NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MÃ NGUỒN MỞ CHO VIỆC QUẢN LÝ MẠNG MAN (THỬ NGHIỆM TRÊN METROLAB CISCO)

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MÃ NGUỒN MỞ CHO VIỆC QUẢN LÝ MẠNG MAN (THỬ NGHIỆM TRÊN METROLAB CISCO) Nội dung luận văn Chương 1 là các tìm hiểu về đặc trưng mạng MANE và các vấn đề quản lý mạng nói chung, Chương 2 đi vào khảo sát hệ thống quản lý mạng MAN – E của các hãng, phân tích công nghệ quản lý mạng MANE và các vấn đề liên quan, Chương 3 là đề xuất mô hình áp dụng và các khuyến nghị cho quản lý mạng MANE của VNPT, ở chương này cũng tiến hành lựa chọn một công cụ quản lý mạng dựa trên mã nguồn mở, Chương 4 là một số thử nghiệm công cụ quản lý trên Metrolab của Cisco và kết quả. Cuối cùng là kết luận.

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với các thầy cô giáo trong Học viện Công nghệ bưuchính viễn thông, các bạn bè đồng nghiệp, người thân và nhất là thầy giáo hướngdẫn trực tiếp - Tiến sỹ Hoàng Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ, hỗ trợ và động viêntôi viên tôi hoàn thành luận văn này

Hà nội, ngày 05/09/2008

Hà Đình Dũng

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MAN-E VÀ QUẢN LÝ MẠNG 3

1.1 Giới thiệu MAN-E 3

1.1.1 Công nghệ mạng MAN-E: 5

1.1.1.1 Công nghệ thuần Ethernet 5

1.1.1.2 Công nghệ Ethernet trên nền MPLS 7

1.1.1.3 Công nghệ PBB-TE 8

1.1.1.4 Công nghệ T-MPLS: 10

1.1.2 Dịch vụ của mạng MAN-E 12

1.1.2.1 Kiểu dịch vụ Ethernet Line 13

1.1.2.2 Kiểu dịch vụ Ethernet LAN 14

1.1.2.3 Dịch vụ E-LAN với cấu hình point-to-point 15

1.2 Tổng quan về quản lý mạng và dịch vụ 16

1.2.1 Một số khái niệm 16

1.2.1.1 Quản lý mạng 16

1.2.1.2 Quản lý dịch vụ 17

1.2.1.3 Quản lý chất lượng dịch vụ 17

1.2.1.4 Điều hành mạng 17

1.2.1.5 Hệ thống hỗ trợ điều hành 17

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng và xu hướng trong quản lý mạng và dịch vụ 18

1.2.2.1 Nhu cầu của khách hàng 18

1.2.2.2 Sự phát triển của mạng và dịch vụ 19

1.2.2.3 Kiến trúc và công nghệ quản lý 19

1.2.2.4 Các chuẩn quản lý mạng 19

1.2.3 Mô hình quản lý mạng viễn thông TMN 20

1.2.4 Khung tiến trình nghiệp vụ eTom 22

1.3 Tóm tắt chương 23

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN-E VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 25

2.1 Các tổ chức và chuẩn 25

2.2 Công nghệ quản lý mạng MAN-E 26

2.2.1 Các yêu cầu về chức năng quản lý mạng MAN-E 26

2.2.1.1 Yêu cầu về quản lý các thành phần mạng 26

2.2.1.2 Yêu cầu về OAM dịch vụ 28

2.2.1.3 Yêu cầu về quản lý lưu lượng 29

2.2.1.4 Yêu cầu về giao diện quản lý cục bộ Ethernet (E-LMI) 30

2.2.2 Một số mô hình quản lý mạng MAN-E 32

2.2.2.1 Mô hình quản lý của Huawei 32

2.2.2.2 Mô hình quản lý của Nortel 34

2.2.2.3 Mô hình quản lý của Alcatel 38

2.2.2.4 Mô hình quản lý của Cisco 40

2.2.3 Công nghệ quản lý mạng MAN-E 43

2.3 Một số vấn đề của quản lý mạng MAN-E 44

2.3.1 Tuân theo các chuẩn 44

2.3.2 Sự phức tạp, đa dạng của thiết bị và nhà cung cấp 45

2.3.3 Quản lý liên miền 45

2.3.4 Đảm bảo QoS 46

2.3.5 Giao diện quản lý 46

2.3.6 An ninh 47

2.3.7 Tích hợp 47

2.4 Tóm tắt chương 48

CHƯƠNG 3 KHUYẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG 49

3.1 Đặt vấn đề 49

3.1.1 Mạng MAN-E của VNPT 49

3.1.2 Một số đặc trưng 51

3.1.3 Đặt vấn đề 52

3.2 Đề xuất mô hình 53

3.3 Khuyến nghị về chuẩn và chức năng 55

3.4 Khuyến nghị về lưu trữ dữ liệu 56

3.5 Khuyến nghị về chính sách 56

3.6 Lựa chọn hướng triển khai 57

3.7 Lựa chọn công cụ 58

3.7.1 Công cụ ZenOSS 59

3.7.2 Cấu trúc ZenOSS 59

3.8 Tóm tắt chương 60

CHƯƠNG 4 THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 61

4.1 Metrolab của Cisco 61

4.1.1 Sơ đồ cấu hình 61

4.1.2 Thiết bị 62

4.2 Thử nghiệm 62

4.2.1 Mục đích và nội dung thử nghiệm 62

4.2.2 Mô hình thử nghiệm 62

4.2.2.1 Chuẩn bị 62

4.2.2.2 Sơ đồ kết nối thử nghiệm 63

4.2.3 Thử nghiệm 64

4.3 Kết quả 65

4.3.1 Chức năng vẽ topo mạng 65

4.3.2 Chức năng quản lý thiết bị 65

4.3.3 Chức năng quản lý trạng thái và alarm 67

4.3.4 Quản lý sự kiện (event) 68

4.3.5 Quản lý hiệu năng 69

4.3.6 Nhận xét và khuyến nghị về ZenOss 69

4.4 Tóm tắt chương 70

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng bộBML Bussiness Management Layer Lớp quản lý kinh doanh

CBS Committed Burst Size Lưu lượng bùng nổ

CORBA Common Object Request Broker Architecture Kiến trúc CORBA

CIR Commited Information Rate Tốc độ đưa ra

DCOM Distributed Component Object Mode Chế độ đối tượng thành phần phân tánDCE/DM

E

Distributed Computing Environment / Distributed Management Environment

Môi trường tính toán và quản lý phân tán

DSCP Differentiated Service Code Point Mã dịch vụ khác biệt

EBS Excess Burst Size Lưu lượng vượt quá

EIR Excess Information Rate Tốc độ vượt quá

EoMPLS Ethernet over Multi protocol label switching Ethernet trên nền chuyển mạch nhãn đa giao thứcEML Element Management Layer Lớp quản lý phần tử mạngEMS Ethernet Multipoint Service Dịch vụ đa điểm EtherneteTOM enhanced Telecom Operations Map Sơ đồ điều hành viễn thôngnâng caoERS Ethernet Relay Service Dịch vụ Relay Ethernet

ERMS Ethernet Relay Multipoint Service Dịch vụ đa điểm Relay EthernetEVC Ethernet Vitual Connect Kết nối Ethernet ảo

EWS Ethernet Wire Service Dịch vụ Ethernet trực tiếp

FCAPS fault-management, configuration, accounting, performance, and

security

Quản lý lỗi, cấu hình, cước, hiệu năng và bảo mật GUI Graphic user interface Giao diện đồ hoạ người dùngIEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers

Hiệp hội các kỹ sư điện và điện

tử I-SID Service Instant Identifier Xác nhận hằng dịch vụ

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập media

MEF Metro Ethernet Forum Diễn đàn mạng Ethernet đô thịMML Man- Machine Language Ngôn ngữ giao tiếp người - máyMPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thứcMSAN Multi Service Access Node Điểm truy cập đa dịch vụ

NEL Network Element Layer Lớp phần tử mạng

NGOSS New Generation Operations Systems and Software Hệ thống điều hành và phần mềm thế hệ mới

NML Network Management Layer Lớp quản lý mạng

OAM Operation Administration and

Maintenance

Vận hành, quản lý và bảo dưỡngOSS Operations Support System Hệ thống hỗ trợ điều hànhOTN Open Transport Network Mạng vận chuyển mở

PBB-TE Provider Backbone Bridge Traffic

Engineering

Kỹ thuật lưu lượng qua Backbone nhà cung cấpPSP Product and Service Provisioning Hố trợ dịch vụ và thiết bị

PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định

IETF Internet Engineering Task Force Nhóm nghiên cứu InternetIP-

IPTV Internet Protocol Television Tivi giao thức Internet

ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số hoá dịch vụ tích hợpITU-T International Telecommunication Union Uỷ ban viễn thông quốc tếHDTV High Definition Television Tivi độ phân giải cao

SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ

SML Service Management Layer Lớp quản lý dịch vụ

SLA Service Layer Agreement Thỏa thuận mức dịch vụ

SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giảnSONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ

SS7 Signaling Systems 7 Hệ thống báo hiệu số 7

STP Spanning – Tree Protocol Giao thức cây mở rộng

TMN Telecommunication Management

T-MPLS Transport – MPLS Chuyển mạch nhãn đa giao thứcmiền vận chuyểnVLAN Vitual Local Area Network Mạng cụ bộ ảo

VPWS Virtual Private Wire Services Các dịch vụ đường dây riêng ảoVPLS Virtual Private Lan Service Các dịch vụ mạng cục bộ riêng ảoUNI User Network Interface Giao diện mạng phía người dùng

CÁC HÌNH VẼ

CÁC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU

Theo các số liệu thống kê trên thế giới gần đây cho thấy xu hướng của ngườidùng đang có nhu cầu sử dụng băng thông internet ngày càng cao Các dịch vụinternet mới như IPTV, HDTV, đòi hỏi băng thông tăng dần từ vài Mbps đếnhàng chục, hàng trăm và thậm chí là Gbps Để đáp ứng nhu cầu đó các côngnghệ mạng băng rộng đã được nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn nhằm đem lạilợi ích cho người dùng và cả nhà cung cấp Internet Mạng Metro Ethernet hayMAN dựa trên nền Ethernet (MAN-E) ra đời đã thực sự đem lại lợi ích to lớncho cả người dùng và nhà cung cấp Nó đã được ứng dụng rộng rãi trên khắp thếgiới, bởi tính đơn giản, giá thành rẻ, triển khai nhanh Tuy nhiên, bên cạnh sựphát triển mạnh mẽ của mạng MAN-E thì vấn đề quản lý mạng càng trở nênphức tạp bởi đặc điểm của mạng MAN-E không chỉ là vấn đề quản lý thiết bị,quản lý cấu hình, quản lý lỗi, mà còn quản lý dịch vụ đầu cuối đến đầu cuốicho khách hàng

Cho đến nay, việc nghiên cứu và xây dựng hệ thống quản lý mạng đặc biệt làmạng viễn thông không còn là vấn đề mới, đã có một số đề tài nghiên cứu liênquan đến mô hình quản lý mạng theo TMN, NGOSS của CDIT và các nơi khác.Tuy nhiên, thực tế việc xây dựng và triển khai hệ thống quản lý mạng tổng thể làbài toán lớn và phức tạp Để có thể dẫn đến thành công cần có một lộ trình cụthể từng giai đoạn

Hiện VNPT cũng đang triển khai giai đoạn 1 hệ thống mạng MAN-E trên 64tỉnh thành, do vậy nhu cầu về một giải pháp quản lý giai đoạn đầu đã được đặt

ra Theo lộ trình phát triển hệ thống quản lý mạng của VNPT, trước mắt tậptrung vào giải quyết việc quản lý các thành phần mạng (EMS) sau đó mở rộngđến các chức năng khác Bám sát lộ trình này, luận văn được xây dựng nhằmmục tiêu nghiên cứu quản lý mạng MAN-E và xây dựng công cụ quản lý mạngcho giai đoạn này Để sát với thực tế và các nhiệm vụ mà học viên đang thựchiện cho VNPT nên luận văn tập trung vào một số vấn đề như mô hình có khả

năng áp dụng cũng như các khuyến nghị cho việc xây dựng hệ thống quản lý

mạng MAN-E Nội dung luận văn được chia thành 4 chương: Chương 1 là các

tìm hiểu về đặc trưng mạng MAN-E và các vấn đề quản lý mạng nói chung,

Chương 2 đi vào khảo sát hệ thống quản lý mạng MAN – E của các hãng, phân

tích công nghệ quản lý mạng MAN-E và các vấn đề liên quan, Chương 3 là đề

xuất mô hình áp dụng và các khuyến nghị cho quản lý mạng MAN-E của VNPT,

ở chương này cũng tiến hành lựa chọn một công cụ quản lý mạng dựa trên mã

nguồn mở, Chương 4 là một số thử nghiệm công cụ quản lý trên Metrolab của

Cisco và kết quả Cuối cùng là kết luận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MAN-E VÀ QUẢN LÝ MẠNG

Ở chương này luận văn sẽ trình bày về đặc điểm mạng MAN-E, các đặc trưng

về công nghệ và dịch vụ của mạng này cũng như vấn đề quản lý mạng nóichung

1.1 Giới thiệu MAN-E

Trước hết, có thể thấy rằng MAN – Metro Area Network là mạng đô thị băngrộng, đa dịch vụ mạng nhằm kết nối giữa các mạng thuê bao khách hàng (cánhân, công ty hoặc các cơ quan tổ chức) với mạng diện rộng WAN Hình 1 -1.Còn MAN-E là mạng MAN mà dựa trên cơ sở Ethernet MAN-E có thể nói làmột giải pháp mạng có độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu quả cao về chi phíđầu tư Mạng MAN-E có khả năng tạo các kết nối tốc độ cao lên tới hàng trămMegabit/s hoặc lên tới Gigabit/s, nhằm đáp ứng các nhu cầu trao đổi dữ liệu tốc

độ cao của người dùng.[4][17][21]

Hình 1-1: Mô hình mạng MAN-ENhư hình vẽ cho thấy mạng MAN được kết nối với thiết bị người dùng quacác thiết bị CE (Customer Equipment) thông qua các giao diện người dùng UNI(User Network Interface)

Chức năng chính của một mạng MAN-E là thu gom lưu lượng từ các thiết bịphía khách hàng (CE) như là MSAN, IP-DSLAM, và kết nối lên mạng trục đểchuyển lưu lượng đi liên tỉnh hoặc quốc tế Hình 1 -2 Trong một số mô hình

khác MAN-E tương đương lớp Aggregation Như hình vẽ cho thấy lưu lượng

thoại, dữ liệu, IPTV, VoD, từ phía khách hàng được thu gom ở mạng Metro rồichuyển quan mạng lõi (Core backbone) tới các server của nhà cung cấp dịch vụhoặc internet,

Hình 1-2: Sơ đồ kết nối của mạng MAN-EĐặc điểm cấu trúc: Mạng MAN-E cũng có cấu trúc lớp gồm: lớp Core (khác vớiCore backbone) kết nối tới mạng trục (Backbone), lớp biên kết nối tới thiết bịtruy cập người dùng [7] Hình 1 -3 Thiết bị lớp Core thường là các router cótính năng cao kết nối tới một backbone bằng cáp quang tốc độ 10G trở lên

Lớp biên làm nhiệm vụ thu gom lưu lượng từ phía khách hàng và chuyển lênmạng Core Các chính sách chủ yếu được thiết lập trên các thiết bị này để đảmbảo chất lượng dịch vụ, an ninh, Các thiết bị của lớp Core và biên là cácRouter đặc biệt gồm 2 phần: phần điều khiển (control plane) và phần chuyểnmạch tốc độ cao (switch plane).

Còn lớp truy cập người dùng bao gồm các thiết bị hỗ trợ giao tiếp phía kháchhàng chủ yếu là các thiết bị IPDSLAM, MSAN, nhằm cung cấp các dịch vụVDSL, ADSL, FE, GE,

Hình 1-3: Cấu trúc lớp của mạng MAN-E

1.1.1 Công nghệ mạng MAN-E:

Công nghệ MAN-E hiện có một số dạng sau: công nghệ thuần Ethernet, côngnghệ Ethernet trên nền MPLS, công nghệ PBB-TE, công nghệ T-MPLS

1.1.1.1 Công nghệ thuần Ethernet

Công nghệ thuần Ethernet sử dụng hạ tầng lớp 2 (Datalink) Với hạ tầng đơngiản nên chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành sẽ được giảm nhiều và cóthể nói là rẻ nhất trong số các mô hình mạng MAN-E Trong thời kỳ đầu, với

những hạn chế về công nghệ truy cập của Ethernet – sử dụng chung hạ tầng truycập nên không thể đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật kiểm soát dữ liệu truyền quamạng của các nhà cung cấp dịch vụ Với công nghệ đóng gói VLAN (VLANStacking, Vlan Tunneling), dữ liệu của của khách hàng đã có thể được phân chiađộc lập với những đối tượng dữ liệu khác Trong công nghệ Q-IN-Q (802.1ad),bên cạnh trường VLAN Tagging 12 bit truyền thống, nhà cung cấp dịch vụMAN - E sẽ bổ sung thêm một trường VLAN tagging 12 bit thứ 2 để phân biệtcác bản tin trong môi trường của nhà cung cấp và bản tin trong môi trường củakhách hàng.

Hình 1-4: Bản tin Q in QCông nghệ Q-IN-Q Hình 1 -4 đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được phần nàonhững yêu cầu đặt ra về chất lượng dịch vụ Sử dụng 3 bit trong trường CoS chophép phân chia được 8 loại yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau, có khả năngkiểm soát lưu lượng khá linh hoạt, đáp ứng được những yêu cầu đặt ra cho một

hệ thống mạng chuyển mạch gói Các gói tin có thể được đánh dấu tùy theo dịch

vụ hoặc tùy theo khách hàng Trường CoS cho phép có thể ánh xạ 1-1 với 3 bit

IP Precedence hoặc một phần với 6 bit DSCP Hình 1 -5

Hình 1-5: Cơ chế đảm bảo QoS trong EthernetTrong hệ thống mạng cung cấp dịch vụ MAN-E, Ethernet được sử dụng nhưmột công nghệ thay thế cho ATM và Frame Relay Các chỉ số ATM PVI, VCIđược thay thế bằng VLAN tag Ngoài ra, với bản chất truyền đa điểm, Ethernetcòn có khả năng cung cấp dịch vụ kết nối đa điểm – đa điểm mà ATM và FrameRelay không cung cấp được Hạn chế lớn nhất của hệ thống mạng MAN - E dựatrên VLAN là giới hạn 4096 VLAN tag Nếu mỗi khách hàng sử dụng 1 VLAN-

ID thì mỗi vùng mạng chỉ có thể cung cấp tối đa 4096 đường kết nối Nhưng vớigiải pháp Q-IN-Q, khi chèn thêm một trường VLAN tag trong bản tin của nhàcung cấp, tối đa có thể cung cấp tới 1677216 nhãn dịch vụ.[1]

Với sự hỗ trợ về khoảng cách của cáp quang Gigabit (tối đa tới 70 km ~ 100km), công nghệ mạng MAN - E với VLAN, quản lý dịch vụ 802.1p đang thực

sự là một giải pháp hấp dẫn với những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông Giáthành đầu tư thấp, chi phí duy trì, khai thác giảm cũng là một lý do để chú ý đếncông nghệ MAN - E thuần lớp 2.[1]

1.1.1.2 Công nghệ Ethernet trên nền MPLS

Tuy nhiên công nghệ mạng MAN - E thuần lớp 2 có một hạn chế là khả năngquản lý chất lượng dịch vụ chưa mềm dẻo và đảm bảo theo mong muốn Ngoài

ra, vấn đề về tốc độ hội tụ của mạng cũng là một trở ngại Thông thường với hệthống mạng lớp 2, giao thức Spanning-Tree cho phép mạng hội tụ trong khoảngthời gian từ 50 giây đến hơn 1 phút Đối với yêu cầu độ hội tụ nhỏ hơn 50ms củamạng cung cấp viễn thông thì còn có một khoảng cách quá xa Một công nghệkhác được đưa ra là sử dụng công nghệ Ethernet với hỗ trợ của MPLS (MultiProtocol Label Switch)

Mô hình lai ghép giữa việc sử dụng hạ tầng mạng Ethernet tại nhiều miềnlớp 2, trung chuyển qua lớp CORE MPLS cho phép đảm bảo về độ hội tụ mạng

và các tính năng điều khiển chất lượng dịch vụ Với công nghệ này, toàn bộmạng MAN - E sẽ được chia làm nhiều vùng nhỏ, độc lập với nhau Những vấn

đề về số lượng VLAN, hội tụ mạng sử dụng spanning-tree sẽ được giải quyếttrong nội bộ vùng Những bản tin Ethernet (Ethernet frame) liên vùng sẽ đượcđóng gói vào các “đường hầm” qua vùng mạng lõi lớp 3 với sự hỗ trợ củaMPLS Quá trình được thực hiện như sau:

- Với lớp mạng lõi sử dụng IP, các bản tin Ethernet đi qua lớp mạng lõi sẽ đượcđóng gói sử dụng L2TPv3[1][16]

- Với lớp mạng lõi sử dụng MPLS, các giao thức EoMPLS về báo hiệu và đónggói sẽ được sử dụng để đóng gói các bản tin Ethernet Cả hai loại hình dịch vụđiểm – điểm hoặc đa điểm – đa điểm đều được hỗ trợ Mô hình EoMPLS chođiểm – điểm được mô tả trong [8][9] Mô hình EoMPLS cho đa điểm – đa điểmđược mô tả trong [9][10]

Trong cả hai mô hình, giá trị VLAN tag có thể thay đổi khi khung được đónggói truyền qua đường hầm Điều này tạo khả năng quản lý độc lập giữa các miềnlớp 2 Bên cạnh đó, giá trị VLAN tag còn có thể sử dụng lại trong các miền lớp

2 khác nhau Càng nhiều miền lớp 2 thì càng có nhiều EVC được tạo ra Giả sửtoàn bộ các kết nối EVC đều là điểm – điểm thì nhà cung cấp có n miền lớp 2 cóthể có tới 4096*n/2 kết nối EVC

Sử dụng MPLS hỗ trợ cho Ethernet sẽ dẫn tới sự phức tạp trên các hệ thốngswitch Các switch Metro sẽ phải có khả năng điều khiển, nhận biết gói tinMPLS và sẽ làm tăng chi phí đầu tư cũng như chi phí vận hành

những tiêu chuẩn viễn thông đã đặt ra Về mặt chi phí, PBB-TE tương đươngvới các công nghệ mạng thuần Ethernet Nhưng về mặt kiểm soát chất lượngdịch vụ cũng như độ hội tụ của mạng thì PBB-TE có những mặt ưu điểm vượttrội Đó là do PBB-TE sử dụng công nghệ Ethernet đã có lược bỏ những thànhphần về chống lặp, quản lý mạng Spanning – Tree Protocol (STP ) như Ethernetthông thường Người quản lý mạng sẽ trực tiếp cấu hình các hệ thống switch, chỉ

rõ ra con đường kết nối, truyền dữ liệu của từng switch Các đường truyền qua

hệ thống mạng sẽ không còn phụ thuộc vào việc học của các switch mà do ngườiquản trị cấu hình định trước.[1]

Các bản tin Ethernet sẽ được sửa đổi, thêm một số trường thông tin để mởrộng khả năng phục vụ cũng như khả năng hỗ trợ Định hướng của PBB-TE làtuân theo những mô tả của chuẩn IEEE802.1ah – Provider Backbone BridgedNetwork và bổ sung những tính năng quản lý chất lượng dịch vụ trên nhữngđường trunking trong mạng Hình dưới đây mô tả những bước cải tiến của bảntin Ethernet:

Hình 1-6: Bản tin MAC-IN-MAC

Các bản tin VLAN thông thường (802.1Q) đã được gắn thêm trường C-VIDHình 1 -6 để phân biệt VLAN phía khách hàng Bên trong hạ tầng mạng củanhà cung cấp, trường S-VID sẽ dùng để thực hiện đánh dấu các đường trunkingtruyền tải dịch vụ.

Trong thiết kế của PBB-TE, vùng cung cấp dịch vụ được tách rời với vùngmạng khách hàng Mô hình này đã giải quyết được hạn chế của mô hình Q-IN-Q(mỗi khách hàng được định danh bằng 1 VLAN-ID) Với việc gắn định danhdịch vụ (I-SID) có độ dài 24 bit, số lượng định danh dịch vụ của PBB-TE có thểlên tới 16 triệu định danh dịch vụ, đủ khả năng thỏa mãn các dịch vụ của MAN -

E Việc đóng gói bản tin của khách hàng tại biên của hệ thống mạng trục chophép hệ thống không phải quản lí các địa chỉ MAC của khách hàng, giảm bớt độphức tạp của việc xử lí MAC[10]

1.1.1.4 Công nghệ T-MPLS:

T-MPLS hay Transport MPLS là công nghệ lớp mạng sử dụng một nhóm cácchuẩn MLS đã có và được thiết kế riêng cho các ứng dụng mạng truyền tải Nóđược đưa ra vào tháng 2 – 2006 bởi ITU-T và được thiết kế riêng như là ứngdụng kết nối chuyển mạch gói có hướng Nó đơn giản hơn so với MPLS bằngviệc loại bỏ các đặc trưng mà không liên quan tới ứng dụng IP cộng với cơ chếOAM linh hoạt[18][19][23] Theo như Alcatel T-MPLS = MPLS – IP + OAM Đặc trưng:

- Là công nghệ mạng chuyển mạch gói định hướng kết nối

- Có cấu trúc mặt phẳng dữ liệu, phạm vi đơn giản hơn, không phức tạp trongcác hoạt động

- Các đặc trưng lớp 3 được loại bỏ

- Các mạng lớp T-MPLS có thể hoạt động độc lập với các client của chúng vàcác mạng điều khiển (báo hiệu và quản lý)

- Có thể chạy trên bất kỳ lớp vật lý nào

- Hoạt động với nhiều khách hàng và trong suốt: Ban đầu T-MPLS tập trung vàoEthernet như client nhưng có thể xử lý bất kỳ dịch vụ nào khác (FC, IP/MPLS,SDH/SONET, dịch vụ OTN, )[18][19]

Hình 1-7: Cấu trúc T-MPLSSau đây là bảng so sánh giữa các công nghệ MAN-E [23] :

- Lớp vật lý Ethernet

- Cơ chế quản lý OAM với chuẩn 802.1ag

- Kết nối điểm - điểm, điểm – đa điểm

- Bảo vệ các liên kết

và đường đi (Fast Reroute -FRR)

- Lớp vật lý Ethernet hay SONET/SDH

- Topo mạng IP đồng nhất với topo mặt phẳng dữ liệu

- Khả năng OAM theo cấu trúc dọc vàngang

- Kết nối điểm - điểm, điểm – đa điểm

- Bảo vệ đường hầm/ kênh dựa trên G.8131

- Nhiều lớp vận chuyển: Ethernet, GFP/SDH, OTN

- Thuần IP

- Khả năng OAM dọc

và ngang theo G.8114 ITU-T

Các dịch vụ Các dịch vụ ngang

hàng Ethernet (peer

to peer)

Các dịch vụ peer to peer hoặc multi point (H-VPLS)

Các dịch vụ peer to peer hoặc multi point (H-VPLS)

Mặt phẳng điều

khiển

- Chưa được xác định trong IEEE

- GMPLS được đưa

ra bởi IETF

- Động: Định tuyến

IP (OSPF/IS-IS), báo hiệu

(RSVP/LDP)

- OAM với BFD/VCCV

- Chưa được xác định trong ITU-T

- ASON/GMPLS đượcđưa ra bởi yêu cầu ITU-T /khung giao thức bởi IETF

PWE3 MPLS tunnel

Any L2 (e.g Ethernet) L3 (IP)

T-MPLS tunnel

Optical-Packet Transport

Network

IP/MPLS

- Tráo đổi nhãn tại các nút chuyển mạch

- Tráo đổi nhãn

- Sử dụng LSP 2 chiều

- Không có PHP, ECMP, LSP

Bảng 1-1: So sánh các công nghệ MAN-ENhận xét:

Có thể thấy rằng công nghệ MAN-E hiện đang triển khai có 3 công nghệ chính

đó là MPLS PBT và T-MPLS (công nghệ thuần Ethernet ít sử dụng) Tuy nhiên,hiện mới chỉ có 2 công nghệ MPLS, PBT đã được công nhận, còn T-MPLS thìchưa Trong đó công nghệ MPLS là công nghệ lớp 3 cho phép hỗ trợ nhiều dịch

vụ lớp trên, sử dụng linh hoạt nhưng cơ chế hoạt động phức tạp hơn Công nghệPBT là công nghệ lớp 2 đơn giản hơn, tập trung chủ yếu lớp dưới lớp 3 Còncông nghệ T-MPLS dựa trên MPLS nhưng lược bớt một số tính năng không cầnthiết và tập trung vào phần chuyển mạch và định tuyến cũng đang được thửnghiệm có nhiều hứa hẹn để cạnh tranh với PBT

1.1.2 Dịch vụ của mạng MAN-E

Một trong những thuộc tính cơ bản của dịch vụ MAN-E là kết nối Ethernet

ảo (EVC-Ethernet Virtual Connection) EVC được định nghĩa bởi MEF là “một

sự kết hợp của hai hay nhiều UNIs” [17], trong đó UNI là một giao diệnEthernet, là điểm ranh giới giữa thiết bị khách hàng và mạng của nhà cung cấpdịch vụ

EVC thực hiện 2 chức năng:

- Kết nối hai hay nhiều vị trí thuê bao (chính xác là UNIs), cho phép truyền cácframe Ethernet giữa chúng

- Ngăn chặn dữ liệu truyền giữa những vị trí thuê bao (UNI) không cùng EVCtương tự Khả năng này cho phép EVC cung cấp tính riêng tư và sự bảo mậttương tự Permanent Virtual Circuit (PVC) của Frame Relay hay ATM[15][19]

Hai quy tắc cơ bản sau chi phối, điều khiển việc truyền các khung Ethernetframe trên EVC Thứ nhất, các khung Ethernet đi vào MAN-E không bao giờđược quay trở lại UNI mà nó xuất phát Thứ hai, các địa chỉ MAC của trongkhung Ethernet giữ nguyên không thay đổi từ nguồn đến đích Ngược lại vớimạng định tuyến (routed network), các tiêu đề (header) khung Ethernet bị thayđổi khi qua router Dựa trên những đặc điểm này, EVC có thể được sử dụng đểxây dựng mạng riêng ảo lớp 2 (Layer 2 Virtual Private Network-VPN).

Hiện tại MEF đã xác định hai kiểu dịch vụ Ethernet:

- Kiểu Ethernet Line (E-Line) Service – dịch vụ điểm-điểm (point-to-point)

- Kiểu Ethernet LAN (E-LAN) Service – dịch vụ đa điểm - đa điểm to-multipoint)[17][21]

(multipoint-1.1.2.1 Kiểu dịch vụ Ethernet Line

Kiểu dịch vụ E-Line cung cấp kết nối ảo điểm-điểm (point-to-point) giữa 2UNIs được minh họa ở Hình 1 -8 Dịch vụ E-Line được dùng cho việc kết nốiEthernet điểm-điểm

Dạng đơn giản nhất, dịch vụ E-Line có thể cung cấp băng thông đối xứng cho

dữ liệu gửi nhận trên hai hướng không có các đảm bảo tốc độ giữa hai UNI

Hình 1-8: E-Line Service sử dụng Point to Point EVCDạng phức tạp hơn, dịch vụ E-Line có thể cung cấp tốc độ cam kết CIR(Commited Information Rate) và thuộc tính về độ trễ, jitter,…

Một dịch vụ E-Line có thể cung cấp các dịch vụ ảo điểm - điểm giữa cácUNI tương tự như việc sử dụng Frame Relay PVCs hay một dịch vụ thuê kênhriêng TDM Hình 1 -9

Hình 1-9: Sự tương tự giữa Frame Relay và dịch vụ E-LineDịch vụ E-Line cũng có một vài đặc điểm cơ bản như trễ khung, rung phakhung và mất khung tối thiểu và không có ghép dịch vụ (Service Multiplexing),tức là yêu cầu giao diện vật lý UNI riêng biệt cho mỗi EVC được minh họa ởHình 1 -10.

Hình 1-10: Sự tương tự giữa kênh thuê riêng và kiểu dịch vụ E-LineTóm lại, một dịch vụ E-Line có thể được dùng để xây dựng những dịch vụtương tự như Frame Relay hay thuê kênh riêng (private leased line) Tuy nhiên,băng thông Ethernet và việc kết nối thì tốt hơn FR nhiều… Một dịch vụ E-Line

có thể được dùng để xây dựng các dịch vụ tương tự như Frame Relay hay kênhthuê riêng (private leased line)

1.1.2.2 Kiểu dịch vụ Ethernet LAN

Kiểu dịch vụ Ethernet LAN (E-LAN) cung cấp kết nối đa điểm, tức là nó cóthể kết nối 2 hoặc hơn nhiều UNIs được minh họa ở Hình 1 -11 Dữ liệu củathuê bao được gửi từ một UNI có thể được nhận tại một hoặc nhiều UNIs khác.Mỗi phía (UNI) được kết nối với một multipoint EVC Khi những UNI phíamới được thêm vào, chúng sẽ được liên kết với multipoint EVC nên đơn giản

hóa việc cung cấp và kích hoạt (activation) dịch vụ Theo quan điểm của thuêbao, dịch vụ E-LAN làm cho MAN-E trông giống một mạng LAN ảo.

Dịch vụ E-LAN có thể cung cấp một tốc độ cam kết - CIR (CommittedInformation Rate), kết hợp lưu lượng bùng nổ cam kết CBS (Committed BurstSize), tốc độ vượt quá -EIR (Excess Information Rate) với lưu lượng vượt quá -EBS (Excess Burst Size) và độ trễ, jitter và tổn thất khung [17][21]

Hình 1-11: E-LAN Service type dùng Multipoint EVC

1.1.2.3 Dịch vụ E-LAN với cấu hình point-to-point

Dịch vụ E-LAN có thể được sử dụng để liên kết chỉ với 2 UNIs Trong khiđiều này có thể xảy ra tương tự một dịch vụ E-Line, có nhiều sự khác biệt kháquan trọng

Với dịch vụ E-LINE, khi một UNI mới được thêm vào, một EVC mới phảiđược thiết lập để liên kết UNI mới với một trong những UNI hiện thời

Với dịch vụ E-LAN, khi UNI mới cần được thêm vào không cần thêm EVCmới mà đơn giản chỉ thêm UNI mới vào EVC đa điểm cũ Vì thế, dịch vụ E-LAN đòi hỏi chỉ một EVC để hoàn tất việc kết nối nhiều phía

Nói chung, dịch vụ E-LAN có thể kết nối nhiều địa điểm (Multi-site) vớinhau, ít phức tạp hơn việc sử dụng những công nghệ như Frame Relay hoặcATM

MEF định nghĩa hai kiểu dịch vụ chính E-Line và E-LAN, tuy nhiên các hãng,

tổ chức tham gia MEF có cách sử dụng tên cho hai lọai dịch vụ này khác nhau

Ví dụ: Cisco đưa ra các dịch vụ Ethernet Relay Service (ERS) và Ethernet Wire

Service (EWS) cho loại E-Line; Ethernet Relay Multipoint Service (ERMS) vàEthernet Multipoint Service (EMS) cho loại E-LAN[4].

Nhận xét: Đặc trưng quan trọng nhất của dịch vụ mạng MAN-E là cung cấp cácdịch kết nối ảo Các kết nối này có thể là điểm – điểm, đa điểm – đa điểm, việc

sử dụng tuỳ thuộc vào yêu cầu của khách hàng Đây là những đặc trưng riêngcủa mạng MAN-E khiến hệ thống quản lý khác biệt hơn so với hệ thống quản lýmạng Ethernet thuần tuý

1.2 Tổng quan về quản lý mạng và dịch vụ

1.2.1 Một số khái niệm

Phần này trình bày khái quát một số khái niệm về quản lý mạng và dịch vụgồm: quản lý mạng, điều hành mạng, hệ thống hỗ trợ điều hành mạng, quản lýdịch vụ và quản lý chất lượng dịch vụ [13]

1.2.1.1 Quản lý mạng

Quản lý mạng là quá trình triển khai, tích hợp và phối hợp tất cả các tàinguyên cần thiết để lập cấu hình, giám sát, kiểm tra, đánh giá và điều khiểnmạng nhằm đáp ứng các mục tiêu về dịch vụ với một chi phí hợp lý Theo chuẩnOSI định nghĩa quản lý mạng gồm 5 vùng chức năng cơ bản như sau:

- Quản lý lỗi (Fault Management): là quá trình phát hiện, cách ly và sửa lỗi đã

gây ra hỏng hóc

- Quản lý cấu hình (Configuration Management): là quá trình khởi động và khai

thác tài nguyên mạng để quản lý dung lượng hay cung cấp dịch vụ

- Quản lý tính cước (Accounting Management): là quá trình thiết lập cước cho

việc sử dụng tài nguyên mạng

- Quản lý hiệu năng (Performance Management): là quá trình bảo dưỡng hiệu

năng mạng nhằm đáp ứng được yêu cầu dịch vụ và hiệu quả kinh tế

- Quản lý an ninh (Security Management): là quá trình đảm bảo cấp quyền truy

nhập tài nguyên cho người sử dụng như: trao quyền, gán các mức ưu tiên khácnhau cho người dùng

Các chức năng này thường được đề cập chung là mô hình FCAPS, và mô hình

này đã trở thành tiêu chí chức năng chính để đánh giá khả năng của các hệ thống

và sản phẩm quản lý mạng khác nhau

1.2.1.2 Quản lý dịch vụ

Quản lý dịch vụ là quá trình tạo, cung cấp, truy nhập và duy trì hiệu năng của

dịch vụ cung cấp cho khách hàng thông qua việc sử dụng tài nguyên và các hệthống quản lý mạng

1.2.1.3 Quản lý chất lượng dịch vụ

Quản lý chất lượng dịch vụ là quá trình sử dụng tài nguyên và các hệ thốngquản lý mạng để cung cấp chất lượng dịch vụ như trong thỏa thuận mức dịch vụ(SLA) cho khách hàng

1.2.1.4 Điều hành mạng

Điều hành mạng bao gồm tất cả các hoạt động để lập kế hoạch, phát triển vàđiều khiển một mạng truyền thông Các vùng điều hành cụ thể bao gồm dự báotài nguyên, quy hoạch mạng, cung cấp tài nguyên, cung cấp dịch vụ, bảo dưỡng

Như vậy, nhà điều hành mạng thông qua OSS để thực hiện các chức năng quản

lý mạng và dịch vụ OSS không chỉ có vai trò hỗ trợ nhà điều hành đảm bảo chomạng hoạt động hiệu quả, cung cấp dịch vụ thỏa mãn nhu cầu khách hàng mà

còn là một công cụ nhằm thực hiện các mục tiêu kinh doanh, quyết định đến sựtồn tại của doanh nghiệp viễn thông trong thị trường mang tính cạnh tranh cao

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng và xu hướng trong quản lý mạng và dịch vụ

Có bốn yếu tố chính tác động trực tiếp đến sự hình thành và phát triển củamột hệ thống quản lý mạng/dịch vụ, đó là nhu cầu khách hàng, sự phát triển củamạng và dịch vụ, kiến trúc và công nghệ quản lý và các chuẩn quản lý Điều nàyđược thể hiện ở Hình 1 -12[13]

Hình 1-12:Những yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống quản lý mạng và dịch vụ

1.2.2.1 Nhu cầu của khách hàng

Những xu hướng chính trong nhu cầu của khách hàng (nhà điều hành mạng,nhà cung cấp dịch vụ…) đối với các hệ thống quản lý mạng và dịch vụ như sau:

- Một giải pháp quản lý tổng thể hơn là quản lý đơn lẻ từng phần tử

- Giải pháp quản lý được tích hợp với môi trường khách hàng hiện tại

- Giảm độ phức tạp và chi phí: điều này được thực hiện thông qua việc tự độnghóa các chức năng quản lý FCAPS, sử dụng giao diện đồ họa trực quan (GUI),giao diện web, các kỹ thuật biểu diễn hiệu quả và dữ liệu quản lý thống nhất

- Quản lý mạng/dịch vụ mềm dẻo và đáp ứng nhanh: để thực hiện điều này cần

có chuyển hướng nhịp nhàng từ hạ tầng quản lý mạng hiện tại đến giải pháp đề

xuất; khả năng tích hợp đa nhà cung cấp; hạ tầng quản lý mạng/dịch vụ mở; khảnăng hỗ trợ QoS khác nhau; quản lý mạng/dịch vụ hướng khách hàng.

- Quản lý mạng an toàn và tin cậy

- Thiết bị mạng ngày càng thông minh hơn

- Khả năng hỗ trợ dịch vụ đang dịch chuyển sang phía mạng truy nhập

- Các ứng dụng ngày càng tách khỏi các chức năng mạng truyền tải

- Các ứng dụng quản lý trên nền Internet/Web phát triển mạnh

1.2.2.3 Kiến trúc và công nghệ quản lý

Các xu hướng chính trong kiến trúc và công nghệ quản lý mạng/dịch vụ hiệnnay:

- Chuyển từ tập trung quản lý mạng sang quản lý dịch vụ

- Quản lý phân tán Dựa trên các khung quản lý mạng phân tán như CORBA,DCOM, Jini, DCE/DME

- Quản lý dựa trên Web

- Quản lý dựa trên chính sách

- Sử dụng các tác nhân thông minh (intelligent agent) để phân loại cảnh báo, xácđịnh cảnh báo và báo cáo hiệu năng

- Quản lý mạng/dịch vụ/SLA dựa trên cơ sở khách hàng

- Phân loại lưu lượng dựa trên mức ưu tiên

1.2.2.4 Các chuẩn quản lý mạng

Các hệ thống quản lý mạng và dịch vụ được xây dựng dựa trên các chuẩn cơbản như sau:

- Chuẩn về giao thức quản lý mạng đơn giản (SNMP)[25] của IETF được sửdụng để quản lý các mạng trên cơ sở IP, nó định nghĩa các thủ tục trao đổithông tin giữa một hay nhiều hệ thống quản lý (manager) với các tác nhân(agent) SNMP cũng cung cấp một khuôn khổ để định dạng và lưu các thông tinquản lý, định nghĩa các biến hay đối tượng thông tin quản lý có mục đíchchung SNMP hiện có các version v1,v2 và v3 Ngoài SNMP còn có các giaothức khác như TL1, CORBA,

- Chuẩn mạng quản lý viễn thông (TMN)[26] của ITU-T được xây dựng dựatrên mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở OSI và có hỗ trợ SS7,TCP/IP, ISDN, X.25 và các mạng LAN 802.3 TMN có tính mở cao vì nó hỗtrợ nhiều bộ giao thức, phối hợp các đặc trưng của các giao thức quản lý mạnghiện có và được chấp nhận ở diện rộng

Mô hình mạng quản lý viễn thông có vai trò quan trọng và các giải phápquản lý mạng và dịch vụ luôn cố gắng tuân theo

1.2.3 Mô hình quản lý mạng viễn thông TMN

Mạng quản lý viễn thông (TMN) cung cấp các chức năng quản lý cho cácmạng và dịch vụ viễn thông, tạo sự liên lạc giữa nó với các mạng và dịch vụviễn thông cũng như với mạng quản lý viễn thông khác

Kiến trúc TMN được mô tả chi tiết trong khuyến nghị M.3010 [11], có bakhía cạnh cơ bản trong kiến trúc của TMN là kiến trúc chức năng, kiến trúcthông tin và kiến trúc vật lý:

- Kiến trúc chức năng: mô tả sự phân bố phù hợp của các chức năng trong

TMN, sự phù hợp này theo nghĩa cho phép xây dựng các khối chức năng để từ

đó có thể thực hiện TMN với bất kỳ mức độ phức tạp nào Định nghĩa các khối

chức năng và điểm tham khảo giữa chúng để xác định yêu cầu đối với các đặc tảgiao diện khuyến nghị cho TMN.

- Kiến trúc thông tin: dựa trên cơ sở các mô hình quản lý mở đã được chuẩn

hóa để hỗ trợ việc mô hình hóa thông tin theo chuẩn Các hoạt động chuẩn hóaTMN sẽ không xây dựng một mô hình quản lý cụ thể mà xây dựng dựa trên cácgiải pháp được công nhận trong ngành viễn thông, tập trung chủ yếu vào các kỹthuật hướng đối tượng

- Kiến trúc vật lý: mô tả các giao diện thực và các ví dụ về thành phần vật lý tạo

nên TMN

Tuy nhiên, để giải quyết sự phức tạp của việc quản lý viễn thông, chức năngquản lý được xem xét để chia thành các lớp logic Mỗi lớp logic phản ánh cáckhía cạnh cụ thể của việc quản lý theo các mức độ trừu tượng khác nhau Kiếntrúc này gồm 4 lớp quản lý và lớp phần tử mạng được tổ chức theo hình kim tựtháp như được thể hiện ở hình Hình 1 -13, nó còn được gọi là mô hình phân lớpchức năng của TMN [11]

Hình 1-13: Kiến trúc phân lớp chức năng của TMN

- Lớp phần tử mạng: lớp này bao gồm các đối tượng quản lý của TMN.

- Lớp quản lý phần tử mạng: bao gồm các hệ thống quản lý được yêu cầu để

khai thác và điều hành một hay một nhóm phần tử mạng Ví dụ như chức năngbáo cáo cảnh báo, hệ thống quản lý cho thiết bị chuyển mạch, quản lý dữ liệu

- Lớp quản lý mạng: khi các phần tử mạng kết nối với nhau để tạo thành một

mạng thì cần chức năng quản lý mạng để phối hợp các hoạt động trên toàn mạng

và hỗ trợ các yêu cầu về mạng của lớp quản lý dịch vụ Lớp này chịu tráchnhiệm về tính khả dụng của tài nguyên, mối quan hệ, sự phân bổ và cách quản lýtài nguyên trong mạng Nó còn chịu trách nhiệm về hiệu năng kỹ thuật của mạngthực tế và điều khiển các khả năng mạng khả dụng để đưa ra khả năng truy nhập

và chất lượng dịch vụ Ví dụ như hệ thống giám sát, bảo dưỡng mạng, hệ thốngquản lý mạng ngoại vi, hệ thống quản lý bảo mật

- Lớp quản lý dịch vụ: Lớp này liên quan và chịu trách nhiệm về các khía cạnh

thỏa thuận dịch vụ cung cấp cho khách hàng Một số chức năng chính của lớpnày như xử lý đặt hàng, xử lý khiếu nại về dịch vụ, xử lý hóa đơn, tính cước

- Lớp quản lý kinh doanh: lớp này chịu trách nhiệm ở mức toàn doanh nghiệp.

Nó có các vai trò như hỗ trợ quá trình ra quyết định để đầu tư và sử dụng tối ưunhững tài nguyên viễn thông mới, hỗ trợ quản lý ngân sách liên quan Một sốchức năng cụ thể như lập kế hoạch và chiến lược, quản lý tài chính và tài sản,quản lý nhân sự

Kiến trúc phân lớp chức năng logic này không mâu thuẫn mà bổ sung cho môhình chức năng FCAPS của TMN, trong đó các vùng chức năng được tổ chứctheo chiều ngang và có thể được áp dụng cho tất cả các lớp chức năng logic.[12]

1.2.4 Khung tiến trình nghiệp vụ eTom

eTOM là thành phần từ khung nhìn kinh doanh trong tổng thể khungNGOSS, đồng thời eTOM cũng chính là xuất phát điểm trong chu kỳ xây dựngphần mềm OSS – giai đoạn xác định nhu cầu kinh doanh Hình 1 -14

Hình 1-14 : Cấu trúc bộ công cụ NGOSS

Khung tiến trình nghiệp vụ eTOM (mở rộng TOM) được xây dựng dựa trên

mô hình TMN của ITU-T nhưng theo định hướng kinh doanh, tiếp cận từ trên

xuống và sử dụng khái niệm tiến trình nghiệp vụ làm trung tâm

Khung tiến trình TOM sử dụng mô hình phân lớp chuẩn TMN của ITU-T

(được quy định trong khuyến nghị M.3010) để tổ chức các tiến trình nghiệp vụ

cơ bản Các vùng tiến trình chức năng từ trên xuống trong TOM gồm: quản lý

giao diện khách hàng và chăm sóc khách hàng, điều hành và phát triển dịch vụ,

quản lý mạng và hệ thống và vùng quản lý phần tử mạng Các vùng tiến trình

này tương ứng với các lớp quản lý kinh doanh, quản lý dịch vụ, quản lý mạng và

quản lý phần tử mạng trong mô hình phân lớp TMN Khung eTOM mở rộng

TOM nhưng vẫn dựa trên các lớp chức năng trong TMN Sự ánh xạ từ mô hình

TMN vào TOM, eTOM và NGOSS được thể hiện rõ trong Hình 1 -15

Hình 1-15: Quan hệ giữa TMN, eTom và NGOSS

1.3 Tóm tắt chương

Nội dung chương đề cập đến một số đặc trưng của công nghệ và dịch vụ

mạng MAN-E Các vấn đề về quản lý mạng và dịch vụ nói chung, cũng như các

Element Management Network Management

Business Management Service Management

Operations Fulfillment Assurance Billing Operations

Support &

Customer Relationship Management

Service Management & Operations

Resource Management & Operations

Supplier/Partner Relationship Management

(Application, Computing and Network)

Enterprise

Management Strategic & Enterprise

Planning

Financial & Asset

Management Enterprise Quality Management, Process & IT

Planning & Architecture

Stakeholder & External Brand Management, Market Research &

Advertising Human Resources Management

Disaster Recovery, Security & Fraud Management Research &

Development, Technology Acquisition

Strategy, Infrastructure & Product

Product Lifecycle Management Infrastructure

Lifecycle

Management

Strategy &

Commit

Marketing & Offer Management

Service Development & Management

Resource Development & Management

Supply Chain Development & Management

(Application, Computing and Network)

Customer

Các lớp trong TMN tương ứng với các nhóm tiến trình chiều ngang trong TOM

Các tiến trình trong TOM được đưa vào vùng

“FAB” của eTOM

NGOSS Knowledge

Base

Customer OSS

Thu Apr 05 12:47:19 2001 Ordering 3 Use Case Use Case Diagram

Gateway Services

Gateway Interface

Provider Services

Customer Management Interface

Customer Management Services Product Management Services

Manager

Ordering 3 Process

*

**

Customer Relationship Management

Resource Infras'ture Dev't and Mngmnt

Supplier/

Partner

Service Dev elopment and Op'ns Management Inf ormation Customer

Assess Service

A v ailability Provide Service

Determine Resource

A v ailability Provide Availability Date

Qualify Customer

Identify Solution Alternatives

Update Customer Contact Record SolutionAlternatives

A vailable

No Action Required

Pre-Order Request Made Rec eive Pre-Order Feas ibility Request

eTOM được ánh xạ trong khung nhìn kinh doanh của NGOSS

Network and Systems Management Processes Service Development and Operations Processes Customer Care Processes

Network Maintenance &

Restoration Network Data Management Network

Inventory Management

Service Planning and Development

Service Problem Management Service Quality Management Rating and Discounting Service

Configuration

Customer Interface Management Processes

Sales Handling Order

Invoicing and Collections Problem

Handling Customer QoS Management

Physical Resource and Information Technology

nhân tố ảnh hưởng, xu hướng phát triển và mô hình quản lý mạng tiêu biểuTMN và eTom.

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ MẠNG MAN-E VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

2.1 Các tổ chức và chuẩn

Một trong những tổ chức được nhiều người biết đến đó là MEF - diễn đànmạng Ethernet đô thị (Metro Ethernet Forum – MEF) MEF được thành lập từ

2001 là một tổ chức phi lợi nhuận đã không ngừng phát triển những khuyến nghị

kỹ thuật để đẩy mạnh hoạt động triển khai sử dụng công nghệ Ethernet băngthông rộng trên quy mô mạng đô thị

Bên cạnh đó không thể không nói đến ITU với các chuẩn đưa ra về OAMnhư Y1730, Y1731 và IEEE với chuẩn 802.1ag Y.1730 là khuyến nghị choOAM Ethernet (1/2004) và Y.1731 là cơ chế OAM (5/2006) Còn chuẩn802.1ag về chức năng OAM của Ethernet của IEEE được phê chuẩn tháng 9năm 2007[2][7] Khuyến nghị Y.1731 đề cập đến quản lý lỗi và quản lý hiệunăng còn 802.1ag chỉ mô tả khả năng quản lý lỗi Một số chức năng quản lý lỗichỉ được mô tả trong Y.1731 Những chức năng OAM được mô tả bởi cả haichuẩn thì đều có khả năng tương tác với nhau Chi tiết mô tả trong Bảng 1-1[7]

Continuity Check (CC) Liên tục kiểm tra kết nối

đường truyền và phát hiện thiếu sót

Mô tả bởi cả hai chuẩn Y.1731 của ITU-T và 802.1ag của IEEE

LoopBack (LB) Kiểm tra kết nối khi cần

và cô lập các sai sótLink Trace (LT) Kiểm tra định tuyến của

khungRemote defect Indication

RDI

Báo hiệu sự cố tới bộ định tuyến phía cung cấp

Alarm Indication signal

tải, độ lỗi khung và lỗi

bítLocked LCK Báo hiệu ngắt dịch vụ đo

kiểm thử mạngMaintenance

(VSP) Các chức năng OAM đặc thù theo nhà cung

cấp thiết bịLoss Measurement (LM) Đo thử độ lỗi khung

Hình 2-16: Ánh xạ chức năng OAM của các tổ chức

2.2 Công nghệ quản lý mạng MAN-E

2.2.1 Các yêu cầu về chức năng quản lý mạng MAN-E

Theo tổ chức diễn đàn Metro Ethernet trong các bản khuyến nghị MEF 5, 15,

16, 17 thì các yêu cầu quản lý mạng MAN-E bao gồm: Yêu cầu về OAM dịch

vụ, yêu cầu về giao diện quản lý cục bộ LMI, yêu cầu về quản lý thành phầnmạng và yêu cầu về quản lý lưu lượng.[15][16][20]

2.2.1.1 Yêu cầu về quản lý các thành phần mạng

Quản lý các thành phần mạng MAN-E bao gồm 4 chức năng cơ bản: Quản lýcấu hình, quản lý lỗi, quản lý hiệu năng và quản lý bảo mật [15]

a Quản lý cấu hình

Quản lý cấu hình có chức năng giải quyết các vấn đề về khởi tạo, duy trì, loại

bỏ các tài nguyên bên trong hệ thống Các chức năng quản lý cấu hình đượcdùng để định nghĩa và quản lý (tạo, khôi phục, cập nhật và xoá) các thông tincấu hình Các chức năng khác liên quan như sao lưu và khôi phục vùng nhớ, duytrì trạng thái cấu hình Một số yêu cầu:

- Quản lý các thông báo

- Sao lưu và khôi phục cấu hình

- Cài đặt và hỗ trợ mạng: nạp phần mềm, quản lý dữ liệu cấu hình ME-NE, quản

lý tài nguyên, cấu hình cổng truyền,

- Kích hoạt dịch vụ: Quản lý chi tiết băng thông, cấu hình giao tiếp ETH, cấuhình lưu lượng điểm EVC,

- Điều khiển và quản lý trạng thái

b Quản lý lỗi

Các chức năng quản lý lỗi thực hiện việc phát hiện, cách ly lỗi và sửa lỗi.Theo đó, việc phát hiện và thông báo lỗi sẽ được thực hiện bởi mô đun quản lýlỗi Nó cũng bao gồm các chức năng kiểm tra như kiểm tra kết nối, kiểm tra tíchhợp, kiểm tra thời gian đáp ứng, kiểm tra chuẩn đoán

Một số yêu cầu của chức năng này

- Giám sát cảnh báo: Cung cấp khả năng kiểm tra phát hiện lỗi các thiết bị mạngtrong thời gian thực

- Xác định vị trí lỗi: Xác định nguồn gốc lỗi

- Kiểm tra: Kiểm tra thiết bị, thực thể vận chuyển và các tài nguyên liên quanbên trong hệ thống

c Quản lý hiệu năng

Thực hiện việc ghi lại các thông số về hiệu năng của hệ thống như lưu lượng,năng lực tài nguyên, xác định các ngưỡng,

Một số yêu cầu về quản lý hiệu năng:

- Kiểm tra hiệu năng chung: Gồm các bộ đếm lưu lượng, hiệu năng, các báo cáo

về lưu lượng và hiệu năng

- Kiểm tra hiệu năng riêng: Các khung nhỏ hơn chuẩn, các khung vượt quá kíchthước chuẩn, các mảnh, các khung với lỗi sắp xếp, các khung không có ID CE-VLAN

-

d Quản lý an toàn bảo mật

Quản lý an toàn bảo mật hỗ trợ ngăn chặn và phát hiện việc sử dụng khônghợp lệ các tài nguyên và dịch vụ để ngăn chặn việc ăn cắp và phá hoại thông tin.Chức năng này bao gồm các hoạt động

- Chứng thực, nhận dạng người dùng

- Điều khiển truy cập tài nguyên

- Quản trị bảo mật

- Ghi log file

2.2.1.2 Yêu cầu về OAM dịch vụ

Điều hành, quản trị và bảo dưỡng - OAM (Operations, Administration andMaintenance) được dùng để quản lý hạ tầng và dịch vụ mạng qua hạ tầng mạngnày Các yêu cầu OAM dịch vụ được các nhà cung cấp dịch vụ mong muốn làkhả năng quản lý các dịch vụ Ethernet bên trong mạng MAN-E và các thuê bao

Để thực hiện được cần có các khung OAM dịch vụ mô tả các cấu trúc lớp cácthành phần dịch vụ và mạng MAN-E liên quan đến OAM Đó là các thực thểduy trì (ME-Maintenence Entity) như thực thể cho UNI, thực thể cho NNI, haythực thể EVC,

- Đo lường tỷ lệ mất khung: OAM dịch vụ có khả năng đo lường số khung bịmất trong mạng MAN-E và xác định phần trăm.

- Đo lường độ trễ khung: OAM dịch vụ xác định thời gian yêu cầu để truyển mộtkhung dịch vụ từ UNI nguồn đến UNI đích qua mạng MAN-E (có thể là 1 chiềuhoặc 2 chiều)

Ngoài ra còn có yêu cầu về tính trong suốt của OAM dịch vụ, tính độc lập lớpvận chuyển,

2.2.1.3 Yêu cầu về quản lý lưu lượng

Công nghệ Ethernet là hỗ trợ các ứng dụng khác nhau với băng thông khácnhau do vậy nó cần có các cơ chế và tham số cho quản lý lưu lượng mạng Có 2tham số:

- Đặc tả băng thông: bao gồm tập các tham số về luật cho việc sắp xếp cáckhung dịch vụ dựa trên mức dịch vụ thích hợp với tham số đặc tả băng thông

- Định nghĩa thực thi: là một tập các tham số thực thi dịch vụ về trễ khung, biếnđổi trễ khung và tỷ lệ mất khung

Khi các thuê bao yêu cầu một mức thực thi riêng như trạng thái SLS Các nhàcung cấp dịch vụ kích hoạt các mức thực thi theo yêu cầu và đảm bảo nó bằngviệc sử dụng các cơ chế quản lý cần thiết cả tại vùng biên và bên trong mạngMetro như Hình 2 -17

Hình 2-17: Tổng quát về quản lý lưu lượng Ethernet

- Yêu cầu về đặc tả băng thông: Đặc tả băng thông cần được đảm bảo bởi nhàcung cấp dịch vụ vì nó là phần của SLS và thoả thuận giữa thuê bao và nhà cungcấp dịch vụ Các luật chính sách dựa trên các thuật toán đảm bảo tốc độ cơ bảnkhi các khung dịch vụ vi phạm đặc tả băng thông Các hoạt động này có thể làloại bỏ khung dịch vụ hay đổi màu khung dịch vụ (xanh, vàng hay đỏ) bên trongMAN-E Ngoài ra còn có các tham số băng thông như CIR, CBS, EIR, EBS

- Yêu cầu về định nghĩa thực thi: Ba thuộc tính cần quan tâm là trễ khung, tỷ lệmất khung và sự thay đổi trễ khung

2.2.1.4 Yêu cầu về giao diện quản lý cục bộ Ethernet (E-LMI)

Các thủ tục và giao thức E-LMI được dùng để cho phép tự động cấu hìnhthiết bị CE nhằm hỗ trợ các dịch vụ MAN-E Giao thức E-LMI cũng cung cấpthông tin trạng thái của EVC và UNI tới CE Thông tin UNI và EVC cho phépcấu hình một cách tự động hoạt động CE dựa trên cấu hình mạng MAN-E.Giao thức E-LMI có vai trò cục bộ từ CE đến UNI như Hình 2 -18

Metro

Ethernet Network

User Network Interface (UNI)

Customer Edge (CE)

(CE)

Hình 2-18: Phạm vi của E-LMIE- LMI xác định các thủ tục và giao thức mà truyền thông tin cho phép cấu hình

tự động CE Giao thức E-LMI cũng cung cấp ý nghĩa thông báo trạng thái củamột EVC

UNI-C

Data Plane

Control Plane

M anagement Plane

UNI-N

Data Plane Control

Plane

Management Plane

CE Side of UNI MEN Side of UNI

E-LMI Protocol

Hình 2-19: Sự giới hạn của E-LMI trong các thành phần chức năng Thông thường E-LMI bao gồm các thủ tục sau:

- Thông báo tới CE việc thêm và xoá một EVC

- Thông báo tới CE trạng thái sẵn sàng của một cấu hình EVC (kích hoạt, khôngkích hoạt, kích hoạt một phần)

- Thông tin thuộc tính UNI và EVC tới CE

Để truyền các thông tin E-LMI giữa UNI-C và UNI-N cần có cơ chế đóngkhung hay cơ chế đóng gói

Trên đây là các khuyến nghị của MEF về chức năng quản lý của hệ thốngquản lý mạng MAN-E Các khuyến nghị này giúp các nhà cung cấp thiết bị vàngười dùng có một chuẩn mực để lựa chọn so sánh cũng như tự xây dựng một

hệ thống quản lý với đầy đủ các chức năng cần thiết Phần sau, luận văn trìnhbày một số tìm hiểu về các hệ thống quản lý được phát triển bởi các nhà cungcấp thiết bị MAN-E lớn như: Huawei, Cisco, Alcatel, Nortel,

2.2.2 Một số mô hình quản lý mạng MAN-E

2.2.2.1 Mô hình quản lý của Huawei

Các thiết bị MAN-E của Huawei dựa trên công nghệ MPLS và sử dụng hệ thốngN2000 UMS cho việc quản lý Hệ thống quản lý N2000 UMS được phát triển đểquản lý mạng NGN trong đó bao gồm cả công nghệ Internet băng thông rộng.[29]

a Các chức năng chính của N 2000 UMS

- Chức năng quản lý thiết bị gồm: Quản lý topo, quản lý lỗi, quản lý cấu hình,quản lý hiệu năng, quản lý bảo mật, quản lý dữ liệu, giám sát hệ thống, giám sátnguồn và môi trường, quản lý phần mềm, quản lý bản quyền (license)

Các chức năng dịch vụ của N2000: Quản lý dịch vụ, quản lý tiền hỗ trợ (pre provision), quản lý song song, quản lý dựa trên miền và thẩm quyền, kiểm trachất lượng đường truyền, kiểm tra đường dây

-Chức năng của N2000 giúp :

- Kiểm tra, tiên đoán và phát hiện lỗi mạng để cải thiện chất lượng và độ tin cậycủa mạng

- Phân tích tắc nghẽn dịch vụ và lập kế hoạch và định vị tài nguyên hợp lý

- Quản lý rộng các nút mạng phân tán theo cách tập trung để giảm giá thànhduy trì và điều hành mạng

b Sơ đồ cấu trúc N2000

Thành phần N2000 UMS nằm ở lớp quản lý thiết bị và có các mô đun giao tiếpvới các lớp NE qua giao một số giao thức như SNMP, MML, và giao tiếp vớilớp OSS qua các giao thức SNMP, Corba, TL1,

Hình 2-20: Sơ đồ cấu trúc hệ thống quản lý N2000 UMS

Các mô đun chính của N2000:

- NBI (Northbound Interface): Mô đun giao tiếp phía bên trên chứa đựng các

mô đun giao tiếp quan trọng như SNMP, TL1, Corba, để N2000 trao đổi dữliệu với các mô đun OSS

- TM (Topology manager): Mô đun quản lý topo mạng thực hiện chức năngquản lý topo mạng

- CM (Configuration manager): Mô đun quản lý cấu hình mạng thực hiện chứcnăng quản lý tài nguyên thiết bị

- SM (Security manager): Mô đun quản lý bảo mật thực hiện chức năng quản lýaccount người dùng,