Механизмы обеспечения качества передачи голосовых данных
Приложения реального времени, такие как голосовые, отличаются своими характеристиками от традиционных приложений. Голосовые приложения допускают минимальный джиттер. Потери пакетов и джиттеры ухудшают качество передаваемого голоса. При замене традиционных голосовых технологий IP-телефонией пользователи должны получать то же качество голоса, как и при обычной телефонии. Для эффективной передачи голоса через IP-сеть нужен механизм надежной доставки с маленькой задержкой.
VoIP гарантирует передачу голоса высокого качества только в том случае, если аудио- и сигнальные пакеты имеют приоритет перед любыми другими пакетами в сети. Для выполнения этого требования используется механизм QoS (Quality of Service). QoS — это методика обеспечения качества передачи определенных данных, основанная на разделении трафика по приоритетам для соответствующей его обработки. QoS обеспечивает лучший, более предсказуемый, сервис сети, выполняя следующие функции:
- поддержка выделенной полосы пропускания;
- уменьшение потерь пакетов;
- предотвращение заторов в сети, управление загруженностью сети;
- управление сетевым трафиком;
- установление приоритетов для различных типов трафика в сети.
Программное обеспечение Cisco IOS (операционная система активного сетевого оборудования фирмы Cisco Systems) включает в себя полный набор средств обеспечения QoS в сети. Перечислим некоторые из них.
- На выходных очередях маршрутизаторов применяются следующие методы ускорения обработки критичного трафика:
- WFQ (Weighted Fair Queuing) и DWFQ (Distributed WFQ). Разделяет трафик на потоки, после чего распределяет его на вывод особым образом, обеспечивая поддержку заданной полосы пропускания и заданный диапазон задержек.
- CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing). Расширяет функциональность WFQ, предоставляя поддержку пользовательских классов трафика. Можно самостоятельно задать специальный класс трафика для голоса, используя CBWFQ.
- LLQ (Low Latency Queuing). Предоставляет строго приоритетную постановку в очередь на виртуальных соединениях ATM (VCs) и последовательных интерфейсах.
- WRED и DWRED (Weighted Random Early Detection и Distributed WRED). Обеспечивает разные параметры производительности для различных классов трафика. Такая классификация гарантирует привилегированную обработку голосового трафика в условиях затора без усугубления ситуации.
CAR (Committed access rate). Обеспечивает ограничение занимаемой полосы пропускания.
FRTS (Frame Relay traffic shaping). Задерживает "чрезмерный" трафик, используя специальный буфер или механизм очереди для удержания пакетов и нормализации потока данных в случае, когда его объем выше ожидаемого.
FRF.12. Обеспечивает лучшую пропускную способность на низкоскоростных линиях Frame Relay.
IP to ATM class of service (CoS). Включает в себя обеспечение соответствия характеристик CoS между IP и ATM.
MLP (Multilink PPP) с LFI (link fragmentation and interleaving). Фрагментирует большие пакеты. LFI также обеспечивает специальную очередь для передачи небольших, чувствительных к задержкам пакетов, позволяя им быть отосланными раньше других.
CRTP (Compressed Real-Time Transport Protocol). Сжимает заголовки RTP, уменьшая расход полосы пропускания для голосового трафика.
RSVP (Resource Reservation Protocol). Поддерживает резервирование ресурсов в IP-сети.
Распространение политик QoS по протоколу BGP (Border Gateway Protocol). Обеспечивает распространение политик QoS на удаленные маршрутизаторы в сети по протоколу BGP.
