Tài liệu Quản lý mô hình mạng long-reach ethernet cho nhà cung cấp dịch vụ internet

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA HÀ N Ộ I KHOA CÔNG NGHỆ N G U Y Ễ N V IỆ T A N H QUẢN LÝ MÔ HÌNH MẠNG LONG-REACH ETHERNET CỦA NHÀ CUNG CẤP DICH v u INTERNET C h u y ê n n g à n h : K ĩ th u ậ t V ô tu y ế n đ iệ n tử v à T h ô n g tin liê n lạc M ã số: 2 .0 7 .0 0 i p liHl) ' V í !! G;'i I ì : , h ' : 1- ; V ỉ LUÂN VĂN THAC s ĩ • 1 No sị Ị r , fa I a Lũ clịẮ ^ NGƯỜI H Ư ỚN G D Ẫ N K H O A H Ọ C TS. Vương Đạo Vy H À N Ộ I 2003 CÁC CHỮ VIẾT TẤT CPE C ustom er Prem ier Equipm ent DMZ D elim ited Zone DNS D om ain N am e System ICM P Internet Control M essage Protocol ISO International O rganization for Standardization ISP Internet Service Provider IX P Internet E xchange Provider LA N Local A rea N etw ork LRE Long R each Ethernet N TP N etw ork Tim e Service PSTN Public Switched Telephone N etwork R A D IU S R em ote A uthentication Dial-In U ser Service R FC R equest o f C om m ents SNM P Simple N etw ork M anagem ent Protocol TC P Transm ission Control Protocol TC P/IP Transm ission Control Protocol/Internet Protocol UDP U ser D atagram Protocol VLAN V irtual Local A rea N etw ork MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MẠNG CỦA NHÀ CƯNG CẤP DỊCH v ụ INTERNET................................................ 1 1.1. Tổng quan về quản lý mạng..................................................................................................1 1.2. Quản lý mạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet.............................................................2 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH MẠNG LONG-REACH ETHERNET CỦA NHÀ CUNG CẤP DỊCH v ụ INTERNET............................................ 12 CHUƠNG 3: QUẢN LÝ MÔ HÌNH MẠNG LONG-REACH ETHERNET CỦA NHÀ CUNG CẤP DỊCH v ụ INTERNET............................................. 17 3.1. Giới thiệu chung................................................................................................................. 17 3.2. Phán tích các phương pháp kỹ thuật quản lý mạng Long-Reach Ethernet................. 18 3.3. Phát triển các phương pháp bảo mật trên mô hình mạng Long-Reach Ethernet..... 20 3.3.1. Chuyển mạch LAN và Virtual Local Area N etw ork............................................. 20 3.3.2. Quản lý danh sách truy cập........................................................................................ 35 3.4. Chương trình quản lý bãng th ô n g .................................................................................... 42 3.5. Giải quyết yêu cầu của bài toán tính cước...................................................................... 57 CHUƠNG 4: KẾT LUẬN............................................................................................................. 82 4.1. Đánh giá kết quả.................................................................................................................82 4.2. Đề xuất hướng nghiên cứu................................................................................................ 83 TÀI LIỆU THAM K H Ả O .............................................................................................................84 MỞ ĐẦU Hiện nay, sự phát triển các dịch vụ dựa trên Internet như tìm kiếm thông tin, trao đổi thư điện tử, truyền dữ liệu dung lượng lớn, thương mại điện tử... đã góp phần không nhỏ đến sự phát triển của các quốc gia trên th ế giới. V iệt N am cũng không phải là m ột ngoại lệ. N hưng để có thể đưa V iệt Nam trở thành m ột quốc gia có các dịch vụ trên Internet hấp dẫn như các nước trong khu vực và trên th ế giới, thì hạ tầng viễn thông bắt buộc phải đủ m ạnh và linh hoạt, tốc độ đường truyền phải cao mới đủ sức đáp ứng được nhu cầu sử dụng dịch vụ Internet. Theo số liệu thống kẻ về nhu cầu sử dụng các dịch vụ Internet tốc cao của các công ty, cơ quan nhà nước, các công ty nước ngoài tại V iệt N am , khoảng 98% các công ty này luôn m ong m uốn V iệt N am cần có m ột cơ sở hạ tầng viễn thông tốt hơn để nhằm đáp ứng rất nhiều các yêu cầu sử dụng Internet. Lý do là tính đến thời điểm bây giờ, hầu hết các hệ thống truy cập các dịch vụ Internet tại V iệt N am phải thông qua hệ thống điện thoại công cộng (PSTN). Đ ể đáp ứng m ột phần nhu cầu sử dụng dịch vụ Internet tốc độ cao của các công ty, cơ quan nhà nước và các công ty nước ngoài tại V iệt N am , luận văn giới thiệu m ột m ô hình m ạng mới đã và đang được thử nghiệm trên th ế giới. M ô hình này có tên gọi là L ong-R each Ethernet. M ô hình này cho phép kết nối không dây giữa các toà nhà với nhau chứ không cần sử dụng hệ thống điện thoại thông thường. V iệc vận dụng và triển khai m ô hình m ạng này và các liên m ạng tại V iệt N am , đặc biệt tại Hà Nội bước đầu đã cho kết quả rất khả quan trong việc cung cấp các đường kết nối Internet đến cho người dùng. Đ ồng thời, với m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet cụ thể tại V iệt N am , việc cung cấp đường kết nối tốc độ cao này đổng nghĩa với việc phải quản lý, kiểm soát được chất lượng dịch vụ và các thông số kỹ thuật của m ạng, nhằm đưa đến cho người dùng m ột đường kết nối Internet với các yêu cầu khắt khe như độ ổn định của m ạng, bảo m ật dữ liệu trên m ạng... Đ iều đó dẫn đến việc phải làm th ế nào để tìm được các phương pháp quản lý m ạng tối ưu phục vụ cho m ạng L ong-R each E thernet này. M ục đích của luận văn là giới thiệu, tìm hiểu, và phát triển các phương pháp để quản lý m ạng, đáp ứng được các yêu cầu của mổ hình mạng tốc độ cao ở trên. Luận văn bao gồm bốn chương. Chương I là chương tổng quan, giới thiệu về các cấu trúc m ạng và sự khác nhau giữa việc quản lý các m ô hình m ạng này. Chương này cũng giới thiệu cấu trúc m ạng tổng quát nhìn từ phía nhà cung cấp dịch vụ Internet, từ đó chỉ ra những yêu cầu cần thiết trong việc quản lý m ạng đối với nhà cung cấp dịch vụ Internet. Chương II giới thiệu m ột mô hình m ạng cụ thể của nhà cung cấp dịch vụ Internet cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Chương III là chương trọng tâm, được chia thành 4 phần, trình bày việc phát triển các kỹ thuật quản lý m ạng cho mô hình mới. Phần 1 so sánh m ô hình cung cấp dịch vụ Internet hiện tại bằng đường điện thoại công cộng của nhà cung cấp dịch vụ Internet với m ô hình cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao để tìm ra các phương pháp quản lý m ô hình m ạng mới. Phần 2 trình bày các phương pháp bảo mật cho mô hình m ạng này, bao gồm các kỹ thuật quản lý danh sách truy cập, và m ô hình m ạng nội bộ ảo. Phần 3 và 4 đưa ra các yêu cầu và giải quyết bài toán quản lý băng thông và bài toán tính cước. Chương IV là kết luận của luận văn, tóm tắt các phương pháp kỹ thuật đã được phát triển để quản lý m ô hình Long-R each Ethernet ứng dụng được trong thực tế, đồng thời đề xuất nghiên cứu tiếp theo về những khía cạnh khác của m ô hình này. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỂ QUẢN LÝ MẠNG CỦA NHÀ CUNG CẤP DỊCH v ụ INTERNET 1.1. Tổng quan về quản lý mạng Cụm từ “quản lý m ạn g ” có các đ ịn h nghĩa rất khác nhau, với các thời kỳ lịch sử khác nhau, và đặc biệt là với các m ô hình m ạng khác nhau. T ừ ngày đầu tiên khi danh từ “m ạn g ” ra đời, người ta nói đến m ạng chỉ như là hai chiếc m áy tính đơn lẻ được kết nối với nhau theo m ột tiêu chuẩn nào đó, để hai m áy tính này có thể chia sẻ tài nguyên cho nhau, điều m à trước đây m uốn chia sẻ tài nguyên hay dữ liệu, thì người ta phải dùng m ột thiết bị lưu trữ như là đĩa m ềm để ch u y ển dữ liệu sang các m áy tính khác. Sau đó có các khái niệm về m ạng lớn hơn, như là m ột m ô hình các m áy tính kết nối với nhau trong cùng m ột trường đại học, hoặc cùng m ột công ty, để các m áy tính có thể cùng lưu trữ, truy cập tài nguyên trên các m áy tính lớn, hoặc nhiều m áy tính có thể chia sẻ m ột m áy in được kết nối với m ột m áy tính khác. Khi các nhà khoa học phát m inh ra Internet, lúc đó m ạng được hiểu rộng hơn là m ạng của các m ạng, tức là các m ạng ở rất nhiều nơi trên th ế giới có thể kết nối với nhau bàng các đường kết nối theo cùng m ột giao thức kết nối. Trên các m ạng này, các khái niệm và các dịch vụ khác được áp dụng để phục vụ cho nhu cầu ngày càng tãng của người sử dụng ở khắp nơi trên th ế giới, thí dụ các dịch vụ tìm kiếm thông tin trên Internet, dịch vụ gửi nhận th ư điện tử, hoặc các dịch vụ truyền dữ liệu, vì thế khái niệm m ạng ngày càng trở nên phức tạp và rất khó định nghĩa. Đ iều đó đã được các nhà kh o a học nhận xét rằng: “ K hông có m ột chính phủ nào, cô n g ty, tổ chức nào sở hữu hoặc quản lý được toàn bộ các tài nguyên trên In tern et” . R õ ràng m ạng là m ột khái niệm vô cùng rộng lớn, trải khắp các quốc gia trên th ế giới, bao gồm tất cả những thiết bị viễn thông, m áy chủ, m áy tính trạm kết nối trực tiếp với nhau thông qua các đường kết nối tốc độ cao. 2 N hư vậy, việc quản lý m ạng cũng có rất nhiều cách hiểu khác nhau, cũng như có rất nhiều phạm vi khác nhau để có thể định nghĩa chính xác được công việc quản lý mạng. Đ ối với m ột trường học, hay m ột công ty nào đó, việc quản lý m ạng chỉ là quản lý các tài nguyên hiện có trên các m áy chủ, quản lý người dùng sử dụng các nguồn tài nguyên đó. C òn đối với các quốc gia, hoặc các nhà cung cấp dịch vụ Internet lớn, thì công việc quản lý m ạng được hiểu là quản lý toàn bộ tài nguyên m ạng, tài nguyên về vùng địa chỉ IP được cấp phát, cũng như là toàn bộ các dữ liệu trên m ạng đó. R iêng đối với công việc quản lý m ạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet, thì công việc quản lý m ạng còn bao gồm quản lý người dùng truy cập từ xa vào hệ th ống m ạng đó, q u ản lý việc cấp phát, phân lớp địa chỉ IP cho người dùng, quản lý hệ thống tính cước... [10] 1.2. Quản lý mạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet N hà cung cấp dịch vụ Internet là m ột công ty có khả năng cung cấp m ọi dịch vụ liên quan đến các hoạt động trên Internet. Tuỳ vào từng quốc gia m à nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp được loại dịch vụ nào. V í dụ như ở M ỹ và các nước châu  u, các dịch vụ trên Internet rất phát triển, và nhà cung cấp dịch vụ Internet có thể cung cấp m ột cách đ a dạng rất nhiều dịch vụ dựa trên Internet, ví dụ là dịch vụ tìm kiếm thông tin, dịch vụ nhắn tin, dịch vụ ngân hàng trực tuyến, dịch vụ điện thoại qua Internet. C òn với m ột số nước đang phát triển, tuy nhà cung cấp dịch vụ Internet có thể cung cấp được tất cả các dịch vụ yêu cầu nhưng do các cơ sở hạ tầng, chính sách của các q u ố c gia đó m à các dịch vụ Internet chỉ hạn c h ế ở m ột số loại như là dịch vụ tìm kiếm th ông tin trên Internet, dịch vụ thư điện tử, dịch vụ w ebsite... C ác hạn c h ế về cơ sở hạ tầng của m ột số quốc gia đang phát triển như là hệ thống viễn thông, m ạng xương sống quốc gia, hệ thống tổng đài là nguyên nhân khiến cho các quốc gia đó k h ố n g thể phát triển được các địch vụ cấp cao trên Internet như là điện thoại qua Internet, hội thảo trực tuyến qua Internet, thương m ại điện tử trên Internet... H oặc do các chính sách của quốc gia đó không cho phép các dịch vụ trên Internet cạnh tranh với các dịch vụ truyền thống làm cho m ột số dịch vụ trên Internet bị hạn chế. 3 Vì vậy, đi sâu vào việc quản lý m ạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet, quản lý m ạng của m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet ở m ột quốc gia n ào đó cũng sẽ có các cấp độ khác nhau. V í dụ như là với m ột quốc gia phát triển, hệ thống truy cập từ xa vào m ạng Internet của nhà cung cấp dịch vụ là hệ thống cáp quang, còn với m ột quốc gia đang phát triển, hệ thống truy cập từ xa vào hệ thống m ạng Internet chỉ bằng hệ thống điện thoại công cộng. N hư vậy dẫn đến các phương pháp cũng như kỹ thuật quản lý hệ thống truy cập từ xa của nhà cung cấp dịch vụ Internet cũng sẽ khác nhau. Cấu hình cơ bản của m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet như sau: Internet Service Provider Point Of Presence ( ^Protocols/ports^ Internal Infrastructure Controtfsecure a cce ss Hình 1: M ỏ hình cơ bản của nhà cung cấp dịch vụ Internet M ô hình ở phía nhà cung cấp dịch vụ bao gồm 2 phần: ■ Đ iểm truy cập (PO P: Point o f Presence) ■ C ơ sở hạ tầng bên trong (Internal In frastructure) Trong sơ đồ ở trên, người dùng kết nối vào nhà cung cấp dịch vụ Internet bằng m ạng điện thoại công cộng. V iệc truy cập giữa người dùng và điểm truy cập được điều khiển và bảo m ật. Còn cơ sở hạ tầng bên tro n g biểu diễn m ôi trường của nhà cung cấp dịch vụ Internet, là nơi các dịch vụ chạy và các m áy chủ nằm trong đó. Các dịch vụ trong cơ sở hạ tầng bên trong có thể là các dịch vụ cơ bản, các dịch vụ của cơ sở hạ tầng, các dịch vụ giá trị gia tăng. K hi các thuê bao kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ Internet, họ có thể truy cập được các dịch vụ ở bên trong và ra Internet. [10] Cấu trúc của POP: PO P là điểm truy cập, nơi m à các thuê bao kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ Internet thông q u a m ạng điện thoại công cộng. PO P đảm bảo rằng người sử dụng phải có 4 chứng thực và quyền hạn hợp lệ để truy cập vào các m áy chủ của nhà cung cấp dịch vụ Internet. H ình dưới m ô tả cấu trúc của PO P và chỉ ra các dịch vụ nào cần thiết cho POP • — DNS LDAP NAS DH CP NTP RADIUS Hình 2: Các dịch vụ của POP (Point o f Presence) Các dịch vụ chạy ở PO P chỉ là những dịch vụ của cơ sở hạ tầng. Tối thiểu, m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet phải có m ột số dịch vụ cơ bản như là DNS (dịch vụ phân giải tên m iền), D HCP (dịch vụ cấp phát địa chỉ IP động), RA D IU S (Dịch vụ chứng thực truy cập từ xa). Yêu cầu được đặt ra là tất cả các dịch vụ này phải được coi là trong suốt đối với người sử dụng, tức là người sử dụng không cần biết là kiến trúc m ạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet như thế nào. Cấu trúc cơ sở ha táng: Ở bên trong cơ sở hạ tầng, kiến trúc m ạng được chia thành hai lớp, và việc truy cập vào m ỗi lớp này phải được bảo m ật và kiểm soát bằng m ột tập hợp các m áy chủ tường lửa. V iệc phân chia m ạng thành nhiều lớp khác nhau sẽ làm đơn giản hoá quá trình thiết k ế hệ thống, đồng thời nhiều lớp làm việc cùng nhau tạo thành m ột hệ thống phức tạp sẽ giúp cho quản lý hệ thống m ạng và m ở rộng m ạng dễ dàng. 5 Kiến trúc của cơ sở hạ tầng được phân chia thành 7 lớp: vrAQlOẹ, High-speeơ trunk(s) High-speed trunk(s) D M Z N e tw o rk <: Control/secure access 1 Services Network c Control/secure access c :> Application Network Controi/socure a cccss :> Content Network <: Control/secure access V / Staging Network V 7 Hình 3: Kiến trúc 7 lớp của cơ sở hạ tầng mạng M ỗi lớp m ạng có chức năng của riêng nó, và mỗi m ột dịch vụ được đặt trên một hoặc nhiều lớp m ạng, tuỳ thuộc vào chức năng của nó. Phụ thuộc vào chức năng của dịch vụ, m ột dịch vụ chạy trên m ột hoặc nhiều lớp, kết quả tạo nên một cấu trúc phức tạp tận dụng được mức độ bảo m ật và mức độ xử lý tối ưu. Đ ồng thời, việc chia m ạng thành các lớp khác nhau sẽ chia các vùng quảng bá và va chạm. Kiến trúc m ạng như vậy sẽ cô lập các đường đi không cần thiết, điều này làm tăng đáp ứng của m ạng và giảm được độ trễ. V í dụ, vì m ột lý do nào đó xuất hiện sự tràn các thông tin quảng bá thì chỉ làm giảm sút hoạt động trong m ột lớp m ạng, còn các lớp m ạng khác sẽ không bị ảnh hưởng. N hư vậy, việc phân lớp cơ sở hạ tầng của m ạng có các ưu điểm sau: ■ Tăng hoạt động của m ạng bằng cách phân chia các vùng quảng bá và va cham 6 ■ Tăng cường bảo m ật thông qua việc phân chia các lớp với các mức độ bảo m ật của các m áy chủ tường lửa khác nhau ■ Q uản lý và chuẩn đoán lỗi tốt hơn thông qua việc hệ thống m ạng đã chia thành các lớp Lớp đầu tiên của cơ sở hạ tầng m ạng bao giờ cũng là vùng D M Z (de-m ilitarized zone). V ùng này là vùng chứa các dịch vụ cung cấp cho người sử dụng và được đặt giữa nhà cung cấp dịch vụ Internet và người sử dụng. V ùng D M Z này ngăn cách m ạng bên trong được bảo m ật và các m ạng không được bảo m ật khác (người dùng Internet). H ình dưới đây m ô tả m ột vùng D M Z cơ bản: External DNS (secondary) RA DIU S DHCP R elay Agent News Feeder M ail Relay NAS NTP C ache FTP G atew ays Hình 4: Các thành phần của vùng DMZ (Delimited Zone) Các dịch vụ chạy trong vùng D M Z thông thường là các dịch vụ dành cho người sử dụng và là dịch vụ được truy cập trực tiếp từ Internet. Như vậy, do vấn đề bảo mật, vùng D M Z này không bao giờ được giao tiếp trực tiếp với cơ sở hạ tầng m ạng ở bên trong của nhà cung cấp dịch vụ Internet. Các dịch vụ PO P thông thường được tích hợp vào trong vùng D M Z này, hoạt động như hệ thống trung gian giữa nhà cung cấp dịch vụ Internet và Internet, nó cung cấp các kênh kết nối m ở ra Internet, nhưng vẫn đảm bảo các truy cập bảo m ật và có thể điều khiển được đến các dịch vụ của nhà cung cấp. 7 Phần còn lại của kiến trúc cơ sở hạ tầng bao gồm các lớp như sau: ■ Lớp m ạng ứng dụng (A pplication Network): Lớp m ạng này chứa các chương trình ứng dụng của m ạng, thông thường kết hợp với lớp m ạng nội dung để truy xuất dữ liệu, phục vụ cho các yêu cầu tìm kiếm thông tin dịch vụ trên Internet. Với các nhà cung cấp dịch vụ Internet nhỏ, có thể không cần lớp m ạng này nếu như các nội dung trang W eb của họ là tĩnh và không cần các ứng dụng dành cho m áy chủ. Lớp m ạng này thực sự cần thiết nếu nhà cung cấp dịch vụ Internet cần cung cấp các dịch vụ liên quan đến các chương trình ứng dụng ■ Lớp m ạng nội dung (Content Network): Lớp m ạng này được coi là phần quan trọng nhất của nhà cung cấp dịch vụ Internet vì tất cả thổng tin, cơ sở dữ liệu được đặt tại lớp m ạng này, chính vì vậy lớp m ạng này phải được thiết k ế để có thể được bảo m ật cao nhất. N hư vây, yêu cầu về thiết k ế cơ sở hạ tầng m ạng sao cho không có m áy chủ nào hoặc dịch vụ nào trên Internet được phép giao tiếp trực tiếp với các m áy chủ và dịch vụ nằm trong lớp m ạng này. Tập trung thông tin và dữ liệu trong lớp m ạng này sẽ giúp cho việc quản lý m ạng tốt hơn và bảo m ật hơn. Dưới đây là m ột số dịch vụ được đặt trong lớp m ạng này: - M ailStore NFS R elational D atabase Billing System Int/Ext DNS (prim ary) LDAP (m aster) Hình 5: Các dịch vụ trong lớp mạng nội dung ■ Lớp m ạng “ staging” : Lớp m ạng này được các nhà cung cấp dịch vụ Internet sử dụng để cài đặt, cấu hình, phát triển và chạy thử dịch vụ. Trước khi một dịch vụ nào đó được đưa ra cho người sử dụng, cần phải được kiểm tra trước. Lớp m ạng này luôn luôn có hai vùng là vùng phát triển và vùng kiểm tra 8 D eveloping 1 Area Testing Area 1 Hình 6: Vùng phát triển và kiểm tra ■ Lớp m ạng quản lý (M anagem ent N etw ork): Lớp m ạng này là m ột m ôi trường bảo m ật, được thiết k ế riêng biệt cho hệ thống, cho m ạng và quản lý bảo mật cho nhà cung cấp dịch vụ Internet. Lớp m ạng này luôn luôn được cấu hình tách rời khỏi hệ thống của người sử dụng, có nghĩa là lớp m ạng này là m ột môi trường quản trị riêng biệt, được ngăn cách bởi các chính sách truy cập bảo m ật. Theo kiến trúc của cơ sở hạ tầng, nhà cung cấp dịch vụ Internet có thể phán tách được lớp m ạng quản lý này bằng các bộ chuyển m ạch m ạng nằm đằng sau các tường lửa bảo mật. Cần hạn chế việc truy cập vào vùng này bằng các quyền quản lý m ạng đặc biệt. Hình 7: Các thành phần của vùng quản lý ■ Lớp m ạng dự phòng (Backup N etw ork): N hà cung cấp dịch vụ Internet cần phải xây dựng lớp m ạng dự phòng trong các trường hợp cần thiết, ví dụ như trong các trường hợp hệ thống hỏng hóc. Đối với nhà cung cấp dịch vụ Internet nhỏ thì có thể không cần lớp m ạng dự phòng hoặc đặt lớp m ạng dự phòng này ở bên trong lớp m ạng quản lý. Còn đối với nhà cung cấp dịch vụ Internet vừa và lớn thì bắt buộc phải có lớp m ạng dự phòng này. D inh nghĩa các thành phán của m ang: Sau khi đã xác định được kiến trúc của m ạng, nhà cung cấp dịch vụ Internet cần định nghĩa các thành phần của m ạng (các thiết bị m ạng như là bộ định tuyến, bộ chuyển m ạch, các hệ thống cân bằng tải...) phù hợp nhất với các dịch vụ và thiết kế logic tổng quát. 9 N hư đã nói ở phần trên, phương pháp luận để thiết k ế m ạng cho nhà cung cấp dịch vụ Internet cho thấy rằng m ột hệ thống m ạng tổng quát cần phải được phân chia thành m ột kiến trúc N lớp có thứ bậc. M ỗi lớp trong m ô hình có các chức năng độc lập với chức năng của các lớp khác. Tuy nhiên, các lớp phải được thiết k ế sao cho chúng được tương thích với nhau và hỗ trợ hoàn toàn cho nhau. M ỗi lớp thành phần của m ạng cung cấp được các chức năng cần thiết cho m ạng. Các lớp này không cần khai báo như các thực thể vật lý riêng biệt nhau. M ỗi lớp có thể được khai báo với sự kết hợp của các thiết bị chuyển m ạch lớp 2 và các thiết bị định tuyến của lớp 3. T hông thường, m ột m ô hình m ạng phân lớp có ba lớp như sau: Hình 8: M ô hình m ạng đuợc phân thành 3 lớp Lớp lõi (core layer) cung cấp sự liên kết tối ưu giữa các vị trí khác nhau. T hông thường lớp này lớp xương sống chuyển m ạch tốc độ cao của m ạng, và nó có các đặc điểm sau: ■ Đ ộ tin cậy ■ Đ ộ dư thừa ■ Đ ộ dung lỗi ■ Đ ộ trễ thấp Lớp này chủ yếu được dùng để liên kết các các vùng xa nhau về m ặt địa lý, kết nối các trung tâm dữ liệu hoặc các trung tâm điều khiển m ạng. 10 Lớp phân phối (distribution layer) của m ạng là điểm phân định ranh giới giữa lớp lõi (core layer) và lớp truy cập (access layer). Lớp này có nhiều vai trò như là: ■ Chính sách (Policy) ■ Bảo m ật ■ Phân định ranh giới giữa các giao thức định tuyến động và tĩnh ■ Đ ịnh tuyến giữa các m ạng nội bộ ảo (VLAN: V irtual Local A rea Netw ork) ■ Phân chia các vùng quảng bá và va chạm Lóp phân phối này m ô tả việc phân chia các dịch vụ m ạng đến các VLA N ở trong môi trường m ạng. Lớp này xác định vị trí của xương sống m ạng và thông thường là giao diện quang (FDDI: fiber distributed data interface), Fast Ethernet, và G igabit Ethernet. Lớp truy cập (access layer) luôn luôn chứa m ột hoặc nhiều V LA N để cung cấp việc truy cập vào các dịch vụ m ạng. Lớp truy cập này là nơi hầu hết tất cả hệ thống kết nối đến m ạng, thông thường là Fast Ethernet, G igabit Ethernet, FDDI. Trong môi trường m ạng như là các nhà cung cấp dịch vụ Internet bao gồm nhiều m ạng công ty, hoặc doanh nghiệp, lớp truy cập thông thường là nơi các m áy chủ W eb, thư điện tử, m áy chủ tường lửa kết nối vào. Chức năng chủ yếu của lớp truy cập này là kết nối nhiều m ạng nội bộ tới lớp phân phối (distribution layer), cung cấp việc phân chia m ạng m ột cách logic, và cách ly các giao dịch quảng bá giữa giữa các vùng đã phản chia. Các lớp truy cập ở đây được hiểu là các switch và các m ôi trường chia sẻ băng thông. [10] K ết luân: Phần trên đề cập đến khái niệm về quản lý m ạng, đồng thời so sánh phạm vi của công việc quản lý m ạng, từ m ột m ạng đơn giản như m ạng được hình thành từ vài m áy tính trong m ột văn phòng, đến những m ạng cực kỳ phức tạp như m ạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet. Với m ô hình m ạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet, do có các đặc điểm riêng về các thiết bị viễn thông trên m ạng cũng như các dịch vụ m ạng m à ta có thể tính toán các phương pháp cụ thể để quản lý m ạng thích hợp. 11 Phần tiếp theo là một m ô hình m ạng cụ thể của m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet và các đặc điểm chính của m ạng này, trên cơ sở đó xem xét các phương pháp hiệu quả để quản lý mô hình m ạng đó. 12 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH MẠNG LONG-REACH ETHERNET CỦA NHÀ CƯNG CẤP DỊCH v ụ INTERNET N hư đã thấy ở phần trên, ta có thể nói rằng m ô hình m ạng của m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet quy m ô vừa và lớn là khá phức tạp. M ồ hình m ạng như vậy bao gồm tất cả các lớp, từ lớp hạ tầng truyền thông đến cấu trúc các m áy chủ dịch vụ, hoặc đến các dịch vụ cung cấp cho người dùng. Bất kỳ m ô hình m ạng nào, dù đơn giản hay phức tạp cũng phải thoả m ãn m ột m ục tiêu cung cấp m ột cách tốt nhất các dịch vụ cho người dùng. Dưới đây là m ột m ô hình m ạng cụ thể, được phát triển từ kiến trúc m ạng m ở của nhà cung cấp dịch vụ Internet, có tên gọi là Long-R each Ethernet (LRE). Đặc điểm nổi bật của m ô hình L R E là không sử dụng m ạng điện thoại công cộng để truy cập từ xa m à dùng hệ thống thu phát không dây và hệ thống đường điện thoại (không cần tín hiệu) trong các toà nhà để truy cập m ạng với tốc độ cao. K iến trúc của m ô hình truy cập từ xa gồm 2 thành phần: a. Sử dụng đường truyền viba để kết nối m ạng giữa các toà nhà với nhau A nten định hướng N hà cung cấp dịch vụ Internet K hách hàng 13 Amen da hướng K hách hàng Hình 9: sử dụng viba két nòi mạng giữa các toà nhà Trong m ô hình này, tại nhà cung cấp dịch vụ Internet có đặt m ột thiết bị thu phát viba, đồng thời trên đỉnh của những toà nhà của người sử dụng cũng đật thiết bị thu phát như vậy. Tốc độ kết nối cao nhất của hai anten này là 1 lM bps, và khoảng cách tối đa giữa hai anten có thể đạt được là 40km . 14 b. Kết nối L ong-R each E thm et ở trong toà nhà: Kết nối vật lý ở bên trong toà nhà như sau: CPE CPE CPE CPE CPE CPE CPE CPE CPE CPE CPE CPE Telephone Line **5 to t* Bridge ,/<1133 RLE Switch H ình 10: Kết nối Long-Reach E thernet ở bén trong toà nhà Dữ liệu sau khi nhận được từ thiết bị truyền dẫn viba (cụ thể ở đây là chảo, hoặc anten đa hướng) được đưa tới m ột brigde. Brigde này có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu viba thành tín hiệu chuẩn E thernet và đưa vào LR E Switch. Sau đó LR E Switch chuyển tín hiệu này vào Splitter. Thiết bị này cho phép sử dụng đường dây điện thoại vật lý để truyền dữ liệu tốc độ cao. ờ cuối các đường điện thoại vật lý này được đấu nối với m odem L R E 575 CPE cho phép tách đường thoại riêng và đường dữ liệu riêng. N hư vậy, với kỹ thuật này, người dùng có thể vừa sử dụng điện thoại đấu nối với tổng đài PBX vừa có thể sử dụng Internet tốc độ cao. M odem LR E 575 CPE có giao diện R J45 chuẩn, cho phép người dùng kết nối trực tiếp với m ạng m áy tính trong văn phòng. N hư vậy, tuỳ theo số cổng của LR E Switch m à có thể đổng thời kết nối được bao nhiêu vãn phòng với Internet. Thông thường số cổng của LRE Switch là 24 hoặc 48 cổng, suy ra có thể cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao cho tối đa 24 hoặc 48 khách hàng. Đ iều này hết sức thuận lợi cho người dùng vì tận dụng được m ạng điện thoại sẵn có của toà nhà, chứ không phải đấu nối thêm bất kỳ m ột đường cáp riêng nào nữa. [2] 15 Về phương diện kết nối thiết bị, ta có mô hình như sau: Nhà cung cấp dịch vụ Internet Hình 11: Các thiết bị kết nối viba Với m ô hình này, m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet có thể sử dụng khoảng không gian và các nhà cao tầng để cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao tới chính những người sử dụng trong toà nhà đó. Phân tích nhu cầu sử dụng dịch vụ Internet tốc độ cao thấy rằng: Chín mươi phần trăm doanh nghiệp, hoặc công ty đều m ong m uốn sử dụng đường kết nối Internet tốc độ cao. H iện tại khoảng năm mươi phần trăm số doanh nghiệp này đang có trụ sở tại các khu nhà cao tầng và sô' lượng này không ngừng tãng lên. Song song với bài toán xây dựng m ô hình ở trên, m ột vấn đề quan trọng là làm thế nào để quản lý được m ột cách toàn diện và chặt chẽ toàn bộ hệ thống m ạng này, nhằm làm thoả m ãn m ọi yêu cầu đặt ra của khách hàng. Đ ồng thời, với bất kỳ m ột nhà cung cấp dịch vụ Internet nào, vấn đề tối ưu hoá, độ ổn định và bảo m ật luôn