Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng mane của viễn thông hòa bình (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - TRẦN VĂN VINH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG MANE CỦA VIỄN THƠNG HỊA BÌNH Chun ngành: Kỹ thuật viễn thơng Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2015 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ XUÂN CÔNG Phản biện 1:……………………………………………… Phản biện 2:……………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: … … ngày … tháng … năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn Thơng MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ trị, kinh tế, văn hóa, xã hội dẫn đến nhu cầu trao đổi thông tin lớn, đa dạng loại hình dịch vụ, tốc độ Để đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin yêu cầu chất lượng dịch vụ Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam triển khai mạng MANE dựa công nghệ MPLS tỉnh thành phố nước Cùng với phát triển dịch vụ yêu cầu chất lượng dịch vụ vấn đề quan tâm hàng đầu người sử dụng nhà cung cấp dịch vụ Do tơi chọn đề tài : “Nâng cao chất dịch vụ mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình” Mục tiêu đề tài nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng IP từ áp dụng triển khai giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ cho mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình Luận văn gồm chương: Chương I: Tổng quan mạng MANE VNPT Chương II: Các vấn đề QoS mạng IP Chương III: Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MẠNG MANE CỦA VNPT Chương giới thiệu sơ đồ, cấu trúc mạng, giao thức truyền tải, giao thức định tuyến sử dụng mạng MANE Tập đồn Bưu viễn thơng Việt Nam (VNPT) 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống mạng MANE VNPT triển khai Viễn thông tỉnh, thành phố nhiệm vụ thu gom lưu lượng từ lớp truy nhập tới lớp biên chuyển lên lớp core 1.2 Sơ đồ cấu trúc mạng Một mạng ManE Viễn thông Tỉnh/Thành Phố gồm Core Ring Access Ring Hiện core ring access ring Viễn thơng tỉnh có băng thơng 10G lớn tùy tỉnh Hình 1.1 Mơ hình mạng ManE 1.3 Giao thức truyền tải MPLS trở thành giao thức lựa chọn để đơn giản hố tích hợp giải pháp mạng lõi MPLS sử dụng chế độ tích hợp, có điểm mạnh ATM tốc độ cao, QoS, điều khiển luồng độ mềm dẻo khả mở rộng IP 1.4 Giao thức định tuyến IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) giao thức định tuyến IGP IS-IS giao thức độc lập, mở rộng tốt có khả xác lập định tuyến theo kiểu dịch vụ ToS IS-IS giao thức sử dụng mạng ManE 1.5 Kết luận chương Chương trình bày cách tổng quan mạng ManE Tập đoàn Bưu viễn thơng Việt Nam (VNPT), chương tìm hiểu giao thức truyền tải giao thức định tuyến sử dụng mạng ManE CHƯƠNG II: CÁC VẤN ĐỀ QoS TRONG MẠNG IP Chương luận văn giới thiệu cách tổng quan chất lượng dịch vụ QoS, giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ IP 2.1 Tổng quan QoS Chất lượng dịch vụ vấn đề quan tâm hàng đầu người sử dụng dịch vụ nhà cung cấp dịch vụ 2.1.1 Định nghĩa QoS Chất lượng dịch vụ QoS khái niệm rộng tiếp cận theo nhiều hướng khác Theo khuyến nghị E 800 ITU-T chất lượng dịch vụ “Một tập khía cạnh hiệu dịch vụ nhằm xác định cấp độ thoả mãn người sử dụng dịch vụ” ISO 9000 định nghĩa chất lượng “cấp độ tập đặc tính vốn có đáp ứng đầy đủ yêu cầu” Trong IETF [ETSI - TR102] nhìn nhận QoS khả phân biệt luồng lưu lượng để mạng có ứng xử phân biệt kiểu luồng lưu lượng, QoS bao trùm phân loại hoá dịch vụ hiệu tổng thể mạng cho loại dịch vụ 2.1.2 Các tham số đánh giá QoS  Độ tin cậy  Băng thông  Độ trễ  Biến động trễ  Tổn thất gói 2.2 Phân loại lưu lượng QoS Theo quan điểm ITU-T, khuyến nghị I-1541 lớp dịch vụ chia thành vùng bảng 2.1 Bảng 2.1 Các đặc tính phân lớp QoS cho mạng IP theo ITU-T Lớp Các đặc tính QoS QoS Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác cao Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác Dữ liệu chuyển giao, tương tác cao Dữ liệu chuyển giao, tương tác Tổn hao thấp (chuyển giao ngắn, liệu bulk, video) Các ứng dụng nguyên thuỷ mạng IP ngầm định 2.3 Phân lớp lưu lượng Việc phân lớp lưu lượng thực lớp (lớp liên kết liệu – Datalink layer) lớp (lớp mạng – Network layer) mơ hình OSI 2.3.1 Phân loại lưu lượng mức lớp mạng 2.3.2 Phân lớp lưu lượng mức lớp liên kết liệu 2.4 Các kỹ thuật đảm bảo QoS Để cung cấp chất lượng dịch vụ QoS qua mạng IP, mạng phải thực hai nhiệm vụ bản: (1) Phân biệt luồng lưu lượng kiểu dịch vụ để người sử dụng đưa ứng dụng vào lớp luồng lưu lượng phân biệt với ứng dụng khác; (2) Phân biệt lớp lưu lượng nguồn tài nguyên ứng xử dịch vụ khác mạng 2.4.1 Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực 2.4.2 Đánh dấu gói tin IP 2.4.3 Phân loại gói tin IP 2.4.4 Chính sách lưu lượng 2.4.5 Chia cắt lưu lượng 2.4.6 Lập lịch cho gói tin 2.5 Các mơ hình liên quan đến chế hỗ trợ QoS mạng IP 2.5.1 Mơ hình tích hợp dịch vụ IntServ Mơ hình dịch vụ tích hợp IntServ đề xuất hai lớp dịch vụ bổ sung cho dịch vụ IP truyền thống gồm:  Dịch vụ bảo đảm GS cho ứng dụng yêu cầu giới hạn trễ băng thông  Dịch vụ điều khiển tải CL cho ứng dụng u cầu độ tổn thất gói thấp Hình 2.1 Mơ hình tích hợp dịch vụ Intserv 2.5.2 Mơ hình phân biệt dịch vụ DiffServ Kiến trúc mơ hình phân biệt dịch vụ DiffServ coi bước phát triển mơ hình tích hợp dịch vụ IntServ Hình 2.2 Mơ hình bước phân biệt dịch vụ DiffServ 2.5.3 IP QoS chuyển mạch nhãn đa giao thức 2.5.3.1 Mơ hình DiffServ MPLS 2.5.3.2 Mơ hình IntServ MPLS 2.6 Kết luận chương Chương nghiên cứu cách tổng quát cam kết chất lượng dịch vụ QoS mạng IP Qua chương hiểu QoS vấn đề liên quan đến cam kết chất lượng dịch vụ QoS như: phân loại, phân lớp lưu lượng QoS, kỹ thuật đảm bảo QoS, phương pháp để nâng cao chất lượng dịch vụ mơ hình liên quan đến chế hỗ trợ QoS mạng IP 14 b Tại giao diện nội mạng IP core (2): Phần định hướng phân lớp QoS theo tỷ lệ bảng 3.1 c Tại giao diện hướng phía nhà cung cấp dịch vụ (3):  Đầu vào: Thực phân lớp theo cổng VLAN, CoS, DSCP Chính sách: Tùy theo loại dịch vụ Đánh dấu: Ánh xạ từ 802.1P sang MPLS EXP  Đầu ra: Định hướng theo cổng VLAN d Giao diện nhà cung cấp dịch vụ (4): Các máy chủ nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng cần nối với mạng VN2 BRAS, IPTV server, VoD server coi thiết bị miền tin cậy Các thiết bị thiết lập QoS phân lớp, sách, đánh dấu 802.1p trước gửi liệu vào 3.3.2 Kỹ thuật QoS miền mạng MANE Miền mạng MANE nằm vùng tin cậy, giới hạn từ thiết bị UPE đến PE-AGG 15  QoS class shapping  Mapping EXP => CoS  QoS class shapping UPE 2 UPE 2 PE-AGG MAN E VN2 2 CoS 2 UPE EXPs EXPs  Making CoS=> EXP PE-AGG CoS PIPE MODE Hình 3.5 Mạng MANE VNPT gồm lớp QoS Tại giao diện (1): Giao diện mạng MANE thiết bị truy nhập băng rộng: IP-DSLAM, L2SW, OLT GPON… Đầu vào: phân lớp lưu lượng dựa theo cổng SVLAN Chính sách: tùy theo dịch vụ Đánh dấu: CoS chuyển sang EXP miền MPLS bảng 3.1 Đầu ra: Đánh dấu từ EXP sang CoS Định hướng: không cần thực Tại giao diện (2): Phân lớp: Dựa theo loại gói tin dịch vụ Chính sách lưu lượng: không cần thực Đánh dấu lưu lượng: không 16 cần thực giao diện Định hướng: sử dụng chế định hướng QoS theo tỷ lệ bảng 3.1 Tại giao diện (3): Phân loại lưu lượng: không cần Đánh dấu lưu lượng: thực ánh xạ từ EXP sang CoS bit hướng từ MANE sang Core ngược lại Định hướng: không cần thiết 3.3.3 Kỹ thuật QoS giao diện UNI ( Giữ miền truy nhập MANE) Tại giao diện UNI (giữa miền truy nhập MANE) biên giao tiếp phần mạng IP băng rộng với miền mạng cung cấp dịch vụ, ứng dụng hay khách hàng nên việc kiểm soát QoS cần chặt chẽ Miền truy nhập CE DSLAM, MSAN, OLT/ONU L2SW UPE 802.1p CoS, DSCP, IPP MAN E EXP Mapping CoS Hình 3.6 Mơ hình triển khai QoS giao diện UNI Tại giao diện (1): 17 Lưu lượng từ miền truy nhập (có thể có nhiều kiểu đánh dấu QoS khác nhau) vào đến miền CE phải ánh xạ sang lớp QoS VNPT biểu diễn trường CoS Việc sử dụng CoS nhằm phục vụ cho lưu lượng IP nonIP  Classification  Policing Miền TB truy nhập /khách hàng FE/GE ports L2SW Hình 3.7 Giao diện UNI (1) với thiết bị sử dụng Access Switch Đầu vào: Phân lớp theo cổng, C-VLAN, CoS, ToS, DSCP; sách: theo cổng C-VLAN; đánh dấu: theo bảng 3.2 Bảng 3.2: Quy định ánh xạ dịch vụ sang lớp QoS STT Ứng dụng SP class - Control network protocol CONTROL (RSVP, IS-IS, BGP ) -VoIP (control, signalling REALTIME and bearer) 802.1p (CoS) 18 -IGMP, IEEE1588 V2 - Mobile backhaus 2G - Mobile backhaus Voice 3G - VoD, BTV, Management VIDEO data (SNMP, SSH) - Mobile backhaus Video phone 3G - Enterprise Data (Point- CRICTICAL to-Point, Multipoint-to- DATA Multipoint service) - Enterprise Data 2(Point-to- CRICTICAL Point, Multipoint-to- DATA 2 Multipoint service) - Business HSI (FTTH) (in- Business HSI profile 1, out-profile 0) - Residental HSI (FTTB, FTTC, xDSL)- Mobile Residential HSI backhaus Data 3G Đầu ra: Phân lớp lưu lượng theo cổng + S-VLAN + CVLAN; Đánh dấu lưu lượng: ánh xạ từ lớp miền tin cậy sang lớp khách hàng yêu cầu Tại giao diện (2): 19 Đầu vào: Phân lớp lưu lượng: dựa theo cổng + CVLAN + S-VLAN; Chính sách lưu lượng: khơng cần Đầu ra: Phân lớp lưu lượng: dựa theo cổng + C-VLAN + S-VLAN; định hướng: gói tin định hướng tùy theo dịch vụ  CoS marking  Shapping Physic port Q in Q Access Switch S-VLAN 802.1p S-VLAN n UPE Policy on Port, S-VLAN Hình 3.8 Giao diện (2) thiết bị Access Switch UPE Tại giao diện (3): Đầu vào: Phân lớp: dựa theo cổng + S-VLAN; Chính sách: thực giao diện (1); Đánh dấu: CoS sang EXP miền MPLS bảng 3.1 Đầu ra: Đánh dấu lưu lượng từ EXP sang CoS; Định hướng: khơng cần thực trước  MPLS EXP marking  Shapping Physic port Q in Q 1Q L2SW UPE S-VLAN S-VLAN n MAN E CORE Hình 3.9 Giao diện (3) thiết bị UPE Access Switch 20 3.4 Triển khai QoS cho dịch vụ mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình 3.4.1 Triển khai QoS cho dịch vụ VPN 3.4.2 Triển khai QoS cho dịch vụ Mobile Backhaul 3.4.3 Triển khai QoS cho dịch vụ HSI 3.4.4 Triển khai QoS cho dịch vụ IPTV 3.4.5 Triển khai QoS cho dịch vụ VoIP 3.4.6 Triển khai QoS cho lưu lượng quản lý 3.5 Thực đo kiểm chất lượng truyền tải IP theo QoS mạng MANE Sau triển khai cấu hình QoS tồn mạng MANE, theo định kỳ hàng q Viễn thơng Hịa Bình thực đo kiểm nhằm đánh giá chất lượng truyền tải IP mạng MANE theo QoS Nếu trình đo kiểm phát hệ thống không đạt tiêu theo quy định, Viễn thơng Hịa Bình phải tìm hiểu phân tích ngun nhân để tiến hành khắc phục Dưới kết đo kiểm chất lượng truyền tải IP theo QoS mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình tuyến cụ thể nhu sau 21 3.5.1 Sơ đồ đo UPE Lương Sơn 34km OSN Bãi Chạo 29km 27 km km Ring 01x10GE Ring 01x10GE UPE Tân Thịnh UPE Kỳ Sơn km 0.2 km 12 km RING CORE 01x10GE PE-AGG1 Máy Đo 01 02 01x10 GE/0.1x1GE/0.1km km 19 km PE-AGG2 m km 0.1k GE/0.1 G E/ 01x10 2x1 RNC VoD Server Vinaphoe 0.1km UPE Cao Phong Ring 01x10GE 18 km Ring 01x10GE 0.1km 43 km UPE Hòa Bình UPE Kim Bơi UPE Tân Lạc 27 km OSN Lạc Sơn 26 km UPE Yên Thuỷ 45 km UPE Lạc Thuỷ 43.5 km Máy Đo 02 Hình 3.10 Sơ đồ đo QoS mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình Chọn 02 địa điểm đo: máy đo 01 kết nối với mạng MANE thơng qua PE-AGG01 đặt Host Hịa Bình, máy đo 02 kết nối với mạng MANE thơng qua UPE Yên Thủy, khoảng hai điểm đo 90Km, qua hai UPE Cao Phong, Tân Lạc 01 thiết bị lặp OSN7500 Huawei Tạo kênh kết nối từ UPE Yên Thủy đến PEAGG01 kết nối máy đo 02 với máy đo 01 Trên mạng MANE 22 cấu hình để ánh xạ lớp QoS 0, 1, 2, 3, 4, vào kết nối vừa tạo Hai máy đo ping thơng với Bảng 3.3: Danh sách điểm đo thời gian thực đo kiểm STT UPE Đường kết nối đến PE-AGG Khoảng cách Thời điểm đo Yên Thủy  OSN Lạc Sơn 12h00  Tân Lạc  Cao Phong  18h00 n PE-AGG01 (Hịa Bình) 19h00 Thủy ( Băng thơng đường truyền vật lý UPE - UPE 90Km 20h00 21h00 UPE - PE-AGG01: 10GE) Thực đo kiểm đồng thời loại dịch vụ có kích thước gói tin với mức độ ưu tiên khác Phát lưu lượng máy đo 01 máy đo 02 với kích thước gói tin cần đo là: 64 bytes, 256 bytes, 1024 bytes, 1518 bytes Trong trình đo thực cấu hình dịch vụ có kích thước gói tin lần đo Giám sát băng thông thời điểm tiến hành đo kiểm 23 Hình 3.11 Băng thơng từ PE-AGG01  UPE Cao Phong thời điểm 21h00 Hình 3.12 Băng thông từ UPE Cao Phong  UPE Tân Lạc thời điểm 21h00 Hình 3.13 Băng thơng từ UPE Tân Lạc  UPE Yên Thủy thời điểm 21h00 24 Thời gian thực hiên phép đo cho loại kích thước gói tối thiểu 10 phút, lắp lại phép đo ba lần ghi lại kết Kết đo giá trị trung bình lần đo tổng hợp vào bảng kết Bảng 3.4: Phân bổ băng thông đường truyền cho luồng dịch vụ Luồng lưu lượng Class QoS Băng thông DSCP (Mbps) Luồng lưu lượng 01 BE 3,15 Luồng lưu lượng 02 AF11 2,94 Luồng lưu lượng 03 AF21 2,1 Luồng lưu lượng 04 AF31 3,15 Luồng lưu lượng 05 AF41 6,3 Luồng lưu lượng 06 EF 3,15 Băng thông tổng: 20,79 Mbps 3.5.2 Kết đo kiểm Sau thực đo kiểm đồng thời loại dịch vụ có kích thước với mức độ ưu tiên bảng 3.3 kích thước gói tin cần đo là: 64 bytes, 256 bytes, 1024 25 bytes, 1518 bytes Kết đo lấy giá trị trung bình lần đo tổng hợp sau: Hình 3.14 Kết đo trang 01 Hình 3.15 Kết đo trang 02 26 Hình 3.16 Kết đo trang 03 Căn vào văn hướng dẫn (1203/QĐ-VNPT-VT 1371/QĐ-VNPT-VT) Tập đồn bưu viễn thơng Việt Nam hình 3.14, giá trị đo kiểm QoS mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình đạt tiêu Hình 3.17: Giá trị cần đạt theo văn hướng dẫn 27 3.6 Kết luận chương Chương giới thiệu trạng mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình, mơ hình triển khai đảm bảo QoS cho dịch vụ cung cấp mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình Sau triển khai QoS cho dịch vụ việc đo kiểm chất lượng truyền tải IP nội tỉnh theo QoS cần thiết, nhằm đảm bảo dịch vụ áp mức, cam kết chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, luận văn “ Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình” hoàn thành đạt số kết sau: Luận văn nghiên cứu tổng quan cấu trúc mạng, giao thức truyền tải, giao thức định tuyến mạng MANE Tập đồn Bưu viễn thông Việt Nam Nghiên cứu vấn đề QoS mạng IP Phân tích, nghiên cứu mơ hình QoS IntServ, DiffServ, DiffServ/MPLS, kỹ thuật QoS áp dụng mạng IP Trên sở luận văn sâu nghiên cứu việc thực thi kỹ thuật QoS mạng MANE kỹ thuật quản lý lưu lượng, nguyên tắc quản lý QoS cho mạng MANE Việc thực QoS mạng MANE cấn thiết, nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng tránh lãng phí tài nguyên mạng chi phí để đầu tư, nâng cấp mạng lưới Để đảm bảo cam kết chất lượng dịch vụ cung cấp tới khách hàng người quản trị mạng cần phải thường xuyên giám sát băng thông, thực đo kiểm chất lượng truyền tải IP nội mạng MANE theo chặng, để kịp thời đưa sách QoS hợp lý vị trí thiết bị ... giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng IP từ áp dụng triển khai giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ cho mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình Luận văn gồm chương: Chương I: Tổng quan mạng MANE VNPT... với phát triển dịch vụ yêu cầu chất lượng dịch vụ vấn đề quan tâm hàng đầu người sử dụng nhà cung cấp dịch vụ Do tơi chọn đề tài : ? ?Nâng cao chất dịch vụ mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình? ?? Mục tiêu... đến chế hỗ trợ QoS mạng IP CHƯƠNG III: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG MANE CỦA VIỄN THƠNG HỊA BÌNH Chương tập trung nghiên cứu cấu trúc, mơ hình mạng MANE Viễn thơng Hịa Bình từ đưa giải pháp