Bài thực hành hoạt động của dịch vụ HSI

Bài thực hành hoạt động của dịch vụ HSI

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

HSI High Speed Internet là dịch vụ truy cập internet tốc độ cao cố định, các lợi ích do internet manglại cho con người là rất lớn Thông qua internet ta có thể lướt web, xem phim, ca nhac, đào tạo trựctuyến, y tế từ xa, camera IP

Các công nghệ sử dụng để truy nhập dịch vụ HSI để bao gồm: ADSL 2+, VDSL 2, Fast Ethernet(Truy nhập trên cáp quang FTTH), xPON (công nghệ mạng quang thụ động) , TDM ( Thường được

sử dụng cho dịch vụ internet trực tiếp )

Tùy theo công nghệ truy nhập mà tốc độ truy nhập có khác nhau, vd: tốc độ down/up lớn nhất đối vớidịch vụ ADSL 2+ là 24M/1M, VDSL 2 là 100M/100M, GPON là 2,5G/1G, và dịch vụ internet trựctiếp dựa trên công nghệ TDM là 2M/2M

HTTP: Hyper Text Transfer Protocol là giao thức thuộc lớp ứng dụng dùng để trao đổi thông tin giữamáy chủ cung cấp dịch vụ web- web servser và các máy sử dụng dịch vụ web- web client

DNS: Domain Name System Là giao thức được sử dụng khi truy cập internet, nó có nhiệm vụ phângiải địa chỉ URL- www.dantri.com.vn thành địa chỉ IP-123.30.53.12

Bộ giao thức TCP/IP: Transmission Coltrol Protocol/Internet Protocol là bộ giao thức dùng để truyềntải thông tin trong mạng internet

Bộ giao thức PPP/PPPoE: Được sử dụng để thiết lập kết nối giữa Modem với mạng internet, kết quả

là modem được BRAS cung cấp cho địa chỉ IP public dùng để truy nhập internet

1.3 BỘ GIAO THỨC PPP/PPPOE:

PPPoE Client

PPPoE Server

Termination Request – PPP LCP

PADT - PPPoE

Các bản tin trao đổi Pha kết thúc kết nối

Phiên PPPoE: Được thiết lập trước dùng để đóng gói số liệu phiên ppp trong khung ethernet, kết quả

là modem và bras biết được địa chỉ MAC của nhau và ID phiên được thiết lập Nó bao gồm các bảntin PADI, PADO, PADR, PADS, PADT

Phiên PPP: Được thiết lập sau phiên PPPoE, bao gồm các pha sau:

 Pha thiết lập: LCP thiết lập, điều chỉnh cấu hình, hủy bỏ liên kết Kết thúc bằng các bản tin

 Pha xác thực: Được thực hiện sau pha thiết lập, xác thực username và password7m

 Pha mạng: Được thực hiện sau pha xác thực, thiết lập, điều chỉnh cấu hình, hủy bỏ việc truyền số

liệu của giao thức lớp mạng IP Kết thúc bằng bản tin ACK cung cấp địa chỉ IP cho modem

 Pha kết thúc: Được thực hiện khi ngắt kết nối, yêu cầu được đưa ra có thể từ modem hoặc từ

BRAS, các bản tin termination LCP, PADT

Internet HSI

User

Ethernet

GiE ATM

Ethernet

10 BaseT

MPLS/TE

RADIUS Server

DSLAM ONU

MPLS 10xGiE Ethernet Ethernet

Modem: Đóng vai trò cổng kết nối tới internet cho các máy tính thuộc mạng LAN phía khách hàng,

tùy theo cách truy nhập mạng mà có các loại modem ADSL, FTTH Thực hiện phiên kết nốiPPP/PPPoE tới BRAS, kết quả nhận được địa chỉ IP public do BRAS cung cấp để vào internet

IP DSLAM, Switch L2: Đóng vai trò như một thiết bị mạng lớp 2 switch trên mạng nhằm tập trung

lưu lượng, các thuê bao truy cập internet Với công nghệ truy nhập xDSL (dịch vụ ADSL, VDSL )dùng IP DSLAM, với công nghệ truy nhập Ethernet ( Dịch vụ FTTH- Fiber To The Home) dùngSwitch L2 có các cổng truy nhập quang Các IP DSLAM, Switch L2 kết nối đến BRAS theo cácVLAN thông qua mạng truyền tải MAN E

Mạng truyền tải MAN E: Dựa trên công nghệ EoMPLS, tạo các đường kết nối lớp 2 VLL(Virtual

Leased Line), nối IP DSLAM, Switch L2 tới BRAS

Bras và Radius Server: Đóng vai trò xác thực username và password của thuê bao sử dụng dịch vụ

internet, tính cước ngoài ra BRAS cung cấp địa chỉ IP public cho modem và có chức năng định tuyến

ra môi trường Internet

 Cấu hình MODEM, thiết lập phiên kết nối PPP/PPPoE tới BRAS xác thực, BRAS hỏi RADIUS,RADIUS hỏi LDAP Nếu xác thực thành công BRAS cung cấp 01 địa chỉ IP Public choMODEM.

 Sử dụng dịch vụ, các máy tính trong mạng LAN của khách hàng vào được Internet

II NỘI DUNG THỰC HÀNH

1 MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU

 Mục tiêu chung:

o Giúp sinh viên hiểu được mô hình cung cấp dịch vụ HIS của các nhà cung cấp dịch vụ

internet hiện nay

o Bản chất giao thức kết nối PPP/PPPoE được sử dụng trong cung cấp dịch vụ

o Cách thiết lập, cấu hình, bảo dưỡng dịch vụ HSI

 Nắm được các nguyên lý hoạt động của lớp mạng, mô hình 7 lớp OSI

2.2 Mô hình thực hiện trong phòng LAB

Máy tính cài

Wireshark

PC1

Modem ADSL TP-LINK

IPDSLAM

C 3750

BRAS Router cisco

C 7604

Modem FTTH TP-LINK

Internet

Máy tính cài Wireshark PC2

Miền MAN-E

 Tài khoản truy nhập internet đã được khai báo trên BRAS: username=cdit, password=cdit

 Modem được bật nguồn và kết nối tới IP DSLAM qua mạng cáp đồng

 Máy tính bật sẵn và kết nối tới modem qua cáp CAT5 RJ45 và được cài đặt phần mềm WireShark

để tiến hành phân tích gói tin

2.3 Nội Dung

2.3.1 Các bước thực hiện

Bước 1: Đặt địa chỉ IP động cho máy tính để máy tính nhận được IP do modem cấp

Bước 2: Truy cập vào địa chỉ modem: http:// 192.168.1.1 để cấu hình modem

 Bước 3: Cấu hình giao diện wan của modem để kết nối tới internet với các thông số kết nối cơbản như sau:

click Interface setup ->Internet, thiết lập các tham số:

 Các tham số mạch ảo PVC thuộc lớp ATM: VPI=8, VCI=35, tham số này phụ thuộc vàocấu hình DSLAM

 Loại kết nối: PPPoE

 Kiểu đóng gói: PPPoE LLC

 PPPoE: nhập username=cdit và password=cdit

 Lưu cấu hình: click nút save lưu cấu hình đã khai báo

Kết quả thu được:

 BRAS cấp cho giao diện wan của Modem địa chỉ IP: 113.190.210.36

- Giúp sinh viên hiểu được ý nghĩa và kiểm chứng thủ tục PPP/PPPoE

- Tìm hiểu luồng số liệu trao đổi khi truy nhập internet sử dụng các giao thức HTTP, DNS Nhậndạng được các gói tin theo địa chỉ MAC, IP

 Yêu cầu

 Biết sử dụng phần mềm Wireshark để phân tích các gói tin

 Nắm được các phiên và pha cơ bản trong thủ tục kết nối PPP/PPPoE

 Hiểu được ý nghĩa các giao thức HTTP,DNS,TCP/IP

 Modem đã được cấu hình truy nhập Internet bình thường

 Máy tính cài đặt phần mềm Wireshark

IPDSLAM ZXDSL 8906H Switch ciscoC 3750

BRAS Router cisco

C 7604

Modem FTTH TP-LINK

Internet

Máy tính cài Wireshark PC2

Miền MAN-E

3.3 Nội Dung

Bước 1: Bật wireshark

PHẦN II : PHẦN MỀM OPTISYSTEM

1 KHÁI NIỆM

OptiSystem là phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang Phần mềm này có khả năng thiết

kế, đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại tuyến thông tin quang, dựa trên khả năng mô hìnhhóa các hệ thống thông tin quang trong thực tế Bên cạnh đó, phần mềm này cũng có thể dễ dàng mởrộng do người sử dụng có thể đưa thêm các phần tử tự định nghĩa vào

Phần mềm có giao diện thân thiện, khả năng hiển thị trực quan

- Thiết kế mạng FTTx dựa trên mạng quang thụ động (PON)

- Thiết kế hệ thống ROF (radio over fiber)

- Thiết kế bộ thu, bộ phát, bộ khuếch đại quang

- Thiết kế sơ đồ tán sắc

- Đánh giá BER và penalty của hệ thông với các mô hình bộ thu khác nhau

- Tính toán BER và quĩ công suất tuyến của các hệ thống có sử dụng khuếch đại quang

- …

3 CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA OPTISYSTEM

a Thư viện các phần tử (Component Library)

Optisystem có một thư viện các phần tử phong phú với hàng trăm phần tử được mô hình hóa để có đápứng giống như các thiết bị trong thực tế Cụ thế bao gồm:

- Thư viện nguồn quang

- Thư viện các bộ thu quang

- Thư viện sợi quang

- Thư viện các bộ khuếch đại (quang, điện)

- Thư viện các bộ MUX, DEMUX

- Thư viên các bộ lọc (quang, điện)

- Thư viện các phần tử truy nhập

- Thư viện các phần tử thụ động (quang, điện)

- Thư viện các phần tử xử lý tín hiệu (quang, điện)

- Thư viện các phần tử mạng quang

- Thư viện các thiết bị đo quang, đo điện

Ngoài các phần tử đã được định nghĩa sẵn, Optisystem còn có:

- Các phần tử Measured components Với các phần tử này, Optisystem cho phép nhập các tham số

được đo từ các thiết bị thực của các nhà cung cấp khác nhau

- Các phần tử do người sử dụng tự định nghĩa (User-defined Components)

b Khả năng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của Optiwave

Optisystem cho phép người dùng sử dụng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của Optiwave nhưOptiAmplifier, OptiBPM, OptiGrating, WDM_Phasar và OptiFiber để thiết kế ở mức phần tử

c Các công cụ hiển thị

Optisystem có đầy đủ các thiết bị đo quang, đo điện Cho phép hiển thị tham số, dạng, chất lượng tínhiệu tại mọi điểm trên hệ thống

Thiết bị đo quang:

- Phân tích phổ (Spectrum Analyzer)

- Thiết bị đo công suất (Optical Power Meter)

- Thiết bị đo miền thời gian quang (Optical Time Domain Visualizer)

- Thiết bị phân tích WDM (WDM Analyzer)

- Thiết bị phân tích phân cực (Polarization Analyzer)

- Thiết bị đo phân cực (Polarization Meter)

Thiết bị đo điện:

- Oscilloscope

d Mô phỏng phân cấp với các hệ thống con (subsystem)

Để việc mô phỏng được thực hiện một cách linh hoạt và hiệu quả, Optisystem cung cấp mô hình môphỏng tại các mức khác nhau, bao gồm mức hệ thống, mức hệ thống con và mức phần tử

e Ngôn ngữ Scipt mạnh

Người sử dụng có thể nhập các biểu diễn số học của tham số và tạo ra các tham số toàn cục Các tham

số toàn cục này sẽ được dùng chung cho tât cả các phần tử và hệ thống con của hệ thống nhờ sử dụngchung ngôn ngữ VB Script

f Thiết kế nhiều lớp (multiple layout)

Trong một file dự án, Optisystem cho phép tạo ra nhiều thiết kế, nhờ đó người sử dụng có thể tạo ra vàsửa đổi các thiết kế một cách nhanh chóng và hiệu quả Mỗi file dự án thiết kế của Optisystem có thểchứa nhiều phiên bản thiết kế Mỗi phiên bản được tính toán và thay đổi một cách độc lập nhưng kếtquả tính toán của các phiên bản khác nhau có thể được kết hợp lại, cho phép so sánh các phiên bảnthiết kế một cách dễ dàng

g Trang báo cáo (report page)

Trang báo cáo của Optisystem cho phép hiển thị tất cả hoặc một phần các tham số cũng như các kếtquả tính toán được của thiết kế tùy theo yêu cầu của người sử dụng Các báo cáo tạo ra được tổ chứcdưới dạng text, dạng bảng tinh, đồ thị 2D và 3D Cũng có thể kết xuất báo cáo dưới dạng file HTMLhoặc dưới dạng các file template đã được định dạng trước

h Quét tham số và tối ưu hóa (parameter sweeps and optimizations)

Quá trình mô phỏng có thể thực hiện lặp lại một cách tự động với các giá trị khác nhau của tham số đểđưa ra các phương án khác nhau của thiết kế Người sử dụng cũng có thể sử dụng phần tối uu hóa củaOptisystem để thay đổi giá trị của một tham số nào đó để đạt được kết quả tốt nhất, xấu nhât hoặc mộtgiá mục tiêu nào đó của thiết kế

II. NỘI DUNG BÀI THỰC HÀNH

Hiện nay trên mạng có 1 số nhà cung cấp dịch vụ IPTV như VNPT (MyTV), Viettel (NetTV), FPT(iTV), VTC…

IPTV có thể truyển khai trên mạng viễn thông IP cũng như trên mạng truyền hình cáp HFC, tuy nhiêntrong khuôn khổ bài thực hành này sẽ tập trung vào tìm hiểu về dịch vụ MyTV do VNPT cung cấp(được triển khai trên mạng viễn thông IP của VNPT)

Mang IP

DSLAM ADSL Modem

STB

Mạng cung cấp Nội dung

BTV Server VoD Server

DHCP Server EPG Server

L2SW STB FTTx Router

HÌNH 2: CẤU TRÚC TỔNG QUÁT MẠNG CUNG CẤP DỊCH VỤ MYTV

Mạng truy nhập phía người dùng sử dụng các thiết bị như Modem (ADSL hoặc FTTx), Set-top-box

(STB)

Mạng truyền tải IP: Đối với các kênh truyền hình quảng bá (BTV) trên mạng này sẽ sử dụng kỹ thuật

3 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA MYTV

Để dịch vụ MyTV có thể hoạt động cần phải trải qua các bước sau đây:

 STB nhận được IP chính xác từ DHCP Server trong mạng cung cấp nội dung

 Sau khi nhận được địa chỉ IP chính xác STB xác thực thành công với EPG Server (ElectronicProgram Guides) trong mạng cung cấp nội dung Sau STB xác thực thành công, dịch vụMyTV được sử dụng bình thường

Như vậy để MyTV hoạt động bình thường đảm bảo như sau:

 CPE được cấu hình chính xác để STB thông với DHCP Server trong mạng cung cấp nội dung

và nhận được địa chỉ IP chính xác

 STB được cấu hình chính xác để có thể xác thực thành công

Nguyên lý hoạt động của dịch vụ BTV (LiveTV) : Dịch vụ LiveTV hiện tại do VNPT cung cấp sửdụng giao thức IGMPv2 lấy nguồn từ BTV Server Flow dịch vụ :

 STB gửi gói tin IGMP Report / Join Group (sau đó luồng Multicast đổ về STB)

 IGMP Router (Ở đây là DSLAM hoặc L2SW có tính năng IGMP Snooping) gửi đều đặn góitin IGMP Query / STB nhận được sẽ trả lời bằng gói tin IGMP Membership Report

 STB gửi gói tin IGMP Report / Leave Group

Dịch vụ VoD hiện tại do VNPT cung cấp sử dụng giao thức RTSP lấy nguồn từ VoD Server Flowdịch vụ (STB gửi các gói tin RTSP để thiết lập phiên kết nối và VoD Server trả lời bằng các gói tin

RTSP REPLY 200 OK) :

 STB gửi gói tin RTSP DESCRIBE.

 Sau khi nhận được phản hồi từ VoD Server, STB gửi gói tin RTSP SETUP.

 Sau đó, STB gửi gói tin RTSP PLAY khi bắt đầu xem phim (Có luồng Unicast đổ về STB).

 STB gửi gói tin RTSP PAUSE khi tạm dừng xem phim.

 STB gửi gói tin RTSP TEARDOWN khi kết thúc xem phim.

Nguyên lý hoạt động của dịch vụ TimeShift TV

 Kênh truyền hình hỗ trợ Timeshift TV được đặt cấu hình lưu vào VoD Server

 Khi người dùng join vào kênh thì nguyên lý hoạt động tương tự với BTV

 Khi người dùng thực hiện tạm dừng/tua lại STB sẽ nhận luồng dữ liệu Unicast từ VoD serverthay vì luồng Multicast từ BTV Server

 Khi người dùng quay trở lại chế độ LiveTV, STB sẽ tiếp tục nhận luồng dữ liệu Multicastphát quảng bá từ BTV Server

5 MÔ HÌNH THỰC HIỆN

IPTV server

Mạng IP băng rộng

ADSL modem

 Hiểu được nguyên tắc hoạt động của dịch vụ MyTV

 Cấu hình được thiết bị đầu cuối để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường

 Yêu cầu :

 Hiểu mô hình tổng thể và cơ cấu hoạt động của dịch vụ MyTV

 Biết cài đặt và sử dụng phần mềm Wireshark

1.2 Các bước thực hiện và kết quả thực hiện

Bước 1: Thiết lập cấu hình STB

 Bật STB, vào phần cấu hình bằng cách bấm SET và nhập mật khẩu “6321”.

Bước 2 : Bắt log kết quả

 Khi STB khởi động lại thực hiện capture Wireshark với filter “bootp” cho điến khi dịch vụ sử

dụng bình thường Kết quả bắt được

 Khi dịch vụ sử dụng bình thường, tiếp tục thực hiện Capture Wireshark trong vòng 5 phút

 Sau khi stop capture, click chuột phải vào gói tin bất kỳ chọn “Decode As” / Chọn “RTP” , Apply Sau đó chọn Telephony / RPT / Show all Streams Hình chụp màn hình Wireshark

bắt được duy nhất 1 luồng UDP :

 Hiểu mô hình tổng thể và cơ cấu hoạt động của dịch vụ MyTV

 Biết cài đặt và sử dụng phần mềm Wireshark để bắt và phân tích bản tin

2.2 Các bước thực hiện và kết quả

Bước 1: Bắt gói tin flow dịch vụ BTV

 Máy tính bắt đầu bắt gói tin với filter “igmp”

 STB xem 1 kênh LiveTV trong khoảng 5 phút.

 STB chuyển kênh và Laptop ngừng bắt gói tin, lưu lại log.

 Kết quả log bắt được với filter “igmp”:

 Địa chỉ nguồn (địa chỉ STB): 10.41.242.211

 Địa chỉ đích( địa chỉ kênh live TV): 232.84.1.39

 Giao thức sử dụng: Internet Protocol Version 4

 Dịch vụ LiveTv trong nhóm dịch vụ MyTV sử dụng giao thức IGMPv2

 Khi thực hiện chuyển kênh thì địa chỉ nguồn 10.41.242.211 thực hiện lệnh

“Leave Group” dời địa chỉ 232.84.1.39 sang địa chỉ 232.84.1.27 Để rời 1 kênh LiveTV STB phải gửi gói tin IGMP Report/Leave Group.

Bước 2 : Bắt gói tin flow dịch vụ VoD :

 Laptop bắt đầu bắt goi tin với filter “rtsp”.

 STB 1 bộ phim VoD

 Sau khi xem khoảng 2 phút, STB tạm dừng (pause) sau đó tiếp tục xem

 STB tiếp tục xem thêm khoảng 2 phút thì dừng Ngừng bắt gói tin và lưu lại log.ư

 Kết quả log bắt được với filter “ rtsp” :

Địa chỉ nguồn ( Địa chỉ STB) : 10.41.242.211

Địa chỉ đích ( VoD Server): 172.16.30.12

Để xem một bộ phim STB gửi gói tin “ DESCRIBE RTSP” từ địa chỉ 10.41.242.211 đến địa chỉ 172.16.30.12 Để xác nhận với STB, VoD sử dụng gói tin “RTSP 200 OK” gửi tới STB Sau khi nhận được phản hồi từ VoD Server, STB gửi gói tin