Quản lý mạng viễn thông telecommunication network management

GIỚI THIỆU CHUNG11  Q uản lý mạng liên quan tới việc lập kế hoạch, tổ chức, giám sát, tài khoản, và kiểm soát các hoạt động và nguồn tài nguyên để duy trì các dịch vụ mạng khả dụng và c

Quản lý mạng viễn thông Telecommunication Network Management

Giảng viên: Lê Hải Châu

Bài giảng môn học

1

Thông tin môn học

 Nghe giảng lý thuyết: 20 tiết

 Bài tập/Thảo luận: 4 tiết

 Thí nghiệm, thực hành: 6 tiết

 Tham gia học tập trên lớp (chuyên cần): 10%

 Tiểu luận và thảo luận trên lớp: 10%

 Thực hành: 10%

 Kiểm tra trong kỳ học tập: 10%

 Kiểm tra cuối kỳ: 60%

2

Mục tiêu và yêu cầu môn học

Mục tiêu:

Cung cấp những kiến thức cơ bản về quản lý mạng viễn thông

để qua đó hiểu được các cơ chế, kỹ thuật cũng như giao thức

quản lý và giám sát mạng viễn thông.

3

Nội dung môn học

Chương 2: Giao thức quản lý mạng SNMP

2.1 Giới thiệu chung về SNMP

2.2 Quản lý truyền thông SNMP

2.3 Cấu trúc thông tin quản lý MIB

2.4 Cơ sở thông tin quản lý MIB

2.5 SNMPv2 vs SNMPv3

Chương 1: Tổng quan quản lý mạng

1.1 Giới thiệu chung

1.2 Các yêu cầu quản lý mạng

1.3 Các cách tiếp cận trong quản lý mạng

1.4 Kiến trúc quản lý mạng

1.5 Mạng quản lý viễn thông

4

Nội dung môn học

Chương 4: Quản lý mạng thực tiễn

4.1 Quản lý mạng IP

4.2 Quản lý mạng MPLS

4.3 Quản lý mạng truyền thông quang

Chương 3: Giám sát từ xa RMON

3.1 Nguyên lý chung

3.2 Các phương pháp giám sát từ xa mạng

3.3 Giám sát từ xa RMON

5

Tài liệu

1 Học liệu bắt buộc

[1] Hoàng Trọng Minh, et al., Bài giảng Quản lý mạng viễn thông

2 Học liệu tham khảo

[1] Steven T Karris, “NETWORKS Design and Management”, Second Edition, Orchard Publications, 2009.

[2] Sebastian Abeck, et al., “Network Management: Know It All”, Morgan Kaufman, 2009.

[3] Gilbert Held: Managing TCP/IP Networks John Wiley & Sons, 2000.

[4] Patricia M., Kornel T., “MODERN TELECOMMUNICATIONS”, CRC Press Taylor & Francis Group, 2010.

6

Tiểu luận môn học

 5 sinh viên/nhóm

 Báo cáo tiểu luận (không quá 30 trang)

 Slide và trình bày nội dung (30-35 phút)

Thời hạn nộp báo cáo: Tuần 8

7

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MẠNG VIỄN THÔNG

 Giới thiệu chung.

 Các yêu cầu quản lý mạng.

 Các quan điểm và cách tiếp cận trong quản lý mạng.

 Kiến trúc quản lý mạng.

 Mạng quản lý viễn thông.

8

GIỚI THIỆU CHUNG

9

GIỚI THIỆU CHUNG

1990 1980

1970

Public Switched Telecommunication Network (PSTN)

Intelligent Network Internet (IN)

Open Systems Interconnection Internet (OSI)

Commercial Mobile Radio Systems

2000

NGNs

IP Internet (IP) private quasi-public

10

GIỚI THIỆU CHUNG

11

 Q uản lý mạng liên quan tới việc lập kế hoạch, tổ chức, giám sát, tài

khoản, và kiểm soát các hoạt động và nguồn tài nguyên để duy trì các dịch vụ mạng khả dụng và chính xác

 Q uản lý mạng được định nghĩa là sự thực thi của tập chức năng

cần thiết để kiểm soát, lập kế hoạch, phân bổ, triển khai, phối hợp

và giám sát các nguồn tài nguyên của một mạng viễn thông hoặc mạng máy tính

 Quản lý mạng có thể bao gồm cả chức năng quy hoạch mạng lưới

ban đầu, phân bổ tần số, xác định trước lưu lượng, ủy quyền phân phối khóa bảo mật, quản lý cấu hình, quản lý lỗi, quản lý an toàn, quản lý hiệu năng và quản lý tài khoản

Bộ tập trung

Nhận thực/

truy nhập

an toàn/ mã hoá thông

tin

Thiết bị truyền dẫn, chuyển mạch, định tuyến

Các hệ thống và dịch vụ quản lý

12

CÁC YÊU CẦU QUẢN LÝ

 Chức năng giám sát có nhiệm vụ thu thập liên tục các thông tin về trạng thái của các tài nguyên được quản lý sau đó chuyển các thông tin này dưới dạng các sự kiện và đưa ra các cảnh báo khi các tham số của tài nguyên mạng được quản lý vượt quá

ngưỡng cho phép.

 Chức năng điều khiển có nhiệm vụ thực hiện các yêu cầu của người quản lý hoặc các ứng dụng quản lý nhằm thay đổi trạng thái hay cấu hình của một tài nguyên được quản lý nào đó.

 Chức năng đưa ra báo cáo có nhiệm vụ chuyển đổi và hiển thị các báo cáo dưới dạng mà người quản lý có thể đọc, xem xét toàn cảnh hoặc tìm kiếm, tra cứu thông tin được báo cáo.

CÁC CHỨC NĂNG QUẢN LÝ CƠ BẢN

13

YÊU CẦU CỦA NGƯỜI ĐIỀU HÀNH QUẢN LÝ MẠNG

 Khả năng giám sát và điều khiển mạng cũng như các thành phần của hệ thống máy tính từ đầu cuối đến đầu cuối.

 Có thể truy nhập và cấu hình lại từ xa các tài nguyên được quản lý.

 Dễ dàng trong việc cài đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống quản lý cũng như các ứng dụng của nó.

 Bảo mật hoạt động quản lý và truy nhập của người sử dụng, bảo mật truyền thông các thông tin quản lý.

 Có khả năng đưa ra các báo cáo đầy đủ và rõ nghĩa về các thông tin quản lý.

 Quản lý theo thời gian thực và hoạt động quản lý hàng ngày được thực hiện một cách tự động.

 Mềm dẻo trong việc nâng cấp hệ thống và có khả năng tương thích với nhiều công nghệ khác nhau.

 Có khả năng lưu trữ và khôi phục các thông tin quản lý.

14

CÁC KỊCH BẢN QUẢN LÝ MẠNG

 Yêu cầu quản lý khách hàng: Về loại hình

dich vụ, chất lượng dịch vụ -> tài nguyên hệ thống.

 Lưu trữ dữ liệu phân tán.

 Bản đồ số tập trung.

 Hệ thống chia sẻ tài liệu.

 Hệ thống trợ giúp người điiều hành.

15

Khía cạnh quản lý mạng theo mô hình OSI

quốc tế ISO ban hành trong series X.7xx.

giao thức CMIP/ CMIS (Common Management Information Protocol - Common Management Information Service) bao gồm các giao thức quản lý và các ứng dụng cho việc quản lý

mạng.

thông tin, tổ chức, chức năng và truyền thông.

16

Khía cạnh chức năng trong mô hình quản lý OSI

17

Khía cạnh tổ chức của nhiệm vụ quản lý mạng

 Định nghĩa tiến trình quản lý hỗ trợ tiến trình kinh doanh

với nhiều luật khác nhau.

 Định nghĩa các vùng có các chính sách và thủ tục quản lý

riêng biệt.

 Xác định giao diện giữa các vùng nhằm trao đổi thông tin

quản lý và các hoạt động quản lý.

 Quy hoạch và thiết lập hạ tầng quản lý nhằm tạo ra các thủ tục cải thiện tiến trình quản lý và các công cụ quản lý cần

thiết.

 Thiết lập một cấu trúc tổ chức và điều hành để thực hiện

quản lý Bao gồm: Hệ thống điều hành, quản trị, lập kế

hoạch, phân tích và trợ giúp đièu hành.

18

Khía cạnh thời gian của quản lý mạng

CÁC QUAN ĐIỂM VÀ CÁCH TIẾP CẬN TRONG QLMCÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN QUẢN LÝ MẠNG

Giảm bớt độ phức tạp và thời gian

21

Quản lý ẩn

 Hệ thống tự khởi tạo và điều hành.

 Tất cả các chức năng quản lý được thực hiện bằng các module phần cứng và phần mềm một cách tự động.

Có thể kết hợp hai phương pháp quản lý ẩn và hiện trong cùng một hệ thống.

Trong giai đoạn thiết kế, các chức năng quản lý mạng được nhìn nhận dưới các góc độ khác nhau.

Người sử dụng và nhà quản trị phân biệt các chức năng nguyên thủy và các chức năng quản lý nhằm lựa chọn phương pháp quản lý theo thực tế.

22

Quản lý tập trung

23

Quản lý phân cấp

24

Quản lý phân tán – quản lý ngang cấp

25

Quản lý lai ghép

 Tổ hợp của kiến trúc phân tán và kiến trúc phân cấp

26

Quản lý hướng đối tượng

27

Quản lý tích hợp

28

QUAN ĐIỂM QUẢN LÝ MANAGER - AGENT

Polling Gửi thông báo

29

MÔ HÌNH QUAN HỆ MANAGER-AGENT

Quản lí chức năng

Quản lí chức năng

Các mệnh lệnh Các đáp ứng Các thông báo

Người điều

hành

30

KIẾN TRÚC QUẢN LÝ MẠNG

31

Các cơ chế quản lý mạng

 Thực hiện thông qua các giao thức quản lý

mạng.

 Cung cấp các cơ chế thu thập, thay đổi và

truyền các dữ liệu quản lý mạng qua mạng.

MẠNG QUẢN LÝ VIỄN THÔNG TMN

ITU-M.30xx nhằm cung cấp khả năng quản lý mạng đa

chức năng với hai mục đích chính:

• Quản lý tập trung hệ thống mạng của nhiều nhà khai thác khác nhau.

• Tối ưu hoá các chức năng của mạng, tiêu chuẩn hoá và

nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS) đến người dùng.

33

NGUYÊN LÝ CHUNG VÀ CÁC KHUYẾN NGHỊ

 ITU-T M.3100 (1995) định nghĩa: “ TMN là một mạng

riêng liên kết các mạng viễn thông tại những điểm khác nhau để gửi/nhận thông tin đi/đến mạng và để điều khiển các hoạt động của mạng”.

mạng viễn thông bằng các đường thông tin riêng và các giao diện đã được chuẩn hoá.

thông mà còn quản lý một phạm vi lớn về thiết bị, phần mềm và những dịch vụ trên mỗi mạng.

34

Ưu điểm của mô hình quản lý tập trung TMN

•TMN cung cấp khả năng vận hành, bảo dưỡng và giám sát OM&P

(Operation, Maintenance and Provisioning) tập trung thông qua hệ trợ giúp điều hành OSS ( Operations Support System ).

•So với OM&P phân tán, quản lý mạng bằng OSS cho phép người điều hành mạng thao tác và giám sát hiệu quả hơn Việc quản lý tập trung chỉ cần ít người nên giảm được chi phí vận hành mạng.

•Nâng cao hiệu quả của các công việc như tính cước hay quản lý tài

nguyên mạng.

•Tự động hoá khả năng OM&P và triển khai dễ dàng các chức năng mới

35

Phạm vi quản lý của TMN

 Các mạng công cộng và mạng dùng riêng, băng rộng và băng

hẹp, các mạng thông tin di động, các mạng thoại riêng,

mạng riêng ảo và các mạng thông minh.

 Các mạng WAN, LAN, MAN.

 Các mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh.

 Các dịch vụ viễn thông, các dịch vụ kèm theo và đầu cuối

người sử dụng.

36

Quan hệ giữa TMN và mạng viễn thông

Kiến trúc Thông tin

Mô tả thông tin trao đổi giữa các thực thể.

Mô tả đối tượng thông tin.

Mô tả các khối vật lý.

Mô tả giao diện vật lý giữa các khối.

f f

KIẾN TRÚC VẬT LÝ

OSS

MD DCN

NE

X/F/Q3

Qx Qx

40

Quan hệ giữa khối vật lý và khối chức năng quản lý

KIẾN TRÚC THÔNG TIN (1)

Operations/Requests

Responses Notifications/Traps

 Tuân thủ mô hình quản lý Manager Agent trong OSI.

 Giao thức trao đổi thông tin : CMIP/CMIS.

 Hiện tại, TMN hỗ trợ cả SNMP.

42

KIẾN TRÚC THÔNG TIN (2)

Hỗ trợ hai cơ chế truyền thông:

CMISE: Common Management Information Service Element

CẤU TRÚC PHÂN LỚP DỊCH VỤ QUẢN LÝ TMN

Phân cấp quản lý trong TMN

 Các trung tâm quản lý

Command management Alarm management Network map

• Quản lý báo hiệu.

• Quản lý lưu lượng mạng phần tử.

• Hỗ trợ Mediation cho NMC

• Chức năng điều hợp giao diện Q ( Q3 Adapter )

46

• Các cảnh báo housekeeping như cháy nổ, nhiệt độ và tín hiệu

camera được đưa về NMC/ OMC nhằm giám sát nhà trạm từ xa.

•Housekeeping Alarms

•Camera view

Workflow process

47

TMN dưới góc nhìn tích hợp

48

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

 Có nhiều quan điểm, cách tiếp cận, mô hình

khác nhau trong quản lý mạng viễn thông.

 Mô hình quan hệ được sử dụng nhiều nhất

trong lĩnh vực quản lý mạng là mô hình

manager-agent.

 Dựa trên quan điểm quản lý này ITU-T đã

khuyến nghị hệ thống quản lý mạng viễn

thông TMN, ban hành trong series M.30xx.

49

Chương 2:

Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

50

Tổ chức kiến trúc Internet IAB định nghĩa khung quản lý cho mạng Internet dựa trên TCP/IP gồm 3 thành phần chính:

quản lý gọi là cấu trúc thông tin quản lý SMI (Structure

of Management Information);

 Cơ sở dữ liệu ảo chứa các thông tin về thiết bị được quản

lý gọi là cơ sở thông tin quản lý MIB;

diện cho thiết bị được quản lý gọi là giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP.

Giới thiệu chung về SNMP

mềm quản lý mạng

Hệ thống quản lý mạng dựa trên SNMP gồm ba thành phần:

 Bộ phận quản lý (manager)

 Đại diện quản lý thiết bị (agent)

 Cơ sở dữ liệu gọi là Cơ sở thông tin quản lý (MIB)

53

Giới thiệu chung về SNMP

Giới thiệu chung về SNMP

Chức năng của SNMP:

 Cấu hình các thiết bị từ xa: Thông tin cấu hình được gửi

đến máy chủ quản lý từ mạng thông tin quản lý để thực

hiện các tác vụ cấu hình thiết bị

 Giám sát hiệu năng mạng: SNMP được sử dụng để theo

dõi và giám sát tốc độ xử lý của thiết bị và thông lượng

mạng cũng như thu thập thông tin truyền gói tin thành công hay thất bại tại các phần tử mạng;

Giới thiệu chung về SNMP

Chức năng của SNMP:

 Phát hiện lỗi mạng hoặc các truy nhập không phù hợp:

Các cảnh báo được cấu hình trên các thiết bị nhằm phát hiện có sự kiện vượt ngưỡng cho phép SNMP cho phép các thông tin cảnh báo được chuyển tới hệ thống quản lý nhằm có các giải pháp phù hợp;

 Giám sát mức sử dụng: SNMP được sử dụng để giám sát

mức độ sử dụng, hiệu suất của cả thiết bị mạng và chiếm dụng của người dùng, nhóm người dùng hoặc kiểu dịch

vụ

Giới thiệu chung về SNMP

56

Đặc điểm:

 Giao thức SNMP được dựa trên cơ chế yêu cầu - đáp ứng bất đồng bộ và bổ sung cơ chế thăm dò với bẫy gián tiếp tại thiết bị được quản lý.

 SNMP hoạt động theo phương thức phi kết nối trên giao thức UDP nhằm để đơn giản trong các cải thiện với mô hình nhiều Agent.

 Không thích hợp cho các chức năng cấu hình, điều khiển từ xa.

 Các ứng dụng kiểm tra và xử lý sự cố đang được phát triển dựa trên SNMP

57

 Management Information Base v2 (MIB-2)

 Chỉ gồm 4 thao tác: get, getnext, set và trap

 Hiệu suất thấp, kém bảo mật

58

 SNMP v2:

 Bổ sung hai thao tác: getbulk, notification,

inform, report

 Bổ sung một số kiểu dữ liệu trong SMI

(Integer32, Counter32, Gauge32 …)

 Bổ sung cơ chế bảo mật

 RFC 3411, RFC 3412, RFC 3413, RFC 3414, RFC 3415.

 Mục tiêu: Bổ sung cơ chế bảo mật cho giao thức QLM với 3 trọng tâm:

 Xác thực user (user authentication)

 Xác thực thông tin (message authentication)

 Mã hóa thông tin (message encryption)

60

Các tiêu chuẩn bổ sung

61

 RFC 3512 (2003) cung cấp chỉ dẫn cấu hình cụ thể liên quan tới các nhà cung cấp thiết bị mạng, các nhà phát triển ứng dụng quản lý và những vấn đề liên quan tới yêu cầu, phát triển công nghệ mạng nhằm cải thiện khả năng của SNMP trong việc cấu hình mạng và thiết bị

 RFC 3781 (2004) định nghĩa cấu trúc thông tin quản lý mạng thế hệ kế tiếp SMIng (Structure of Management Information, Next Generation) để cung cấp khả năng xử lý thông tin mạng hiệu quả trong môi trường mới

 RFC 3826 (2004) mô tả giao thức mã hóa đối xứng để hỗ trợ các giao thức mô tả trong mô hình bảo mật người dùng UMS (Userbased Security Model) cho SNMPv3 nhằm tăng cường tính bảo mật cho SNMP,

 RFC4088 (2005) định nghĩa lược đồ nhận dạng tài nguyên đồng nhất URI (Uniform ResourceIdentifiers) để SNMP mở rộng quản lý tới các thiết bị không hỗ trợ quản lý SNMP

 RFC 4789 (2006) mô tả cách thức các bản tin SNMP truyền trực tiếp trên mạng IEEE 802.xx để tích hợp quản lý trong các mạng không dây dựa trên IEEE 802.xx

o Giới thiệu chung về SNMP

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

RFC 1052 là các yêu cầu tiêu chuẩn hoá quản lý mạng và tập trung vào các

vấn đề quản lý mạng phải thực hiện:

Đảm bảo tính mở rộng

Đảm bảo tính đa dạng để phát triển

Đảm bảo tính đa dạng trong quản lý

Bao trùm nhiều lớp giao thức

RFC 1065 - Cấu trúc và nhận dạng thông tin quản lý cho TCP/IP dựa trên internet.RFC 1066- Cơ sở thông tin quản lý cho quản lý mạng TCP/IP

RFC 1067 – Giao thức quản lý mạng đơn giản

62

o Giới thiệu chung về SNMP

Mô tả thông tin quản lý theo cấu trúc hình cây.

Đặt ra một số hạn chế cho phép giao thức đơn giản.

Đưa các luật đăng ký tên cho các đối tượng

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

63

o Giới thiệu chung về SNMP

RFC 1212

Định nghĩa cơ sở thông tin quản lý và hoàn thiện các định nghĩa của 1155

RFC 1213

Cơ sở thông tin quản lý cho quản lý mạng của TCP/IP MIB-II

Liệt kê các biến sử dụng trong mô hình quản lý mạng, trạng thái của các hệ

thống điều hành mạng

RFC 1157

Định nghĩa các bản tin có thể trao đổi giữa hệ thống quản lý với các thực thể bị quản lý để đọc hoặc cập nhật giá trị

Định nghĩa bản tin TRAP được gửi đi từ hệ thống

Định nghĩa khuôn dạng bản tin và chi tiết giao thức truyền thông

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

64

o Mô hình và kiến trúc SNMP

Các mô hình quan hệ sử dụng SNMP

Network Management

Communication

Model

Information Model

Organization

Model

Functional Model

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

65

 SMI (Cấu trúc của thông tin quản lý )

 MIB ( Cơ sở thông tin quản lý )

 Truyền tải cú pháp

 SNMP qua TCP/IP

 Các dịch vụ truyền thông thực hiện qua bản tin

 Mô hình truyền thông dựa trên khung bảo mật chung

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

66