Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu và tối ưu hóa chất lượng dịch vụ mạng truyền số liệu của ngân hàng

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

68
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạng truyền số liệu chuyên dùng (TSLCD) được xây dựng là mạng truyền dẫn tốc độ cao, công nghệ hiện đại, mạng lõi sử dụng phương thức chuyển mạch nhãn đa giao thức (IP/MPLS). Việc kết nối mạng tại tất cả các đơn vị đều sử dụng cáp quang tốc độ 100/1000 Mbps.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu và tối ưu hóa chất lượng dịch vụ mạng truyền số liệu của ngân hàng

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TR N TH HOÀNG MINH NGHIÊN C U VÀ T I ƯU HOÁ CH T LƯ NG D CH V M NG TRUY N S LI U C A NGÂN HÀNG Chuyên ngành : K THU T ĐI N T Mã s : 60.52.70 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2010
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. NGÔ VĂN S Ph n bi n 1: TS. Ph m Văn Tu n Ph n bi n 2: TS. Nguy n Hoàng C m Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c Sĩ K Thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 10 tháng 10 năm 2010 * Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông Tin - H c Li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c Li u, Đ i h c Đà N ng.
3 M Đ U 1. TÍNH C P THI T VÀ M C ĐÍCH C A Đ TÀI Trong tình hình c nh tranh ngày càng ph c t p và gay g t trên th trư ng, m i ngân hàng ph i c p thi t không ng ng nâng cao ch t lư ng d ch v c a mình ñ ph c v khách hàng t t hơn. D ch v ñây, bao g m nhi u lo i hình d ch v , nhi u ti n ích h tr khách hàng trên kh p m ng lư i c a ngân hàng. Và ñi u ñơn gi n có th nh n th y, ñi kèm v i t t c các n l c này, công ngh thông tin cũng ph i ñư c hoàn thi n. Công ngh càng hi n ñ i, lo i hình d ch v càng t t, s c c nh tranh càng m nh, càng ñáp ng ñư c t t hơn yêu c u c a khách hàng. Như chúng ta ñã bi t, vào m i d p l t t, t t c h th ng m ng lư i ATM c a ngân hàng ñ u rơi vào tình tr ng ngh n m ng toàn h th ng, gây r t nhi u s b c b i cho khách hàng do không th rút ti n t i b t kỳ m t máy ATM nào trong khu v c. V n ñ ñư c ñ t ra, t i sao ngân hàng không nâng cao t c ñ ñư ng truy n trong các th i ñi m ngh n m ng. Đơn gi n, chi phí nâng c p kênh truy n cao hơn nhi u so v i hi u qu kinh doanh do hình th c này ñem l i nên c n m t gi i pháp sao cho v n t c ñ kênh truy n không ñ i, v n các lo i d li u ñó nhưng d li u c a ATM s ñư c ưu tiên chuy n ñ n ñích trư c so v i các d li u khác trong trư ng h p ngh n x y ra. Tương t , các d li u c n thi t khác cũng s ñư c ưu tiên hơn so v i các d li u còn l i trong m ng. V n ñ t m quan tr ng c a m i lo i d li u trong m t m ng ph thu c vào nhu c u th c s ho c ñánh giá ch quan c a ngư i s d ng. Vì v y, nghiên c u ưu tiên cho d li u ñư c truy n ñi thông su t qua m ng trong th i gian x y ra t c ngh n có t m quan tr ng c n ph i ñưa ra và áp d ng vào th c t . Trên cơ s nghiên c u t ng quan v các y u t nh hư ng ñ n QoS cũng như tìm hi u và ñánh giá các mô hình QoS, lu n văn s phân tích, ti n hành mô ph ng ñ ñưa ra các gi i pháp t i ưu cho v n ñ qu n 3
4 lý ch t lư ng d ch v ñư c áp d png cho h th ng m ng th c t c a ngân hàng Vietinbank. 2. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U a. Đ i tư ng nghiên c u - Các y u t nh hư ng QoS. - Các mô hình QoS. - Tính năng h tr QoS c a thi t b ñ nh tuy n Cisco. - Các ph n m m mô ph ng m ng và t o lưu lư ng trên m ng. b. Ph m vi nghiên c u - H th ng m ng IP hi n nay ñư c s d ng khá r ng rãi, trong nhi u lĩnh v c khác nhau, cho nhi u ng d ng khác nhau. Và ñ tài này ch t p trung nghiên c u, phân tích ñ i v i ch t lư ng ñư ng truy n c a h th ng m ng IP ñư c s d ng t i ngân hàng Vietinbank. - Ph m vi th c nghi m c a ñ tài là s d ng các k thu t QoS ñ áp d ng cho các thi t b truy n thông c a Cisco và ñ ng th i, s d ng chương trình giám sát ñ phân tích kh năng t i ưu hóa ch t lư ng ñư ng truy n sau khi áp d ng các k thu t QoS. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U VÀ B C C Trên cơ s nghiên c u lý thuy t, tìm hi u và phân tích các nhân t nh hư ng ñ n ch t lư ng d ch v c a m t h th ng m ng IP, lu n văn s ti n hành th c hi n QoS trên thi t b truy n thông và ñánh giá k t qu , so sánh v i các k t qu ñã tính toán b ng lý thuy t. Lu n án g m có ph n m ñ u, k t lu n và 04 chương ñư c trình bày trong 106 trang ñánh máy, không k tài li u tham kh o và các ph l c, có 30 hình v và 06 b ng bi u.
5 - Ph n m ñ u: nêu lên tính c p thi t xung quanh vi c ti n hành tìm hi u, nghiên c u v QoS và t m quan tr ng ng d ng th c t . Ph n này cũng nêu lên sơ lư c b c c c a lu n án. - Chương 1: gi i thi u t ng quan v QoS, ñưa ra các y u t tác ñ ng ñ n QoS và cách th c làm vi c chung c a m t mô hình QoS. - Chương 2: gi i thi u m t s mô hình d ch v ñ m b o QoS trong m ng IP. Đó là các mô hình d ch v n l c t i ña (Best Effort), mô hình d ch v tích h p (Intergrated Service Model) và mô hình d ch v khác bi t (Differrent Service Model). Qua ñó, ñưa ra s so sánh ưu, khuy t ñi m c a m i mô hình. - Chương 3: tìm hi u c u trúc và ho t ñ ng c a Router và m t s k thu t qu n lý hàng ñ i và b ñ m. - Chương 4: tri n khai các k thu t t i ưu hoá ch t lư ng d ch v trong h th ng m ng Vietinbank. Gi i thi u chương trình mô ph ng ñ ch ng minh các v n ñ t i ưu ñã th c hi n cho h th ng m ng này. CHƯƠNG 1: GI I THI U T NG QUAN V QoS 1.1 Ch t lư ng d ch v và các tham s QoS 1.1.1 Khái ni m v ch t lư ng d ch v QoS Ph n này gi i thi u khái ni m v QoS theo nhi u hư ng ti p c n khác nhau. Đó có th là quan ñi m c a ngư i s d ng d ch v hay nhà cung c p d ch v m ng. Đó có th theo mô hình phân l p trong mô hình tham chi u h th ng m OSI,… 5
6 Hình 1.1 Các khía c nh c a ch t lư ng d ch v 1.1.2 Các tham s ch t lư ng d ch v Ph n này gi i thi u các tham s QoS ño ñư c. Các tham s thông thư ng nh t thư ng ñư c bi t ñ n là băng thông, ñ tr , trư t, giá (Cost) và xác su t m t gói. Các tham s s d ng ñ tính toán QoS có th tuỳ thu c vào ki u m ng. 1.2 Các yêu c u ch t lư ng d ch v Theo quan ñi m c a ITU, các tham s th i gian th c và tương tác cao ñư c ñ t lên hàng ñ u ñ i v i m ng IP, ph n l n các ng d ng ñư c th c hi n t t trong các m ng chuy n m ch hư ng k t n i (chuy n m ch kênh và ATM) ñáp ng t t ñư c các yêu c u này. Trong khi ñó, m ng IP nguyên thu không h tr các ñ c tính trên, hay nói cách khác, m ng IP nguyên thu không h tr QoS cho các d ch v th i gian th c. B ng 1.1 Các ñ c tính phân l p QoS cho m ng IP theo ITU-T L p QoS Các ñ c tính QoS 0 Th i gian th c, nh y c m v i Jitter, tương tác cao 1 Th i gian th c, nh y c m v i Jitter, tương tác
7 2 D li u chuy n giao, tương tác cao. 3 D li u chuy n giao, tương tác. 4 T n hao th p (chuy n giao ng n, d li u bulk, video) 5 Các ng d ng nguyên thu c a m ng IP ng m ñ nh. 1.3 Cách th c làm vi c c a m t mô hình d ch v ñ m b o QoS Ph n này gi i thi u ba thành ph n chính c a m t mô hình d ch v ñ m b o ch t lư ng QoS chung nh t là cung c p QoS, ñi u khi n QoS và qu n lý QoS . Trong ñó: - Cung c p QoS: ñưa ra hàng lo t các k thu t nh m thi t l p lu ng và các giai ño n tho thu n tài nguyên nh m ñ m b o QoS t ñ u cu i t i ñ u cu i. - Đi u khi n QoS: ñưa ra hàng lo t các hành vi ñi u khi n như l p l ch, chia gói l p chính sách và ñi u khi n lu ng. - Qu n lý QoS: nh m giám sát, tho thu n tài nguyên và duy trì các ñi u ki n ñ m b o QoS. Hình 1.2 Các thành ph n trong cơ c u ñ m b o QoS 1.4. K t lu n chương Chương 1 ñã trình bày các thông tin chung nh t v ch t lư ng d ch v c a m t m ng IP. chương 2, s ñi sâu hơn vào vi c tìm hi u các mô hình d ch v ñư c áp d ng trong th c t d a trên các ki n th c ñã có t chương này. 7
8 CHƯƠNG 2: M T S MÔ HÌNH D CH V Đ M B O QoS TRONG M NG IP 2.1 Mô hình d ch v n l c t i ña Ph n này gi i thi u chi ti t v mô hình d ch v ñư c áp d ng r ng rãi Best Effort. Qua ñó, ñưa ra các như c ñi m mà mô hình không th ñáp ng ñư c cho s phát tri n d ch v , m r ng h th ng v i các nhu c u như hi n nay. 2.2 Mô hình d ch v tích h p Ph n này gi i thi u chi ti t v mô hình d ch v tích h p cũng như các v n ñ mô hình ñã làm ñư c ñ kh c ph c nh ng h n ch c a mô hình d ch v Best Effort. M t mô hình d ch v tích h p s có các ñ c ñi m chính sau ñây: - Tài nguyên ñư c qu n lý rõ ràng ñ tho mãn các yêu c u c a d ch v . - Đ tr ñ u cu i v n ph i ñư c thi t l p cho các ng d ng thích nghi ñ ng v i s thay ñ i c a m ng. - Vi c chia x tài nguyên th ng kê gi a lưu lư ng có tính th i gian th c và phi th i gian th c cùng ñư c th c hi n thông qua cơ s h t ng c a m ng th i gian th c. Mô hình d ch v mô hình tích h p ñư c mô t như sau: Hình 2.1 Mô hình d ch v tích h p
9 2.2.1 Các tham s QoS trong IntServ Ph n này gi i thi u các tham s QoS trong IntServ như băng thông kh d ng, ñ tr ñư ng d n t i thi u, t ng s ch ng, giá tr MTU, … 2.2.2 Các yêu c u truy nh p 2.2.3 Các yêu c u lưu tr tài nguyên Ph n này s gi i thi u v các lo i lưu lư ng RSVP, các b n tin RSVP, ho t ñ ng c a RSVP, và s m r ng c a RSVP. Hình 2.2 Quá trình thi t l p d tr trư c khi th c hi n chuy n ti p 1.2.4 Đi u khi n lưu lư ng trong mô hình d ch v tích h p Hình 2.3 Mô hình ñi u khi n lưu lư ng trong DiffServ 9
10 2.2.5 Gi i thi u hai mô hình tri n khai t mô hình d ch v tích h p Đó chính là mô hình d ch v ñ m b o và mô hình d ch v t i ñi u khi n. 2.3 Mô hình d ch v phân bi t Ph n này b t ñ u b ng vi c gi i thi u các y u t thúc ñ y s ra ñ i c a mô hình d ch v khác bi t DiffServ. Sau ñó, s ñi sâu vào vi c tìm hi u mô hình d ch v này, các ñi m mã DiffServ DSCP, cách th c x lý t ng ch ng PHB v i hai lo i PHB là PHB chuy n ti p t c hành và PHB chuy n ti p ñ m b o cũng như kh năng ñi u khi n lưu lư ng trong mô hình DiffServ Hình 2.4 Mô hình d ch v DiffServ Hình 2.5 Đi u khi n lưu lư ng m t node d ch v khác bi t
11 Khi lu ng d li u ñ n thi t b biên, chúng s ñư c phân lo i lưu lư ng. Trong quá trình này, các lu ng d li u riêng l ñư c ñánh d u ưu tiên theo m t ki u ñư c xác ñ nh trư c b i nhà qu n tr m ng. S phân lo i này có th d a vào giá tr DSCP n u t n t i (Behaviour Aggregate Classifier) ho c có th phân lo i ña trư ng d a vào m t t p h p t ng quát hơn bao g m m t trong các giá tr như ñ a ch IP, s c ng, ñ a ch ñích ho c th m chí có th là c ng ngõ vào (Multi-Field Classifier Classifier). N u gói tin không có l i và tuân th ñúng theo các tho thu n, chúng s ñư c ño ñ m và ñánh d u r i g i ñi. Ngư c l i, chúng s b ñánh rơi ho c ñánh d u l i. 2.4 So sánh s khác nhau gi a mô hình DiffServ và IntServ DiffServ IntServ Không dùng b t kì giao th c báo Dùng giao th c báo hi u hi u nào ñ dành trư c băng RSVP ñ dành trư c băng thông m ng, do v y ti t ki m thông m ng, do ñó s t n tài ñư c băng thông m ng. nguyên m ng vô ích. Có th s d ng cho m ng l n và Ch có th s d ng cho m ng c m ng nh v i s lưu lư ng r t c nh v i s lư ng lưu lư ng l n nh Ít t n tài nguyên m ng T n nhi u tài nguyên m ng Xét ưu tiên gói trên t ng ch ng Kh i t o m t kênh truy n trư c khi truy n Kh năng m r ng m ng cao và Kh năng m r ng m ng th p ph c v ña d ch v và ph c v ít d ch v . 11
12 2.5 K t lu n chương Như v y, sau khi tìm hi u m t s mô hình d ch v , chúng ta nh n th y nhu c u QoS không gi ng nhau trong toàn m ng. M t s m ng có ñ kh năng bùng phát s không có nhu c u v các d ch v QoS. QoS s không bao gi thay th m ng xuyên su t và thích h p. Vì v y, cho ñ n khi toàn b h th ng m ng ñư c trang b cáp quang, các k sư và qu n tr m ng v n ph i ti p t c c g ng cung c p d ch v t t cho m t s ng d ng và d ch v b gi i h n. Nhi u ki n trúc khác nhau ñã ra ñ i ñáp ng các nhu c u ch t lư ng hi n nay. Không m t lo i ki n trúc nào có th cung c p s phù h p hoàn h o cho m i hay t t c nhu c u. Ch sau khi xem xét c n th n và xuyên su t các nhu c u QoS c a m ng, nhà qu n tr m i có th ñưa ra ý tư ng v m t thi t k phù h p v i các nhu c u th c thi riêng c a m ng ñó. CHƯƠNG 3: TÌM HI U ROUTER VÀ M T S K THU T QU N LÝ HÀNG Đ I Khi các gói IP di chuy n trong m ng, Router s th c hi n vi c ñ nh tuy n gói tin và phân m ng các gói tin khi c n thi t. Vì v y, vi c hi u rõ c u trúc ho t ñ ng c a Router, cách th c qu n lý gói tin s góp ph n ñáng k trong nghiên c u nâng cao ch t lư ng d ch v c a m ng IP ñang s d ng hi n nay. 3.1 T ng quan v thi t b Router Ph n này s tìm hi u t ng quan v Router, bao g m ch c năng, c u trúc và ho t ñ ng c a Router.
13 3.1.1. Ch c năng Router 3.1.2. C u trúc cơ b n c a m t Router 3.1.3. Ho t ñ ng c a Router trong mô hình DiffServ 3.2 Tìm hi u hàng ñ i, m t s k thu t qu n lý hàng ñ i và b ñ m Router 3.2.1 Tìm hi u hàng ñ i Ph n này tìm hi u v các k thu t hàng ñ i hi n nay, bao g m hàng ñ i FIFO, hàng ñ i ưu tiên, hàng ñ i t ñi u ch nh, hàng ñ i WFQ, hàng ñ i cân b ng d a trên s phân lo i, hàng ñ i th i gian tr th p LLQ. Sau ñó, ñưa ra s so sánh các k thu t hàng ñ i trong Router Cisco. Hình 3.5 Mô hình k thu t hàng ñ i FIFO Hình 3.6 Cơ ch làm vi c hàng ñ i ưu tiên 13
14 Hình 3.7 Cơ ch l y gói tin c a k thu t CQ Hình 3.8 Mô hình ho t ñ ng c a hàng ñ i WFQ Hình 3.9 Mô hình ho t ñ ng c a hàng ñ i CBWFQ
15 Hình 3.10 Cơ ch ho t ñ ng c a hàng ñ i LLQ 15
16 3.2.2 Các k thu t liên quan ñ n hàng ñ i Cơ ch qu n lý hàng ñ i c n ph i th c hi n hai nhi m v sau: - Tránh không cho hàng ñ i ñ y. - N u hàng ñ i ñ y, th c hi n chính sách lo i b các gói có ñ ưu tiên th p trư c các gói có ñ ưu tiên cao b ng cách s d ng các k thu t khác nhau. Đ th c hi n hai nhi m v trên, trư c tiên, thi t b ph i th c hi n vi c b t gi và ñánh d u gói tin. N u m c ñ chi m d ng hàng ñ i cao, thi t b ph i th c hi n thông báo t c ngh n rõ ràng ho c lo i b trư c. 3.2.3. M t s k thu t x lý hàng ñ i sau khi phân lo i 3.2.3.1. K thu t Tail Drop Hàm xác su t lo i b gói tin ñư c th hi n như sau: K thu t này ch có kh năng ch n lu ng t k t n i khác mà không s m c nh báo tình tr ng ñ y c a hàng ñ i. 3.2.3.2. K thu t RED Khi có d u hi u c a t c ngh n x y ra trong m ng, các b ñ m c a Router ñã b ñ y và Router s b t ñ u lo i b gói. Hình 3.12 M i quan h gi a xác su t lo i b gói và kích thư c hàng ñ i
17 Hình 3.13 M i quan h gi xác su t lo i b gói và ñ chi m gi hàng ñ i. Thu t toán chung cho RED như sau: For m i gói ñ n th c hi n Tính toán kích thư c hàng ñ i trung bình avg If minth ≤ avg < maxth then Tính xác su t ñánh d u các gói ñ n Pa Else if maxth ≤ avg Đánh d u các gói ñ n Else Ch p nh n các gói ñ n hàng ñ i End if 3.2.3.3 K thu t phát hi n ng u nhiên có tr ng s WRED WRED là s k t h p gi a ch c năng k thu t RED v i tính tăng c a trư ng IP Precedence ñ cung c p vi c x lý ưu tiên lu ng lưu lư ng cho các gói có ñ ưu tiên cao. 17
18 Hình 3.15. Sơ ñ k thu t WRED 3.2.3.4 Phát hi n s m ng u nhiên cân b ng FRED FRED ho t ñ ng gi ng RED nhưng có thêm m t s ch c năng m i. Đó là, FRED ñưa thêm hai tham s v s lư ng các gói l n nh t maxq và nh nh t minq trong m i lu ng ñư c phép ñưa vào hàng ñ i. Ngoài ra, FRED còn có thêm bi n toàn c c avgcq dùng ñ ñánh giá k t qu ñ m b ñ m trên m i lu ng trung bình. 3.3 K t lu n chương Trên th c t , tuỳ theo th c tr ng c a m i m ng, nhà qu n tr s ph i l a ch n các k thu t qu n lý hàng ñ i phù h p khác nhau.
19 CHƯƠNG 4: TRI N KHAI CÁC K THU T T I ƯU HOÁ CH T LƯ NG D CH V TRONG H TH NG M NG VIETINBANK 4.1 T ng quan h th ng m ng Vietinbank 4.1.1 Mô hình m ng lư i h th ng Vietinbank Hình 4.1 Mô hình t ng quan h th ng Core m ng Vietinbank Hình 4.2 Mô hình k t n i chi nhánh v Core - TTV 4.1.2 Giao th c ñ nh tuy n 4.1.2.1 H th ng Core và Distribution S d ng giao th c ñ nh tuy n ñ ng m OSPF. 19
20 4.1.2.2 H th ng Access T i ph n m ng này, Router s d ng hai giao th c ñ nh tuy n ñ th c hi n k t n i. Giao th c OSPF v i mô hình NSSA ñ k t n i v các trung tâm vùng tương ng và giao th c ñ nh tuy n tĩnh k t n i ñ n các Phòng Giao D ch, các máy ATM thu c chi nhánh. 4.1.3 Ho t ñ ng trong h th ng m ng Vietinbank 4.1.3.1 Phân tích các ng d ng ñang s d ng 4.1.3.2 H th ng Router và các tính năng QoS h tr Đ i v i d li u sau khi ñư c phân lo i, nhà qu n tr m ng s ñưa ra các chính sách tương ng ñ i v i các lưu lư ng khác nhau trên Router. Chính sách này như sau: - Lưu lư ng tho i: ưu tiên tuy t ñ i - Lưu lư ng giao d ch Core Banking: ưu tiên tuy t ñ i - Lưu lư ng qu n tr h th ng: ưu tiên c p bách - Lưu lư ng internet, IP Camera: không ưu tiên trong th i gian giao d ch. 4.1.4 Ph m vi tri n khai QoS 4.1.4.1 H th ng Core – K t n i Trung tâm vùng v i Trung tâm vùng 4.1.4.2 H th ng WAN k t n i t chi nhánh ñ n TTV 4.1.5 L a ch n phương án QoS áp d ng cho h th ng S d ng mô hình DiffServ v i các k thu t hàng ñ i khác nhau. 4.2 Mô ph ng h th ng và ti n hành ki m tra s t i ưu 4.2.1 Gi i thi u chương trình mô ph ng S d ng chương trình GNS3 ñ mô ph ng ph n hi n tr ng m ng c a Vietinbank. 4.2.2 Mô hình th c hi n mô ph ng - H th ng Core: 02 Router Distribution (R-DIS1 và R- DIS2); 01 Switch Core Layer 3 (do GNS3 không h tr