Xây dựng cổng giao tiếp giữa các thiết bị mạng băng rộng với các phần mềm

1

TẬP ðOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
VIỄN THÔNG HÀ NỘI




ðỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ


XÂY DỰNG CỔNG GIAO TIẾP GIỮA CÁC THIẾT BỊ MẠNG BĂNG
RỘNG VỚI CÁC PHẦN MỀM ðHSXKD CỦA VNPT HÀ NỘI

Ký hiệu:
VNPT-HNi-2012-09

ðơn vị thực hiện: Trung tâm ðiều hành Thông tin
Chủ trì: Ths.Nguyễn Văn Kiên – P.Giám ñốc TT ðHTT
Cộng tác viên:
Ths.ðặng Anh Sơn - TP M&DV, Gð TT; Ths.Vũ Duy Dự - PP M&DV, PGð TT;
Ths.Nguyễn Phạm Cường – PGð TT; Ths.Nguyễn Khương Duy – CV;
Ks.ðinh Tất ðạt – PP KTMIP - TT ðHTT; Ks.Nguyễn Văn Duy – CV





Hà Nội - 2013

2
Mục lục
Mục lục 2
Danh mục Hình ảnh 5
Danh mục bảng biểu 6
CÁC TỪ VIẾT TẮT 7
LỜI CẢM ƠN 9
CHƯƠNG 1 ðẶT VẤN ðỀ VÀ MỤC TIÊU CẦN GIẢI QUYẾT 10
1.1 ðặt vấn ñề 10
1.1.1 Thực trạng 10
1.1.2 ðề xuất giải pháp 11
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NỀN TẢNG KỸ THUẬT 13
2.1 Giao thức SNMP [1] 13
2.1.1 Khái niệm SNMP 13
2.1.2 Mô hình giao thức 13
2.1.3 Hoạt ñộng của SNMP 15
2.1.4 Các thao tác vận hành SNMP 15
2.1.5 MIB-2 (RFC1213) 15
2.1.6 SNMP Trap 19
2.1.7 Cisco Trap 20
2.2 Công nghệ dịch vụ web (Web service) [1] 21
2.2.1 Khái niệm Web service 21
2.2.2 Kiến trúc Web service 21
2.2.2.1 Roles 21
2.2.2.2 Stack 22
2.2.3 Các dạng thông ñiệp SOAP 23
2.2.4 Service Description 23
2.3 Kỹ thuật triển khai [1] 23
2.3.1 Giới thiệu OC4J 23

2.3.2 Giới thiệu Jdeveloper 23
CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI XÂY DỰNG HỆ THỐNG 25
3.1 Sơ ñồ hệ thống tổng quát 25
3.1.1 Sơ ñồ tổng quát BNM gateway 25
3.1.2 Sơ ñồ tổng quát ứng dụng nhận và xử lý Trap 26
3.2 Sơ ñồ kết nối và bảo mật mạng 26
3.2.1 Sơ ñồ kết nối mạng 26

3
3.2.2 Bảo mật mạng 27
3.3 Kiến trúc hệ thống 28
3.3.1 Kiến trúc BNM gateway 28
3.3.2 Kiến trúc ứng dụng nhận Trap 28
3.4 Thiết kế hệ thống 29
3.4.1 Hệ thống BNM gateway 29
3.4.1.1 Sơ ñồ ca sử dụng 29
a. Danh sách các tác nhân 29
b. ðặc tả các ca sử dụng 30
3.4.1.2 Sơ ñồ lớp 31
3.4.1.2.1 Cổng giao tiếp SNMP tương tác vào G-PON 31
3.4.1.2.1 Cổng giao tiếp SNMP tương tác vào Switch 33
3.4.1.2.3 Cổng giao tiếp sử dụng telnet tương tác vào Switch 35
3.4.1.2.4 Cổng giao tiếp sử dụng telnet tương tác vào BRAS 37
3.4.1.3 Sơ ñồ tuần tự 38
3.4.1.3.1 Cổng giao tiếp SNMP tương tác vào Switch và G-PON 38
3.4.1.3.2 Cổng giao tiếp telnet vào BRAS và Switch 39
3.4.2 Hệ thống nhận và xử lý Trap 42
3.4.2.1 Sơ ñồ ca sử dụng 42
a. Danh sách các tác nhân 42
b. ðặc tả các ca sử dụng 42

3.4.2.2 Sơ ñồ lớp 43
3.4.2.3 Sơ ñồ tuần tự 44
3.5 Triển khai áp dụng và kết quả 45
3.5.1 Triển khai BNM gateway 45
3.5.1.1 Các hàm API và các tham số tương tác với G-PON 45
3.5.1.2 Các hàm API và các tham số tương tác với Switch 46
3.5.1.3 Hàm API và các tham số tương tác với BRAS 47
3.5.2 Kết quả áp dụng BNM gateway 48
3.5.2.1 Áp dụng trên hệ thống ðHSC 48
3.5.2.1.1 Giao diện thực hiện các thao tác với G-PON 48
3.5.2.1.2 Giao diện thực hiện các thao tác với Switch 50
3.5.2.2 Các kết quả của BNM gateway ñang nghiên cứu áp dụng 50
3.5.2.3 Giao diện truy vấn tài khoản truy nhập Internet 52
3.5.3 Triển khai ứng dụng nhận và xử lý Trap 53
3.5.3.1 Cấu hình Switch cho phép gửi Trap 53
3.5.3.2 Giao diện ứng dụng 55

4
KẾT LUẬN 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

5

Danh mục Hình ảnh
Hình 1.1.1 Sơ ñồ mô tả quy trình nghiệp vụ hỗ trợ, sửa chữa hiện tại 11
Hình 1.1.2 Mô tả mô hình hệ thống ñề xuất triển khai 12
Hình 2.1.2 Mối quan hệ giữa NMS và agent 14
Hình 2.1.3 Mô hình hoạt ñộng SNMP 15
Hình 2.1.5.1 Sơ ñồ cây SMI mô tả nhánh MIB 2 16
Hình 2.1.5.2 Giao diện dạng bảng cấu trúc nhánh Interface trong RFC1213 19
Hình 2.1.6 Mô hình biểu diễn sự phát sinh Trap 20
Hình 2.2.2.1 Mô tả các Role trong kiến trúc một web service 22
Hình 2.2.2.2 Mô tả chồng giao thức của web service 22
Hình 3.1 Sơ ñồ kết nối hệ thống 25
Hình 3.1.2 Sơ ñồ tổng quát ứng dụng nhận Trap 26
Hình 3.2.1 Sơ ñồ kết nối mạng 26
Hình 3.3.1 Mô tả kiến trúc hệ thống BNM gateway 28
Hình 3.3.2 Kiến trúc ứng dụng nhận/xử lý Trap 28

Hình 3.4.1.1 Sơ ñồ ca sử dụng hệ thống BNM gateway 29
Hình 3.4.1.2.1 Sơ ñồ lớp – Giao tiếp G-PON 31
Hình 3.4.1.2.1 Sơ ñồ lớp sử dụng SNMP – Giao tiếp Switch 33
Hình 3.4.1.2.3 Sơ ñồ lớp sử dụng telnet – Giao tiếp Switch 35
Hình 3.4.1.2.4 Sơ ñồ lớp sử dụng telnet – Giao tiếp BRAS 37
Hình 3.4.1.3.1.1 Sơ ñồ tuần tự, chức năng Reset trạng thái cổng Switch 38
Hình 3.4.1.3.1.2 Sơ ñồ tuần tự, chức năng xem trạng thái ONT 39
Hình 3.4.1.3.2.1 Sơ ñồ tuần tự, chức năng truy vấn thông tin Policy 40
Hình 3.4.1.3.2.2 Sơ ñồ tuần tự, chức năng truy vấn thông tin tài khoản 41
Hình 3.4.2.1 Sơ ñồ ca sử dụng hệ thống nhân/xử lý Trap 42
Hình 3.4.2.2 Sơ ñồ lớp hệ thống nhận/xử lý Trap 43
Hình 3.4.2.3 Sơ ñồ tuần tự hệ thống nhận/xử lý Trap 44
Hình 3.5.2.1.1.1 Giao diện ðHSC Reset/truy vấn trạng thái ONT 48
Hình 3.5.2.1.1.2 Giao diện ðHSC áp dụng web service truy vấn thông tin Profile 49
Hình 3.5.2.1.1.3 Giao diện ðHSC áp dụng web service truy vấn thông tin tham số quang
49
Hình 3.5.2.1.2 Giao diện tra cứu thông tin trạng thái cổng 50
Hình 3.5.2.2.1 Giao diện truy vấn thông tin tốc ñộ cổng switch 6424 50
Hình 3.5.2.2.2 Kết quả truy vấn thông tin tốc ñộ cổng switch 6424 51
Hình 3.5.2.2.3 Giao diện truy vấn policy cổng switch khác 6424 51
Hình 3.5.2.2.4 Kết quả truy vấn policy cổng switch 51
Hình 3.5.2.2.5 Giao diện thực hiện lệnh thay ñổi policy cổng 52
Hình 3.5.2.3.1 Giao diện truy vấn thông tin tài khoản 52
Hình 3.5.2.3.2 Kết quả truy vấn thông tin tài khoản 53
Hình 3.5.3.2.1 Giao diện chương trình nhận Trap 55
Hình 3.5.3.2.2 Nội dung mail ñược gửi khi nhập ñược Trap 55
Hình 3.5.3.2.3 Giao diện web theo dõi trạng thái nhận Trap 55

6

Danh mục bảng biểu

Bảng 2.1.5 Mô tả các thông tin về nhánh Interface trong RFC1213 19

7

CÁC TỪ VIẾT TẮT
ðHSXKD ðiều hành sản xuất kinh doanh
ðHSC ðiều hành sửa chữa
BNM Broadband Network Media
CCITT International Telegraph and Telephone Consultative Comittee
CSDL Cơ Sở Dữ Liệu
CNTT Công Nghệ Thông Tin
CV Chuyên Viên
FTP File Tranfer Protocol
G-PON Gigabit-Passive Optical Netwwork
HTTP HyperText Transfer Protocol
IANA Internet Assigned Numbers Authority
IETF Intemet Engineering Task Force
IOS Internetwork Operating System
IP Internet Protocol
KTV Kỹ Thuật Viên
MAN-E Metro Area Network – Ethernet
MIB Managerment Information Base
MTU Maxium Transfer Unit
L2 Layer 2 – Lớp 2
NMS Network Management System
OID Object Identifier
ONT Optical network terminal
PDU Protocol Data Unit
PTTB Phát triển thuê bao
RFC Request For Comment
RPC Remote Procedure Call

SMI Structure of Management Information
SMS Short Message Service
SMTP Simple Mail Tranfer Protocol
SNMP Simple Network Management Protocol
TCP Transmission Control Protocol

8
UDDI Universal Description, Discovery and Integration
UDP User Datagram Protocol
URL Uniform Resource Locator
VNPT Việt Nam Posts and Telecommunications
XML Extention Markup Language
WSDL Web Service Definition Language
WWW World Wide Webservice

9
LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ ñạo của các cấp lãnh ñạo Viễn
thông Hà Nội, lãnh ñạo Trung tâm ðiều hành Thông tin.
Chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn những ý kiến góp ý xây dựng hoàn thiện ñề
tài của lãnh ñạo và chuyên viên các phòng ðiều hành Quản lý chất lượng, Khai thác
mạng IP, Các Phòng Phần mềm 1, 2 – TT Tin Học.
Tuy ñã hết sức cố gắng trình bày những nội dung ngắn gọn, dễ hiểu và chủ yếu ñi
sâu vào những khái niệm cơ bản, kỹ thuật chính, nhưng vẫn không thể tránh ñược sai sót.
Rất mong bạn ñọc thông cảm và góp ý ñể tài liệu ñược hoàn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn!
Chủ trì ñề tài

Hà nội 2013

10
CHƯƠNG 1 ðẶT VẤN ðỀ VÀ MỤC TIÊU CẦN GIẢI QUYẾT
1.1 ðặt vấn ñề
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ mạng truyền tải dữ liệu, tín
hiệu thoại, các thiết bị tham gia thực hiện truyền tải cũng ngày càng ñược phát triển cả về
số lượng, chất lượng và công nghệ. Bên cạnh ñó các hệ thống phần mềm quản lý khai
thác theo mô hình quản lý tập trung, ñể quản lý ñược số lượng lớn node mạng cũng ñóng
vai trò rất quan trọng. Các hệ thống phần mềm chuyên dụng ñó ñã ñáp ứng tốt những yêu
cầu quản lý, khai thác của nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên do tính ña dạng chủng loại
thiết bị, mỗi thiết bị có một phần mềm và phương thức quản lý khai thác khác nhau, dẫn

ñến khó khăn khi mở rộng và tích hợp với các hệ thống quản lý và khai thác của nhà cung
cấp dịch vụ.
Với sự bùng nổ mạnh mẽ của các dịch vụ Web và khả năng sử dụng ñược web ở
mọi nơi, mọi lúc, vào mọi thời ñiểm mà không phụ thuộc vào hệ thống nền hay khoảng
cách ñịa lý ñã tạo ra một trào lưu web hóa các loại hình dịch vụ, kể cả các loại dịch vụ có
tính chất chuyên môn cao, xưa nay vẫn gói gọn trong các phòng thí nghiệm hay các trung
tâm máy tính lớn như quan trắc và quản lý các dịch vụ mạng. ðể giải quyết bài toán mở
rộng và tích hợp các hệ thống tin học với nhau thông thường người ta sử dụng công nghệ
dịch vụ web.
1.1.1 Thực trạng
Cũng như những nhà cung cấp dịch vụ truyền tải dữ liệu băng rộng thông thường ,
quy trình quản lý, khai thác thiết bị tại VNPT Hà Nội phụ thuộc nhiều vào các hệ thống
phần mềm do hãng sản xuất loại thiết bị ñó cung cấp (thường gọi là NMS), vì vậy với
nhiều hãng khác nhau thì sẽ có hệ thống NMS khác nhau, phạm vi quản lý, khai thác các
hệ thống ñó cũng bị hạn chế do ảnh hưởng bởi số lượng giấy phép truy nhập (licence có
thể phải mua), hoặc khả năng an toàn bảo mật trong vùng mạng của thiết bị hoạt ñộng.
Với mô hình quản lý, khai thác thiết bị rời rạc và hạn chế kết nối truy nhập như vậy thì
quy trình ñể xử lý một vấn ñề liên quan ñến khách hàng ñược thực hiện như sau: Khi các
kỹ thuật viện (KTV) sửa chữa tại các tổ Viễn thông muốn biết tình trạng cổng hoặc muốn
reset/ñóng/mở trạng thái cổng của một khách hàng, họ sẽ liên lạc với bộ phận quản lý
khai thác hệ thống, tại ñây Chuyên viên (CV) khai thác sẽ xác ñịnh cổng khách hàng
thuộc loại thiết bị nào, sử dụng hệ thống NMS của thiết bị ñó thực hiện các lệnh theo yêu
cầu của KTV. Quy trình xử lý tương tự ñối với các yêu cầu khác như thay ñổi thông tin
khách hàng.

11



Hình 1.1.1 S

ơ

ñồ
mô t
ả
quy trình nghi
ệ
p v
ụ
h
ỗ
tr
ợ
, s
ử
a ch
ữ
a hi
ệ
n t
ạ
i
Các hệ thống quản lý thiết bị chuyên dụng thường là hệ thống ñóng, khó có thể tùy
chỉnh ñể dễ dàng mở rộng tính năng như chủ ñộng gửi trạng thái hoạt ñộng của thiết bị
tới những người có trách nhiệm xử lý, nâng cao tính chủ ñộng khắc phục sự cố, tránh tình
trạng mất liên lạc kéo dài không cần thiết.
Hiện tại VNPT Hà Nội ñang quản khai thác 1046 switch, trong ñó có 936 switch
thuộc loại Alcatel-lucent 6424; Cisco 3400,7606,7609; Terabit; 69 node G-PON (cộng
thêm 17 node ñang chuẩn bị hòa mạng) của hai hãng Huawei và Alcatel-lucent. 15 BRAS
với hơn 300 000 khách hàng sử dụng dịch vụ Internet. Các ñơn vị tham gia khai thác trực

tiếp gồm có 32 Trung tâm Viễn thông (101 tổ Viễn thông) + 01 Phòng ðiều hành sửa
chữa Thuê bao.
1.1.2
ðề
xu
ấ
t gi
ả
i pháp
Trong bối cảnh hiện nay việc nâng cao chất lượng dịch vụ, nhằm nâng cao năng lực
cạnh tranh trong thị trường cung cấp dịch vụ viễn thông và công nghệ thông tin là cần
thiết và cấp bách. Việc áp dụng các công cụ phần mềm vào quy trình nghiệp vụ, giảm tác
nhân tham gia, rút ngắn thời gian phục vụ khách hàng, nâng cao chất lượng dịch vụ là
một trong những giải pháp mang lại hiệu quả cao.
Trước thực trạng các hệ thống Viễn thông và CNTT của VNPT Hà Nội quản lý
thường nằm trong các phân vùng mạng khác nhau, giao diện kết nối và phạm vi khai thác
chỉ ñáp ứng cho một số bộ phận chuyên biệt. Việc khai thác thông tin từ các hệ thống này
12
phải trải qua một quy trình phức tạp với nhiều công ñoạn, mất nhiều thời gian và công
sức, dẫn ñến sự chậm trễ khi phục vụ khách hàng, khắc phục sự cố.
Nhằm khắc phục những hạn chế trên, tạo ra một kênh kết nối thông suốt, mở rộng
các ñối tượng tham gia khai thác trực tiếp một số tính năng ñơn giản của hệ thống, giảm
thời gian, công sức, rút ngắn quy trình chăm sóc, phục vụ khách hàng và khắc phục sự
cố, chúng tôi tập trung nghiên cứu các Cơ sở Dữ liệu RFC1213 của các Switch L2 và
MIB của G-PON, dựa trên phương thức giao tiếp của các thiết bị phần cứng với phần
mềm quản lý khai thác của các thiết bị cung cấp dịch vụ L2 và G-PON, dựa trên ñặc tính
thực hiện các lời triệu gọi từ xa của Web service chúng tôi ñề xuất ñề xuất xây dựng một
cổng kết nối gọi là BNM gateway (Hình 1.1.2), cho phép người sử dụng các phần mềm
ðHSXKD thực hiện các nghiệp vụ khai thác tới các thiết bị Switch L2, G-PON, BRAS.
Cụ thể các nghiệp vụ ñó là:

- Xem, reset, ñóng, mở trạng thái cổng của một khách hàng trên thiết bị
- Xem và thay ñổi thông tin gói cước (Profile/Policy) của khách hàng
- Xem thông tin chất lượng quang của một cổng của khách hàng
- Xem thông tin về tài khoản truy nhập Internet thông qua public ip của khách
hàng mỗi khi họ truy nhập internet.
Liên quan ñến giao thức SNMP, ñể chủ ñộng nhận thông tin về trạng thái hoạt
ñộng của cổng Switch, chúng tôi cũng nghiên cứu Cisco Trap và ñể xuất xây dựng ứng
dụng tự ñộng nhận và xử lý thông tin trạng thái cổng.

Hình 1.1.2 Mô tả mô hình hệ thống ñề xuất triển khai
13
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NỀN TẢNG KỸ THUẬT
Như mục tiêu ñề giải pháp ñã ñề ra, hệ thống BNM gateway sẽ ñược xây dựng dựa
trên nền tảng giao thức Quản trị mạng ñơn giản (SNMP), công nghệ dịch vụ web (Web
service), một số công cụ triển khai như java, web server OC4J. Trong chương này chúng
tôi xin giới thiệu một số kiến thức cơ bản về giao thức SNMP, Web service, java, OC4J,
công cụ soạn thảo JDeveloper và mô tả Cisco trap.
2.1 Giao thức SNMP [1]
2.1.1 Khái niệm SNMP
SNMP là giao thức quản lý mạng ñơn giản dịch từ cụm từ “Simple Network
Management Protocol”. Giao thức này ñược sử dụng rất phổ biến ñể giám sát và ñiều
khiển các thiết bị mạng IP. SNMP là một thành phần của tập hợp các giao thức truyền
thông phù hợp với Internet và các mạng tương tự ñược ñịnh nghĩa bởi IETF. Nó bao gồm
một tập hợp các tiêu chuẩn quản lý mạng, giao thức tầng ứng dụng, lược ñồ cơ sở dữ liệu
và tập hợp các ñối tượng dữ liệu.
SNMP là giao thức ñơn giản, do nó ñược thiết kế ñơn giản trong cấu trúc thông
ñiệp và thủ tục hoạt ñộng, và còn ñơn giản trong bảo mật (ngoại trừ SNMP version 3).
Giao thức SNMP cung cấp một phương thức ñơn giản nhằm quản lý tập trung
mạng TCP/IP. Người quản trị có thể thông qua giao thức này ñể quản lý các hoạt ñộng
hay thay ñổi các trạng thái hệ thống mạng.

Giao thức SNMP ñược sử dụng ñể quản lý các hệ thống Unix, Window…, các
thiết bị mạng như router, gateway, firewall, switch…, thông qua một số phần mềm cho
phép quản trị với SNMP.
Ví dụ cho việc sử dụng hệ thống quản trị SNMP với giao thức SNMP trên phần
mềm với các ứng dụng trong hệ thống mạng:
 Theo dõi tốc ñộ ñường truyền của một router, biết ñược tổng số byte truyền/nhận
 Lấy thông tin máy chủ có bao nhiêu ổ cứng, mỗi ổ cứng còn trống bao nhiêu
 Tự ñộng nhận cảnh báo khi thiết bị switch có 1 cổng bị down
 ðiều khiển tắt các cổng trên switch
2.1.2 Mô hình giao thức
Trong SNMP có 3 vấn ñề cần quan tâm: MIB, Manager và Agent.
MIB là cơ sở dữ liệu dùng phục vụ cho Manager và Agent.
Manager:
Manager là một server có chạy các chương trình có thể thực hiện một số chức năng
quản lý mạng. Manager có thể xem như là NMS. NMS có khả năng thăm dò và thu thập
14
các cảnh báo từ các Agent trong mạng. Thăm dò trong việc quản lý mạng là “nghệ thuật”
ñặt ra các câu truy vấn ñến các agent ñể có ñược một phần nào ñó của thông tin. Các cảnh
báo của agent là cách mà agent báo với NMS khi có sự cố xảy ra. Cảnh bảo của agent
ñược gửi một cách không ñồng bộ, không nằm trong việc trả lời truy vấn của NMS. NMS
dựa trên các thông tin trả lời của agent ñể có các phương án giúp mạng hoạt ñộng hiệu
quả hơn. Ví dụ khi ñường dây T1 kết nối tới Internet bị giảm băng thông nghiêm trọng,
router sẽ gửi một thông tin cảnh báo tới NMS. NMS sẽ có một số hành ñộng, ít nhất là
lưu lại giúp ta có thể biết việc gì ñã xảy ra. Các hành ñộng này của NMS phải ñược cài
ñặt trước.
Agent:
Agent là một phần trong các chương trình chạy trên các thiết bị mạng cần quản lý.
Nó có thể là một chương trình ñộc lập như các deamon trong Unix, hoặc ñược tích hợp
vào hệ ñiều hành như IOS của Cisco trên router. Ngày nay, ña số các thiết bị hoạt ñộng
tới lớp IP ñược cài ñặt SMNP agent. Các nhà sản xuất ngày càng muốn phát triển các

agent trong các sản phẩm của họ công việc của người quản lý hệ thống hay quản trị mạng
ñơn giản hơn. Các agent cung cấp thông tin cho NMS bằng cách lưu trữ các hoạt ñộng
khác nhau của thiết bị. Một số thiết bị thường gửi một thông báo “tất cả ñều bình thường”
khi nó chuyển từ một trạng thái xấu sang một trạng thái tốt. ðiều này giúp xác ñịnh khi
nào một tình trạng có vấn ñề ñược giải quyết.


Hình 2.1.2 M
ố
i quan h
ệ
gi
ữ
a NMS và agent












15
2.1.3

Ho

ạ
t
ñộ
ng c
ủ
a SNMP
Hoạt ñộng của SNMP theo mô hình sau:

Hình 2.1.3 Mô hình ho
ạ
t
ñộ
ng SNMP
SNMP sử dụng UDP ñể truyển tải dữ liệu giữa các Manager và các Agent, nó sử
dụng cổng 161 ñể gửi và nhận thông ñiệp, cổng 162 ñể nhận Trap từ thiết bị ñang theo
dõi.
2.1.4

Các thao tác v
ậ
n hành SNMP
Các thao tác tương ứng với các phiên bản SNMP:
get
getnext
getbulk (SNMPv2 and SNMPv3)
set
getresponse
trap
notification (SNMPv2 and SNMPv3)
inform (SNMPv2 and SNMPv3)

report (SNMPv2 and SNMPv3)

2.1.5

MIB-2 (RFC1213)
RFC1213 là ñặc tả chuẩn mib version 2, thường gọi là mib-2. Chú ý phân biệt mib-1
và mib-2 là các chuẩn ñặc tả ñịnh nghĩa của các object, còn SMIv1 và SMIv2 là ñặc tả
cấu trúc của mib file. Mib-1 và mib-2 sử dụng cấu trúc của SMIv1.
Mib-2 là một trong những mib ñược hỗ trợ rộng rãi nhất. Nếu một thiết bị ñược
tuyên bố là có hỗ trợ SNMP thì hãng sản xuất phải chỉ ra nó hỗ trợ các RFC nào, và
thường là RFC1213. Nhiều bạn chỉ biết thiết bị của mình “có hỗ trợ SNMP” nhưng
16
không rõ hỗ trợ các RFC nào, và dùng phần mềm giám sát SNMP hỗ trợ RFC1213 ñể
giám sát thiết bị nhưng không thu ñược kết quả. Lý do là phần mềm thì hỗ trợ RFC1213
nhưng thiết bị thì không. Vị trí của MIB-2 trong mib như trong hình dưới :

Hình 2.1.5.1 S
ơ

ñồ
cây SMI mô t
ả
nhánh MIB 2
Trong ñề tài này chúng tôi chủ yếu sử dụng nhánh
interface(2)-
như bảng

ñể thực
hiện các tương tác với Switch L2 (xem cấu trúc thực tế
Hình 2.1.5.2

). Các MIB liên quan
ñến G-PON thì ñược thực hiện thông qua nhánh
private(4)->Enterprises(1),
và ñược
các hãng cung cấp mô tả riêng, do ñiều kiện riêng tư ñã ñược cam kết giữa các hãng và
VNPT Hà Nội, vì vậy chúng tôi sẽ không trình bày chi tiết các MIB của G-PON trong ñề
tài này.

Tên Kiểu, Cú pháp Mô tả
mib-2(1) Internet-standard mib version 2
(RFC1213) OID : .1.3.6.1.2.1
system(1)

interfaces(2)

ifNumber(1) Integer Tổng số giao tiếp mạng hiện có
trong hệ thống
17
ifTable(2) Sequence Danh sách các thông tin của từng
interface
ifEntry(1) ifEntry Một entry chứa các object mang
thông tin của một interace trong
danh sách


ifIndex(1) integer Giá trị duy nhất của mỗi
interface, giá trị này chạy từ 1
ñến ifNumber, và không thay ñổi
ít nhất cho ñến khi hệ thống khởi
ñộng lại

ifDescr(2) DisplayString Dòng text mang thông tin của
một interface


fType(3)

Integer Kiểu interface, dựa vào giao
thức lớp physical/link của
interface. VD :
ethernetCsmacd(6), fddi(15),
e1(19), atm(37), sonet(39),
v35(45)


ifMtu(4)

Integer Kích thước của datagram lớn
nhất có thể truyền/nhận trên
interface


ifSpeed(5)

Gauge Băng thông hiện tại của
interface, tính bằng bit per
second

ifPhysAddress(6) PhysicalAddress ðịa chỉ vật lý của interface


ifAdminStatus(7) Integer Trạng thái mong muốn của
interface


ifOperStatus(8) Integer Trạng thái hoạt ñộng thực tế của
interface


ifLastChange(9)

TimeTicks Giá trị của sysUpTime tại thời
ñiểm interface ñi vào trạng thái
hoạt ñộng như hiện tại


ifInOctets(10) Counter Tổng số octet ñã nhận trên
interface


ifInUcastPkts(11)

Counter Số gói unicast ñược ñưa ñến giao
thức lớp cao hơn
18


ifInNUcastPkts(12)

Counter Số gói nonunicast ñược ñưa ñến
giao thức lớpcao hơn (broadcast,
multicast)


ifInDiscards(13)

Counter Số gói tin nhận ñư
ợc bị hủy
(kể cả các gói không bị lỗi) ñể
ngăn không cho chúng ñến tầng
xử lý cao hơn, vd khi tràn bộ
ñệm nhận.


ifInErrors(14) Counter Số gói tin nhận ñược có chứa lỗi


ifInUnknownProtos(15)

Counter Số gói tin nhận ñư
ợc từ
interface nhưng bị discard vì nó
thuộc giao thức không ñược hỗ
trợ


ifOutOctets(16) Counter Tổng số octet ñã truyền ra
interface

ifOutUcastPkts(17)

Counter Tổng số gói tin unicast mà tầng
giao thức cao hơn yêu cầu truyền
ra (kể cả các gói sẽ bị discard)


ifOutNUcastPkts(18)

Counter Tổng số gói tin non-unicast mà
tầng giao thức cao hơn yêu cầu
truyền ra (kể cả các gói sẽ bị
discard)


ifOutDiscards(19)

Counter Số gói tin cần truyền ra bị hủy
(kể cả các gói không bị lỗi) ñể
ngăn không cho chúng ñến tầng
xử lý cao hơn, vd khi tràn bộ
ñệm phát


ifOutErrors(20) Counter Số gói tin không thể truyền ra do
có lỗi

ifOutQLen(21) Gauge ðộ dài của hàng ñợi thông ñiệp
truyền ñi


ifSpecific(22) Object identifier

Tham chiếu ñến ñịnh nghĩa mib
dành riêng cho loại media của
interface. VD nếu interface
thuộc
ethernet thì giá trị này chỉ ra tài
19
liệu mô tả cá object của riêng
ethernet. Nếu node không cung
cấp ñược thông tin này thì giá tr
ị
của ifSpecific phải là .0.0

B
ả
ng 2.1.5 Mô t
ả
các thông tin v
ề
nhánh Interface trong RFC1213

Hình bên dưới trình bày cấu trúc dạng bảng với một số trường quan trọng của
nhánh Interface trên một Switch sử dụng RFC1213 làm giao thức quản lý.

Hình 2.1.5.2 Giao di
ệ
n d
ạ
ng b
ả
ng c
ấ
u trúc nhánh Interface trong
RFC1213
2.1.6

SNMP Trap
Thông ñiệp Trap ñược agent tự ñộng gửi cho manager mỗi khi có sự kiện xảy ra
bên trong agent, các sự kiện này không phải là các hoạt ñộng thường xuyên của agent mà
là các sự kiện mang tính biến cố. Ví dụ: Khi có một port down, khi có một người dùng
login không thành công, hoặc khi thiết bị khởi ñộng lại, agent sẽ gửi trap cho manager.
Tuy nhiên không phải mọi biến cố ñều ñược agent gửi trap, cũng không phải mọi agent
ñều gửi trap khi xảy ra cùng một biến cố. Việc agent gửi hay không gửi trap cho biến cố
nào là do hãng sản xuất device/agent quy ñịnh.

20

Hình 2.1.6 Mô hình bi
ể
u di
ễ
n s
ự
phát sinh Trap

2.1.7

Cisco Trap
Cisco ñịnh nghĩa hai MIB mô tả SNMP Trap tổng quát và ñặc biệt, dưới ñây là một
vài mô tả và ví dụ về hai loại Trap mà các Switch Cisco sử dụng ñể gửi tới NMS.
- Mô tả về bản tin trap tổng quát của Cisco thông qua MIB
CISCO-GENERAL-TRAPS

Ví dụ về bản tin kiểu LinkUp:
•
Enterprise =
sysObjectID
ñịnh danh thiết bị gửi trap
•
Generic trap type = 3 (linkUp) /= 2 (LinkDown) kiểu trap
•
Specific trap code = 0 mã trap

•
Nov 21 07:44:17: %LINK-3-UPDOWN: Interface Loopback1,
changed state to up
•
4d23h: SNMP: Queuing packet to 172.17.246.162
•
4d23h: SNMP: V1 Trap, ent products.45, addr
172.17.246.9, gentrap 3, spectrap 0
•
ifEntry.1.23 = 23
•
ifEntry.2.23 = Loopback1

•
ifEntry.3.23 = 24
•
lifEntry.20.23 = up
- Mô tả về bản tin Trap ñặc biệt của Cisco ñược mô tả trong MIB CISCO-SYSLOG-
MIB
Ví dụ bản tin LinkUp:
•
Enterprise = Giá trị của clogMessageGenerated trap
•
Generic trap type = 6 (enterpriseSpecific) Kiểu trap
•
Specific trap code = 1 (specific trap code of clogMessageGenerated) mã trap
21
• 4d23h: SNMP: Queuing packet to 172.17.246.162
• 4d23h: SNMP: V1 Trap, ent ciscoSyslogMIB.2, addr
172.17.246.9, gentrap 6, spectrap 1
• clogHistoryEntry.2.954 = LINK
• clogHistoryEntry.3.954 = 4
• clogHistoryEntry.4.954 = UPDOWN
• clogHistoryEntry.5.954 = Interface Loopback1, changed
state to up
• clogHistoryEntry.6.954 = 43021184

2.2 Công nghệ dịch vụ web (Web service) [1]
2.2.1 Khái niệm Dịch vụ web
Theo ñịnh nghĩa của W3C (World Wide Web Consortium), dịch vụ Web là một hệ
thống phần mềm ñược thiết kế ñể hỗ trợ khả năng tương tác giữa các ứng dụng trên các
máy tính khác nhau thông qua mạng Internet, giao diện chung và sự gắn kết của nó ñược
mô tả bằng XML. Dịch vụ Web là tài nguyên phần mềm có thể xác ñịnh bằng ñịa chỉ

URL, thực hiện các chức năng và ñưa ra các thông tin người dùng yêu cầu. Một dịch vụ
Web ñược tạo nên bằng cách lấy các chức năng và ñóng gói chúng sao cho các ứng dụng
khác dễ dàng nhìn thấy và có thể truy cập ñến những dịch vụ mà nó thực hiện, ñồng thời
có thể yêu cầu thông tin từ dịch vụ Web khác. Nó bao gồm các mô ñun ñộc lập cho hoạt
ñộng của khách hàng và doanh nghiệp và bản thân nó ñược thực thi trên server.
Một Dịch vụ web như bất kỳ dịch vụ nào sẵn có trên internet, sử dụng hệ thống
thông ñiệp chuẩn hóa XML, và không phục thuộc bất kỳ một hệ ñiều hành hoặc ngôn ngữ
lập trình. Có một vài lựa chọn ñịnh dạng thông ñiệp XML, như XML-RPC hoặc SOAP.
Ngoài ra chúng ta có thể chỉ sử dụng HTTP GET/POST ñể chuyển các tài liệu XML qua
môi trường mạng.
2.2.2 Kiến trúc Dịch vụ web
Chúng ta có hai cách ñể xem xét kiến trúc Dịch vụ web: cách thứ nhất dựa trên vai
trò của từng thành phần tham gia hệ thống (Roles), cách thứ hai là xem xét kiến trúc của
nó theo chống giao thức (Stack)
2.2.2.1 Roles
Có 3 Role chính trong kiến trúc Dịch vụ Web:
Service provider: ðây là thành phần cung cấp Dịch vụ web, nó triển khai dịch vụ
và làm cho nó sẵn sàng trên internet.
22
Service requestor: ðây là thành phần thực hiện công việc khai thác Dịch vụ web.
Người dùng sử dụng một Dịch vụ web bằng cách mở một kết nối mạng và gửi một
yêu cầu XML.
Service registry: ðây là thư mục trung tâm hóa dạng logic của dịch vụ. No cung
cấp một ñịa chỉ trung tâm ñể người phát triển có thể xuất bản một dịch vụ mới
hoặc tìm kiếm một dịch vụ có sẵn. Nó ñóng vai trò như một trung tâm tập trung
các công ty và các dịch vụ của họ.

Hình 2.2.2.1 Mô t
ả
các Role trong ki

ế
n trúc m
ộ
t web service
2.2.2.2

Stack
Service transport: Tầng này chiụ trách nhiệm truyền tải các thông ñiệp giữa các
ứng dụng. Hiện tại tầng này bao gồm bao gồm các giao thức HTTP, SMTP, FTP,
BEEP.
XML messaging: Tầng này chiụ trách nhiệm mã hòa các thông ñiệp theo một
dạng XML thông thường mà phía máy khai thác ñầu cuối có thể hiểu ñược. Hiện
tại tầng này bao gồm XML-RPC và SOAP.
Service description: Tầng này chiụ trách nhiệm mô tả các giao diện công cộng của
một Dịch vụ web cụ thể. Hiện tại, mô tả dịch vụ ñược xử lý qua WSDL.
Service discovery: Tầng này chiụ trách nhiệm trung tâm hóa các dịch vụ vào trong
một ñăng ký chung, và cung cấp các chức năng dễ dàng xuất bản/tìm kiếm. Hiện
tại, tầng này ñược xử lý qua UDDI.


Hình 2.2.2.2 Mô t
ả
ch
ồ
ng giao th
ứ
c c
ủ
a web service

23
2.2.3 Các dạng thông ñiệp SOAP
SOAP là một giao thức dựa trên XML, ñược sử dụng ñể trao ñổi thông tin giữa
các máy tính. Mặc dù SOAP có thể ñược sử dụng trong một loạt các hệ thống thông ñiệp
và có thể ñược phân phối qua nhiều giao thức truyền tải, ñiểm chính của SOAP là truyển
tải các RPC qua HTTP. Giống như XML-RPC, SOAP là nền tảng ñộc lập và do ñó cho
phép các ứng dụng ña dạng có thể giao tiếp với nhau. Có hai loại thông ñiệp SOAP:
- Request: Yêu cầu từ máy trạm phải bao gồm tên của phương thức ñể thực hiện
và các tham số ñược yêu cầu.
- Response: Thông ñiệp hệ thống phản hồi kết quả cho thông ñiệp request.
2.2.4 Service Description
Service Description(WSDL): WSDL là một ñặc tả ñịnh nghĩa phương pháp mô tả
dịch vụ web trong một ngữ pháp XML chung, nó thường ñược lưu dưới dạng file *.wsdl,
ñược máy trạm sử dụng mỗi khi kết nối với Web service.
WSDL mô tả 4 phần quan trong của dữ liệu:
Giao diện thông tin mô tả tất cả các chức năng công khai.
Thông tin kiểu dữ liệu cho tất cả các thông ñiệp yêu cầu và phản hồi.
Thông tin ràng buộc về giao thức truyền tải ñược sử dụng.
Thông tin ñịa chỉ xác ñịnh dịch vụ cụ thể.
WSDL không nhất thiết phải gắn liền với một hệ thống thông ñiệp XML cụ thể,
nhưng nó bao gồm phần mở rộng dựng sẵn cho mô tả các dịch vụ SOAP.
2.3 Kỹ thuật triển khai [1]
BNM gateway ñược phát triển bằng ngôn ngữ lập trình java, một trong các ngôn
ngữ lập trình phổ biến nhất hiện nay, nó cho phép xây dựng các ứng dụng không phụ
thuộc vào nền tảng phần cứng, dễ cài ñặt, sử dụng.
Hệ thống ñược thể hiện dưới dạng dịch vụ web, ñược triển khai trên web server là
Oracle Containers for J2EE 10g (OC4J 10g).
2.3.1 Giới thiệu OC4J
OC4J cung cấp môi trường hoàn toàn tương thích với J2EE, với tất cả các

Containers, API, và các dịch vụ thừa kế từ ñặc tả J2EE. OC4J ñược viết bằng ngôn ngữ
lập trình java và ñược thực thi trên máy ảo java(Java Virtual Machine - JVM) của bộ
công cụ lập trình java – JDK. Hiện tại OC4J có thể chạy trên JDK5.0.
2.3.2 Giới thiệu Jdeveloper
JDeveloper là một công cụ soạn thảo và biên dịch, triển khai miễn phí ñược cung
cấp bởi Oracle Corporation. Nó cung cấp cho người phát triển phần mềm các môi trường
24
lập trình java, XML, SQL, PL/SQL, HTML, JavaScript, BPEL và PHP. Jdeveloper bao
gồm ñầy ñử các tính năng cho việc phát triển và triển khai một ứng dụng như thiết kế,
coding, debuging, tối ưu hóa và thực thi ứng dụng. Với JDeveloper, Oracle chủ ñịnh làm
ñơn giản hóa việc phát triển các ứng dụng bằng cách tập trung cung cấp cách tiếp cận
trực quan trong việc thiết kế và khai báo khi phát triển ứng dụng. Người phát triển chỉ
phải bổ sung và cải tiến mã nguồn.

25
CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI XÂY DỰNG HỆ THỐNG
Với mục tiêu ñề ra trong chương một và dựa trên những nền tảng lý thuyết ñược

nghiên cứu và trình bày ở chương 2, trong chương này chúng tôi sẽ trình bày những bước
cơ bản ñể xây dựng hệ thống BNM gateway, ứng dụng nhận/xử lý Trap và kết quả áp
dụng chúng vào các hệ thống ðHSXKD của VNPT Hà Nội.
Hệ thống BNM gateway là một Web service cung cấp các hàm dạng API, cho
phép kết nối và xử lý một số lệnh ñơn giản với các Switch 3400, 7606, 7609, 6424, 1012;
các node G-PON; các BRAS. Dựa trên ñặc kết nối, ñặc thù xử lý lệnh và kết quả, hệ
thống ñược chia làm 2 nhóm hàm chính, bao gồm:
- Nhóm kết nối và xử lý lệnh SNMP với các Switch L2, G-PON: triển khai áp dụng
mô tả RFC1213 và mô tả MIB của các hãng cung cấp thiết bị G-PON, cung cấp các
hàm thực hiện các tính năng:
o Switch L2: reset/ñóng/mở cổng, xem policy cổng loại switch 6424
o G-PON: reset/ñóng/mở/xem trạng thái ONT, xem/thay ñổi profile hai
chiều lên/xuống, xem thông tin chất lượng quang của G-PON.
- Nhóm kết nối và xử lý lệnh telnet với Switch L2, BRAS: Triển khai các lệnh telnet
thực hiện các lệnh:
o Switch L2: xem/thay ñổi policy của cổng khách hàng
o BRAS: truy vấn thông tin tài khoản truy nhập internet thông qua ñịa chỉ
public IP.
Ứng dụng nhận/xử lý Trap với các Switch L2 của Cisco: triển khai áp dụng MIB
mô tả về trap của Cisco, nhận, xử lý, ghi vào CSDL và gửi thông báo ñến người liên quan
qua email và SMS.
3.1 S
ơ

ñồ
h
ệ
th
ố
ng t

ổ
ng quát
3.1.1 S
ơ

ñồ
t
ổ
ng quát BNM gateway






Hình 3.1 S
ơ

ñồ
k
ế
t n
ố
i h
ệ
th
ố
ng
Như mô tả trong hình vẽ trên, các hệ thống ðHSXKD kết nối với BNM gateway
bằng mô tả WSDL, giao thức HTTP ñược sử dụng làm giao thức truyền tải các thông

BNM
Gateway


web
ðHSXKD
SNMP/telnet

HTTP

SWITH
G-PON
BRAS