Quản lý mạng viễn thông telecommunication network management

GIỚI THIỆU CHUNGo Khái ni m v qu n lý khai thác m ng ệ ề ả ạ  Quản 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

Thông tin môn h c ọ

 Số tín chỉ: 02

 Phân bổ thời gian:

 Nghe giảng lý thuyết: 20 tiết

 Bài tập/Thảo luận: 4 tiết

 Thí nghiệm, thực hành: 6 tiết

 Kiểm tra, đánh giá:

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

 Tiểu luận và thảo luận trên lớp:

2

M c tiêu và yêu c u môn h c ụ ầ ọ

M c tiêu: ụ

Cung c p nh ng ki n th c c b n v qu n lý m ng vi n ấ ữ ế ứ ơ ả ề ả ạ ễ

thông đ qua đó hi u đ ể ể ượ c các c ch , kỹ thu t cũng nh ơ ế ậ ư

giao th c qu n lý và giám sát m ng vi n thông ứ ả ạ ễ

3

N i dung môn h c ộ ọ

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

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

4

Tài li u ệ

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

Yêu cầu:

 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

T NG QUAN V QU N LÝ M NG VI N THÔNG Ổ Ề Ả Ạ Ễ

 Giới thiệu chung.

 Các yêu cầu quản lý mạng.

mạng.

 Kiến trúc quản lý mạng.

 Mạng quản lý viễn thông.

8

GIỚI THIỆU CHUNG

o Các ki u ki n trúc m ng ể ế ạ

9

GIỚI THIỆU CHUNG

o Các ki u ki n trúc m ng ể ế ạ

Public Switched Telecommunication Network (PSTN)

Intelligent Network Internet (IN) Commercial Mobile Radio Systems

Open Systems Interconnection Internet (OSI)

IP Internet (IP)

NGNs

10

GIỚI THIỆU CHUNG

o Khái ni m v qu n lý khai thác m ng ệ ề ả ạ

 Quản 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

 Quản 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

11

MÔ HÌNH TỔNG QUÁT HỆ THỐNG MẠNG

Máy tính/

Máy chủ Thiết bị đầu

cuối

Các hệ thống và dịch vụ quản lý

12

CÁC YÊU CẦU QUẢN LÝ

CÁC CHỨC NĂNG QUẢN LÝ CƠ BẢN

 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.

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

Khía cạnh quản lý mạng theo mô hình OSI

 Là tập các tiêu chuẩn do tổ chức tiêu chuẩn

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

 Tiêu chuẩn về giao thức quản lí của OSI là bộ 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.

 Khía cạnh quản lý của mô hình OSI bao gồm: 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

Khía cạnh thời gian của quản lý mạng

19

CÁC QUAN ĐIỂM VÀ CÁCH TIẾP CẬN TRONG QLM

CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN QUẢN LÝ MẠNG

Giảm bớt độ phức tạp và thời gian.

21

Quản lý ẩn

 H th ng t kh i t o và đi u hành ệ ố ự ở ạ ề

 T t c các ch c năng qu n lý đ ấ ả ứ ả ượ c th c hi n ự ệ

b ng các module ph n c ng và ph n m m m t ằ ầ ứ ầ ề ộ cách tự

22

Quản lý tập trung

23

Quản lý phân cấp

24

Quản lý phân tán – quản lý ngang cấp

25

Quản lý lai ghép

 T h p c a ki n trúc phân tán và ki n trúc phân ổ ợ ủ ế ế

c p ấ

26

Quản lý hướng đối tượng

27

Quản lý tích hợp

28

QUAN ĐIỂM QUẢN LÝ MANAGER - AGENT

MÔ HÌNH QUAN HỆ MANAGER-AGENT

Mô hình truyền thông

Mô hình tổ chức

MANAGER

Quản lí chức năng

Mô hình thông tin

Các chính sách quản lí

Mô hình chức năng

30

KIẾN TRÚC QUẢN LÝ MẠNG

31

Truy nhập bằng câu lệnh của SNMP, CMIP.

Truy nhập qua Telnet và giao diện dòng lệnh.

Truy nhập qua HTTP.

Truy nhập qua kiến trúc Corba.

Sử dụng FTP/TFTP để lấy file cấu hình.

 ….

MẠNG QUẢN LÝ VIỄN THÔNG TMN

 TMN (telecommunications management

network) là m t ki n trúc đ ộ ế ượ c chu n hoá theo ẩ

khuy n ngh ế ị ITU-M.30xx nh m cung c p kh năng ằ ấ ả

qu n lý m ng đa ch c năng v i hai m c đích chính: ả ạ ứ ớ ụ

• 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) đ nh nghĩa: ị “ TMN là m t ộ

m ng riêng liên k t các m ng vi n thông t i nh ng ạ ế ạ ễ ạ ữ

đi m khác nhau đ g i/nh n thông tin đi/đ n m ng ể ể ử ậ ế ạ

ph n m m và nh ng d ch v trên m i m ng ầ ề ữ ị ụ ỗ ạ

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 m ng công c ng và m ng dùng riêng, băng r ng ạ ộ ạ ộ

và băng h p, các m ng thông tin di đ ng, các m ng tho i ẹ ạ ộ ạ ạ

riêng, m ng riêng o và các m ng thông minh ạ ả ạ

 B n thân TMN ả

 Các thi t b truy n d n (b ghép kênh, b ph i ế ị ề ẫ ộ ộ ố

lu ng, thi t b chuy n kênh SDH…) ồ ế ị ể

 Các h th ng truy n d n s và t ệ ố ề ẫ ố ươ ng t (cáp ự

đ ng, cáp quang, vi ba, v tinh…) ồ ệ

 Các t ng đài s , t ổ ố ươ ng t ự

 Các m ng WAN, LAN, MAN ạ

 Các m ng chuy n m ch gói và chuy n m ch kênh ạ ể ạ ể ạ

 Các d ch v vi n thông, các d ch v kèm theo và ị ụ ễ ị ụ

đ u cu i ng ầ ố ườ ử ụ i s d ng.

36

Quan hệ giữa TMN và mạng viễn thông

Ex

37

Mô tả các khối vật lý.

Mô tả giao diện vật lý giữa các khối.

Kiến trúc Thông tin

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

Mô tả đối tượng thông tin.

38

KIẾN TRÚC CHỨC NĂNG

g TMN

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

NE

MD QA

OS WS

M: Mandatory - Bắt buộc.

O: Optional - Tuỳ chọn.

41

KIẾN TRÚC THÔNG TIN (1)

MANAGER

Operations/Requests

Responses Notifications/Traps

AGENT

 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:

ACSE: Association Control Services Element

FTAM: File Transfer Access Mangement

CẤU TRÚC PHÂN LỚP DỊCH VỤ QUẢN LÝ TMN

Phân cấp quản lý trong TMN

Các chức năng của NMC và OMC

Command management Alarm management Network map Display

• Qu n lý báo hi u ả ệ

• Qu n lý l u l ả ư ượ ng

m ng ph n t ạ ầ ử

• H tr Mediation cho ỗ ợ NMC

• Ch c năng đi u ứ ề

h p giao ợ di n Q ( ệ Q3 Adapter )

46

Phương thức quản lý tự động

Workflow process

• Housekeeping

Alarms • Camera view

• Vi c th c hi n các ch c năng TMN t i ệ ự ệ ứ ạ NMC và OMC theo

nh ng quy trình x lý l p s n ( ữ ử ậ ẵ workflow processes ) sẽ t o ạ

nên ph ươ ng th c qu n lý t đ ng và nh ng tr m vi n thông ứ ả ự ộ ữ ạ ễ không ng ườ i.

• Các c nh báo ả housekeeping nh cháy n , nhi t đ và tín hi u ư ổ ệ ộ ệ

camera đ ượ c đ a v NMC/ OMC nh m giám sát nhà tr m t xa ư ề ằ ạ ừ

47

TMN dưới góc nhìn tích hợp

48

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

 Có nhi u quan đi m, cách ti p c n, mô ề ể ế ậ hình khác nhau trong qu n lý m ng vi n ả ạ ễ thông.

 Mô hình quan h đ ệ ượ ử ụ c s d ng nhi u ề

49

Chương 2:

Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

50

Giới thiệu chung về SNMP

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

 Khung khái niệm để định nghĩa các luật mô tả thông tin 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;

 Giao thức truyền thông giữa một khối quản lý và một đại diện cho thiết bị được quản lý gọi là giao thức quản lý

mạng đơn giản SNMP.

51

Giới thiệu chung về SNMP

Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP là một tiêu chuẩn quản lý mạng được sử dụng rộng rãi trong các mạng truyền thông hỗ trợ giao thức TCP/IP nhằm cung cấp một phương thức quản lý các thiết bị như máy trạm hoặc máy chủ, bộ định tuyến, cầu, hub từ một máy tính trung tâm chứa phần

mềm quản lý mạng.

SNMP:

IETF vào năm 1990, 1991 (cùng với SMI và MIB-2)

 Mục tiêu: đơn giản hóa các chức năng QLM, đặc biệt trên agent.

 Phiên bản mới nhất (SNMPv3) chuẩn hóa năm 2002.

67

Giới thiệu chung về SNMP

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

 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

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;

69

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.

70

Giới thiệu chung về SNMP

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.

56

từ xa.

triển dựa trên SNMP

57

SNMP v1

 RFC 1155 (1990)

 Structure and Identification of Management Information

for TCP/IP-based Internets

 RFC 1157 (1990)

 Simple Network Management Protocol

 RFC 1213 (1991)

 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.

 M c tiêu: B sung c ch b o m t cho giao ụ ổ ơ ế ả ậ

th c QLM v i 3 tr ng tâm: ứ ớ ọ

 Xác thực user (user authentication)

 Xác thực thông tin (message authentication)

 Mã hóa thông tin (message encryption)

60

Các tiêu chuẩn bổ sung

 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

61

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

o Gi i thi u chung v SNMP ớ ệ ề

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

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản 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

63

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

o Gi i thi u chung v SNMP ớ ệ ề

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

64

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

o Mô hình và ki n trúc SNMP ế

Network Management

Chương 2: Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP

SMI (Cấu trúc của thông tin quản lý )

MIB ( Cơ sở thông tin quản lý )

 Mô hình truy n thông ề

SNMP qua TCP/IP

Các dịch vụ truyền thông thực hiện qua bản tin

Mô hình truyền thông dựa trên khung bảo mật chung.

66