MỞ ĐẦU Truy nhập băng rộng phát triển với tốc độ nhanh chóng, ngƣời sử dụng không chỉ mong muốn đƣợc cung cấp các dịch vụ dữ liệu nhƣ truy nhập internet mà còn muốn kết hợp trên đó cả các dịch vụ khác nhƣ VoIP, các dịch vụ video, game trực tuyến và cao hơn nữa là HDTV – một dịch vụ đòi hỏi nhiều băng thông. Không chỉ các doanh nghiệp cần các dịch vụ tốc độ cao mà ngƣời dùng cá nhân cũng có nhu cầu kết nối tốc độ cao cho công việc và cũng nhƣ giải trí. Các dịch vụ game online, dịch vụ giám sát từ xa, điều khiển từ xa ngày càng đƣợc ứng dụng rộng rãi. Các nhu cầu này tạo áp lực cho các nhà khai thác điện thoại cố định truyền thống để nâng cấp dịch vụ băng rộng.
Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày càng cao và giá thành ngày càng giảm. Tốc độ truyền dẫn 100Mbps dần đƣợc thay thế bằng tốc độ Gbps, 10Gbps và thậm chí 40Gbps. Việc này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ truyền tải có thể sử dụng công nghệ ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa hơn. Với công nghệ Ethernet truyền thống trên mạng cáp đồng, khoảng cách truyền dẫn chỉ tính bằng đơn vị hàng chục mét hoặc 100met thì này với hệ thống cáp quang, khoảng cách truyền dẫn tăng hàng trăm nghìn lần lên đến hàng chục Km.
Sử dụng công nghệ Metro Ethernet để cung cấp dịch vụ chất lƣợng cao, đa dạng dịch vụ đến khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ đang là xu hƣớng chung trên toàn thể giới. Doanh số đạt đƣợc từ các dịch vụ cung cấp trên nền mạng Metro Ethernet đến năm 2012 đƣợc dự đoán tăng gấp 3 lần so với năm 2007 từ gần 10 tỷ đô la năm 2007 lên đến hơn 30 tỷ đô la vào năm 2012 (theo chƣơng trình nghiên cứu các dịch vụ mạng mới của nhóm nghiên cứu Vertical Systems Group: www. Hình 0-1: Dự đoán doanh số mảng dịch vụ dựa trên Metro Ethernet Trần Đắc Anh – Lớp K12D2 Luận văn thạc sĩ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trang 9 Chỉ số tăng trƣởng hằng năm của doanh số cung cấp dịch vụ Ethernet vào khoảng 54%. Trong đó dịch vụ truy nhập internet chiếm tỉ trọng lớn nhất.
Hình 0-2: Chỉ số tăng trưởng doanh thu hàng năm các dịch vụ Ethernet Theo số liệu khảo sát của các nhà khảo sát thị trƣờng, hiện tại doanh số các dịch vụ Ethernet tại châu Á cao nhất so với các khu vực khác trên thế giới. Bảng 0-1: Doanh thu mảng dịch vụ Ethernet theo khu vực Doanh số năm Chỉ số tăng Vùng lãnh thổ Đơn vị khảo sát 2008 (Tỉ đô la ) trƣởng hàng năm Asia Pacific $15.5% (Frost & Sullivan) Europe $5 40% (Probe Group) North America $4 57% (Yankee Group) Tại Việt Nam xu hƣớng sử dụng mạng Metro Ethernet để cung cấp dịch vụ cũng không nằm ngoài xu hƣớng chung của thế giới và khu vực. Hiện tại đã có hai nhà cung cấp dịch vụ là FPT và VNPT đã triển khai mạng Metro Ethernet để cung cấp dịch vụ cho ngƣời sử dụng tại Việt nam. Nhà cung cấp dịch vụ VNPT hiện tại mới chỉ có mạng Metro Ethernet tại Hà nội, Thành phố Hồ Chí Minh và Hải phòng đang cung cấp dịch vụ, các tỉnh khác đang trong quá trình triển khai mạng.
Cả hai nhà cung cấp dịch vụ đều sử dụng giải pháp của hãng Cisco System Inc. Vì vậy trong đề tài này, thiết bị đƣợc đo kiểm là thiết bị của hãng Cisco System hiện tại đang đƣợc sử dụng trên thực tế tại Việt Nam. 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 Trần Đắc Anh – Lớp K12D2 Luận văn thạc sĩ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trang 10 cũng có thể ảnh hƣởng đến hàng trăm nghìn, hàng triệu khách hàng. Vì vậy việc đo kiểm hiệu năng mạng Metro là một vấn đề bức thiết cần phải thực hiện. Với những điều kiện về khoa học công nghệ và nhu cầu sử dụng của ngƣời dùng, việc triển khai hệ thống Metro Ethernet là rất cần thiết. Hiện tại ở Việt Nam, nhà cung cấp dịch vụ FPT và VNPT đã triển khai từng bƣớc hệ thống mạng Metro Ethernet và tiến hành cung cấp dịch vụ trên hệ thống mạng này.
Hệ thống mạng Metro Ethernet đã và đang đƣợc triển khai rộng rãi tại Việt Nam và có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu phát triển ví dụ nhƣ: Các dịch vụ có thể triển khai trên Metro Ethernet, Đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet, Metro Backhaul, Chất lƣợng dịch vụ cho mạng Metro Ethernet … Tuy nhiên trong luận văn này xin được nghiên cứu sâu về vấn đề đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet. Đây là vấn đề bức thiết nhất hiện nay vì hệ thống mạng đang trong quá trình triển khai rộng rãi, bƣớc đầu cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Để có thể quản lý đƣợc chất lƣợng dịch vụ thì đo kiểm hiệu năng là một vấn đề cần thiết. Đề tài này giới thiệu qua về hệ thống mạng Metro Ethernet và tập trung vào giải quyết việc đo kiểm hiệu năng hệ thống mạng.
Về đo kiểm thực tế, dựa vào kết quả đo kiểm trên thiết bị Lab của Cisco. Đề tài bao gồm 4 chƣơng: Chƣơng 1- nêu lên các khái niệm chung về metro ethernet: định nghĩa, mô hình phân lớp, các thành phần cơ bản, các dịch vụ cơ bản, ƣu nhƣợc điểm khi khai thác dịch vụ. Chƣơng 2 – Các yêu cầu về hiệu năng cho mạng Metro Ethernet: nêu các định nghĩa về tham số hiệu năng trong mạng Metro Ethernet, cách tính hiệu năng theo lý thuyết. Chƣơng 3- Mô hình triển khai mạng Metro Ethernet tại VNPT: Giới thiệu về công nghệ và mô hình triển khai hệ thống mạng của VNPT tại Việt nam.
Chƣơng 4- Triển khai đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet: Giới thiệu về các thiết bị đo, phƣơng thức thực hiện và trình bày các bƣớc đo kiểm, đƣa ra kết quả đo thực tế. Với khuôn khổ và mu ̣c tiêu của đề tài rô ̣ng lớn , nhƣng kinh nghiê ̣m của bản thân còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Rấ t mong Trần Đắc Anh – Lớp K12D2 Luận văn thạc sĩ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trang 11 nhâ ̣n đƣơ ̣c ý kiế n đóng góp , giúp đỡ quý báu của các thầ y cô giáo cùng các ba ̣n bè, các đồng nghiệp. Xin gƣ̉i lời cảm ơn sâu sắ c nhấ t tới thầ y giáo Vƣơng Đạo Vy, ngƣời đã tâ ̣n tình giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các thầ y , cô giáo trong khoa Điê ̣n tƣ̉ – Viễn thông trƣờng Đa ̣i Ho ̣c Công Nghê ̣ , nhƣ̃ng ngƣời đã hỗ trơ ̣ cho tôi có nhƣ̃ng kiế n thƣ́c quý báu. Cảm ơn sự giúp đỡ , tạo điều kiện của các đồng nghiệp nơi tôi công tác là Công ty Cổ phầ n Viễn thông Tin học Bƣu điện. Trần Đắc Anh – Lớp K12D2 Luận văn thạc sĩ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trang 12 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ METRO ETHERNET 1.1 Khái niệm về Metro Ethernet 1.1 Khái niệm mạng Metro Ethernet Metro đơn giản là phần mở rộng giữa khách hàng và mạng WAN của nhà cung cấp dịch vụ.
Các đối tƣợng khách hàng khách nhau có nhu cầu sử dụng các dịch vụ khác nhau. Thông thƣờng khách hàng đƣợc chia thành các đối tƣợng nhƣ: Các công ty lớn (LEs: Large Enterprises), các công ty vừa và nhỏ (SMB: Small and Medium Businesses), các văn phòng nhỏ (SOHO: Small Office/Home Office), các văn phòng cho thuê (MTU: MultiTenant Units), khu các căn hộ hoặc các căn nhà tổ hợp (MultiDwelling Units). SOHO MTUs LE Customer Metro Edge Core MDUs Data Center SMB Hình 1-1: Mạng Metro Trƣớc đây hệ thống mạng Metro sử dụng công nghệ TDM và chủ yếu sử dụng cho dịch vụ thoại. Với mạng Metro dựa trên nền TDM thƣờng có các kết Trần Đắc Anh – Lớp K12D2 Luận văn thạc sĩ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trang 13 nối từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng là các kết nối E1, nxE1 hoặc kết nối qua mạng SDH.
Với mô hình này, khi khách hàng có nhu cầu nâng cấp đƣờng truyền sẽ rất khó khăn và yêu cầu phải thay đổi hoặc nâng cấp thiết bị phía khách hàng. [2] Với mô hình mới, sử dụng công nghệ Ethernet, phía khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ đều sử dụng kết nối Ethernet. Khi khách hàng có nhu cầu thay đổi băng thông, chỉ cần nhà cung cấp dịch vụ thay đổi băng thông cho khách hàng mà không cần nâng cấp hay thay đổi thiết bị đầu cuối. Với hệ thống cáp quang ngày càng rẻ và đƣợc đầu tƣ rộng rãi, khách hàng có thể nâng cấp đƣờng truyền lên hàng gigabit mà không cần phải thay đổi thiết bị phần cứng của mình.
Hình 1-2: Kết nối: mô hình TDM và mô hình Ethernet 1.2 Mô hình phân lớp mạng MEN Mô hình phân lớp mạng MEN theo lý thuyết đƣợc chia làm 3 lớp. Lớp dịch vụ Ethernet Ethernet Services Layer hỗ trợ các dịch vụ thông tin dữ liệu Ethernet lớp 2 (trong mô hình OSI). Lớp dịch vụ truyền tải Transport Services Layer bao gồm một hoặc nhiều dịch vụ truyền tải. Và tùy chọn lớp dịch vụ ứng dụng dịch vụ hỗ trợ các ứng dụng truyền tải dựa trên dịch vụ Ethernet lớp 2.
Mô hình phân lớp mạng MEN dựa trên quan hệ client/server. Hơn nữa, mỗi lớp có thể bao gồm các thành phần thuộc mặt phẳng quản lý, giám sát và dịch vụ. Mô hình phân lớp mạng MEN đƣợc biểu diễn nhƣ trong hình 1-3.[4] Trần Đắc Anh – Lớp K12D2 Luận văn thạc sĩ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trang 14 Management Plane Control Plane Application Services Layer (e., IP, MPLS, PDH, etc.) Data Plane Ethernet Services Layer (Ethernet Service PDU) Transport Services Layer (e.1, SONET/SDH, MPLS) Hình 1-3: Mô hình phân lớp mạng MEN 1.1 Ethernet Services Layer Lớp Ethernet Services Layer, còn đƣợc gọi là lớp ETH Layer, có nhiệm vụ chuyển giao các dịch vụ kết nối theo địa chỉ MAC Ethernet và truyền các dịch vụ Ethernet qua các giao diện đƣợc định nghĩa sẵn và các điểm tham chiếu kết hợp. Lớp ETH layer cũng có nhiệm vụ nhận diện các dịch vụ về khả năng quản trị, điều hành, giám sát, bảo dƣỡng để cung cấp các dịch vụ kết nối Ethernet.2 Transport Services Layer Lớp Transport Layer, còn đƣợc gọi là lớp TRAN Layer, cung cấp các kết nối giữa các thành phần chức năng của lớp ETH layer trong một dịch vụ độc lập.