Đo kiểm Ethernet với RFC – 2544, Asymmetric Rfc – 2544 và Y.1564

Giới thiệu chung

Chuẩn Ethernet được IEEE và ITU-T thống nhất năm 2002. Kể từ đó Ethernet đã nhanh chóng trở thành công nghệ truyền dẫn được sử dụng phổ biến nhất trên mạng. Với khả năng hỗ trợ linh động các tốc độ truyền tải khác nhau: từ những tốc độ truyền tải trung bình 10/100 Mbps đến 1GE/ 10GE và thậm chí đến 100GE, Ethernet được sử dụng trong LAN của cá nhân/doanh nghiệp, trong hạ tầng mạng chung của cả một thành phố (Metro Ethernet), và phục vụ cho liên kết quốc tế - Internet.

 Cùng với sự phát triển nhanh chóng đó, bắt buộc phải có một phương thức đánh giá chất lượng luồng Ethernet với các yêu cầu cụ thể. Từ thực tế này, tổ chức IE TF đã đưa ra khuyến nghị RFC-2544 như một phương thức đo kiểm chung được áp dụng trên toàn thế giới nhằm đánh giá chất lượng đường truyền Ethernet. Mặc dù, tiêu chuẩn ITU-T Y.1564 ra đời vào năm 2010 như một chuẩn thay thế, nhưng RFC-2544vẫn là một yêu cầu bắt buộc để đánh giá chất lượng của các đường truyền Ethernet.

Nguyên lý đo kiểm chung của RFC-2544 và Y.1564

Chuẩn RFC-2544 và Y.1564 đưa ra các bài đo theo dạng End-to-End: một đầu đặt máy phát dữ liệu (master) và một đầu đặt thiết bị phản hồi dữ liệu (slave). Máy master phát dữ liệu vào đường truyền, dữ liệu đó đến máy slave và được phản hồi ngược trở về máy master để tiến hành đánh giá chất lượng đường truyền.

Các tham số đo kiểm chính của RFC-2544

-       Throughput: là tốc độ truyền dữ liệu tối đa mà tại đó không xảy ra mất dữ liệu

-       Frame loss: là phần dữ liệu bị mất trên tổng số dữ liệu đã phát.

-       Latency (Round Trip Delay): trễ toàn trình trên đường truyền

-       Back-to-Back Frame: kiểm tra số khung/gói liên tiếp tối đa (với khoảng cách tối thiểu giữa các khung) mà các thiết bị trên đường truyền có thể xử lý mà không xảy ra mất khung/ gói.

Hạn chế của RFC-2544 và sự ra đời của Y.1564

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ truyền thông và các dịch vụ giá trị gia tăng, công nghệ Ethernet đã được sử dụng để truyền rất nhiều loại dịch vụ khác nhau: dữ liệu của mạng di động 3G, dịch vụ IPTV, VoIP,….

Khi đó, RFC-2544 đã bộc lộ một số hạn chế cơ bản:

-       RFC-2544 chỉ phát một luồng dữ liệu để kiểm tra nên không thể đánh giá chính xác chất lượng luồng Ethernet đang truyền nhiều loại dịch vụ khác nhau.

-       RFC-2544 chỉ đưa ra kết quả tại một thời điểm (thời điểm hoàn thành bài đo), nên sẽ không phản ánh sự thay đổi đặc tính của đường truyền như trong thực tế.

Để khắc phục các hạn chế này, Y.1564 đã thực hiện đo theo nguyên lý sau :

-       Phát đồng thời nhiều luồng dữ liệu với các độ ưu tiên khác nhau nhằm đánh giá chất lượng của từng loại dịch vụ khi có sự tương tác với các dịch vụ khác.

-       Kết quả đo được hiển thị dưới dạng giá trị lớn nhất/ nhỏ nhất/ trung bình, cho phép kĩ thuật viên nhìn nhận được tính ổn định của đường truyền trong suốt quá trình đo.

Hạn chế của RFC-2544 và sự ra đời của Asymmetric RFC-2544

Một thực tế là hầu hết băng thôngcủa người dùng đều dành cho việc nhận dữ liệu (downlink), nên nhiều tiêu chuẩn cũng như dịch vụ đã thiết lập các cấu hình riêng biệt cho hướng uplink và downlink nhằm tiết kiệm tài nguyên và tăng hiệu quả truyền tải. Đối với kết nối Ethernet, sự khác biệt về chất lượng giữa hai hướng là rất phổ biến, chẳng hạn như:

-       Dịch vụ thuê bao kênh riêng ảo (VPN) có băng thông uplink và downlink khác nhau, do nhu cầu của khách hàng.

-       Các kết nối Ethernet có công nghệ xDSL (ADSL, VDSL) xen giữa.

RFC-2544 là bài đo áp dụng cho luồng Ethernet đối xứng, hai hướng uplink và downlink được cấu hình như nhau,nên không thể đo kiểm chính xác được cho các trường hợp ở trên.

Do vậy nhất thiết phải có một phương thức nâng cao hơn RFC-2544 để có thể đo kiểm và hiển thị kết quả luồng Ethernet tách biệt cho từng hướng, đó chính là Asymmetric RFC-2544.

Asymmetric RFC-2544 : Nguyên lý đo kiểm và các tham số thu được

Asymmetric RFC-2544 và RFC-2544 có chung sơ đồ đo và các tham số thu được. Sự khác biệt duy nhất và là điểm nổi trội của Asymmetric RFC-2544 là khả năng đánh giá tách biệt cho từng hướng :

-       Uplink : Throughput, Frame loss, Latency, Back-to-back Frame

-       Downlink : Throughput, Frame loss, Latency, Back-to-back Frame

Ví dụ cho trường hợp kết nối Ethernet sự tham gia của xDSL

(băng thông đường lên 384 Kbps, băng thông đường xuống 1,5 Mbps)

RFC-2544 đánh giá chung cho cả hai hướng nên sẽ xác định băng thông của kết nối trên là 384kbps, vì đây là tốc độ mà cả hai hướng đều đáp ứng được.

Với Asymmetric RFC-2544, máy Master và Slave sẽ trao đổi với nhau để lần lượt đo theo từng hướng. Đầu tiên, khi đo theo hướng Uplink, bài đo sẽ xác định được băng thông là 384kbps; sau đó hai máy sẽ đo theo hướng Downlink để xác định được giá trị 1,5Mbps.

Kết quả Throughput thu được sau khi đo Asymmetric RFC-2544 sẽ là :

-       Uplink: Throughput = 384Mbps

-       Downlink:Throughput = 1,5Mbps

Đây mới là kết quả chính xác cho đường truyền ở trên.

 (Các tham số Frame loss, Latency, Back-to-Back Frame cũng đo theo nguyên tắc tương tự)

Đối với Asymmetric RFC-2544, người dùng có thể lựa chọn một trong các chế độ đo sau :

-       Symmetric RFC-2544 (Đo luồng đối xứng, là RFC-2544)

-       Asymmetric Upstream (chỉ đo Uplink)

-       Asymmetric Downstream (chỉ đo Downlink)

-       Asymmetric Combined (đo lần lượt Uplink và Downlink)

So sánh RFC-2544 và Asymmetric RFC-2544 :

Kết luận

Theo xu hướng phát triển, chuẩn Y.1564 sẽ thay thế dần dần cho RFC-2544 khi ngày càng có nhiều loại dữ liệu cùng được truyền trên một luồng Ethernet.

Tuy nhiên, với trường hợp đường dữ liệu lên và xuống khác nhau thì chuẩn Y.1564 cũng gặp những hạn chế như RFC-2544, chưa thể đo kiểm chính xác. Do đó việc đánh giá theo chuẩn Asymmetric RFC-2544 vẫn rất cần thiết,đặc biệt là khi các dịch vụ như ADSL, VDSL, VPN,…hiện vẫn đang được sử dụng rất phổ biến.

Tài liệu tham khảo:

[1]. ITU-T Y.1564Ethernet service activation test methodology

[2]. IETF RFC-2544 Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices

[3]. JDSU Asymmetric RFC and J-QuickCheck (RFC2544 Enhancements)

[4]. Exfo EtherSam: The new standard in Ethernet Service Testing