Do tính phổ biến và tính linh hoạt của Ethernet, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, mạng doanh nghiệp, trung tâm dữ liệu đã và đang sử dụng Ethernet như một giải pháp thay thế cho các mạng chuyển mạch truyền thống. Ethernet đã có những tham số quy ước theo khuyến nghị ITU để đánh giá chất lượng dịch vụ (QoS) với các mục tiêu hiệu suất liên quan về băng thôn, độ trễ, mất khung và tính khả dụng. Khi đo kiểm tra mạng Ethernet, các kỹ sư/ kỹ thuật viên viễn thông phải đối mặt với những thách thức mới về những phép đo kiểm tra cần thực hiện và cách thực hiện các quy trình này.
Hơn thế nữa, các nhà mạng và nhà cung cấp dịch vụ phải đối mặt với áp lực cạnh tranh to lớn và buộc phải cung cấp các tuyến với tốc độ và hiệu quả chi phí trong khi vẫn đảm bảo rằng dịch vụ đáp ứng hoặc vượt quá thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA). Điều này đòi hỏi các kỹ sư, kỹ thuật viên phải tiến hành kiểm tra kết nối cơ bản và kiểm tra xác minh dịch vụ cũng như kiểm tra hiệu suất và kiểm tra QoS một cách chính xác và hiệu quả. Hơn thế nữa, tính di động của thiết bị kiểm tra trở thành một yêu cầu và đã thúc đẩy việc thay thế gần như tất cả các bộ kiểm tra dựa trên nền tảng bằng các thiết bị cầm tay mới, giá cả phải chăng.
1. Kiểm tra kết nối và hiệu suất mạng Ethernet
Điều quan trọng là phải kiểm tra mạng Ethernet để đảm bảo chất lượng kết nối tốt nhất, từ lớp truy nhập (Access Network) 10/100Mbps, 1 Gbps, 10Gbps cho tới lớp mạng đường trục 100Gbps, 400Gbps, 800Gbps. Việc duy trì kiểm tra mạng Ethernet thường xuyên để không có bất kỳ vấn đề hoặc khả năng xảy ra sự cố nào trong tương lai và giúp các kỹ thuật viên tính toán, tối ưu băng thông, cấu hình thiết bị mạng cho toàn bộ hệ thống mạng LAN/WAN.
1.1 Kiểm tra kết nối cơ bản và xác minh dịch vụ
Cho dù là lắp đặt tuyến Ethernet Links mới hay kiểm tra chất lượng dịch vụ mạng Ethernet hiện có, thì kỹ thuật viên hiện trường đều phải thực hiện các thử nghiệm xác minh dịch vụ và kết nối cơ bản để đảm bảo rằng liên kết Ethernet đang hoạt động và đảm bảo SLA trước khi đưa vào sử dụng. Điều này bao gồm bốn bài kiểm tra cơ bản:
- Kiểm tra liên kết xác nhận rằng liên kết đang hoạt động và có thể thương lượng thành công cài đặt tốc độ và song công.
- Kiểm tra Giao thức cấu hình máy chủ động (DHCP) xác minh rằng thiết bị tại cơ sở của khách hàng (CPE) có thể nhận được địa chỉ IP hợp lệ. DHCP hỗ trợ địa chỉ IP tĩnh và động, hoặc kết hợp cả 2.
- Kiểm tra PING gửi gói đến địa chỉ được chỉ định để xác định xem địa chỉ IP cụ thể có thể truy cập được hay không, và thời gian phản hồi.
- Kiểm tra theo dõi lộ trình theo dõi lưu lượng IP từ điểm khởi đầu đến đích, đồng thời xác nhận rằng lưu lượng IP đang đi theo lộ trình mong muốn.
Các thử nghiệm này cũng thường được sử dụng để khắc phục sự cố mạng Ethernet. Ngoài ra, các bài kiểm tra như tải trang web bằng HTTP hoặc tải xuống tệp bằng FTP thường được thực hiện để xác minh kết nối Internet và trải nghiệm sử dụng (QoE).
1.2. Kiểm tra hiệu suất liên kết Ethernet trong trung tâm dữ liệu, trong phòng thí nghiệm (LAB)
Kiểm tra kết nối cơ bản là đủ để truy cập Internet dân dụng. Đối với khách hàng doanh nghiệp yêu cầu dịch vụ có mục tiêu hiệu suất cụ thể, thông thường sử dụng thử nghiệm RFC2544.
Phương pháp đo RFC-2544 xác định một loạt các phép đo hiệu suất: thông lượng, độ trễ, mất khung và hoạt động liên tục là các bài kiểm tra điểm chuẩn phổ biến nhất được sử dụng trong bộ kiểm tra tự động.
RFC 2544 được thiết kế để cho phép kiểm tra được tiêu chuẩn hóa của một thiết bị kết nối duy nhất như bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch, được gọi là thiết bị được kiểm tra (DUT). Phương pháp này đã trở thành thử nghiệm thực tế được thực hiện thường xuyên trong các phòng thí nghiệm xác minh và đảm bảo chất lượng để định lượng hiệu suất của các thiết bị mạng.
Ngoài các thử nghiệm này, RFC 2544 còn xác định các thử nghiệm khôi phục hệ thống và thử nghiệm đặt lại, đo tốc độ DUT phục hồi sau tình trạng quá tải và đặt lại thiết bị. Mặc dù cung cấp thông tin quan trọng nhưng những thử nghiệm này thường không được sử dụng vì các số liệu thường không nằm trong SLA của nhà cung cấp dịch vụ và chúng khó đưa vào bộ thử nghiệm tự động hơn.
1.3. Đo kiểm tra hiệu suất Ethernet trên hiện trường
Việc áp dụng tiêu chuẩn RFC 2544 từ thử nghiệm DUT trong phòng thí nghiệm sang mạng thực tế tại hiện trường đòi hỏi một số thay đổi.
Không giống như môi trường phòng thí nghiệm, hai điểm đo trong mạng được tách biệt về mặt địa lý. Điều này đòi hỏi hai hoặc nhiều bộ kiểm tra để đo lường đầu vào và đầu ra, một bộ tạo ra lưu lượng và bộ còn lại nhận lưu lượng. Các thiết bị kiểm tra hiện trường phải có tính di động và triển khai nhanh chóng ở nhiều địa điểm khác nhau.
1.4. Kiểm tra các dịch vụ Triple-play
Đối với các ứng dụng thời gian thực như thoại và video, các thuộc tính truyền mạng như độ trễ gói, độ giật và mất gói có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng sử dụng dịch vụ. Đối với chế độ đo kiểm tra Triple-Play, kỹ thuật viên phải có khả năng tạo nhiều luồng dữ liệu và xác minh rằng lưu lượng thoại và video được truyền với hiệu suất cần thiết. Trong các thử nghiệm này, các luồng khác nhau có thể biểu thị dữ liệu, giọng nói và video.
Cách mạng xử lý từng luồng tùy thuộc vào cấu hình mạng. Trong một số mạng, tất cả điện thoại IP được gán cho một VLAN thoại riêng. Ở những nơi khác, điện thoại IP được lập trình để gắn thẻ tất cả lưu lượng truy cập có mức độ ưu tiên cao hơn bằng cách sử dụng 802.1p. Khi thiết kế các phép đo kiểm tra, các kỹ thuật viên phải xem xét cơ sở hạ tầng cấu hình mạng để mô phỏng hiệu quả sự kết hợp lưu lượng truy cập.
1.5 Đo kiểm tra hiệu suất trải nghiệm sử dụng
V-Perf là một công cụ linh hoạt và mạnh mẽ được thiết kế để đo hiệu suất và thông lượng của mạng, V-Perf cung cấp những hiểu biết có giá trị về dung lượng băng thông mạng, độ trễ và tình trạng mất gói.
Bằng cách mô phỏng các điều kiện lưu lượng trong thế giới thực, V-Perf cho phép người dùng đánh giá hiệu suất mạng, xác định các điểm nghẽn và tối ưu hóa cơ sở hạ tầng của họ.
2. Đo kiểm tra lỗi để xử lý, bảo trì mạng Ethernet
Với Ethernet, có một số vấn đề phổ biến có thể được xác định nhanh chóng bằng các thiết bị đo kiểm tra mạng Ethernet phù hợp. Những vấn đề này có thể bao gồm:
- Sai kết nối: Sai sơ đồ đấu dây cáp LAN.
- Lỗi cáp: có vấn đề với đầu nối hoặc cáp LAN dẫn đến hở mạch hoặc đoản mạch.
- Tốc độ hoặc song công không khớp: thẻ giao diện mạng được định cấu hình cho cài đặt tốc độ/song công không tương thích với cài đặt của cổng chuyển mạch.
- Lỗi DHCP: các trạm không thể lấy địa chỉ IP từ máy chủ DHCP.
- Địa chỉ IP trùng lặp: nhiều thiết bị được cấu hình tĩnh với cùng một địa chỉ IP.
- Vấn đề định tuyến: các trạm không thể đến đích bên ngoài Vlan cục bộ do cổng mặc định không hoạt động hoặc được định cấu hình không đúng.
2.1 Đo kiểm tra mạng Ethernet cơ bản
Để chẩn đoán những vấn đề này một cách nhanh chóng, nhân viên hiện trường cần một số công cụ khắc phục sự cố khác nhau mà ngày nay đã được tích hợp trong các thiết bị kiểm tra cầm tay nhẹ, đầy đủ tính năng. Các phép đo kiểm tra phổ biến cần có trong bộ thiết bị đo cầm tay bao gồm:
- Kiểm tra cáp để kiểm tra mọi lỗi cáp như hở mạch và ngắn mạch, đồng thời sử dụng phép đo phản xạ miền thời gian, nó có thể xác định độ dài của cáp được kết nối.
- Kiểm tra trạng thái liên kết hiển thị tốc độ liên kết, điều khiển song công và luồng khi được kết nối với cổng chuyển đổi.
- Tính năng DHCP cho phép đơn vị kiểm tra xác nhận rằng địa chỉ IP có thể được lấy thành công từ máy chủ DHCP.
- Tính năng khám phá thiết bị để quét một loạt địa chỉ IP để tìm kiếm thiết bị đang hoạt động.
- Tính năng PING: thăm dò địa chỉ IP bằng Giao thức tin nhắn điều khiển Internet và trả về độ trễ khứ hồi giữa thiết bị kiểm tra và thiết bị đích.
- Chức năng định tuyến theo dõi tiêu chuẩn theo dõi đường dẫn IP đến địa chỉ đích xác định tất cả các bộ định tuyến trung gian.
2.2 Đo kiểm tra hiệu suất mạng Ethernet của nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, mạng doanh nghiệp
Ethernet là công nghệ mạng phổ biến và các nhà cung cấp dịch vụ cũng như nhà cung cấp dịch vụ đang chịu áp lực cạnh tranh để cung cấp các dịch vụ đó một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Áp lực này đè nặng lên các kỹ thuật viên hiện trường, những người phải xác minh tính toàn vẹn của các dịch vụ ngày càng phức tạp trong thời gian ngắn hơn nhiều.
Mặc dù thử nghiệm cơ bản có thể xác minh khả năng kết nối, nhưng dịch vụ Ethernet cũng phải được đo lường theo SLA, điều này đòi hỏi bộ thử nghiệm RFC 2544 để đo thông lượng, độ trễ, mất khung và hoạt động liên tục. Do vậy ngoài các phép đo như liệt kê ở trên, thiết bị đo kiểm tra mạng Ethernet cho nhà mạng, doanh nghiệp cần có tính năng đo kiểm tra hiệu suất theo khuyến nghị RFC2544.
Việc sử dụng Carrier Ethernet ngày càng tăng đang thúc đẩy sự gia tăng đồng thời nhu cầu vận hành, quản trị và bảo trì dịch vụ Ethernet (OAM). Mục tiêu của nỗ lực này là cung cấp cho các nhà mạng một bộ công cụ toàn diện để giám sát hiệu suất và tính khả dụng của các dịch vụ Ethernet. Do vậy, một số phép đo nâng cao hơn bao gồm OAM liên kết Ethernet IEEE 802.3-2005 (trước đây là 802.3ah), OAM dịch vụ Ethernet IEEE 802.1ag, Chức năng và cơ chế OAM ITU-T Y.1731 cho mạng dựa trên Ethernet và Khung và Yêu cầu OAM Dịch vụ MEF 17.
