主頁（http://www.130131.com）：SIP系列講座-SIP和QoS-3

　　在前面的講座中，我們介紹了switch，VALN和路由器層面的設(shè)置優(yōu)化QoS。今天，我們繼續(xù)介紹關(guān)于QoS其他方面的設(shè)置，例如，DSCP和AF， 網(wǎng)絡(luò)檢測和策略管理，AS-SIP和 MLPP等相關(guān)解釋說明。

　　1、DSCP/Assured Forwarding 設(shè)置影響QoS。DSCP和AF是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域，我們今天僅對(duì)關(guān)于DSCP=46時(shí)的一些參數(shù)針對(duì)性地進(jìn)行討論和介紹。DSCP在Assured Forarding中，通過6個(gè)bits數(shù)值來設(shè)置優(yōu)先級(jí)和層級(jí)關(guān)系。DSCP在維基百科有這樣的定義：

• In practice, however, most networks use the following commonly defined Per-Hop Behaviors:

• Default PHB—which is typically best-effort traffic

• Expedited Forwarding （E一種對(duì)IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，但是同時(shí)也對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行管理，例如，在網(wǎng)絡(luò)繁忙或者擁塞時(shí)，AF可能會(huì)調(diào)整傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)或者丟棄一些級(jí)別比較低的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)類型都是通過AF和DSCP來定義。通過對(duì)數(shù)據(jù)類型和服務(wù)定義了多個(gè)級(jí)別，在每個(gè)層級(jí)中又定義了多個(gè)子類型，路由器會(huì)通過這些優(yōu)先級(jí)的劃分來進(jìn)行處理。以下討論介紹了幾個(gè)不同的Class Selector，注意前3個(gè)bit是用來定義Class Selector的。

　　通過以上的優(yōu)先級(jí)，路由器就會(huì)自動(dòng)根據(jù)類別和級(jí)別高低丟棄或者優(yōu)先路由。例如，圖例中的AF41中1的級(jí)別比AF42中的2 級(jí)別要高，所以AF42會(huì)首先丟棄。AF41則比AF31的要更為重要。

　　大家也可以參考以下圖例來進(jìn)一步了解相關(guān)的細(xì)節(jié)。

　　不同的類別定義了不同的應(yīng)用類型，路由器可以通過Class selector 進(jìn)行隊(duì)列分組（例如，我們正在討論的SIP協(xié)議）。

　　在我們的VOIP網(wǎng)絡(luò)中，我們會(huì)涉及到信令，視頻和語音等多種應(yīng)用的DSCP。以下圖例定義了這些應(yīng)用的DSCP值。

　　另外，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，語音對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求比較苛刻，語音服務(wù)要求低時(shí)延，低抖動(dòng)等要求。所以在RFC2475定義中專門對(duì)此服務(wù)做了規(guī)定（DSCP=46，EF）。

　　EF是一種擴(kuò)展的Forwarding，特別針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中，低時(shí)延，低抖動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。EF有專門的RFC3246做了定義，定義內(nèi)容為：

• The intent of the EF PHB is to provide a building block for low loss,

• low delay, and low jitter services。

　　根據(jù)以上討論中，我們看到，如果需要保證企業(yè)通信系統(tǒng)有良好的語音質(zhì)量，系統(tǒng)管理員可以進(jìn)一步在路由器層面對(duì)DSCP和AF做一些調(diào)整來優(yōu)化QoS。我們在前面講座中已經(jīng)說明，DSCP和AF是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)話題，我們現(xiàn)在所解釋的內(nèi)容不足以完全覆蓋現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的所有問題，僅提供讀者一個(gè)一些排查問題的思路。

　　2、網(wǎng)絡(luò)檢測和網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)QoS的影響。因?yàn)楣�司�?nèi)部各種業(yè)務(wù)的影響，如何設(shè)置一個(gè)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是一個(gè)比較有挑戰(zhàn)性的工作。

　　首先，在一般辦公環(huán)境中，上班時(shí)間總是有一些和工作相關(guān)的其他業(yè)務(wù)需要通過一些通訊根據(jù)來解決，例如，QQ，微信，或者視頻網(wǎng)站，這些工具有時(shí)占用很多的帶寬，也影響網(wǎng)絡(luò)的速度。

　　管理員通過工具檢測可以發(fā)現(xiàn)員工可能經(jīng)常訪問某些熱門網(wǎng)站，而這些都是和工作沒有直接關(guān)系的。這樣也可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，并且影響QoS。

　　管理員通過工具檢測某些主機(jī)是否長時(shí)間占用大量的帶寬。

　　通過檢測工具檢測端口使用狀態(tài)，也可能有某些員工正在做和工作無關(guān)的事情，例如訪問RTMP端口，玩網(wǎng)絡(luò)游戲，或者使用BT下載（你懂的）。

　　另外，對(duì)某些設(shè)備來說，語音和數(shù)據(jù)的使用頻率或特性可能有所不同。例如，可能在某個(gè)時(shí)間段，數(shù)據(jù)傳輸非常大，可能語音使用則非常少。例如，外呼平臺(tái)在早晨上班時(shí)間集中呼出。有的辦公環(huán)境中，可能數(shù)據(jù)傳輸和語音傳輸都停留在一個(gè)穩(wěn)定的場面，不會(huì)對(duì)路由器或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造成沖擊，例如，公司內(nèi)部的電話系統(tǒng)或者呼入型的呼叫中心。以下圖例說明了同一平臺(tái)下，數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)的活動(dòng)狀態(tài)和使用情況。

　　通過以上簡單分析，管理員就可以獲悉帶寬占用的原因。從以上檢測工具中我們可以看到，事實(shí)上，無論網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如何好，帶寬資源如何豐富，如果沒有好的網(wǎng)絡(luò)管理，同樣也可以導(dǎo)致很多網(wǎng)絡(luò)問題，當(dāng)然也包括了QoS的問題。所以，系統(tǒng)管理員需要通過網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)管理策略來優(yōu)化公司的網(wǎng)絡(luò)。這里，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)之前，管理員首先需要問自己幾個(gè)問題：

• 公司帶寬是否足夠支持VoIP業(yè)務(wù)？

• 是否需要重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或下載？

• 是否需要限定一些通訊工具的使用和一些工具的使用時(shí)間段？

• 是否設(shè)置了一些路由規(guī)則來支持優(yōu)先級(jí)高的應(yīng)用服務(wù)？

　　如果管理員不清楚具體VoIP帶寬使用量的話，可以使用網(wǎng)絡(luò)上很多的計(jì)算工具來計(jì)算所需帶寬。用戶僅輸入所支持的編碼，呼叫數(shù)量則可以計(jì)算出大概的帶寬占用。

　　3、QoS和Assured SIP Service（簡稱AS-SIP）的相互影響。準(zhǔn)確地說，Assured SIP Service 提供了一種對(duì)SIP服務(wù)的保障，為了提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)而制定的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這個(gè)架構(gòu)可以使用在某些特定的場景，例如軍事部門，調(diào)度指揮，保密單位等類似環(huán)境。

　　AS-SIP是一種開放的標(biāo)準(zhǔn)，早期由美國國防部門發(fā)起。AS-SIP不僅包括標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議，同時(shí)添加了額外的數(shù)據(jù)包對(duì)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了定義，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密處理。因?yàn)樵贏ssured SIP 服務(wù)中涉及了關(guān)于路由優(yōu)先級(jí)，狀態(tài)優(yōu)先級(jí)等等處理的策略，所以我們把這個(gè)話題劃歸到了QoS來一起討論。

　　AS服務(wù)一般都是通過一個(gè)服務(wù)提供商來提供這種SIP服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)之間自己的互相連通過加密的方式來進(jìn)行，Access Router（AR）專門提供對(duì)數(shù)據(jù)的處理的服務(wù)。具體的架構(gòu)圖例如下：

　　在以上圖例中，UA1 和UA2 首先按照正常的呼叫請(qǐng)求進(jìn)行簽權(quán)認(rèn)證流程，Proxy 1和Proxy 2 之間進(jìn)行協(xié)議控制流程，AR 1 和AR2 則進(jìn)行授權(quán)語音的傳輸。在AS-SIP中，Proxy的作用是：

• 執(zhí)行Authentication。

• 維護(hù)狀態(tài)消息。

• 解析其他服務(wù)消息，例如終端的支持能力和proxy的支持能力。

• 更新UA的重新請(qǐng)求，例如優(yōu)先處理請(qǐng)求。

• 配合RA工作，通知RA權(quán)限信息。

• 決定具體何時(shí)發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息到第三方。

• 維持所有相關(guān)信息，例如時(shí)長，話單信息等。

　　在AS-SIP中，AR的作用是：

• 決定哪些數(shù)據(jù)可以傳輸。如果一個(gè)數(shù)據(jù)包沒有被允許發(fā)送出去的話，AR必須丟棄此數(shù)據(jù)。

• AR可以決定何時(shí)停止傳輸或允許數(shù)據(jù)通過。

　　如果讀者結(jié)合上面的圖例和以下圖例就可以清楚說明AS-SIP網(wǎng)絡(luò)的基本原理。UA通過Proxy呼叫UA2，按照認(rèn)證流程確認(rèn)以后，AR 1和AR2才能允許語音傳輸。這里需要注意到是兩個(gè)Proxy之間，AR之間都是加密的。

　　在AS-SIP中，消息頭中的Resource-Priority用來決定呼叫優(yōu)先級(jí)處理的字段，它和普通的SIP有所不同。在INVITE中，Require頭字段是這樣定義的：

• Resource-priority 定義了name space是dsn。這里讀者還要注意，DSN和DRSN的優(yōu)先級(jí)有所不同，DSN支持了5個(gè)優(yōu)先級(jí)層級(jí)，而DRSN則支持了6個(gè)優(yōu)先級(jí)層級(jí)。關(guān)于DSN，DRSN，q.735 for ISDN（MLPP）的技術(shù)細(xì)節(jié)，用戶可以參考RFC4412。

• 定義這些優(yōu)先級(jí)的目的就是為了控制呼叫的優(yōu)先級(jí)。如果呼叫中優(yōu)先級(jí)高的則會(huì)優(yōu)先處理�，F(xiàn)在讓我們看看如果呼叫中使用了DSN resource header 以后的消息，UA 2 呼叫 UA 1：

　　如果呼叫失敗，被叫方收到的消息是：

• 以上信息可以看到，被叫方不能接受q735的DSN，需要呼叫方重新發(fā)送或者取消呼叫。

• 我們剛才一直提到優(yōu)先級(jí)的問題，事實(shí)上，如果在實(shí)際場景中，可能具有高級(jí)版的用戶發(fā)起了呼叫，他可以強(qiáng)行接通正在進(jìn)行的呼叫，讓另外一方掛機(jī)。在AS-SIP中支持了pre-emption 的事件來回復(fù)被掛斷方。RFC4411 定義了4個(gè)不同的回復(fù)事件。

　　以下是一個(gè)簡單的測試場景。在這個(gè)場景中，有三個(gè)UA。如果UA1 呼叫UA 2 并且已經(jīng)開始了正常通話。這時(shí)，如果UA3 呼叫 UA2時(shí)，UA 1 不得不掛機(jī)。因?yàn)檫@里UA 3具有最高的權(quán)限級(jí)別。然后，UA 1 終端收到BYE 消息（帶了 UA Preemption）。

　　以上流程可以理解為我們一般生活的場景或者一些重要機(jī)構(gòu)的電話系統(tǒng)，某些級(jí)別的領(lǐng)導(dǎo)人具有最高權(quán)限，隨時(shí)隨地可以呼叫任何下一級(jí)別的員工，并且絕對(duì)保證呼叫聲可以接通的。如果讀者對(duì)上面的說明比較迷惑的話，可以參考以下呼叫流程。

　　除了AS-SIP以外，我們需要再花一點(diǎn)時(shí)間了解一下MLPP（全稱：Multilevel Precedence and Preemption）。

　　MLPP服務(wù)可以允許優(yōu)先級(jí)高的用戶首先執(zhí)行呼叫，或如果有必要，可以結(jié)束正在進(jìn)行的呼叫，而接聽優(yōu)先級(jí)高用戶的呼叫。使用的name space是q735 支持商業(yè)的ISDN服務(wù)。

　　在MLPP服務(wù)中，如果有一些重要系統(tǒng)用戶或者優(yōu)先級(jí)比較高的用戶，可以直接通過proxy進(jìn)行呼叫或者通過AR呼叫，但是MLPP則需要對(duì)其用戶的支持能力進(jìn)行判斷，呼叫雙方加密處理，優(yōu)先保證連接正常，優(yōu)先保證帶寬，優(yōu)先提供視頻音頻支持，優(yōu)先提供出局中繼等服務(wù)支持。所以，如果商業(yè)場景中使用MLPP服務(wù)的話，需要額外的網(wǎng)絡(luò)資源來支持。

　　當(dāng)然，如果部署了MLPP服務(wù)的話，如果優(yōu)先級(jí)比較低的客戶則可能會(huì)出現(xiàn)呼叫掉線的現(xiàn)象或者資源不足的問題。如果用戶對(duì)MLPP感興趣的話，可以查閱思科關(guān)于融合通信MLPP的技術(shù)文檔。

　　在本講座中，我們討論了DSCP對(duì)QoS的影響，并且分析了辦公環(huán)境中員工使用網(wǎng)絡(luò)和占用帶寬的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且提供了一些參考建議來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)保證QoS。我們還討論了AS-SIP服務(wù)中對(duì)QoS優(yōu)化需要考慮到幾個(gè)優(yōu)先級(jí)處理策略，并且重點(diǎn)針對(duì)優(yōu)先級(jí)處理和優(yōu)先級(jí)事件響應(yīng)做了解釋，最后，我們討論了Pre-emption，MLPP中需要考慮到幾個(gè)因素。筆者相信，讀者可以通過筆者的三個(gè)系列講座，比較充分地了解了從SIP終端，Proxy， Switch,  路由器和AS-SIP服務(wù)架構(gòu)的層面討論了影響QoS的技術(shù)細(xì)節(jié)。