Đặt vấn đề, tình hình nghiên cứu hiện nay và các vấn đề tồn đọng và nhu cầu phát sinh. Đề xuất các hƣớng giải quyết Chƣơng 2: Tổng quan hệ thống giám sát của ISP. Phần này giới thiệu hệ thống của ISP. Mô hình mạng nhà cung cấp dịch vụ.
Bộ phận giám sát và chức năng. Các thông số cần giám sát trong hệ thống của nhà cung cấp Internet và tầm quan trọng Chƣơng 3: Các phƣơng thức giám sát và công cụ giám sát. Chƣơng này giới thiệu các phƣơng thức giám sát dịch vụ, các công cụ giám sát, thế mạnh của các công cụ, các hạn chế. Ngoài ra, phần này cũng đề cập chi tiết mô hình chất lƣợng dịch vụ trong mạng của nhà cung cấp.
Các thông số cần theo dõi trong hệ thống dịch vụ của ISP. Chƣơng 4: Xây dựng hệ thống giám sát, phân tích, cảnh báo chủ động cho ISP. Phần này sẽ tập trung mô tả hệ thống giám sát mới với nhiều cải tiến, các sensor giám sát dịch vụ cùng các giải thuật xứ lý, giúp khắc phục các nhƣợc điểm của các phần mềm trƣớc. Chi tiết về phƣơng thức giải quyết các hạn chế, giải thuật lập Trang 3 trình, kết quả hiển thị cũng đƣợc nêu trong phần này.
Phần mã lập trình sẽ đƣợc trình bày trong phụ lục. Chƣơng 5: Kết luận và hƣớng phát triển. phần này sẽ bàn luận về kết quả. Ngoài ra, cũng nêu ra những vấn đề mà luận văn chƣa giải quyết đƣợc.
Từ đó, đề xuất cải tiến. Hƣớng dẫn cài đặt các module và phần mềm. Cấu trúc cơ sở dữ liệu. Tài liệu tham khảo Trang 4 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG ISP 2.
Phân chia thành phần của mạng ISP. Mạng của các nhà cung cấp dịch vụ có thể phân làm 3 lớp: - Lớp 1: mạng ngoại vi hay còn gọi là tầng truy nhập (broadband hay access). Lớp này là lớp kết nối các khách hàng vào hệ thống mạng của ISP. Nó đƣợc thiết lập dựa trên chủ yếu là các hạ tầng sẵn có của 1 loại hình dịch vụ khác để cung cấp dịch vụ Internet.
Nhƣ mạng điện thoại (cáp đồng) hoặc mạng cáp đồng trục cho mạng truyền hình cáp. Ở Việt Nam, các công nghệ ở lớp truy nhập phổ biến là ADSL bằng hệ thống thiết bị DSLAM, hoặc DOCSIS bằng hệ thống CMTS. Ngày nay, công nghệ mới nhất của lớp truy nhập là mạng cáp quang (Fiber) hoạt động dựa trên cáp quang, cho tín hiệu ổn định, ít nhiễu và băng thông lớn. Các thiết bị đầu cuối thƣờng đƣợc dùng tại nhà khách hàng nhƣ ADSL modem, Cable modem, bộ chuyển đổi quang điện (media converter).
- Lớp 2: tạm gọi là mạng chuyển mạch hay mạng lõi (core) của nhà cung cấp. Ở lớp này, dữ liệu của ngƣời dùng đƣợc định tuyến đi qua mạng của nhà cung cấp. Lớp này đƣợc xây dựng băng những thiết bị chuyên dụng, có khả năng xử lý tốc độc rất cao, lƣu lƣợng cực lớn, cung cấp cho nhiều dịch vụ nhƣ Internet, IPTV, thoại, VPN, datacenter,… Hiện nay, các ISP đều xây dựng hệ thống trên nền tảng công nghệ chuyển mạch nhãn, vốn cung cấp khả năng chuyển mạch mềm dẽo và linh hoạt, giúp nhà cung cấp khai thác đƣợc dịch vụ đa dạng, sử dụng hạ tầng hiệu quả. - Lớp 3: gồm các router đóng vai trò là cổng Internet trong nƣớc và quốc tế.
Mọi dữ liệu của ngƣời dùng đều đƣợc chuyển qua các Router này. Lớp này chịu trách nhiệm kết nối mạng của nhà cung cấp với các nhà cung cấp khác và phần còn lại của thế giới. - Ngoài ra: để cung cấp dịch vụ Internet, các ISP cũng phải có hệ thống server hỗ trợ việc cung cấp dịch vụ nhƣ: DHCP, LDAP, TACACS, hệ thống NSM, Trang 5 database server, Accouting System, Helpdesk system, NOC (Network Operator Center) Sơ đồ mô tả hệ thống mạng của nhà cung cấp dịch vụ: Hình 2.1: Mô hình mạng của ISP 2. Bộ phận giám sát (NOC) và chức năng Để vận hành hệ thống cung cấp dịch vụ, các ISP đều duy trì đội ngũ trực 24/7, nhằm phát hiện các sự cố xảy ra trên hệ thống.
Phối hợp các bên liên quan để tiến hành xử lý sự cố một cách nhanh nhất, khôi phục dịch vụ và giảm thiểu thiệt hại. Bộ phận giám sát căn cứ vào các công cụ giám sát nhƣ phần mềm giám sát, cảnh báo, email, tin nhắn để xác định sự cố. Từ đó phần tích nguyên nhân và xử lý sự cố. Các công cụ giám sát thƣờng dùng trong việc giám sát dịch vụ của các ISP: - NMS: Nagios, WhatsUp Gold, HP OpenView, solarwind.
- WeatherMaps Trang 6 - MRTG Ngoài hoạt động giám sát, các ISP cần thông kê có sự cố, cũng nhƣ đánh giá tính khả dụng của hệ thống thông qua nhiều thông số nhƣ: thời gian khả dụng của thiết bị, băng thông khả dụng, hiệu năng hoạt động, throughput đi qua thiết bị,… Việc cảnh báo đƣợc thực hiện bằng nhiều biện pháp: email, SMS, điện thoại,… Đề hỗ trợ quản lý sự cố, các ISP thƣờng dùng các phần mềm quản lý ticket. Giúp theo dõi sự cố từ lúc phát sinh cho đến khi giải quyết xong. Để tiếp nhận các sự cố, các phần mềm helpdesk đƣợc sử dụng, thƣờng sẽ tích hợp các công cụ quản lý ticket. Chi tiết hơn về các thành phần trong hệ thống giám sát, tham khảo tài liệu số [11].
Các thông số cần giám sát trong mạng dịch vụ (ISP) và các công cụ giám sát Trong hệ thống có rất nhiều thiết bị, ISP phải dùng các công cụ giám sát để theo dõi hoạt động của các thiết bị. Theo nhu cầu thực tế, một ISP giám sát đầy đủ hệ thống của mình phải thực hiện giám sát các thông số sau: 1) Trạng thái hoạt động thiết bị, CPU, RAM, nhiệt độ, up/down, nguồn điện,… 2) Trạng thái hoạt động của các cổng vật lý, tuyến quang. 3) Lƣu lƣợng các cổng đấu nối Internet quốc tế, trong nƣớc. 4) Lƣu đồ traffic (weathermap) đi qua hệ thống.2: Công cụ weather map cho phép xem các luồng traffic đi qua hệ thống 5) Các cổng Internet Quốc tế, trao đổi định tuyến thông qua giao thức BGP.
6) Các dịch vụ mà ISP truyền trong mạng. 7) Tình trạng hoạt động của các dịch vụ mà ISP đang cung cấp (Ví dụ: IPTV, VPN, VOIP). 8) Chất lƣợng dịch vụ: thông qua các hiện tƣợng nghẽn, rớt gói tin khi truyền dẫn qua mạng Core. 9) Ngƣời quản trị thao tác thay đổi cấu hình thiết bị hệ thống và sự ảnh hƣớng lên các dịch vụ hiện có.3: Phần mềm giám sát cacti, thế mạnh về graph và lƣu đồ Hình 2.4: Phần mềm giám sát solarwind, thế mạnh về độ tin cậy và tức thời.
Để giám sát các thông số trên, ISP cần sử dụng các công cụ giám sát hệ thống. Tuy nhiên không phải phần mềm nào cũng đáp ứng đủ các tính năng nêu trên. Các tính năng từ 1) đến 4) có thể dùng các công cụ giám sát nhƣ Cacti, Solarwind để theo dõi. Tuy nhiên, tính năng từ 5) đến mục 9) hiện nay không có phần mềm nào đáp ứng.
Thông thƣờng, bộ phận quản trị phải theo dõi kết hợp với các dữ liệu log phát sinh trong quá trình hoạt động của thiết bị để phát hiện sự cố. Hoặc khi sự cố xảy ra mới kết nối đến thiết bị để kiểm tra. Vì vậy, việc xử lý là hết sức thụ động. Trang 9 CHƢƠNG 3: CÁC GIAO THỨC VÀ CÔNG CỤ GIÁM SÁT 3.
Giao thức phục vụ giám sát 3. Giao thức SNMP: SNMP (Simple Network Management Protocol) là một giao thức quản lý mạng cho phép một chƣơng trình quản lý giao tiếp, cấu hình, hoặc điều khiển thiết bị ở xa có hỗ trợ SNMP agent. Ý tƣởng cơ bản của SNMP là có một chƣơng trình (hay một agent) hoạt động trên hệ thống ở xa mà ta có thể giao tiếp đƣợc qua mạng. Agent này có thể giám sát hệ thống và thu thập thông tin.
Manager (trên máy quản lý) gởi các bản tin tới agent ở xa để yêu cầu thông tin hoặc thực thi một nhiệm vụ. SNMP là một giao thức vẫn đang phát triển và có nhiều phiên bản khác nhau. Phiên bản đầu tiên SNMPv1 vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi, và các phiên bản sau phải tƣơng thích với phiên bản này. Phiên bản thứ hai có nhiều biến thể.
SNMPv2 Classic đƣợc thay thế bởi SNMPv2 community-based (hay SNMPv2c), hai phiên bản an toàn hơn đó là SNMPv2u và SNMPv2*. Phiên bản SNMPv3 giải quyết đƣợc vấn đề khác nhau giữa SNMPv2u và SNMPv2* , đang đƣợc sử dụng ngày càng phổ biến. SNMP dùng chuỗi community để kiểm soát việc truy cập. Để truy cập tới thiết bị, ta phải đƣa ra chuỗi community, điều này giống nhƣ là mật khẩu (password).
Sự khác biệt chính là cách dùng chuỗi này: chuỗi community giống nhau sẽ đƣợc chia sẻ bởi một nhóm hoặc một tập hợp thiết bị, mục đích là tạo một nhóm thiết bị hơn là cung cấp bảo mật. Syslog & Analyzer [3] Trong quá trình hoạt động của các thiết bị, nhiều tập tin ghi log đƣợc phát sinh và ghi lại diễn tả tất cả trạng thái động theo thời gian, nhằm phục vụ việc khắc phục sự cố về sau. Vấn đề nảy sinh khi có quá nhiều thiết bị trên hệ thống và việc phân tích log của từng thiết bị để biết lỗi xảy ra ở đâu, là một điều vô cùng khó khăn. Vì vậy, giao Trang 10 thức Syslog đã đƣợc ra đời nhằm tập trung hóa việc ghi log cho nhiều thiết bị.
Các thông điểm (messages) đƣợc gởi về 1 server tập trung, sau đó đƣợc phần mềm phân loại và ghi vào hệ cơ sở dữ liệu hoặc file, phục vụ việc phân tích. Dựa trên những thông tin lƣu trữ, các phƣơng pháp phân tích log đã đƣợc áp dụng nhằm giúp ngƣời quản trị phân tích sự cố một cách hiệu quả và chính xác hơn. Syslog hoạt động trên giao thức TCP, port 514. Tính năng chính của syslog là: • Truyền log tin cậy: việc truyền log dùng giao thức TCP đảm bảo các message không bị mất.
• Log an toàn (secure) dùng TLS (Transport Layer Security) • Lƣu giữ log message trong database (MySQL, Oracle, PostgreSQL, SQLite) cho phép dễ dàng tìm kiếm và tƣơng tác với các ứng dụng phân tích log. • Hỗ trợ Ipv4 và Ipv6 3. Giao thức telnet: [2] TELNET (viết tắt của TErminaL NETwork) là một giao thức mạng (network protocol) đƣợc dùng trên các kết nối với Internet hoặc các kết nối tại mạng máy tính cục bộ LAN. Tài liệu của IETF, STD 8, (còn đƣợc gọi là RFC 854 và RFC 855) có nói rằng: Mục đích của giao thức TELNET là cung cấp một phƣơng tiện truyền thông chung chung, có tính lƣỡng truyền, dùng độ rộng 8 bit, định hƣớng byte.
