Hình 4-9: Lắp đặt các thiết bị trong phòng Lab
Các thiết bị đƣợc đấu nối vật lý nhƣ Hình 4-10:
N-PE2 2.2.2.2 192.1 68.13 .0/24 192.16 8.23.0 /24 N-PE3 3.3.3.3 192.168.14.0/24 192.168.25.0/24 192.168.12.0/24 Tester1 U-PE1 4.4.4.4 U-PE2 5.5.5.5 Ten1/4 .1 Ten1/0/1 .3 .1 Ten1/1 .1 Ten1/0/0 .4 Ten3/0/1 Ten3/0/0 .5 Ten2/3 .2 Ten2/4 .2 Ten2/2 .2 N-PE1 1.1.1.1 Tester 2 Tester 3 192.168.45.0/24 Tester4 Tester3
Ten1/0/1 Ten3/0/1 Ten1/0/1
Ten1/0/0 .5 Ten1/0/0 .3 Ten3/0/0 .4
Các thiết bị UPE1, UPE2, NPE1, NPE2, NPE3 sử dụng thiết bị Cisco 7609. Thiết bị Tester sử dụng thiết bị TestCenter của Spirent. Kết nối giữa thiết bị mạng với nhau và giữa các thiết bị mạng và thiết bị tester sử dụng kết nối 10Gbps. Chi tiết các kết nối nhƣ sau:
Bảng 4-5: Thông tin giao diện kết nối
S TT
Tên thiết bị
Tên cổng Địa chỉ IP Kết nối
đến
Ghi chú 1 UPE1 Tengigabit 3/0/0 192.168.45.4/24 UPE2
Tengigabit 1/0/0 192.168.14.4/24 NPE1 2 UPE2 Tengigabit 3/0/0 192.168.45.5/24 UPE1 Tengigabit 1/0/0 192.168.25.5/24 NPE2 3 NPE1 Tengigabit 1/1 192.168.14.1/24 UPE1 Tengigabit 1/2 192.168.12.1/24 NPE2 Tengigabit 1/4 192.168.13.1/24 NPE3 3 NPE2 Tengigabit 2/2 192.168.25.2/24 UPE2 Tengigabit 2/3 192.168.12.2/24 NPE1 Tengigabit 2/4 192.168.23.2/24 NPE3 3 NPE3 Tengigabit 1/0/0 192.168.13.3/24 NPE1 Tengigabit 1/1/1 192.168.23.3/24 NPE2
Để kiểm tra hiệu năng mạng, sử dụng hai thiết bị UPE đấu trực tiếp với nhau, mỗi thiết bị cấu hình 16.000 khách hàng truyền dữ liệu cho nhau trên mạng Metro Ethernet. Mỗi thiết bị kết nối 8.000 khách hàng truyền đồng thời trên mạng.
4.2.1 Cấu hình các thiết bị được đo kiểm
Sau khi thực hiện kết nối vật lý các thiết bị, tiến hành cấu hình các tham số cơ bản để các thiết bị có thể kết nối với nhau. Các tham số cơ bản bao gồm:
- Cấu hình các thông số quản lý: bao gồm các thông số quản lý về ngƣời truy nhập, hình thức truy nhập.
- Cấu hình giao diện: cấu hình địa chỉ IP cho giao diện, cấu hình VLAN. Địa chỉ IP của các thiết bị tuân theo bảng 4-5.
- Cấu hình giao thức định tuyến: Giao thức định tuyến sử dụng là OSPF. Để quản lý lƣu lƣợng và tăng khả năng mềm dẻo trong chuyển tiếp gói tin sử dụng MPLS.
Để có thể thực hiện các dịch vụ Metro Ethernet trên mạng cần cấu hình dịch vụ kết nối. Ở đây sử dụng dịch vụ E-Line để kết nối từ UPE1 và UPE2. Các dịch vụ Metro Ethernet đều đƣợc sử dụng thông qua kênh EVC. Với mô hình EVC, mỗi giao diện đƣợc xem là tập của những luồng Ethernet (EFP: Ethernet Flow Point). Cisco đƣa ra khái niệm service instance (mẫu dịch vụ) tƣơng ứng với các luồng Ethernet EFP. Mỗi giao diện có thể có nhiều service instance tƣơng ứng với các khách hàng khác nhau hoặc cùng một khách hàng sử dụng các dịch vụ khác nhau. Sự mềm dẻo của service instance cho phép ánh xạ các dịch vụ khác nhau (E-Line, E-LAN, E-Tree) và các khách hàng khác nhau (tùy theo VLAN khách hàng).
Để cho phép 16.000 khách hàng khác nhau cùng tham gia trao đổi dữ liệu trên mạng có 16.000 service instance trên cả hai thiết bị UPE. Mỗi thiết bị khởi tạo 16.000 service instance với hai VLAN dịch vụ là VLAN 100 và VLAN 200 và. Các khách hàng có thể có tên VLAN giống nhau, nhƣng để dễ phân biệt, ở đây khởi tạo 8.000 VLAN khách hàng trên mỗi thiết bị UPE. Với 2 VLAN dịch vụ cho phép hai khách hàng cùng tên VLAN kết nối đến nhà cung cấp nên sẽ có 8.000 VLAN khách hàng khác nhau đánh số từ VLAN1 đến VLAN 4000 đƣợc lien kết đến 2 VLAN dịch vụ khác nhau là VLAN 100 và VLAN 200.
Mô hình khởi tạo dịch vụ thông qua các câu lệnh sau: service instance 1 ethernet
encapsulation dot1q 100 second-dot1q 1 xconnect 5.5.5.5 1 encapsulation mpls service instance 2 ethernet
encapsulation dot1q 100 second-dot1q 2 xconnect 5.5.5.5 2 encapsulation mpls ...
service instance 8000 ethernet
encapsulation dot1q 200 second-dot1q 4000 xconnect 5.5.5.5 8000 encapsulation mpls
Chi tiết các câu lệnh cấu hình cho thiết bị đƣợc đo kiểm (thiết bị Cisco 7609 mang vai trò UPE1 và UPE2) xin tham khảo phụ lục 1.
4.2.2 Cấu hình thiết bị Tester
Khởi tạo trên 8k host trên Tester 1 và 8k host trên Tester 2. Từ tester 1 truyền đến cổng của Tester 3 và từ Tester 2 truyền đến tester 4. Thời gian truyền các gói tin là 30 giây.
Hình 4-11: Tạo 8K host trên thiết bị Tester
Để giả lập lƣu lƣợng nhƣ thực tế, ta có thể thiết lập nhiều loại gói tin với kích thƣớc khác nhau. Cụ thể trong bài đo này thiết lập sáu loại gói tin với độ kích thƣớc 128 byte, 512 byte, 1024 byte, 4096 byte và 9000 byte. Tỉ lệ số lƣợng gói tin mỗi loại là nhƣ sau. Thiết lập tỉ lệ các gói tin có kích thƣớc khác nhau trên TestCenter đƣợc mô tả nhƣ Hình 4-12. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4-12: Thiết lập tỉ lệ các gói tin có kích thước khác nhau
Ta có thể xem trƣớc lƣu lƣợng sẽ đƣợc chuyển nhƣ Hình 4-13
4.3 Đánh giá các kết quả thu đƣợc từ test
Thời gian truyền và nhận các gói tin là 30 giây. Tuy nhiên trong khoảng thời gian đó chúng ta có thể quan sát đƣợc lƣu lƣợng truyền theo thời gian thực từ điểm này đến điểm khác thông qua phần mềm TestCenter.
Hình 4-14: Kết quả Test đo được trên Tester
Sau thời gian truyền 30 giây, kết quả đo đƣợc nhƣ sau:
Kết quả tại máy đo cho thấy số lƣợng gói tin nhận đƣợc tại đầu thu bằng số lƣợng gói tin gửi ra tại đầu phát. Nhƣ vậy không có mất mát gói tin, hay tỉ lệ mất khung trong khoảng thời gian 30 giây bằng không.
Độ trễ khung trung bình trong khoảng thời gian 30 giây cho các kết nối khác nhau nằm trong khoảng 120,76µs đến 121,63 µs. Độ trễ có thể đáp ứng rất tốt cho các nhu cầu truyền dữ liệu, video, voice trên mạng thực tế (theo chuẩn ITU-T G.114 thì độ trễ cho các ứng dụng đƣợc khuyến nghị nhỏ thua 150ms)
Hình 4-15: Tác động của độ trễ đến sự hài lòng của người sử dụng dịch vụ (theo ITU-T G.114)
Độ trôi khung dịch vụ cho từng kết nối cũng rất nhỏ, chỉ nằm trong khoảng 0,20µs đến 0,34µs. Độ trễ này là chấp nhận đƣợc cho các dịch vụ voice, video, data.
Packet Loss: 0 packet Loss
Latency: 120.9us~121.63us
Jitter: 0.20us~0.34us
Những tham số hiệu năng này chịu ảnh hƣởng của những yếu tố: bộ đệm của thiết bị đƣợc đo kiểm, thời gian đo kiểm, chất lƣợng đƣờng truyền, loại lƣu lƣợng. So với môi trƣờng mạng thực tế và môi trƣờng phòng Lab thì các yếu tố liên quan đến thiết bị và thời gian đo kiểm là giống nhau, chỉ khác nhau ở yếu tố chất lƣợng đƣờng truyền và lƣu lƣợng.
Về thiết bị đƣợc test sử dụng Cisco router 7600 với bộ điều khiển SUP 720 có năng lực xử lý cao đến 720Gbps. Thiết bị sử dụng trƣờng chuyển mạch dùng chung có bộ đệm đến 512KB và bộ nhớ Ram 512MB, hàng đợi cho phép đến 4 hàng đợi song song nên ảnh hƣởng về hiệu năng tại thiết bị là rất nhỏ.
Về thời gian test là 30 giây cho phép quan trắc lƣu lƣợng cho một kết nối thông thƣờng. Đây cũng là thời gian mà các nhà khai thác dịch vụ yêu cầu đo kiểm (VNPT, Viettel) trong thực tế. Vì vậy kết quả đo kiểm phản ánh trung thực hiệu năng hệ thống mạng trong thực tế.
Bài test này đƣợc thực hiện trong phòng Lab, môi trƣờng truyền tƣơng đối lý tƣởng. Tuy nhiên bài test đƣợc thực hiện với số lƣợng gói tin lớn với kích thƣớc đa dạng, đƣợc truyền hai chiều nên cũng phần nào sát với thực tế trên mạng thực. Các tham số hiệu năng thƣờng bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố khoảng cách truyền dẫn, số lƣợng các gói tin truyền đồng thời, chất lƣợng đƣờng truyền. Tuy nhiên ở đây đƣờng truyền cáp quang có tốc độ truyền dẫn cao nên độ trễ cũng rất thấp. Theo Annex A khuyến nghị G.114 của ITU-T thì độ trễ theo độ dài 1km cáp quang là khoảng 5 µs. Với khoảng cách truyền dẫn trên hệ thống mạng thực tế dƣới 40Km thì độ trễ do chiều dài cáp quang cũng chỉ khoảng 200µs. Với kết quả đo đƣợc trong phòng Lab, thì độ trễ thực tế trên mạng thực cũng nhỏ thua 400 µs. Độ trễ này là chấp nhận đƣợc với các dịch vụ voice, video và data.
Tỉ lệ mất gói tin thƣờng bị ảnh hƣởng bởi chất lƣợng đƣờng truyền, độ dài truyền dẫn, công suất phát, độ nhạy thu. Với khoảng cách thực tế trong khoảng 10-30km, sử dụng đầu connector và cáp quang đơn mode thì các yếu tố nêu trên
hầu nhƣ không thay đổi giữa thực tế so với trong phòng Lab. Vì trong phòng Lab với khoảng cách nhỏ thua 10m đã phải sử dụng thêm bộ suy hao 10db, trong khi suy hao cho khoảng cách thực tế cho khoảng cách 30Km cũng chỉ khoảng 15db. Tỉ lệ lỗi Bit chỉ khoảng 10-12
đến 10-9 đối với cáp quang, nên trong hệ thống mạng thực tế so với trong phòng Lab yếu tố khoảng cách truyền dẫn hầu nhƣ không ảnh hƣởng đến kết quả đo tham số tỉ lệ mất khung.
Đối với cáp quang đơn mode, độ trôi khung ít khi bị ảnh hƣởng bởi khoảng cách mà chủ yếu bị ảnh hƣởng bởi sự chênh lệch về định thời tại hai đầu thu và phát. Đối với hệ thống mạng MEN, các xung đồng hồ dựa trên đồng hồ nội bộ tại các thiết bị chuyển mạch. Do đó môi trƣờng phòng Lab và môi trƣờng thực tế hầu nhƣ không khác nhau. Vì vậy tham số độ trôi khung đo đƣợc trong phòng Lab so với trên mạng thực tế sẽ không có sự sai khác nhau nhiều.
Với những điều kiện tƣơng đƣơng giữa môi trƣờng phòng Lab và môi trƣờng mạng thực tế, kết quả đo đƣợc trong phòng Lab là kết quả có thể chấp nhận đƣợc để có thể triển khai trên mạng thực tế.
4.4 Tổng kết chƣơng 4
Chƣơng 4 đã trình bày về phƣơng pháp đo kiểm cũng nhƣ quá trình đo kiểm các tham số tỉ lệ mất khung, độ trễ khung và độ trôi khung của mạng Metro Ethernet. Quá trình này đƣợc thực hiện trong phòng Lab nhƣng có kết quả sát với thực tế.
Từ những bài đo đƣợc trình bày ở đây, có thể sử dụng để đo kiểm hiệu năng của mạng trong thực tế. Nếu hệ thống mạng có thể đạt các tiêu chuẩn nhƣ trong bài đo hoàn toàn có thể cung cấp các dịch vụ truy cập internet tốc độ cao, dữ liệu, thoại, IPTV và Video.
Bài đo thực hiện trên thiết bị Cisco 7600 cũng xác nhận rằng thiết bị này hoàn toàn đáp ứng đƣợc về hiệu năng mạng Metro Ethernet theo mô hình triển khai tại VNPT. Hiện tại thiết bị của hãng Cisco đang đƣợc triển khai tại VNPT và sẽ đƣợc đo kiểm các tham số hiệu năng vào tháng 11/2009. Các bài đo kiểm theo phƣơng pháp đo kiểm trong luận văn này đã đƣợc VNPT chấp nhận.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Nhu cầu sử dụng nhiều loại hình dịch vụ tốc độ cao với một đƣờng truyền tốc độ cao từ nhà cung cấp dịch vụ ngày càng lớn. Đặc biệt trong năm 2009 này các dịch vụ về Video on demand, dịch vụ IPTV sẽ đƣợc triển khai và dịch vụ truyền dữ liệu trên mạng 3G sẽ đƣợc triển khai trong thời gian ngắn sắp tới thì nhu cầu về một mạng truyền số liệu tốc độ cao thực sự là vấn đề bức thiết. Mạng Metro Ethernet đã và đang đƣợc triển khai với quy mô trên cả nƣớc tại Việt nam sẽ đáp ứng nhu cầu này.
Luận văn đã trình bày đƣợc các khái niệm về mạng Metro Ethernet cũng nhƣ các dịch vụ sẽ đƣợc cung cấp thông qua hệ thống mạng này. Mạng Metro Ethernet là phân khúc mạng nằm giữa lớp Core và lớp Access, có chức năng tập trung thuê bao và thực hiện các chức năng đảm bảo yêu cầu về chất lƣợng dịch vụ cho khách hàng. Vì vậy hiệu năng cho mạng Metro là rất quan trọng. Nếu không đạt tiêu chuẩn, một lỗi ở hệ thống Metro cũng có thể ảnh hƣởng đến hàng trăm nghìn, hàng triệu khách hàng. Do đó việc đo kiểm hiệu năng mạng Metro là một vấn đề bức thiết cần phải thực hiện.
Luận văn đã trình bày khái niệm về các tham số hiệu năng cũng nhƣ các tính tham số hiệu năng trong mạng Metro Ethernet là các tham số về tỉ lệ mất khung, độ trễ khung và độ trôi khung. Đây là các tham số cơ bản nhằm đánh giá hiệu năng của mạng giúp các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ tốc độ cao tới khách hàng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Luận văn ―Mạng Metro Ethernet‖ cũng đã trình bày đƣợc mô hình triển khai mạng Metro Ethernet tại VNPT, một nhà cung cấp dịch vụ lớn tại Việt nam, nhằm đánh giá vai trò của mạng Metro Ethernet trong mô hình cung cấp dịch vụ của VNPT. Luận văn cung cấp những kiến thức cơ bản nhất của mạng Metro Ethernet cũng nhƣ mô hình triển khai thực tế. Từ đó đã rút ra kết luận về các phƣơng pháp đo kiểm các tham số hiệu năng mạng Metro Ethernet.
Các bài đo đƣợc trình bày là các bài đo thực hiện trong phòng Lab. Tuy nhiên phƣơng pháp đo và các thiết bị đo, các thiết bị đƣợc đo kiểm phù hợp với tình hình thực tế triển khai mạng Metro Ethernet tại Việt nam. Với kết quả đo đạt đƣợc, luận văn đã kết luận thiết bị đƣợc đo kiểm hoàn toàn đáp ứng các tham số hiệu năng khi triển khai trên mạng thực tế tại Việt nam.
Từ những phƣơng pháp đo đã nêu trong đề tài, có thể áp dụng để đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet cho các nhà cung cấp dịch vụ. Nếu các bài đo kiểm các tham số hiệu năng của hệ thống mạng Metro Ethernet trong mạng thực
tế tuân theo phƣơng pháp đo đã nêu trong luận văn thì có thể kết luận mạng đáp ứng yêu cầu về hiệu năng để cung cấp dịch vụ truy cập dữ liệu với tốc độ cao.
Với kết quả đo đƣợc trình bày trong luận văn, có thể kết luận rằng thiết bị đƣợc đo kiểm tƣơng đƣơng triển khai trên mạng thực tế tại Việt nam hoàn toàn đáp ứng các tham số hiệu năng. Các phƣơng pháp đo đƣợc áp dụng trong đề tài, có thể áp dụng để đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet cho các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Một khi việc đo kiểm các tham số hiệu năng của hệ thống mạng Metro Ethernet trong mạng thực tế tuân theo phƣơng pháp đo đã nêu trong luận văn thì có thể kết luận mạng đáp ứng yêu cầu về hiệu năng để cung cấp dịch vụ truy cập dữ liệu với tốc độ cao.
Với hiểu biết còn hạn chế, luận văn có thể còn nhiều thiếu sót. Tôi rất mong muốn đƣợc sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo, các anh chị, bạn bè, đồng nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Thị Thúy Hằng, TS. Lê Nhật Thăng (2007), ―Một số tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ Metro Ethernet‖, Tạp chí Bưu chính viễn thông.
Tiếng Anh
2. Halabi, Sam (2003). Metro Ethernet. Cisco Press
3. MEF forum (2003), Metro Ethernet Services – A technical overview, Metro Ethernet forum White paper
4. MEF forum, MEF 12 - Metro Ethernet Network Architecture, MEF forum Document Specifications
5. MEF forum, MEF 6.1 - Metro Ethernet Services Definitions Phase 2, MEF forum Document Specifications
6. MEF forum, MEF 10.1- Ethernet Services Attributes Phase 2, MEF forum Document Specifications
PHỤ LỤC 1: CÂU LỆNH CẤU HÌNH CÁC THIẾT BỊ UPE
Cấu hình thiết bị UPE1
Cấu hình giao diện kết nối với UPE2
interface TenGigabitEthernet3/0/0
description Connect To Port Ten3/0/0 U-PE2 mtu 9216
ip address 192.168.45.4 255.255.255.0 ip pim sparse-mode
ipv6 address FEC0:0:0:45::4/64 ipv6 enable
ipv6 ospf 1 area 0 mls qos trust dscp mpls traffic-eng tunnels mpls ldp igp sync delay 5 mpls label protocol ldp mpls ip