Качество обслуживания для VoIP

Как следует из сказанного выше, на качество передаваемого голоса сильно влияет время ожидания и дребезг в сетях с пакетной передачей. Поэтому сетевым разработчикам следует применять политики QoS. Кроме отделения передаваемого голоса от цифровых данных, они предоставляет дополнительные преимущества по обеспечению полосы пропускания для важных данных приложений, несмотря на обилие голосовых вызовов.

Элементами хорошего стиля разработки QoS является управление потерями пакетов, задержками, дребезгом и эффективное распределение полосы пропускания. Для достижения этих целей применяются следующие средства.

•          Политики. Обычное ограничение частоты передачи пакетов, часто путем простого отбрасывания пакетов, не удовлетворяющих условиям пропускной способности различных элементов сети. Политики могут применяться как на входе, так и на выходе устройства. Примерами применения политик является раннее случайное обнаружение (Random Early Detection — RED) и взвешенное раннее случайное обнаружение (Weighted RED — WRED). С помощью этих методик можно, при необходимости, идентифицировать пакеты, подлежащие отбрасыванию в первую очередь.

•          Формирование потоков данных. Буферизация и выравнивание входящих и исходящих информационных потоков на пакетной основе. В отличие от политик, целью выравнивания потоков данных является предотвращение отбрасывания пакетов; однако, поскольку пакеты помещаются в буфер для последующей передачи, при этом увеличивается время ожидания и дребезг.

•          Управление правом вызова. Отклонение запросов приложений на полосу пропускания сети. В случае VoIP можно привести пример использования протокола резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol — RSVP) для резервирования полосы пропускания перед завершением вызова. Аналогичным образом для управления частями полосы пропускания, доступными для каждого вызова, может использоваться драйвер управления пропуском через шлюз (gatekeeper) Н.323.

•          Очереди и расписание. Применяются наряду с буферизацией для определения приоритета передаваемых пакетов. Организация отдельных очередей для голоса и данных, например, позволяет передавать чувствительные к задержкам голосовые пакеты раньше, чем пакеты данных. В качестве примеров для VoIP, в частности, можно привести взвешенную равноправную очередность и приоритетные очереди протокола RTP стека IP.

•          Присоединение тегов и маркировка. Различные способы идентификации пакетов для специальной обработки. Пакеты VoIP, к примеру, могут идентифицироваться по формату RTP, предшествующим битам IP (биты ToS) и т.п. Присоединение тегов к пакетам важно также для сохранения QoS при переходе из одной сети в другую. Например, коммутация по тегам сохраняет теги протокола IP при пересечении пакетами VoIP сети ATM.

•          Фрагментация. Под фрагментацией понимается возможность некоторых сетевых устройств делить большие пакеты на меньшие перед прохождением участков с узкой полосой пропускания. Это важно во избежание "замораживания" голосовых пакетов, пока не пройдут большие пакеты данных. Благодаря фрагментации можно вставить меньшие голосовые пакеты в промежутки между большими пакетами данных. Затем маршрутизатор снова собирает большие пакеты, поэтому данные приложения восстанавливаются в исходном виде.

Обзор стандарта Н.323

Стандарт Н.323 является производным от стандарта видеоконференций Н.320, однако он предполагает объединение компонентов конференции не по сети ISDN, а по локальной сети, поэтому он не поддерживает QoS. При использовании Н.323 для поддержки приложений VoIP вызовы рассматриваются как аудиокомпоненты видеоконференций.

Стандартизированные видеоконференции в целом описываются рекомендациями "серии Н" Международного союза телекоммуникаций (International Telecommunications Union — ITU). В их состав входят Н.320 (протокол ISDN), Н.323 (протокол LAN) и Н.324 (протокол для обычной телефонной сети). Эти стандарты определяют способ передачи аудио-, видео- и цифровой информации в режиме реального времени для различных топологий. Совместимость стандартов обеспечивает общность функций и функциональную совместимость между сетевыми мультимедийными компонентами разных производителей.

Стандарт Н.323, утвержденный в 1996 году, состоит из следующих компонентов.

•          H.22S. Определяет сообщения для управления вызовами, в том числе передачу сигналов, регистрацию и полномочия, а также пакетирование и синхронизацию информационных потоков разных форматов.

•          H.24S. Определяет сообщения открытия и закрытия каналов для потоков разных форматов, другие команды, запросы и признаки.

•          Н.261. Видеокодек для аудиовизуальных служб со скоростью передачи Рх64 Кбит/с.

•          Н.263. Новый видеокодек для передачи видео по телефонной сети.

•          G.711. Аудиокодек, 3,1 кГц; 48, 56 и 64 Кбит/с (для обычных телефонных каналов).

•          G.722. Аудиокодек, 7 кГц; 48, 56 и 64 Кбит/с; утвержденный стандарт.

•          G.728. Аудиокодек, 3,1 кГц; 16 Кбит/с.

•          G.723. Аудиокодек для 5,3 и 6,3 Кбит/с.

•          G.729. Аудиокодек (G.729a — упрощенный вариант).

Ниже описаны устройства стандарта Н.323.

•        Терминал. По стандарту Н.323, терминал представляет собой конечную точку локальной сети, обеспечивающую двусторонний обмен данными в реальном времени с другим терминалом, шлюзом или многопортовым управляющим модулем Н.323. Этот обмен данными заключается в обмене управляющими, индикаторными и аудиосообщениями, цветными видеофильмами и данными между двумя терминалами. Терминал может ограничиваться только приемом и передачей речи, голоса и данных, голоса и видео или речи, данных и видео.

•        Шлюз. По стандарту Н.323, шлюз (gateway — GW) представляет собой конечную точку локальной сети, которая обеспечивает двусторонний обмен данными в реальном времени между терминалами Н.323 локальной сети и другими ITU- терминалами распределенной сети либо иным шлюзом Н.323. Под другими ITU- терминалами подразумеваются терминалы, соответствующие рекомендациям Н.310 (Н.320 для B-ISDN), Н.320 (ISDN), Н.321 (ATM), Н.322 (GQOS-LAN), Н.324 (GSTN), H.324M (мобильная связь) и V.70 (DSVD).

•        Прокси-система. Специальный тип шлюза, который, в сущности, ретранслирует один сеанс Н.323 на другой такой же сеанс. Прокси-системы Cisco являются ключевым элементом инфраструктуры конференций, которые обеспечивают QoS, формируют потоки данных и управляют политиками информационного потока Н.323.

•        Драйвер шлюза (gatekeeper). Дополнительный элемент системы Н.323. Предоставляет услуги по управлению вызовами с конечных точек Н.323. Драйверов шлюза может быть несколько, причем способ их соединения не определен. Логически драйверы шлюза отделены от конечных точек, но физически они могут встраиваться в терминалы, многопортовые управляющие модули, шлюзы, многопортовые контроллеры, а также другие устройства локальной сети, не обязательно соответствующие Н.323.

•        Многопортовый управляющий модуль (Mutipoint Control Unit — MCU). Конечная точка локальной сети, позволяющая трем и более терминалам и шлюзам участвовать в многосторонней конференции. Кроме того, он может соединять два терминала для проведения конференции в режиме "точка-точка", которая позже может быть развернута в многостороннюю конференцию. Обычно MCU работает по стандарту Н.231, но аудиопроцессор не является обязательным. MCU состоит из двух частей: обязательный многопортовый контроллер и дополнительные многопортовые процессоры. В простейшем случае MCU может состоять из одного контроллера, без процессоров.

•        Многопортовый контроллер (Multipoint Controller — МС). Объект Н.323 в локальной сети, предназначенный для управления тремя и более терминалами, участвующими в многосторонней конференции. Кроме того, он может соединять два терминала для проведения конференции по схеме "точка-точка", которая позже может быть развернута в многостороннюю конференцию. МС обеспечивает возможность согласования со всеми терминалами для достижения общего уровня связи. Он может также выполнять такие функции в конференции, как назначение управляющего рассылкой многоадресного видео. МС не выполняет смешивания и коммутации аудио- и видеосигналов или данных.

•        Многопортовый процессор (Multipoint Processor — MP). Объект Н.323 в локальной сети, обеспечивающий централизованную обработку аудио- и видеопотоков, а

также потоков данных в многосторонней конференции. MP обеспечивает смешивание, коммутацию и другую обработку потоков разных форматов под управлением МС. MP может обрабатывать один или несколько потоков разных форматов, в зависимости от типа конференции.

•          Конференция по схеме "точка-точка". Это конференция между двумя терминалами Н.323 или одним терминалом Н.323 и одним терминалом SCN через шлюз.

•          SCN. Открытые или частные коммутируемые телекоммуникационные сети, такие как GSTN, N-LSDN или B-ISDN.

Стандарт Н.323 предусматривает достаточно интеллектуальные конечные устройства для обслуживания режима собственного вызова. В простейшем случае Н.323 является системой передачи сигналов между узлами одноранговой сети. Конечные точки могут вызывать одна другую непосредственно, используя предлагаемые стандартом процедуры, если им известны IP-адреса друг друга. Сигнальные сообщения начальной настройки вызова соответствуют традиционной модели ISDN Q.931, использующей передачу пакетов формата ASN.1 по протоколу TCP. Поэтому для обеспечения QoS протокол передачи сигналов опирается на повторные передачи TCP. После настройки вызова обе конечные точки обмениваются характеристиками для согласования стандарта аудиокодека, который будет использоваться, и наконец выбирают номер порта RTP, который будет применяться самой средой передачи речи. Обратите внимание, поскольку номера портов RTP назначаются конечными точками динамически в широком диапазоне, при работе через брандмауэры, если только они сами не выполняют настройку вызова, возможны некоторые затруднения.

Поток вызовов Н.323 и взаимодействие протоколов

Обмен данными происходит поэтапно, как показано на рис. 19.5.

Как видно из рис. 19.5, протокол Н.323 обладает высоким уровнем гибкости и надежности, однако это достигается за счет определенного снижения эффективности.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100