATM cách chi tiết Trong phạm vi luận án, không kết thực nghiệm phòng chưa có luồng ATM, chưa có module DominoATM thích hợp cho thiết bị Domino WAN việc đo kiểm mạng ATM Do vậy, đưa cách thc kt Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 130 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo ni v quỏ trỡnh thc hin vic giỏm sát, giả lập mạng ATM Trước hết, ta vào mô tả khái quát chức thiết bị Chi tiết hơn, mời bạn xem thêm phần tài liệu tham khảo 5.4.2.1 Khái quát Domino WAN phần mềm Domino NAS Domino WAN Domino Wan thiết bị dùng để phân tích mạng, nhỏ, tiện lợi, kết nối với máy tính để tiến hánh bắt giữ, giám sát, khảo sát truyền tải luồng thơng tin mạng Domi no Wan thiết lập cấu hình theo nhiều dạng để phân tích giao thức nhiều loại giao diện khác Kết nối phân tích giao thức Domino Wan với máy tính sử dụng cáp Domino-to-PC (K9123 or K9125) hình vẽ sau đây: Hình 5.10: Thiết bị Domino WAN kết nối thiết bị Domino WAN với máy tính Mỗi thời điểm ta tiến hành phân tích giao thức loại giao diện mạng Tuy nhiên ta kết nối Domino với điều khiển chúng máy tính Phần mềm Domino NAS Đây phần mềm hỗ trợ cho thiết bị Domino WAN Nó thực ứng dụng sau đây: Giám sát Bắt gi Truyn Phõn tớch chuyờn gia Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 131 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Phõn tớch t xa Giải mã giao thức hay phân tích giao thức Thực phân tích Một số tiện ích khác Tùy theo ứng dụng sử dụng mà bạn lựa chọn trình cài đặt khác nhau: LinkView: Sử dụng cho chuẩn Ethernet Token Ring để thực phân tích toàn mạng LinkView sử dụng để bổ trợ cho q trình giám sát, bắt giữ, phân tích giao thức ATM Analysis Application: Thu thập hiển thị kết đo từ DominoATM Domino Core: Bắt giữ, truyền dẫn lưu lượng mạng Mentor: Dùng để phân tích lưu lượng mạng, nhận dạng vùng xảy cố tìm giải pháp để bước khắc phục cố Examine: Examine cho phép phân tích cách chi tiết 400 giao thức nhận dạng 900 giao thức Các khung mạng hiển thị cách tổng quan, chi tiết, dạng hex, binary Wizard, IMA, and SNA (with DominoNAS Advanced only) LinkView Agent Các Agent đặt PC thuộc mạng LAN cho phân tích từ xa bắt giữ lưu lượng mạng ATM IP Filtering Trong phần ta tập trung tìm hiểu khối DominoATM Khối DominoATM bao gồm Module sau đây: OC-3/STM-1 ATM Interface Modules 155 UTP ATM Interface Module E1 ATM Interface Module E3 ATM Interface Module DS1 ATM interface module ATM DS3 Interface Module ATM 25 Mbps Interface Module Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 132 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào t¹o Do khuân khổ luận án thời gian có giới hạn nên ta tìm hiểu thực nghiệm module E1 ATM Interface 5.4.2.2 Mô phỏng, giám sát mạng ATM sử dụng module E1 ATM E1 ATM module cho phép ta giám sát vận hành lưu lượng ATM qua luồng E1 Giao diện giúp ta giám sát, dị tìm sửa lỗi, giả lập ki ểm tra mạng ATM Với module ta đo tất thông số thể vận hành mạng ATM, ví dụ đầu cuối ATM chuyển mạch ATM Module E1 ATM có hai cổng truyền hai cổng nhận (Transister #1, Receiver #1) Sau ta khảo sát số thực nghiệm với module a Giả lập trạm đầu cuối ATM Kết nối module theo sơ đồ sau: Nối cổng Tx1 module E1 ATM với cổng nhận thiết bị ATM mà ta muốn kiểm tra Nối cổng Rx1 module với cổng truyền thiết bị ATM muốn kiểm tra Hình 5.11: Sơ đồ kết nối module E1 thực mô thiết bị đầu cuối ATM Lưu ý: Trong sơ đồ tất liệu nhận cổng Tx1 quay ngược lại (loop back) Tx2 ta lựa chọn chức Loop back phần mềm Sau kết nối cài đặt phần cứng, để xem kết nối thành công chưa ta xem trạng thái đèn Led mặt trước thiết bị Đây l cỏc led ch th tớn hiu v Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 133 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo trng thỏi đồng mạng Các Led có từ đến màu Màu xanh thường thị chưa có tín hiệu Màu cam thị trạng thái trước đó, cịn màu đỏ thị trạng thái mà thiết bị dị thấy có thay đổi mạng Hình 5.12: Chỉ thị LED module OC-3/STM-1 Thực thao tác phần mềm Domino NAS Từ PC ta vào Start/ Programs/Acterna DominoNAS/DominoNAS Components/ATM Analysis Application Giao diện phần mềm hiển thị sau: Hình 5.13: Giao diện thực phân tích mạng ATM Có bốn lựa chọn giao diện Ta chọn lựa chọn thứ (Create a new configuaration) Ở phần ta muốn giám sát lưu lượng thiết bị ATM mode giả lập, giao diện sau: Hình 5.14: Giao din giỏm sỏt lu lng thit b ATM Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 134 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Chn cỏc thông số cần mô sau:  Setting up an analyzer session: Xác định phần cần mơ như: lớp ATM, lớp vật lý, báo hiệu,…  Setting up a call: Lựa chọn nhằm đảm bảo tất yếu tố thông tin lựa chọn xác  Setting up measurements: Bao gồm thông số in-services, thông số rời, thông số out-services  Setting up parameters to control transmission onto ATM network: Thiết lập thông số để điều khiển đường truyền mạng ATM cho phép bạn thiết lập trình tự tế bào để truyền, tốc độ truyền số lần truyền  Setting up your filtering and triggering parameters: Thiết lập thông số chọn lọc kích hoạt  Addition of a party: Trước bắt đầu bổ sung thêm thành viên ta cho phép giao thức point to multipoint để bổ sung ứng dụng cho thành viên Thông số VPI/VCI xác định gọi yếu tố thông tin cần truyền Thực giả lập Giả lập thiết bị ATM: Thiết bị Domino WAN tái tạo luồng liệu cổng Tx1 nhận luồng liệu Rx1 Nếu chế độ “loop back” lựa chọn luồng liệu tái tạo vòng lại Rx2 phép giám sát nội Giả lập báo hiệu: Tính thực việc xác định loại báo hiệu bao gồm: Báo hiệu UNI 3.0, báo hiệu UNI 3.1, tuyến kênh ảo cho môi trường UNI NNI Báo hiệu UNI báo hiệu công cộng, mạng riêng Giao diện UNI công cộng thường kết nối người dùng ATM với chuyển mạch nhà cung cấp dịch vụ Giao diện thường có độ kéo dài tính phổ biến cao giao diện NNI Sau thiết lập xong thông sô phần ta thực việc bắt giữ tin phân tích chuyên gia Các phân tích chuyên gia cho ta thông số: Thơng tin khung truyền Tìm khung xác định nhảy đến khung từ yêu cầu người s dng Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 135 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Lc cỏc files bt gi c Lm vic với liệu thu Export files bắt giữ Với việc sử dụng chức Examine ta lựa chọn ngăn xếp giao thức trước tiến hành phân tích chuyên gia Ở trạng thái mặc định, phân tích ln đặt lớp tương thích ATM AAL5 lựa chọn ATM Cells Ta mối liên hệ giao thức l uồng ATM sau: Hình 5.15: Mối liên hệ giao thức luồng lưu lượng ATM Đo thông số QoS QoS thông số trọng yếu công nghệ ATM Việc đo QoS tiến hành qua giai đoạn: Thiết lập cấu hình cho thiết bị để đo QoS Đo tham số cụ thể Biểu diễn dạng đồ thị phụ thuộc QoS vào yếu tố mạng b Giám sát kết nối hai thiết bị ATM Sơ đồ kết nối sau: Hình 5.16: Sơ đồ kết nối thực nghiệm giám sát kết nối hai thit b ATM Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 136 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo Vi s ny ta cú th thực hai vấn đề: o Giám sát hai thiết bị ATM: Với sơ đồ ta giám sát giải mã liệu truyền song công lớp mạng (hoặc lớp cao hơn) mơ hình tham chiếu OSI Đây ý tưởng cho việc phân tích hai phía hội thoại hai thiết bị o Giám sát thông qua thiết bị liên kết ATM: Từ mơ hình ta giám sát hốn chuyển liệu thông qua thiết bị liên kết Đây ý tưởng cho việc phân tích phần hội thoại hai thiết bị ATM Trong hai hình vẽ thiết bị nối hai mode mode inservices mode out-services In-services ám việc thực giám sát mạng vận hành Như việc kết nối thiết bị phân tích kết nối truyền liệu phải thực đồng thời (có thể dùng chia dây cho trường hợp này) Out-services ám việc thực giám sát kết nối kết thúc bị ngừng lại, thiết bị phân tích chèn vào phiên làm việc bị ngắt quãng Sơ đồ kết nối cho hai phần biểu diễn sau: Hình 5.17: Sơ đồ kết nối để giám sát hoạt động hai thiết bị ATM thiết bị liên kết ATM Tất sơ đồ thực nghiệm tìm hiểu dựa tài liệu thiết bị DominoWAN Nếu phòng trang bị thêm module thích hợp, kết thực nghiệm tơi tin chi tiết, cho ta nhìn tồn diện phương diện hoạt động mạng ATM, cng nh mng IP over ATM, MPLS Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 137 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo KT LUN Phũng thí nghiệm Hệ thống Viễn thơng Khoa Điện tử -Viễn thông với mục tiêu đào tạo nghiên cứu giúp sinh viên cán tiếp nhận công nghệ nhất, ưu điểm đầu tư thiết bị tiên tiến, cho phép triển khai xây dựng hệ thống viễn thông thu nhỏ đại tn theo mơ hình mạng hội tụ thực đa truy cập, đa dịch vụ với công nghệ Mục tiêu Bộ môn Hệ thống Viễn thông thực bước tiến đến hoàn thiện vài năm gần Ngoài việc kế thừa kết số đề tài nghiên cứu trước đây, luận văn tốt nghiệp em góp phần thực số điểm trọng yếu tiến trình xây dựng Phịng thí nghiệm mạng hội tụ băng rộng dự án xây dựng phịng thí nghiệm Viễn thơng như:  Nghiên cứu xây dựng mạng truy cập ADSL phòng TN HTVT  Kế thừa phát triển thêm mô hình nhà cung cấp dịch vụ Internet đề tài QC.03.05  Nghiên cứu xây dựng mạng truy cập khơng dây băng rộng  Đưa mơ hình dự kiến mạng hội tụ băng rộng nghiên cứu công nghệ sử dụng cho mạng lõi – IPoA  Đề xuất số thí nghiệm có khả thực thi đánh giá hoạt động, kiểm lỗi, kiểm soát lưu lượng, đánh giá QoS, cho mạng hội tụ băng rộng Đề tài hoàn thành mở hướng nghiên cứu cho việc hồn thiện thí nghiệm đề xuất dựa phần mềm mô NS2, công cụ đo kiểm Domino WAN với module ATM, FDDI,… Trong tương lai đầu tư kinh phí để hồn thiện mơ hình mạng bổ sung module em thực phần thí nghiệm dự kiến đề tài nêu Trong khoảng thời gian ngắn ngủi, với vốn kiến thức kinh nghiệm có giới hạn cố gắng hẳn luận án em tránh khỏi thiếu sót Rất mong thầy cơ, bạn người quan tâm đến đề tài góp ý, bảo để em lĩnh hội thêm kiến thức bổ sung thêm cho luận án hoàn thin hn Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 138 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo TI LIU THAM KHO Ting Anh [1] Abhijit S.Pandya, Ercan Sen, (98), ATM Technology for Broadband Telecommunications Networks, CRC Press, CRC Press LLC [2] McGraw, Broadband Telecommunications Handbook, 2nd Ed, Hill Communication [3] William Stalling, ISDN and Broadband ISDN with Frame Relay and ATM, Part 5, Prenhall [4] http://www.ibm.com/redbooks , TCP/IP Tutorial and Technical Overview [5] Cisco Systems, Overview of Virtual Private Networks and IPSec Technologies [6] Wiley, Next Generation Network Services, eBook-LiB [7] Actena, Domino WAN user’s guide [8] [9] Cisco, Router 2650 manual Cisco System, Inc, Cisco 800 Product Documentation [9] Javier Aracil, Daniel Morato and Mikel Izal, Analysis of Internet Services in IP over ATM Network, IEEE Jounal [10] http://www.cis.ohio-state.edu/~jain/cis788-97/ip_over_atm/index.htm , IP over ATM 11 http://quantrimang.com, Tổng quan Wireless LAN Tiếng Việt [10] Phạm Thị Hồng, Nguyễn Kim Giao, Phạm Phi Hùng, Nguyễn Thị Hồng, Nghiên cứu triển khai hệ thống mạng truy cập ADSL PTN BMVT, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 2005 [11] Nguyễn Thị Tuyết Minh, Phạm Thị Hồng, Nghiên cứu cân cho truyền dẫn đa sóng mang, Tp khoa hc cụng ngh, 2005 Luận văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ 139 Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo DANH MC CC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Phạm Thị Hồng, Nguyễn Kim Giao, Phạm Phi Hùng, Nguyễn Thị Hồng, Nghiên cứu triển khai hệ thống mạng truy cập ADSL PTN BMVT, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 2005 Nguyễn Thị Tuyết Minh, Phạm Thị Hồng, Nghiên cứu cân cho truyền dẫn đa sóng mang, Tạp chí khoa học công nghệ, 2005 Nguyễn Thị Hồng, Phạm Thị Hồng, Nguyễn Kim Giao, Phạm Phi Hùng, Báo hiệu QSIG ứng dụng xây dựng mơ hình mạng viễn thơng thu nhỏ, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 2005 Ln văn cao học Phạm Thị Hồng Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ