CHƢƠNG 3 : XÂY DỰNG Mễ HèNH IP HOÀN CHỈNH ĐA TRUY NHẬP
3.1 Mục đớch, cỏc tiờu chớ xõy dựng mạng mụ hỡnh mạng IP
Trong những năm gần đõy, cụng nghệ thụng tin và viễn thụng phỏt triển nhanh chúng và khụng thể tỏch rời nhau. Song song với xu hướng đú, ngành Viễn thụng của Việt Nam đó khụng ngừng phỏt triển nhằm theo kịp những cụng nghệ mới trờn thế giới. Ngoài dịch vụ thoại, cỏc dịch vụ Internet và truyền dữ liệu đó trở thành một nhu cầu khụng thể thiếu của người sử dụng. Để sỏnh kịp với cỏc trường đại học trong khu vực và thể hiện vai trũ vị trớ của một cơ sở đạo tạo đi đầu về cụng nghệ cao, từng bước đưa ngành Cụng nghệ Điện tử Viễn thụng của Đại học Quốc gia Hà Nội trở thành một một cơ sở đào tạo và nghiờn cứu dẫn đầu trong hệ thống cỏc trường đại học cụng nghệ trong nước và trỡnh độ nghiờn cứu ngang tầm với cỏc viện nghiờn cứu trong nước, tiến tới đạt trỡnh độ quốc tế trong khu vực Chõu Á, Bộ mụn Hệ thống Viễn thụng nhận thấy chỉ giảng dạy lý thuyết cho cỏc em thụi chưa đủ, cần phải cho cỏc em tiếp cận với thực tế, giỳp cỏc em phải biết vận dụng lý thuyết vào thực hành, tuy nhiờn sinh viờn Viễn thụng muốn tiếp cận cụng nghệ thực tế rất khú khăn, khụng cú nhà mỏy xớ nghiệp nào, cụng ty nào cú thể tiếp nhận một số đụng sinh viờn thực tập. Mặt khỏc, hệ thống viễn thụng quốc gia vận hành liờn tục, khụng thể cho sinh viờn thực hành để học tập cụng nghệ được. Do vậy, cỏc cơ sở đào tạo viễn thụng phải tự mỡnh xõy dựng cỏc phũng thớ nghiệm mụ phỏng hệ thống truyền thụng tin để sinh viờn cũng như cỏn bộ giảng dạy cú điều kiện thực hành cụng nghệ, nghiờn cứu phỏt triển cụng nghệ. Được sự quan tõm, đầu tư của trường Đại học Quốc Gia Hà Nội trong vài năm gần đõy, bộ mụn Hệ thống Viễn thụng đó trang bị được cỏc thiết bị tiờn tiến để xõy dựng một hệ thống mạng Viễn thụng thu nhỏ, cú cấu hỡnh tối thiểu nhưng đỏp ứng được đầy đủ cỏc tiờu chớ như một mạng Viễn thụng trong thực tế. Mụ hỡnh của chỳng tụi là mụ hỡnh hệ thống mở, cú thể dễ dàng bổ sung cỏc cụng nghệ mới khi kinh phớ đầu tư mở rộng cho phộp.
Mụ hỡnh của phũng thớ nghiệm BM HTVT đó được xõy dựng thành cụng và đó đúng gúp rất nhiều cho cụng tỏc đào tạo và nghiờn cứu khoa học của sinh viờn. Căn cứ vào tỡnh trạng sinh viờn tốt nghiệp chuyờn ngành viễn thụng, làm khúa luận tốt nghiệp tại phũng, cú điều kiện tiếp cận làm quen với cỏc thiết bị tiờn tiến và kiến trỳc hệ thống. Đa phần sau khi tốt nghiệp, cỏc em đều trỏnh được những bỡ ngỡ, làm quen rất nhanh với cỏc cụng việc trong thực tế. Một số em s au khi tốt nghiệp đó được nhận vào làm việc tại cỏc cơ quan, tổ chức danh tiếng như: NTC, ITC, VNPT, cỏc trung tõm cấp chứng chỉ Cisco,…
3.2 Sơ lƣợc về cơ sở hạ tầng hệ thống mạng của PTN BMHTVT
Như trờn sơ đồ đấu nối tổng thể của hệ thống trong phũng thớ nghiệm (xem hỡnh vẽ 4.1), một hệ thống gồm ba tổng đài của họ tổng đài Hicom được đấu nối
liờn đài với nhau, mỗi tổng đài đúng vai trũ như một nỳt mạng cú chức năng chuyển mạch cỏc cuộc gọi. Cỏc tổng đài này đều là tổng đài PBX, tổng đài nhỏ dựng cho cỏc cụng ty. Tuy nhiờn chỳng vẫn cú khả năng cung cấp những dịch vụ tiờn tiến đỏp ứng yờu cầu của phũng thớ nghiệm. Để đấu liờn đài, vấn đề cần quan tõm là bỏo hiệu gỡ được sử dụng trờn cỏc đường trung kế. Ở đõy ta dựng bỏo hiệu Q.sig và bỏo hiệu Cornet. Lý do sử dụng hai loại bỏo hiệu này đó được trỡnh bày rất rừ trong cỏc luận văn khúa trước. Việc xõy dựng một hệ thống thu nhỏ này là rất cần thiết cho nhu cầu đào tạo của Bộ mụn về mạng thoại và mạng truyền dữ liệu. Dựa trờn hệ thống này sinh viờn đại học và học viờn cao học cú thể thực hiện một loạt cỏc thử nghiệm trờn mạng viễn thụng, những thử nghiệm mà rất khú cú thể thực hiện trờn mạng cụng cộng vỡ tớnh phức tạp và tốn kộm của nú.
Về mặt vật lý hệ thố ng được xõy dựng dựa trờn việc đấu nối một loạt cỏc thiết bị, gồm cỏc thiết bị cú chức năng chuyển mạch trờn mạng, cỏc thiết bị liờn kết mạng và cỏc thiết bị đầu cuối như cỏc tổng đài PBX Hicom 150E OfficeCom, OfficePro, EuroSetline, cỏc bộ định tuyến, cỏc modem ISDN, modem ADSL,....Ta sẽ tỡm hiểu tổng quan chức năng nhiệm vụ của từng thành phần mạng trong sơ đồ kết nối
a. Cỏc tổng đài Hicom 150E Office Com và tổng đài Hicom 150E Office Pro
Cỏc tổng đài làm nhiệm vụ là cỏc nỳt mạng trong toàn bộ hệ thống mạng. Nú cung cấp thuờ bao cho tất cả cỏc thiết bị mạng.
Mỗi một tổng đài cung cấp cỏc loại thuờ bao:
o Thuờ bao tương tự: được đấu nối với cỏc điện thoại tương tự DTMF, cỏc Modem tương tự Speed Com,…
o Thuờ bao UP0: Thuờ bao số 2B+D, giao diện UP0 đặc chủng của họ Siemens được đấu nối với cỏc điện thoại Oftiset Standard, Oftiset Memory,..
o Trung kế S0 2B+D: Dựng để kết nối cỏc tổng đài, kết nối đến cỏc thiết bị mạng ISDN sử dụng cho truyền dữ liệu
o Trung kế 30B+D: Luồng trung kế băng rộng kết nối đến Router 2650, kết nối cỏc tổng đài với nhau,…
H ỡn h 3 .1 S ơ đồ k ết n ối m ạn g vi ễn th ụn g B ộ m ụn H T V T
Trong hệ thống mạng hiện tại của phũng TN HTVT, tổng đài Hicom 150E Office Pro kết nối với 2 tổng đài Hicom Office Com 2 và Hicom Office Com 3 qua cỏc đường trung kết 2B+D sử dụng bỏo hiệu Q.sig và 2 tổng đài Hicom Office Com 2 và Hicom Office Com 3 kết nối với nhau qua trung kế 30B+D với bỏo hiệu Cornet. Tổng đài Hicom Office Pro kết nối với mạng cụng cộng với mó chiếm trung kế là 00. Mó chiếm đường của trung kế kết nối từ tổng đài Pro sang tổng đài Com2 và Com3 lần lượt là 02 và 03. Cũn mó chiếm đường của trung kế kết nối từ tổng đài Com2 và Com3 sang tổng đài Pro là 05. Một điều cần lưu ý là khi kết nối cỏc tổng đài cần phải đảm bảo rằng cỏc tổng đài đú bắt tay được với nhau qua cỏc đường trung kế. Cỏc mạng cụng cộng sử dụng bỏo hiệu kờnh chung SS7. Đối với cỏc tổng đài PINX, bỏo hiệu QSIG và CorNet được lựa chọn để làm bỏo hiệu liờn đài.
b. Cỏc modem ISDN
Hiện tại, bộ mụn HTVT được trang bị nhiều lo ại modem ISDN, tựy theo từng loại mà chỳng thực hiện cỏc chức năng từ lớp 1 đến lớp 3 trong mụ hỡnh OSI:
o Modem ISDN Diva T/A
o Modem ISDN Diva 852 T/A
o Modem ISDN Diva LAN
o Modem ISDN 1830
Tất cả cỏc Modem trờn đều cú thể thực hiện cỏc nhiệm vụ sau :
o Kết nối cỏc mỏy tớnh thành mạng LAN để chia sẻ tài nguyờn và dữ liệu
Chia sẻ dữ liệu và tài nguyên
Đ-ờng ISDN
DIVA LAN ISDN Modem
Hỡnh 3.2 : Kết nối cỏc mỏy tớnh thành mạng LAN để chia sẻ tài nguyờn và dữ liệu
Gửi thoại, dữ liệu, email,...
Đ-ờng ISDN Mạng
ISDN
Đ-ờng ISDN
DIVA 1830 ISDN Modem Mạng Corporate
Hỡnh 3.3: Kết nối cỏc mạng Corporate
o Truy cập Internet
Cú thể sử dụng cỏc Modem ISDN để truy cập vào Internet với tốc độ lờn tới 128Kbps PC Mạng ISDN (05)5101 ISP (vnn1269) Internet 001269
Hỡnh 3.4: Truy cập Internet sử dụng Diva T/A
o Tạo một mạng VPN qua mạng Internet
Hỡnh 3.5: Tạo một mạng riờng ảo qua mạng Internet
o Gắn thoại và fax đồng thời
Hỡnh 3.6: Thực hiện fax và thoại đồng thời
Như vậy, với việc sử dụng cỏc Modem ISDN ta cú thể thực hiện rất nhiều loại hỡnh dịch vụ cú chất lượng rất tốt, tốc độ kết nối cú thể lờn đến 128Kbps nếu
cấp cỏc đường S0. Tất cả cỏc Modem trờn đều cú thể thay đổi cấu hỡnh một cỏch dễ dàng nhờ phần mềm đi kốm, hoặc cấu hỡnh bằng giao diện WEB. Cỏc giao thức mà nú cú thể hỗ trợ :
o Giao thức kết nối điểm – điểm PPP
o Giao thức kết nối điểm – đa điểm Multilink PPP
o Multilink PPP + BACP
o Multilink PPP + AO/DI
o V.120
Tương ứng với mỗi loại giao thức, Modem sẽ hỗ trợ cỏc kết nối với tốc độ khỏc nhau. Tựy thuộc vào mục đớch sử dụng mà người dựng sẽ lựa chọn cấu hỡnh cho phự hợp
c. Cỏc thiết bị kết cuối mạng
Phũng thớ nghiệm cũng trang bị cỏc thiết bị mạng như NT1, NTBA, cỏc tổng đài Euro Setline8i, Euro Setline48i cú thể cung cấp được đến 48 số mở rộng, cú thể ngăn chặn, hạn chế cỏc cuộc gọi (như ngăn gọi số di động, chỉ cho phộp gọi được cỏc số trong list do người quản trị bổ sung vào,…)
d. Cỏc bộ định tuyến thụng minh
Bộ định tuyếnRouter 805 Cisco
Bộ định tuyến Cisco 805 được thiết kế cho cỏc cụng ty nhỏ và chạy một mạng con của phần mềm Cisco IOS. Bộ định tuyến này gồm cú một cổng 10BaseT Ethernet và một cổng nối tiếp, cú thể kết nối tới EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, EIA/TIA-530, EIA/TIA-530A, X.21 và V.35 DTE hoặc DCE. Cú thể kết nối Router Cisco 805 theo sơ đồ sau :
Router 805 cú thể kết nối thiết bị tới một hub, server, PC hoặc một trạm trờn mạng, Ethernet, dễ dàng thiết lập cỏc mạng LAN, WAN
Ứng dụng của Router 805 :
o Remote Office đến Corporate Office
Hỡnh 3.8 : Remote Office đến Corporate Office
o Small Office đến ISP
Hỡnh 4.9 : Small Office đến ISP
(Cú thể xem phụ lục để biết thờm cấu hỡnh của Router 805 Cisco) Bộ định tuyến Cisco 2650 [8]
Router Cisco2650 cú cấu trỳc theo kiểu module, Cisco 2600 cung c ấp khả năng linh hoạt đỏp ứng cỏc thay đổi trong kỹ thuật mạng cũng như cỏc dịch vụ và ứng dụng mới sẽ được đưa ra. Được điều khiển bằng bộ xử lý RISC và hỗ trợ đầy đủ phần mềm Cisco IOS, Cisco 2600 cung cấp những khả năng cần thiết hỗ trợ chất lượng dịch vụ (quality of service QoS), bảo mật, và tớch hợp mạng đũi hỏi trong cỏc mạng doanh nghiệp tiờn tiến ngày nay.
Những đ ặc tớnh ưu việt của Cisco 2650
Tớch hợp đa dịch vụ thoại/dữ liệu/video
Truy cập Internet/ Intranet bảo mật với firewall Cỏc dịch vụ truy c ập quay số tương tự và số Truy cập mạng riờng ảo
Định tuyến Inter-VLAN
Quản lý định tuyến với băng thụng rộng
Với kinh phớ đầu tư hiện tại Router 2650 mới chỉ cú cấu hỡnh: - Giao tiếp LAN: 1 cổng 10/100Mbps
- Giao tiếp WAN: 2 cổng E1/PRI G703/G703, cú khả năng cấu hỡnh ở 2 chế độ E1 G703/G704 Enframe (truyền 2Mbps G703 TDM), Frame (truyền nx64 up to 2Mbps TDM) hoặc ISDN PRI 30B + D.
e. Cỏc thiết bị bảo mật mạng
Thiết bị bảo mật mạng trong phũng hiện nay là thiết bị Tele3 Sonic Wall, nú hoạt động như một hàng rào bảo mật giữa mạng LAN và mạng Internet cụng cộng (WAN) để bảo vệ mạng LAN khỏi những đe doạ bị phỏ hỏng trờn mạng Internet. Nú cũng cung cấp phương tiện bảo mật cho kết nối tới mạng dành riờng sử dụng cựng một kết nối Internet.
TELE3 SP cú một cổng LAN Ethernet, một cổng WAN Ethernet, và một cổng WAN modem.
- Cổng WAN Ethernet kết nối tới bộ định tuyến ra mạng Internet hoặc modem - Cổng WAN Modem kết nối tới một đường điện thoại tương tự
- Cổng LAN Ethernet kết nối trực tiếp tới một mỏy tớnh hoặc Hub Cú thể kết nối vào mạng Internet sử dụng cổng LAN và WAN Ethernet Sơ đồ kết nối mạng của Sonicwall như sau:
Hỡnh3.9: Sơ đồ kết nối mạng sử dụng Sonic Wall
Như võy, với việc trang bị cỏc thiết bị tiờn tiến, phũng thớ nghiệm Hệ thống Viễn thụng đó cú một cơ sở hạ tầng mạng ISDN Hệ thống mạng ISDN đó được
phục vụ cho rất nhiều cỏc lớp Đại học chớnh quy K45Đ, K46Đ, cỏc lớp cao học K8Đ, K9Đ, K10Đ. Tuy nhiờn, để tăng cường chất lượng đào tạo, phũng thớ nghiệm luụn nghiờn cứu, triển khai cỏc cụng nghệ mới giỳp sinh viờn, học viờn lĩnh hội được cỏc kiến thức mới nhất về Viễn thụng.
Như ta đó biết, mạng ISDN cú rất nhiều ưu điểm, sự ra đời của nú đó đỏnh dấu một bước ngoặt, gúp phần to lớn trong việc cải thiện tốc độ kết nối, chất lượng dịch vụ của cỏc hệ thống viễn thụng. Tuy nhiờn tốc độ tối đa của ISDN cũng chỉ được đến 2MB trong khi nhu cầu về cỏc loại hỡnh băng thụng rộng ngày càng gia tăng. Một loại cụng nghệ mới đó ra đời đỏp ứng được nhu cầu này, mặt khỏc lại tận dụng được cơ sở hạ tầng đó được xõy dựng trước đú mà khụng phải lắp đặt, triển khai một hệ thống mạng mới. Đú là cụng nghệ đường dõy thuờ bao số xDSL mà tiờu biểu nhất hiện nay là cụng nghệ ADSL cho phộp truyền dữ liệu với tốc độ lờn đến 5,12Mbps. Với xu hướng hiện đại húa cụng nghệ và dựa trờn hệ thống mạng với mụ hỡnh hệ thống mở, cỏc cỏn bộ và thực tập sinh đó tiến hành xõy dựng hệ thống mạng truy cập ADSL cú cấu hỡnh tối thiểu để tiết kiệm ngõn sỏch của trường, nhưng vẫn đỏp ứng đủ cỏc tiờu chớ của một hệ thống trong thực tế.
3.3 Nghiờn cứu, xõy dựng hệ thống mạng truy cập ADSL [11]
3.3.1 Cụng nghệ ADSL và mục tiờu nghiờn cứu xõy dựng mạng truy cập
Cụng nghệ ADSL là cụng nghệ đường dõy thuờ bao số bất đối xứng cho phộp truyền dữ liệu trờn đụi dõy cỏp đồng xoắn mà khụng ảnh hưởng gỡ tới tớn hiệu thoại. ADSL sử dụng kỹ thuật điều chế DMT tận dụng tối đa năng lực của kờnh truyền dẫn ở cự ly khỏc nhau trong điều kiện bị can nhiễu và cú thể điều chỉnh tốc độ dễ dàng với bước thay đổi nhỏ. Trong DMT một bộ cõn bằng miền thời gian được sử dụng để rỳt ngắn chiều dài của kờnh nhỏ hơn chiều dài của tiền tố vũng. Tỏc dụng của bộ cõn bằng này được thiết lập trong suốt quỏ trỡnh khởi tạo sử dụng một dóy huấn luyện. Kĩ thuật hiện nay dựa vào phương phỏp LMS miền tần số on- line cho độ hội tụ thấp và khụng tin cậy được. Trong bài bỏo tại hội nghị khoa học 2 em đó chỉ ra rằng kĩ thuật off-line đầu tiờn ước lượng kờnh, cú độ phức tạp thấp hơn , trong khi cho ta hiệu suất cao hơn [12]. Khuyến nghị của ITU đó định nghĩa hai tiờu chuẩn về truyền dẫn lớp Vật lý của ADSL dựa trờn cụng nghệ DMT (Discrete Multi-Tone) là G.DMT (G.992.1) và G.Lite (G.992.2). G.DMT hỗ trợ tốc độ đường
xuống (downlink) 6,144 Mbps và đường lờn (downlink) 640kbps. G.Lite hỗ trợ tốc độ đường xuống 5,135 Mbps và đường lờn 512 kbps.
Ưu điểm của ADSL là sử dụng đụi dõy đồng xoắn hiện cú để cung cấp một số kờnh truyền tải khỏc nhau phục vụ cỏc dịch vụ truyền số liệu chất lượng cao tới khỏch hàng.
ADSL cú thể cung cấp cỏc dịch vụ băng rộng như truy cập Internet tốc độ cao, truy cập từ xa, tớch hợp cả dữ liệu và thoại,...
ADSL xõy dựng trờn cơ sở mạng cỏp đồng hiện cú do vậy tiết kiệm được giỏ thành sử dụng. Nú cú thể hỗ trợ truy cập trong mụi trường ATM , mụi trường Frame Relay, VPN,...
Do những ưu điểm nổi bật này, ADSL hiện đang là một giải phỏp rất khả thi để cung cấp cỏc dịch vụ băng rộng cho cỏc hộ gia đỡnh cũng như cỏc doanh nghiệp vừa và nhỏ. Nhúm nghiờn cứu của phũng t hớ nghiệm BM HTVT cú nhiệm vụ tập trung tỡm hiểu và xõy dựng mạng truy cập ADSL với cấu hỡnh tối thiểu nhưng vẫn tuõn theo mụ hỡnh tham chiếu chuẩn của hệ thống ADSL, mang đầy đủ cỏc giao diện và cỏc điểm chuẩn, đồng thời cú khả năng cung cấp cỏc dịch vụ truyền số liệu giống như mạng ADSL trờn thực tế. Mạng được ứng dụng trong cụng tỏc đào tạo và nghiờn cứu khoa học tại phũng thớ nghiệm Hệ thống Viễn thụng, Khoa ĐT-VT, Đại học Cụng nghệ.
3.3.2 Cấu trỳc hệ thống ADSL
Mụ hỡnh tham chiếu của hệ thống được định nghĩa theoT1.413i2 bao gồm:
Mạch vũng thuờ bao: Là đụi dõy đồng xoắn nối cụm thuờ bao và tổng đài