ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN ANH ĐỨC Nghiên cứu, khảo sát các thuộc tính của MIB trong
các thiết bị DSLAM của VNPT tỉnh, thành phố
phục vụ cho công tác đo chất lượng đường dây thuê
bao xDSL
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2014ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
và các anh chị em đồng nghiệp tại Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện, nơi tôi đang
công tác đã tích cực cộng tác, tham gia giúp đỡ thu thập số liệu, tìm hiều hệ thống và
tạo điều kiện tốt để tôi có thể hoàn thành đề tài.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giảng viên trường Đại học Công
nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, các bạn học viên trong khóa đào tạo thạc sĩ chuyên
ngành điện tử viễn thông, học viên lớp D17 khóa 2010-2015 đã cung cấp các tài liệu
cần thiết trong quá trình nghiên cứu làm đề tài và đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá
trình học tập.
Luận văn này được hỗ trợ bởi Đại học Quốc gia Hà Nội trong khuôn khổ đề
tài QG.13.06 “Quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng truyền thông di động thế hệ
thứ 5 (5G) với ứng dụng công nghệ truyền thông nhận thức và kiến trúc femtocell”.
Cuối cùng cho phép tôi cảm ơn các bạn bè, gia đình đã ủng hộ và giúp đỡ tôi
rất nhiều trong thời gian học tập cũng như nghiên cứu hoàn thành luận văn này.
Trân trọng cảm ơn! LỜI MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Hệ thống thiết bị DLSAM, với 2 chủng loại thiết bị chủ yếu của các hãng sản
xuất khác nhau là Acatel-Lucent và Huawei, đã được triển khai rộng khắp trên mạng
viễn thông của VNPT, công tác đo kiểm chất lượng dịch vụ đường dây thuê bao DSL
cũng được VNPT tiến hành định kỳ tại các viễn thông tỉnh và thành phố. Các thông
tin quản lý của đường dây thuê bao DSL được lưu giữ tại cơ sở dữ liệu thông tin
quản lý MIB (Management Data Base), các thông tin này được trao đổi với trung
tâm quản lý thông qua giao thức SNMP sử dụng cấu trúc được định nghĩa trong MIB.
Các thông tin này rất hữu ích phục vụ cho việc đo kiểm, quản lý, giám sát chất lượng
đường dây thuê bao DSL, cũng như hữu ích cho việc xây dựng hệ thống quản lý
NMS (Network Management System) của VNPT. Các thuộc tính MIB của đường
dây thuê bao DSL đã được nghiên cứu bởi các tổ chức viễn thông quốc tế và được
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả phân tích trong luận văn này dựa trên những tổng hợp về
lý thuyết và số liệu thực tế, trung thực từ nghiên cứ và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác. Ý kiến thầy hướng dẫn Tác giả
Nguyễn Anh Đức Mục lục
Danh mục hình vẽ 9
Danh mục bảng biểu 11
Danh mục từ viết tắt 12
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN GIAO THỨC SNMP VÀ CƠ SỞ THÔNG TIN QUẢN
LÝ MIB 1
1.1 Giao thức SNMP 1
1.1.1 Kiến trúc SNMP 1
1.1.2 Truyền thông giữa manager và agent 3
1.1.3 Đặc tả giao thức SNMP 4
1.2 Cơ sở thông tin quản lý MIB và cấu trúc thông tin quản lý SMI 7
1.2.1 Cấu trúc thông tin quản lý SMIv1 10
1.2.2 Cấu trúc thông tin quản lý SMIv2 14
1.3 Kết luận 18
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CÁC TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ VỀ CÁC PHẦN TỬ
MIB TIÊU CHUẨN CHO DSL 20
Danh mục hình vẽ
Hình 1.1. Kiến trúc giao thức SNMP. 2
Hình 1.2. Cấu trúc giao thức SNMP. 4
Hình 1.3. Cấu trúc PDU. 4
Hình 1.4. Cây dữ liệu MIB. 8
Hình 1.5. Cây đối tượng SMI. 11
Hình 1.6. Cây đăng ký SMIv2 của SNMPv2 15
Hình 2.1: Phổ tần sử dụng trong ADSL 23
Hình 2.2: Thành phần cấu thành cung cấp dịch vụ ADSL 23
Hình 2.3. Mô hình ADSL 24
Hình 2.4. Các cấu hình hoạt động của ADSL. 25
Hình 2.5. Sử dụng các bảng ADSL MIB. 26
Hình 2.6. Các bảng MIB và các Object được hỗ trợ bởi ATU-R agent. 27
Hình 2.7. Mô hình tham chiếu hệ thống theo khuyến nghị ITU-T G.997.1. 29
Hình 2.8. Quá trình giám sát chất lượng In-service. 35
Danh mục bảng biểu
Bảng 1.1. Các tác vụ và các thuộc tính của các phiên bản SNMP 6
Bảng 1.2. Các kiểu dữ liệu SMIv1 12
Bảng 1.3. Các kiểu dữ liệu mới của SMIv2 15
Bảng 1.4. Những sự phát triển định nghĩa đối tượng SMIv2 16
Bảng 1.5. Các quy ước dạng text của SMIv2 17
Bảng 2.1: Một số công nghệ xDSL và đặc điểm chính 21
Bảng 2.2. Các phần tử quản lý mạng ADSL 46
Bảng 3.1: Kết quả khảo sát dữ liệu thu thập được từ MIB 65
Bảng 3.2: Các tham số và thuộc tính đề xuất cho việc đánh giá 69
chất lượng đường dây DSL từ MIB 69
Bảng 3.3: Các tham số chất lượng đường dây adsl 0/0/0 từ MIB 73
Bảng 3.4: Các tham số chất lượng đường dây adsl 0/0/9 từ MIB 80
Danh mục từ viết tắt
Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số bất đối
xứng
ATU-C ADSL Transceiver Unit - Central Đơn vị truyền dẫn ADSL tổng
đài
ATU-R ADSL Transceiver Unit – Remote Đơn vị truyền dẫn ADSL từ xa
thông báo thay đổi từ các thiết bị mạng thực hiện SNMP. SNMP là một phần tử của
tập giao thức Internet được định nghĩa bởi tổ chức nhiệm vụ kỹ thuật Internet
(IETF). SNMP gồm một tập các tiêu chuẩn để quản lý mạng, bao gồm giao thức lớp
ứng dụng, cơ sở dữ liệu và tập các đối tượng dữ liệu. Hiện nay có ba phiên bản của
giao thức SNMP được định nghĩa là: SNMPv1, SNMPv2, và SNMPv3.
SNMP gồm ba phần tử là: các thiết bị được quản lý, các agent, và các hệ thống quản
lý mạng NMS (manager).
- Một thiết bị được quản lý là một node mạng gồm một SNMP agent nằm
thường trú trên mạng được quản lý. Các thiết bị được quản lý tập hợp và lưu
giữ thông tin quản lý và trao đổi thông tin quản lý này với NMS sử dụng
SNMP. Các thiết bị mạng (các phần tử mạng) có thể là các router, các
DSLAM, các server truy nhập, các switch, bridge, hub, các máy tính chủ hoặc
các máy in,
- Một agent là một module phần mềm quản lý mạng nằm thường trú ở thiết bị
được quản lý. Một agent có hiểu biết nội bộ về thông tin quản lý và chuyển
đổi thông tin quản lý đó thành dạng tương thích phù hợp với SNMP.
- Một hệ thống quản lý mạng NMS thực hiện các ứng dụng nhằm giám sát và
điều khiển các thiết bị được quản lý. NMS cung cấp khả năng xử lý và các
2
nguồn tài nguyên bộ nhớ được yêu cầu đối với quản lý mạng. Một hoặc nhiều
hệ thống NMS có thể tồn tại trong một mạng được quản lý.
Hình 1.1 mô tả kiến trúc SNMP. Kiến trúc SNMP gồm ba phần tử chính là:
- Manager (phần mềm) thực hiện quản lý và truyền thông với các thiết bị mạng
thực hiện SNMP agent.
- Các agent nằm thường trú trong các thiết bị cung cấp các thông tin quản lý tới
manager.
- Cơ sở dữ liệu thông tin quản lý (MIB) mô tả các đối tượng dữ liệu được quản
lý bởi một agent trong một thiết bị. Các MIB thường là các file text, các giá
trị của các đối tượng dữ liệu MIB được truyền thông giữa manager và agent.
kiện quan trọng xảy ra ở agent nhằm cảnh báo cho manager về sự kiện quan trọng
mới xảy ra. Bản tin này được gọi là trap. Khi một điều kiện trap xảy ra, SNMP agent
gửi bản tin SNMP trap tới thiết bị được gọi là máy thu trap hoặc trap host. Người
quản trị sẽ cấu hình trap host (thường là trạm quản lý SNMP) để thực hiện tác vụ
cần thiết khi một trap được phát hiện.
4
1.1.3 Đặc tả giao thức SNMP
Giao thức SNMP là giao thức được phát triển để quản lý các node trong một
mạng IP. SNMP là một giao thức ứng dụng được đóng gói ở dạng UDP. Các tiêu
chuẩn SNMP được mô tả bởi các tài liệu của RFC được xuất bản bởi IETF. Hiện nay
có ba phiên bản của SNMP được định nghĩa là : SNMPv1, SNMPv2, và SNMPv3.
Khuôn dạng bản tin SNMP đối với tất cả các phiên bản được mô tả ở Hình
1.2.
Version
Community PDU
Hình 1.2. Cấu trúc giao thức SNMP.
Trong đó:
- Version: Version là số phiên bản SNMP. Cả manager và agent phải sử dụng
cùng phiên bản SNMP. Các bản tin gồm các số phiên bản khác sẽ bị loại bỏ mà
không cần xử lý thêm.
- Community: Tên Community được sử dụng để nhận thực manager trước khi
cho phép truy nhập tới agent.
- PDU (đơn vị dữ liệu giao thức): Các kiểu và các khuôn dạng PDU khác
nhau đối với các phiên bản SNMPv1, v2, và v3.
SNMPv1 mô tả năm đơn vị dữ liệu giao thức PDU. Hai PDU khác là
GetBulkRequest và InformRequest được bổ sung ở SNMPv2 và được thực hiện tới
SNMPv3. Tất cả SNMP PDU được cấu trúc như mô tả ở Hình 1.3.
tại) đối với các biến sẽ được trả về.
- GetNextRequest: Trả về một đáp ứng của biến kế tiếp trong cây MIB. Toàn
bộ MIB của một agent có thể được walk bằng cách áp dụng lặp lại GetNextRequest
bắt đầu ở OID 0. Các hàng của một bảng có thể được đọc bằng cách mô tả các OID
của cột ở variable bindings của yêu cầu.
- GetBulkRequest: Phiên bản đã được tối ưu của GetNextRequest. Yêu cầu
nhiều lần lặp lại GetNextRequest và trả về một đáp ứng với nhiều ràng buộc biến
(variable bindings) được walk từ variable binding hoặc các binding trong yêu cầu.
GetBulkRequest được giới thiệu ở SNMPv2.
- Response: Trả về variable bindings và xác nhận đối với GetRequest,
SetRequest, GetNextRequest, GetBulkRequest và InformRequest. Báo cáo lỗi được
cung cấp bởi các trường error-status và error-index. Mặc dù được sử dụng như là
một đáp ứng cho cả lệnh get và set, PDU này được gọi là GetResponse ở phiên bản
SNMPv1.
- Trap: Thông báo không đồng bộ từ agent tới manager, gồm giá trị
sysUpTime hiện tại, một OID mô tả kiểu trap và các variable bindings lựa chọn. Địa
chỉ đích của trap được xác định theo cách cụ thể điển hình qua các biến cấu hình trap
ở trong MIB. Khuôn dạng của bản tin trap được thay đổi ở SNMPv2 và PDU được
đổi tên là SNMPv2-Trap.
- InformRequest: Thông báo không đồng bộ từ manager tới manager. PDU
này sử dụng khuôn dạng giống như phiên bản SNMPv2 của Trap. Các thông báo từ
manager-tới-manager đã khả dụng ở SNMPv1 (sử dụng Trap), nhưng bởi vì SNMP
nói chung chạy trên UDP trong đó việc phân phát không được đảm bảo hoặc các gói
bị mất không được báo cáo, do đó việc phân phát một Trap không được đảm bảo.
6
InformRequest khắc phục vấn đề này bằng cách gửi một xác nhận ngược trở lại bên
thu. Bên thu trả lời bằng Response lặp lại tất cả thông tin ở InformRequest. PDU này
được giới thiệu ở SNMPv2.
Trong thực tế, sự thực hiện SNMP thường hỗ trợ nhiều phiên bản, điển hình
Bản thân SNMP không định nghĩa bất kì thông tin nào mà thiết bị được quản
lý sẽ cung cấp. SNMP nhận được thông tin từ thiết bị được quản lý thông qua cơ sở
dữ liệu thông tin quản lý (MIB). Các MIB mô tả cấu trúc của dữ liệu quản lý của
thiết bị, sử dụng một không gian tên (namspace) được phân cấp bao gồm các bộ mô
tả đối tượng (OID). Mỗi đối tượng MIB điều khiển một chức năng cụ thể chẳng hạn
như đếm số lượng byte được phát qua một cổng của agent. Mỗi đối tượng MIB mô tả
một biến có thể được đọc hoặc được thiết lập qua SNMP. Mỗi biến MIB định nghĩa
tên, mô tả, giá trị mặc định của đối tượng MIB. Các MIB sử dụng ký hiệu được
định nghĩa bởi ASN.1. Như vậy, MIB là một cơ sở dữ liệu gồm các khối mã được
gọi là các đối tượng MIB (MIB objects).
Tập các đối tượng MIB được cấu trúc phân cấp. Phân cấp MIB được gọi là
cây MIB. Cây MIB được định nghĩa bởi Tổ chức các tiêu chuẩn quốc tế (ISO). MIB
được cài đặt ở SNMP manager và được biểu diễn trong mỗi agent ở trong mạng
SNMP.
Ở trên đỉnh của cây là thông tin rộng nhất về một mạng. Mỗi nhánh và nhánh
con của cây tiến dần vào trong cây một cách cụ thể, và các nhánh thấp nhất của cây
gồm các đối tượng MIB cụ thể nhất; các lá của nhánh sẽ chứa dữ liệu thực sự. Hình
1.4 mô tả các đối tượng cây MIB sẽ trở nên cụ thể hơn khi cây được mở rộng.
8
Hình 1.4. Cây dữ liệu MIB.
Như mô tả ở Hình 1.4, một con số được kết hợp với một tên đối tượng MIB.
Số này được gọi là bộ mô tả đối tượng (OID), nó mô tả duy nhất đối tượng MIB ở
trong cây MIB. Ví dụ, trong Host Resource MIB, OID của đối tượng dữ liệu
“hrDiskStorageCapacity” là “.1.3.6.1.2.1.25.3.6.1.4”. Đối tượng MIB được đánh
nhãn arrowpoint (368) có thể được đánh nhãn như sau:
iso.organization.dod.internet.private.enterprises.cisco.ciscoMgmt.arrowpoint
Các đối tượng được quản lý có thể truy nhập được từ cơ sở dữ liệu quản lý
(MIB). Bước đầu tiên để hiểu kiểu thông tin mà một thiết bị có thể cung cấp là hiểu
xem bằng cách nào dữ liệu đó được biểu diễn trong ngữ cảnh của SNMP.
Cấu trúc thông tin quản lý (SMI) là tiêu chuẩn được sử dụng để định nghĩa
các quy tắc mô tả đối tượng được quản lý. SMI tổ chức, đặt tên, và mô tả thông tin
để thông tin có thể truy nhập được một cách logic. SMI đặc tả mỗi đối tượng quản lý
10
phải có một tên, cú pháp (syntax), và mã hoá. Tên hoặc bộ mô tả đối tượng (OID-
Object Identifier) mô tả duy nhất đối tượng được quản lý. Cú pháp định nghĩa kiểu
dữ liệu của đối tượng được quản lý (ví dụ kiểu interger hoặc octet string). Các đối
tượng trong MIB được định nghĩa sử dụng ký hiệu cú pháp trừu tượng 1 (ASN.1-
Abstract Syntax Notation One). Mã hoá mô tả bằng cách nào mà thông tin được kết
hợp với đối tượng được quản lý được định dạng như là một chuỗi dữ liệu để truyền
dẫn trên mạng. Một đối tượng được quản lý sẽ được mã hoá thành một chuỗi các
octets sử dụng các quy tắc mã hoá cơ bản.
Tóm lại, SMI biểu diễn ký hiệu mà SNMP MIB phải được viết, nó là ngữ
pháp để viết các SNMP MIB. Có hai phiên bản của SMI là SMIv1 (RFC 1155) [9]
và SMIv2 (RFC 2578) [11].
1.2.1 Cấu trúc thông tin quản lý SMIv1
SMIv1 là phiên bản SMI đầu tiên, và hiện nay không còn được sử dụng nữa.
Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều SNMP MIB được viết bằng SMIv1 trước khi SMIv2
được thiết kế năm 1993. SMIv1 được mô tả bởi các tiêu chuẩn IETF RFC sau:
- RFC 1155 mô tả “Structure and Identification of Management Information”
đối với TCP/IP-based Internets
- RFC 1212 mô tả Concise MIB Definitions
- RFC 1215: “A Convention for Defining Traps”
SMIv1 định nghĩa các bảng có cấu trúc chặt chẽ được sử dụng để nhóm các biến
(variable) của một đối tượng bảng. Các bảng gồm các hàng được đánh chỉ số theo
cách cho phép SNMP nhận được hoặc thay đổi toàn bộ hàng bằng các dòng lệnh Get,
INTEGER
Số nguyên 32 bit thường được sử dụng để mô tả các kiểu số trong
ngữ cảnh của một đối tượng được quản lý đơn. Kiểu dữ liệu
integer có dải giá trị từ -2
31
đến 2
31
-1. Ví dụ, trạng thái hoạt động
của một giao diện của một router có thể là up, down, hoặc testing.
Bằng kiểu đánh số, 1 sẽ biểu diễn up, 2 biểu diễn down, và 3 biểu
diễn testing. Theo RFC 1155, giá trị zero (0) không được sử dụng
như là kiểu số.
OCTET STRING
Một chuỗi các octet (thường gọi là các byte) được sử dụng để
biểu diễn các chuỗi text, nhưng đôi khi cũng được sử dụng để
biểu diễn các địa chỉ vật lý. Các Octet string là các chuỗi có thứ
tự từ 0 đến 65,535 octets.
OBJECT
IDENTIFIER
Một chuỗi thập phân được phân cách bởi dấu chấm để biểu diễn
một đối tượng được quản lý trong một cây đối tượng. Ví dụ,
1.3.6.1.4.1.9 biểu diễn OID private enterprise của các hệ thống
Cisco.
Counter
Một số 32 bit có giá trị cực tiểu là 0 và giá trị cực đại là 2
32
-1
(4,294,967,295). Khi đạt đến giá trị cực đại, counter quay vòng
trở lại 0 và bắt đầu đếm lại. Counter chủ yếu được sử dụng để
32
-1
(4,294,967,295). TimeTicks đo lường thời gian ở hàng trăm giây.
Cập nhật thời gian trên một thiết bị được đo lường sử dụng kiểu
dữ liệu này.
Opaque
Mô tả một mã hoá ASN.1 tuỳ ý được sử dụng để cho qua các
chuỗi thông tin bất kì không tuân theo kiểu dữ liệu chặt chẽ được
sử dụng bởi SMI.
Unsigned integer
Mô tả thông tin có giá trị nguyên không dấu hữu ích khi các giá
trị luôn không âm.
Các kiểu dữ liệu có cấu trúc gồm các kiểu ASN.1 định nghĩa nhiều đối tượng
trong các bảng và các danh sách:
Copyright: Tài liệu đại học ©