為語音WLAN建立子網(wǎng)
2004/03/25
“為保證語音應(yīng)用在WLAN上的順利運(yùn)行，要根據(jù)無線VoIP電話的工作方式以及用戶打算使用哪些特性，來為語音用戶建立子網(wǎng)。
我們目前正在部署WLAN。預(yù)期這條WLAN將在一個(gè)園區(qū)內(nèi)支持多達(dá)2000名無線語音用戶。我們對這條WLAN的部分要求是提供無縫的語音與互聯(lián)/內(nèi)聯(lián)子網(wǎng)的漫游功能。為了實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的無縫漫游，讓園區(qū)各處時(shí)刻保持連續(xù)的RF信號(hào)，設(shè)計(jì)子網(wǎng)的規(guī)范時(shí)有沒有什么經(jīng)驗(yàn)法則？我們認(rèn)為像廠商建議的扁平語音網(wǎng)是行不通的。”
面對用戶關(guān)于WLAN語音子網(wǎng)的疑問，來自各廠商的專家從不同角度，提出了切實(shí)可行的建議和方案。
WLAN系統(tǒng)架構(gòu)
Trapeze Networks公司Dan Simone認(rèn)為，用戶的直覺是對的。在一條扁平子網(wǎng)中支持?jǐn)?shù)千名無線用戶(無論他們是語音還是數(shù)據(jù)用戶)，顯然是不能擴(kuò)展的。讓一條子網(wǎng)覆蓋整個(gè)園區(qū)也十分麻煩，有線網(wǎng)絡(luò)上的經(jīng)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。因此，對于使用802.11b有限帶寬的語音應(yīng)用來說，結(jié)果不會(huì)更好。在大型子網(wǎng)環(huán)境中，用戶最終得到的是每個(gè)域中大量的廣播信號(hào)，因而影響性能。尤其對于VoIP應(yīng)用來說，會(huì)使用可廣播大量數(shù)據(jù)的小型CPU驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，因此一條VLAN中過多的用戶將造成性能的迅速下降，時(shí)延的增加，從而導(dǎo)致低質(zhì)量的語音呼叫。
主要為語音用戶提供服務(wù)的子網(wǎng)的合適規(guī)模，取決于無線VoIP電話的工作方式以及用戶打算使用哪些特性。如果是呼叫中心應(yīng)用，可以將子網(wǎng)大小減少到更可管理的、更實(shí)際的規(guī)模(例如，每條子網(wǎng)255或127位用戶)。取得成功的關(guān)鍵是無線設(shè)備以大約50毫秒或更短的漫游時(shí)間(包括認(rèn)證和授權(quán))，在園區(qū)內(nèi)提供“真正的”子網(wǎng)內(nèi)漫游功能的能力。
由于所有的用戶不可能停留在同一條子網(wǎng)內(nèi)，WLAN系統(tǒng)的架構(gòu)必須非常有效地支持子網(wǎng)漫游。這種架構(gòu)應(yīng)當(dāng)允許任意子網(wǎng)的用戶在WLAN各處漫游，除非具體的IT策略在某些網(wǎng)絡(luò)區(qū)域禁止接入。此外，WLAN系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)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骨干網(wǎng)就可在骨干網(wǎng)上傳播所有的語音VLAN的條件下，實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)漫游功能。
用戶應(yīng)當(dāng)尋找一種可以保持現(xiàn)有骨干配置的系統(tǒng)，從而使你可在你認(rèn)為合適的規(guī)模上添加語音子網(wǎng)。然后，確保它可以在用戶漫游的地方，無論接入點(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，無論數(shù)據(jù)流在何處進(jìn)入有線網(wǎng)絡(luò)，都可以實(shí)現(xiàn)完全的移動(dòng)性。
WLAN交換機(jī)架構(gòu)
Meru Networks公司Vaduvur Bharghavan表示，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，為了減少廣播數(shù)據(jù)流，一般建議將網(wǎng)絡(luò)劃分更小的子網(wǎng)。廣播數(shù)據(jù)流被發(fā)送給局域網(wǎng)子網(wǎng)上的所有系統(tǒng)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展時(shí)，這種作法降低了網(wǎng)絡(luò)的性能，并且廣播數(shù)據(jù)流將隨著用戶數(shù)量而增加。
廣播數(shù)據(jù)包最常見的類型為地址解析協(xié)議(ARP)請求和NetBIOS。構(gòu)成大部分廣播內(nèi)容的ARP (RFC 826)被終端系統(tǒng)用來確定向其發(fā)送IP包的另一個(gè)系統(tǒng)的MAC地址。
通常推薦的子網(wǎng)大小為254個(gè)主機(jī)。但是，這并不是一種硬性規(guī)定。可以根據(jù)所預(yù)期的廣播數(shù)據(jù)流流量，選擇更大或更小的子網(wǎng)規(guī)模。
一些WLAN交換機(jī)架構(gòu)消除了這種劃分更小的子網(wǎng)的需要，因?yàn)檫@些架構(gòu)可智能地管理廣播域，限制ARP請求等廣播數(shù)據(jù)流，防止廣播被傳送給所有的主機(jī)。這對于無線系統(tǒng)尤其重要，因?yàn)榭罩械膸捠怯邢薜�。減少不必要傳送的數(shù)據(jù)包數(shù)量對于提高網(wǎng)絡(luò)性能非常重要。
當(dāng)用戶將無線網(wǎng)絡(luò)劃分為多條子網(wǎng)時(shí)，必須確保WLAN交換機(jī)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。這對于無線語音部署尤其至關(guān)重要，因?yàn)樵跓o線語音部署中，不希望用戶在四處走動(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)，談話發(fā)生中斷。大規(guī)模部署(2千個(gè)語音客戶端)面臨的問題在于：語音是一種比數(shù)據(jù)更苛求的應(yīng)用。
在802.11中，人們都知道客戶機(jī)決定何時(shí)、何處建立聯(lián)系和切換，并且它們相互獨(dú)立地做這些事。在像這種大規(guī)模彌漫性(pervasive)部署中，這會(huì)造成“乒乓球”效應(yīng)，客戶機(jī)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(shù)據(jù)上。語音不能承受這種損失，否則呼叫變得差得讓人無法接受。這是由于語音系統(tǒng)是數(shù)字采樣的，一般每隔30毫秒采一次樣。如果丟失一個(gè)數(shù)據(jù)包，信號(hào)就不能完全恢復(fù)，其結(jié)果是低劣的語音質(zhì)量。在最差情況下，這種丟失可能造成掉線。在彌漫性部署中有幾百個(gè)接入點(diǎn)，這意味著在一次語音通話過程中，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)間超過幾毫秒，幫助臺(tái)將被投訴電話機(jī)質(zhì)量的呼叫所淹沒。實(shí)際上，這是WLAN基礎(chǔ)設(shè)施造成的。
上期我們談到了基于WLAN系統(tǒng)架構(gòu)和WLAN交換機(jī)架構(gòu)，來建立WLAN語音子網(wǎng)，本期再介紹幾種不同的設(shè)計(jì)思路。
移動(dòng)性
無論無線應(yīng)用是語音還是數(shù)據(jù)，子網(wǎng)的大小都不應(yīng)當(dāng)是一個(gè)移動(dòng)性問題。移動(dòng)性的關(guān)鍵是能夠跟蹤客戶設(shè)備從接入點(diǎn)到接入點(diǎn)的移動(dòng)，然后在不迫使用戶使用新IP地址的條件下，相應(yīng)地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。在一條子網(wǎng)中，這可以利用客戶機(jī)MAC地址實(shí)現(xiàn)。但是這種方法不能擴(kuò)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(xiàn)漫游，無線產(chǎn)品必須能夠利用IP地址在3層上跟蹤客戶設(shè)備的移動(dòng)。此外，基礎(chǔ)設(shè)施還必須代表客戶機(jī)執(zhí)行一些基本的IP連接性功能，使現(xiàn)有IP基礎(chǔ)設(shè)施支持客戶機(jī)的移動(dòng)性。解決這個(gè)問題的一種方法是采用代理移動(dòng)IP(Mobile
IP)，但是這項(xiàng)技術(shù)配置起來十分復(fù)雜，需要修改路由。移動(dòng)IP在網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和時(shí)序上出現(xiàn)問題，會(huì)造成持續(xù)數(shù)秒鐘的中斷，導(dǎo)致失去會(huì)話的持續(xù)性，從而最終損害WLAN語音應(yīng)用。
另一種實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性的更好方法是利用一種不同的信令機(jī)制。在使用這種方法時(shí)，無線交換機(jī)負(fù)責(zé)跟蹤漫游的客戶機(jī)。通過利用LWAPP隧道以及邊緣隧道技術(shù)，客戶機(jī)IP地址的物理位置被隱蔽起來，使網(wǎng)絡(luò)路由功能看不到。無論移動(dòng)客戶設(shè)備連接在網(wǎng)絡(luò)哪個(gè)地方，無線交換機(jī)都假設(shè)客戶機(jī)從未移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無縫的移動(dòng)性。無線交換機(jī)組可通過自動(dòng)在交換機(jī)之間建立移動(dòng)性隧道來保持跨多條子網(wǎng)的連接。
經(jīng)驗(yàn)法則
子網(wǎng)大小的歷史經(jīng)驗(yàn)法則一直是一條子網(wǎng)上254個(gè)主機(jī)。這正是企業(yè)IP網(wǎng)的架構(gòu)，在為企業(yè)提供無線語音或無線數(shù)據(jù)時(shí)不應(yīng)當(dāng)違反這項(xiàng)法則。過去，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求子網(wǎng)空間扁平化來彌補(bǔ)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)界的許多廠商消除了。
在部署WLAN做出的架構(gòu)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(jù)“胖”接入點(diǎn)架構(gòu)還是WLAN交換機(jī)架構(gòu)來做出。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(tái)可為胖接入點(diǎn)處理子網(wǎng)間漫游的WLAN交換機(jī)或?qū)Ｓ迷O(shè)備上。目前有許多解決子網(wǎng)間移動(dòng)性問題的專有方法，因此購買者需要小心�；谝苿�(dòng)IP的系統(tǒng)至少是基于標(biāo)準(zhǔn)的，即使它們采用專有擴(kuò)展，也還存在未來廠商之間實(shí)現(xiàn)互操作性的機(jī)會(huì)。
但是，如果這是第一次部署并且還沒有部署任何接入點(diǎn)，那么，WLAN交換機(jī)架構(gòu)最適于大型WLAN部署。WLAN交換機(jī)集中了安全、數(shù)據(jù)包處理和管理功能，并提供到協(xié)議棧所有層的可見性。因此，確保語音流在空中和網(wǎng)絡(luò)中得到所需的優(yōu)先級是只有WLAN交換機(jī)架構(gòu)才能做到的事。
網(wǎng)絡(luò)世界(cnw.ccw.com.cn)