為語(yǔ)音WLAN建立子網(wǎng)
2004/03/25
“為保證語(yǔ)音應用在WLAN上的順利運行，要根據無(wú)線(xiàn)VoIP電話(huà)的工作方式以及用戶(hù)打算使用哪些特性，來(lái)為語(yǔ)音用戶(hù)建立子網(wǎng)。
我們目前正在部署WLAN。預期這條WLAN將在一個(gè)園區內支持多達2000名無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音用戶(hù)。我們對這條WLAN的部分要求是提供無(wú)縫的語(yǔ)音與互聯(lián)/內聯(lián)子網(wǎng)的漫游功能。為了實(shí)現園區內的無(wú)縫漫游，讓園區各處時(shí)刻保持連續的RF信號，設計子網(wǎng)的規范時(shí)有沒(méi)有什么經(jīng)驗法則？我們認為像廠(chǎng)商建議的扁平語(yǔ)音網(wǎng)是行不通的。”
面對用戶(hù)關(guān)于WLAN語(yǔ)音子網(wǎng)的疑問(wèn)，來(lái)自各廠(chǎng)商的專(zhuān)家從不同角度，提出了切實(shí)可行的建議和方案。
WLAN系統架構
Trapeze Networks公司Dan Simone認為，用戶(hù)的直覺(jué)是對的。在一條扁平子網(wǎng)中支持數千名無(wú)線(xiàn)用戶(hù)(無(wú)論他們是語(yǔ)音還是數據用戶(hù))，顯然是不能擴展的。讓一條子網(wǎng)覆蓋整個(gè)園區也十分麻煩，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上的經(jīng)驗證明了這一點(diǎn)。因此，對于使用802.11b有限帶寬的語(yǔ)音應用來(lái)說(shuō)，結果不會(huì )更好。在大型子網(wǎng)環(huán)境中，用戶(hù)最終得到的是每個(gè)域中大量的廣播信號，因而影響性能。尤其對于VoIP應用來(lái)說(shuō)，會(huì )使用可廣播大量數據的小型CPU驅動(dòng)的設備，因此一條VLAN中過(guò)多的用戶(hù)將造成性能的迅速下降，時(shí)延的增加，從而導致低質(zhì)量的語(yǔ)音呼叫。
主要為語(yǔ)音用戶(hù)提供服務(wù)的子網(wǎng)的合適規模，取決于無(wú)線(xiàn)VoIP電話(huà)的工作方式以及用戶(hù)打算使用哪些特性。如果是呼叫中心應用，可以將子網(wǎng)大小減少到更可管理的、更實(shí)際的規模(例如，每條子網(wǎng)255或127位用戶(hù))。取得成功的關(guān)鍵是無(wú)線(xiàn)設備以大約50毫秒或更短的漫游時(shí)間(包括認證和授權)，在園區內提供“真正的”子網(wǎng)內漫游功能的能力。
由于所有的用戶(hù)不可能停留在同一條子網(wǎng)內，WLAN系統的架構必須非常有效地支持子網(wǎng)漫游。這種架構應當允許任意子網(wǎng)的用戶(hù)在WLAN各處漫游，除非具體的IT策略在某些網(wǎng)絡(luò )區域禁止接入。此外，WLAN系統應當在不引入新的路由協(xié)議(如移動(dòng)IP)以及不需要改變有線(xiàn)骨干網(wǎng)就可在骨干網(wǎng)上傳播所有的語(yǔ)音VLAN的條件下，實(shí)現子網(wǎng)漫游功能。
用戶(hù)應當尋找一種可以保持現有骨干配置的系統，從而使你可在你認為合適的規模上添加語(yǔ)音子網(wǎng)。然后，確保它可以在用戶(hù)漫游的地方，無(wú)論接入點(diǎn)連接在哪條子網(wǎng)上，都動(dòng)態(tài)支持這些子網(wǎng)和服務(wù)質(zhì)量信令。這樣，無(wú)論數據流在何處進(jìn)入有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，都可以實(shí)現完全的移動(dòng)性。
WLAN交換機架構
Meru Networks公司Vaduvur Bharghavan表示，在數據網(wǎng)絡(luò )中，為了減少廣播數據流，一般建議將網(wǎng)絡(luò )劃分更小的子網(wǎng)。廣播數據流被發(fā)送給局域網(wǎng)子網(wǎng)上的所有系統。當網(wǎng)絡(luò )擴展時(shí)，這種作法降低了網(wǎng)絡(luò )的性能，并且廣播數據流將隨著(zhù)用戶(hù)數量而增加。
廣播數據包最常見(jiàn)的類(lèi)型為地址解析協(xié)議(ARP)請求和NetBIOS。構成大部分廣播內容的ARP (RFC 826)被終端系統用來(lái)確定向其發(fā)送IP包的另一個(gè)系統的MAC地址。
通常推薦的子網(wǎng)大小為254個(gè)主機。但是，這并不是一種硬性規定。可以根據所預期的廣播數據流流量，選擇更大或更小的子網(wǎng)規模。
一些WLAN交換機架構消除了這種劃分更小的子網(wǎng)的需要，因為這些架構可智能地管理廣播域，限制ARP請求等廣播數據流，防止廣播被傳送給所有的主機。這對于無(wú)線(xiàn)系統尤其重要，因為空中的帶寬是有限的。減少不必要傳送的數據包數量對于提高網(wǎng)絡(luò )性能非常重要。
當用戶(hù)將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )劃分為多條子網(wǎng)時(shí)，必須確保WLAN交換機和接入點(diǎn)可支持切換時(shí)間接近于零的接入點(diǎn)之間的切換以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的子網(wǎng)漫游。這對于無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音部署尤其至關(guān)重要，因為在無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音部署中，不希望用戶(hù)在四處走動(dòng)，VoIP終端從一個(gè)接入點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)接入點(diǎn)時(shí)，談話(huà)發(fā)生中斷。大規模部署(2千個(gè)語(yǔ)音客戶(hù)端)面臨的問(wèn)題在于：語(yǔ)音是一種比數據更苛求的應用。
在802.11中，人們都知道客戶(hù)機決定何時(shí)、何處建立聯(lián)系和切換，并且它們相互獨立地做這些事。在像這種大規模彌漫性(pervasive)部署中，這會(huì )造成“乒乓球”效應，客戶(hù)機將大量的時(shí)間用在從接入點(diǎn)到接入點(diǎn)的切換上，而不是用在傳送和接收數據上。語(yǔ)音不能承受這種損失，否則呼叫變得差得讓人無(wú)法接受。這是由于語(yǔ)音系統是數字采樣的，一般每隔30毫秒采一次樣。如果丟失一個(gè)數據包，信號就不能完全恢復，其結果是低劣的語(yǔ)音質(zhì)量。在最差情況下，這種丟失可能造成掉線(xiàn)。在彌漫性部署中有幾百個(gè)接入點(diǎn)，這意味著(zhù)在一次語(yǔ)音通話(huà)過(guò)程中，VoIP終端可能在接入點(diǎn)之間切換許多次。如果接入點(diǎn)間的切換時(shí)間超過(guò)幾毫秒，幫助臺將被投訴電話(huà)機質(zhì)量的呼叫所淹沒(méi)。實(shí)際上，這是WLAN基礎設施造成的。
上期我們談到了基于WLAN系統架構和WLAN交換機架構，來(lái)建立WLAN語(yǔ)音子網(wǎng)，本期再介紹幾種不同的設計思路。
移動(dòng)性
無(wú)論無(wú)線(xiàn)應用是語(yǔ)音還是數據，子網(wǎng)的大小都不應當是一個(gè)移動(dòng)性問(wèn)題。移動(dòng)性的關(guān)鍵是能夠跟蹤客戶(hù)設備從接入點(diǎn)到接入點(diǎn)的移動(dòng)，然后在不迫使用戶(hù)使用新IP地址的條件下，相應地轉發(fā)數據包。在一條子網(wǎng)中，這可以利用客戶(hù)機MAC地址實(shí)現。但是這種方法不能擴展到一條子網(wǎng)之外，并且它還限制了管理人員有效管理網(wǎng)絡(luò )的能力。
若要跨子網(wǎng)實(shí)現漫游，無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品必須能夠利用IP地址在3層上跟蹤客戶(hù)設備的移動(dòng)。此外，基礎設施還必須代表客戶(hù)機執行一些基本的IP連接性功能，使現有IP基礎設施支持客戶(hù)機的移動(dòng)性。解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是采用代理移動(dòng)IP(Mobile
IP)，但是這項技術(shù)配置起來(lái)十分復雜，需要修改路由。移動(dòng)IP在網(wǎng)絡(luò )發(fā)現和時(shí)序上出現問(wèn)題，會(huì )造成持續數秒鐘的中斷，導致失去會(huì )話(huà)的持續性，從而最終損害WLAN語(yǔ)音應用。
另一種實(shí)現移動(dòng)性的更好方法是利用一種不同的信令機制。在使用這種方法時(shí)，無(wú)線(xiàn)交換機負責跟蹤漫游的客戶(hù)機。通過(guò)利用LWAPP隧道以及邊緣隧道技術(shù)，客戶(hù)機IP地址的物理位置被隱蔽起來(lái)，使網(wǎng)絡(luò )路由功能看不到。無(wú)論移動(dòng)客戶(hù)設備連接在網(wǎng)絡(luò )哪個(gè)地方，無(wú)線(xiàn)交換機都假設客戶(hù)機從未移動(dòng)，從而實(shí)現無(wú)縫的移動(dòng)性。無(wú)線(xiàn)交換機組可通過(guò)自動(dòng)在交換機之間建立移動(dòng)性隧道來(lái)保持跨多條子網(wǎng)的連接。
經(jīng)驗法則
子網(wǎng)大小的歷史經(jīng)驗法則一直是一條子網(wǎng)上254個(gè)主機。這正是企業(yè)IP網(wǎng)的架構，在為企業(yè)提供無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音或無(wú)線(xiàn)數據時(shí)不應當違反這項法則。過(guò)去，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設計要求子網(wǎng)空間扁平化來(lái)彌補缺少子網(wǎng)間的漫游功能。但是，這種限制基本上已經(jīng)被業(yè)界的許多廠(chǎng)商消除了。
在部署WLAN做出的架構上的選擇也許是部署WLAN時(shí)最重要的。第一步?jīng)Q定將根據“胖”接入點(diǎn)架構還是WLAN交換機架構來(lái)做出。如果已經(jīng)擁有一條基于胖接入點(diǎn)的WLAN，最佳的選擇是將這些接入點(diǎn)聚合到不同的VLAN上。這些VLAN連接到一臺可為胖接入點(diǎn)處理子網(wǎng)間漫游的WLAN交換機或專(zhuān)用設備上。目前有許多解決子網(wǎng)間移動(dòng)性問(wèn)題的專(zhuān)有方法，因此購買(mǎi)者需要小心。基于移動(dòng)IP的系統至少是基于標準的，即使它們采用專(zhuān)有擴展，也還存在未來(lái)廠(chǎng)商之間實(shí)現互操作性的機會(huì )。
但是，如果這是第一次部署并且還沒(méi)有部署任何接入點(diǎn)，那么，WLAN交換機架構最適于大型WLAN部署。WLAN交換機集中了安全、數據包處理和管理功能，并提供到協(xié)議棧所有層的可見(jiàn)性。因此，確保語(yǔ)音流在空中和網(wǎng)絡(luò )中得到所需的優(yōu)先級是只有WLAN交換機架構才能做到的事。
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