Xây dựng phòng thí nghiệm mạng (Network LAB) IP/Ethernet

Datacenter testing

Các kỹ sư, chuyên gia CNTT thường cần một phòng kiểm thử thiết bị mạng, phần mềm chuyên nghiệp. Phòng thí nghiệm mạng (Network LAB) này không những để kiểm tra xác minh tính năng, thông số kỹ thuật trước khi đưa vào khai thác kinh doanh, mà còn để nghiên cứu, thí nghiệm công nghệ mạng mới, cũng như tìm kiếm, xử lý các sự cố.

Như vậy, mục tiêu chung của phòng thí nghiệm mạng Network LAB đặt ra là có thể kiểm tra hiệu suất, xác minh thông số kỹ thuật thông qua thử nghiệm (POC), chứng nhận phần mềm tương thích, chạy trình diễn bán hàng, đào tạo nhân viên mới. Phòng LAB kiểm thử mạng này cũng giúp họ trong việc tìm kiếm, xác định và gỡ lỗi, xử lý các sự cố về mạng khi triển khai các thiết bị mạng, phần mềm trong môi trường kinh doanh và triển khai các dự án thực tế.

Xác định yêu cầu chính để xây dựng phòng thí nghiệm mạng (Network LAB) IP-Ethernet

Với doanh nghiệp, tổ chức sản xuất thiết bị mạng, cung cấp dịch vụ, tích hợp hệ thống trong viễn thông, công nghệ thông tin, thì phòng thí nghiệm chuyên nghiệp là một khoản đầu tư tuyệt vời. Nó giúp ích cho đội ngũ kỹ sư, chuyên gia mạng chủ động trong công việc nghiên cứu và kiểm tra & khắc phục sự cố mà không làm ảnh hưởng đến mạng thực tế đang hoạt động.

Một lợi thế lớn của phòng thí nghiệm về mạng là đội ngũ kỹ sư, chuyên giao có thể tìm hiểu công nghệ mới, học được nhiều điều trong phòng thí nghiệm mà không cần làm xáo trộn mạng đang cung cấp dịch vụ. Tổng quan, phòng thí nghiệm mạng sẽ phù hợp với các nhu cầu sau:

  • Trung tâm nghiên cứu và phát triển sản phẩm thuộc các tổ chức, doanh nghiệp.
  • Trung tâm phát triển và tối ưu hóa mạng của các Nhà mạng cung cấp dịch vụ viễn thông – công nghệ thông tin, trung tâm dữ liệu băng thông rộng.
  • Phòng thí nghiệm, kiểm thử thiết bị mạng thuộc các nhà máy sản xuất.
  • Công ty cung cấp giải pháp và tích hợp hệ thống cần chứng minh (PoC) thông số, tính năng kỹ thuật và tính tương thích của sản phẩm.
  • Các trung tâm đào tạo, dạy nghề trong lĩnh vực mạng.
  • Các nhà mạng và các công ty cung cấp các dịch vụ đo kiểm tra, xử lý sự cố mạng.
  • Hỗ trợ các công ty Viễn thông-CNTT giới thiệu và trình diễn các sản phẩm phần cứng, phần mềm mạng.

Do vậy, các kỹ sư mạng cần xác định các nhu cầu đo kiểm tra về chủng loại thiết bị mạng, cấu hình, phép đo kiểm chính như sau:

  • Loại thiết bị mạng: switch, router, server, wifi,… cần đo kiểm tra.
  • Tốc độ Ethernet 10/100/1000Mbps, 2.5Gbps, 10Gbps, 25Gbps, 100Gbps, 400Gpbs, 800Gbps.
  • Giao diện quang (SFP/SFP+/QSFP+, CFP,..), giao diện điện RJ45.
  • Đo kiểm tra Layer 2/3 hay Layer 4/7.
  • Tính năng cần đo: kiểm tra chức năng hay hiệu năng.
  • Các kịch bản đo kiểm.
  • Khả năng nâng cấp trong tương lai gần.

Sau đó, các kỹ sư có thể cân nhắc đầu tư một hoặc nhiều loại máy đo kiểm tra mạng với danh sách thiết bị, phần mềm dựa vào nhu cầu và hiện trạng mạng thực tế như sau:

Phòng thí nghiệm Network LAB không phải xây dựng một lần là xong, thay vào đó nó cần phải được xem xét, đầu tư trong suốt nhiều năm để bổ sung thêm phần cứng, phần mềm theo sự phát triển mạng lưới trong thực tế và tiến bộ của công nghệ.

Tìm hiểu chức năng chính các thiết bị đo kiểm tra cho phòng thí nghiệm mạng (Network LAB)

Mỗi một thiết bị đo kiểm tra tập trung vào chức năng đo nhất định, hoặc cũng có những thiết bị đo kiểm tra đa năng có thể thực hiện nhiều chức năng đo kiểm tra được tích hợp sẵn nhằm mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng. Cho dù bắt đầu xây dựng một phòng thí nghiệm mạng Network LAB để kiểm thử thiết bị, phần mềm, hay chứng minh (PoC) thông số kỹ thuật của sản phẩm, hay tìm kiếm, xác định lỗi và xử lý sự cố mạng, các kỹ sư cần tham khảo chức năng chính của các thiết bị đo kiểm tra mạng.

1. Thiết bị mô phỏng suy giảm mạng (Network Emulator)

Thiết bị mô phỏng suy giảm mạng giúp dễ dàng đưa ra một loạt các suy giảm toàn diện (ví dụ: độ trễ và jitter) cho lưu lượng truy cập giữa các thiết bị mạng cần kiểm tra (DUT – Device Under Test) trong phòng thí nghiệm với tốc độ từ 10GE đến 100GE.

  • Network Emulator giúp giảm đáng kể chi phí và độ phức tạp của việc mô phỏng suy giảm lưu lượng Ethernet ở 10GE, 25GE, 40GE, 50GE và 100GE giữa các DUT trong phòng thí nghiệm.
  • Network Emulator là một giải pháp linh hoạt cung cấp các khiếm khuyết nhất quán, chính xác, được xác định rõ ràng và có thể lặp lại bao gồm thao tác gói, độ trễ/jitter, sắp xếp sai, loại bỏ trùng lặp, kiểm soát, định hình và hỏng hóc. Điều này lý tưởng cho việc đo điểm chuẩn, kiểm tra tải của cơ sở hạ tầng mạng và thiết bị Ethernet có khả năng hỗ trợ 100GE như bộ chuyển mạch, bộ định tuyến, NIC và nền tảng truyền dẫn/backhaul.
  • Dễ dàng phối hợp liền mạch với thiết bị phân tích và tạo lưu lượng truy cập Ethernet, cho phép kỹ sư mô phỏng tình trạng suy giảm thông qua cùng một giao diện người dùng được sử dụng để tạo lưu lượng truy cập.

Máy mô phỏng suy giảm mạng có thể được truy cập thông qua Web-base hoặc phần mềm, cho phép người dùng mô phỏng tình trạng suy giảm thông qua cùng một giao diện người dùng được sử dụng để tạo lưu lượng truy cập.

2. Thiết bị đo kiểm tra liên kết Ethernet L2-L4

Thiết bị kiểm tra Ethernet được trang bị màn hình cảm ứng điện dung lớn và có đầy đủ giao diện mạng quang SFP và đồng RJ45.Thiết bị có thể kiểm tra mạng Ethernet/IP hỗ trợ các tốc độ 10/100Mbps, 1 Gigabit, 2.5Gbps, 10Gbps, 25Gbps, 100Gb/s, 400Gbps, 800Gbps.

Máy đo Ethernet/IP được trang bị tất cả các tính năng đo kiểm cần thiết như BER, RFC2544, SAM, Multistream, MPLS, Jitter, để cho phép xác minh tuyến truyền dẫn về mặt hiệu suất và chất lượng (QoS) cần thiết để hỗ trợ truyền tải các ứng dụng quan trọng và nâng cao trải nghiệm sử dụng (QoE) của khách hàng.

Thiết bị này lý tưởng cho việc đo kiểm trong phòng thí nghiệm Network LAB, cũng như đo kiểm trên hiện trường về truyền dẫn IP/Ethernet, đồng bộ hóa PTP/SyncE, LTE/TDD/5G.

  • Kiểm tra hiệu suất liên kết IP với các thông số throughput, lacenty, jitter bằng phương pháp RFC2544.
  • Tìm kiếm, xác minh lỗi đường truyền BER.
  • Kiểm tra trải nghiệm sử dụng (QoE) qua đánh giá TCP/IP, HTTP, FPT.

3. Thiết bị phân tích kênh quang xDWM

Ghép kênh phân chia bước sóng xDWM hứa hẹn sẽ giải quyết nhiều vấn đề về dung lượng mà các nhà khai thác mạng, trung tâm dữ liệu. Bằng cách cung cấp khoảng cách kênh 50 GHz (0,4 nm), 100 GHz (0,8 nm) hoặc 200 GHz (1,6 nm), hàng trăm bước sóng có thể được đặt trên một sợi quang. Hầu hết các hệ thống DWDM điển hình sử dụng 40 hoặc 80 kênh, mặc dù con số này có thể lên tới 160. Lưới tần số ITU-T G.694.1 chỉ định các bước sóng được sử dụng trong DWDM. Chúng được tìm thấy ở dải C (1525-1565 nm) và dải L (1565-1620 nm). DWDM là công nghệ phù hợp nhất để truyền dẫn đường dài vì khả năng cho phép khuếch đại EDFA.

Công nghệ xDWM cung cấp băng thông có thể mở rộng, khắc phục hầu hết các tình huống cạn kiệt cáp quang, có thể xử lý các định dạng dữ liệu và tốc độ bit khác nhau, đồng thời dễ dàng tích hợp vào các kiến trúc mạng hiện tại. Tuy nhiên, dung lượng kênh bổ sung đạt được nhờ sử dụng xWDM đã tạo ra vấn đề về thử nghiệm lắp đặt. Các kỹ sư kiểm tra cần biết các hệ thống DWDM như vậy hoạt động như thế nào và họ phải kiểm tra những đặc điểm nào để đảm bảo điều kiện vận hành tối ưu. Máy phân tích kênh/phổ quang cho mạng CWDM và DWDM sử dụng thiết kế vi quang vượt trội và công nghệ điều chỉnh MEMS, các mô-đun này đo các thông số quang học quan trọng như bước sóng, công suất kênh và OSNR.

4. Thiết bị phát lưu lượng và phân tích mạng IP Layer 2- Layer 7

Thiết bị phát lưu lượng và phân tích mạng IP L2/7 có các cổng có khả năng tạo ra lưu lượng truy cập có trạng thái và không trạng thái ở tốc độ đường truyền hỗ trợ nhiều loại tốc độ LAN/WAN khác nhau: 10/100Mbps, 1Gb, 10Gb.

Bên cạnh đó, thiết bị Network Traffic Generator and Analyzer Layer 2- Layer 7 testing này cũng có khả năng tạo ra lưu lượng truy cập không trạng thái ở tốc độ dây, cũng như một loạt các ứng dụng như kiểm tra tốc độ thiết lập phiên TCP, fuzz, DDoS và mô-đun mô phỏng tấn công cung cấp một chiều hướng mới để đo lường khả năng phục hồi của mạng và thiết bị được thử nghiệm.

Thiết bị đo kiểm mạng IP L2-L7 có thể cung cấp khả năng đo kiểm tra hiệu năng mạng Gigabit L2-L7, kiểm tra tải của các thiết bị mạng bằng cách giả lập các giao thức IP như ARP, ICMP, IGMP, UDP, TCP, HTTP, FTP,… và phần mềm ứng dụng OTT, video, VoIP,…. Được thiết kế có mục đích nhằm đáp ứng những thách thức trong việc kiểm tra các mạng và thiết bị IP hội tụ ngày nay.

5. Thiết bị Network TAP

TAP mạng là các thiết bị phần cứng độc lập tạo bản sao chính xác của tất cả lưu lượng truy cập giữa hai điểm cuối trong mạng. Do vậy Network TAP là giải pháp đo kiểm tra mạng đang cung cấp dịch vụ, giúp kỹ sư mạng có thể kết nối thiết bị đo vào mạng đang hoạt động mà không làm ảnh hưởng tới chúng vì TAP độc lập với mạng.

Sau đó, lưu lượng được sao chép từ TAP, tất cả điều này được hoàn thành trong khi lưu lượng truy cập trực tiếp tiếp tục đi qua mạng mà không bị xáo trộn.

6. Thiết bị chụp bắt và phân tích gói tin (Packet Capture and Analysis)

Thiết bị chụp bắt và phân tích gói tin là giải pháp thu thập gói dữ liệu đang đi qua một điểm cụ thể trong mạng dữ liệu. Khi một gói được ghi lại trong thời gian thực, nó sẽ được lưu trữ trong một khoảng thời gian để có thể phân tích và sau đó được tải xuống, lưu trữ hoặc loại bỏ.

Các gói được ghi lại và kiểm tra để giúp chẩn đoán và giải quyết các sự cố mạng như:

  • Xác định các mối đe dọa bảo mật
  • Khắc phục sự cố các hành vi mạng không mong muốn.
  • Xác định tắc nghẽn mạng
  • Xác định mất dữ liệu/gói
  • Phân tích mạng lưới pháp y số

7. Các thiết bị đo kiểm tra phụ trợ lớp vật lý (cáp quang, cáp đồng)

Xử lý - khắc phục lỗi cáp quang bằng máy đo, máy hàn cáp quang
Xử lý – khắc phục lỗi cáp quang bằng máy đo, máy hàn cáp quang

Máy kiểm tra cáp mạng (Cáp quang, cáp đồng) là một bộ công cụ chuyên dụng mà các kỹ thuật viên mạng dựa vào để đánh giá chức năng và tính toàn vẹn của đường truyền vật lý. Mục đích chính của nó là xác minh các kết nối vật lý và hệ thống trong cơ sở hạ tầng mạng, đảm bảo cài đặt phù hợp để truyền dữ liệu tối ưu và không bị mất kết nối.

Những thách thức chung đối với các nhóm DevOps khi xây dựng Phòng thí nghiệm kiểm tra mạng

Xây dựng phòng LAB có thể vừa tốn thời gian vừa tốn kém về chi phí do mỗi thiết bị đo kiểm tra có chức năng riêng. Tùy vào từng nhu cầu và kịch bản đo kiểm tra, sau đó chúng có thể được phối hợp với nhau để đạt được các yêu cầu đo kiểm tra thử nghiệm phức tạp.

Trong các trường hợp có nhiều nhóm yêu cầu nhiều phép đo kiểm thử có công nghệ và tốc độ truyền dẫn khác nhau, những thiết bị đo kiểm tra hiện có cũng có thể không đủ các tính năng. Điều này thậm chí phải nâng cấp hoặc mua thiết bị mới, dẫn đến thời gian chờ giao hàng có thể kéo dài và làm gián đoạn công việc kinh doanh.

Phòng Network LAB khi phải nâng cấp hoặc mua mới nhiều lần có thể dẫn đến tăng chi phí, hiệu suất hoạt động kém hiệu quả cũng như các rủi ro về bảo mật và tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật. Điều này dẫn đến việc do yêu cầu cấp thiết về kinh doanh, các thiết bị, phần mềm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật vẫn phải đưa vào vận hành trong hệ thống gây mất an toàn hoặc hoạt động kém ổn định trong môi trường thực tế, làm giảm trải nghiệm sử dụng và nguy cơ về an toàn thông tin.

Việc thiếu kinh nghiệm cũng có thể dẫn đến việc lựa chọn tính năng, thông số đo kiểm thử không đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật như trong thực tế. Ví dụ: các thử nghiệm POC có thể chứng minh khả năng tồn tại của sản phẩm, phần mềm có thể đáp ứng các tiêu chuẩn chứng nhận, v.v. Tuy nhiên, khi thiết bị, phần mềm được triển khai trong môi trường sản xuất thực tế, có thể sẽ xảy ra lỗi và khó kiểm soát chất lượng.

Tất cả các thách thức trên đòi hỏi các hệ thống đo thử nghiệm phải được xây dựng chuyên nghiệp với sự tư vấn từ những chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực về mạng và thiết bị đo kiểm.