目前，有一種為設(shè)計(jì)和實(shí)施局域網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)而提出的模塊化方案——BRAVVO (Bandwidth Requirements for Applications, Voice & Video，視頻、音頻、應(yīng)用的帶寬需求)。據(jù)稱，這種架構(gòu)可以滿足網(wǎng)絡(luò)管理員的需要，保證其網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)不僅能為現(xiàn)有應(yīng)用提供服務(wù)，還能滿足包括IP語(yǔ)音傳輸在內(nèi)的、對(duì)服務(wù)質(zhì)量具有更高要求的新興技術(shù)傳輸需求。
將IP電話引入數(shù)據(jù)網(wǎng)引起了許多網(wǎng)絡(luò)管理員和技術(shù)專家的深思。必須通過(guò)在一系列領(lǐng)域的分析和調(diào)查，才能認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施是成功還是失敗。IP電話最終的目標(biāo)是，達(dá)到一個(gè)相對(duì)于傳統(tǒng)電話的語(yǔ)音質(zhì)量而言可以接受的通話質(zhì)量水平。
有許多種方法可以測(cè)定IP電話通話時(shí)的通話質(zhì)量，其中一種方法叫做平均測(cè)評(píng)積分法(MOS)。 平均測(cè)評(píng)積分法來(lái)源于貝爾實(shí)驗(yàn)室，以人作為測(cè)試對(duì)象。實(shí)驗(yàn)者將聽(tīng)到一個(gè)聲音樣本，然后以如下的方法給那個(gè)聲音質(zhì)量評(píng)分：5分(最佳)、4分(好)、3分(一般)、2分(差)、1分(極差)�，F(xiàn)有電話系統(tǒng)通話質(zhì)量的MOS大約是4.5分，移動(dòng)電話通話質(zhì)量的MOS是3.5分。也就是說(shuō)，令人滿意的IP電話實(shí)施其MOS應(yīng)在4.5分或更高。
從底層考慮QoS
當(dāng)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理員聽(tīng)到關(guān)于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的服務(wù)質(zhì)量（QoS）一詞時(shí)，會(huì)自然想到流量?jī)?yōu)先權(quán)技術(shù)：第二層傳輸流量識(shí)別和優(yōu)先權(quán)技術(shù)802.1Q協(xié)議，第三層傳輸流量識(shí)別和優(yōu)先權(quán)技術(shù)服務(wù)類型(ToS)/流量區(qū)分控制點(diǎn)(DSCP)。
實(shí)際上，服務(wù)質(zhì)量指對(duì)特定數(shù)據(jù)流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)預(yù)期得到的傳輸質(zhì)量，不應(yīng)該馬上就考慮到第二層和第三層的流量?jī)?yōu)先權(quán)技術(shù)，而是應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的底層開(kāi)始，一步一個(gè)腳印，隨之找到敏感數(shù)據(jù)流量傳輸所需的復(fù)雜優(yōu)先權(quán)技術(shù)。
如果網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有任何擁塞點(diǎn)存在，那么根本不需要使用任何流量?jī)?yōu)先權(quán)技術(shù)（如無(wú)阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）。不幸的是，即使在設(shè)計(jì)得非常合理的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)也存在擁塞點(diǎn)，因而需要對(duì)帶寬進(jìn)行優(yōu)化配置并有效利用。
如何建立模塊
數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的IP語(yǔ)音通話質(zhì)量受到延遲、抖動(dòng)、包丟失等因素的影響，為使IP電話能夠提供令人滿意的服務(wù)質(zhì)量，需要一種模塊式的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。可將整個(gè)服務(wù)質(zhì)量的實(shí)施劃分為單一、易于管理的階段步驟，這樣網(wǎng)絡(luò)管理員花費(fèi)最少的努力即可成功地建立一個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。下表中所列的就是保證局域網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的幾個(gè)基本方面：
表中的網(wǎng)絡(luò)管理一項(xiàng)是貫穿于4個(gè)模塊建立過(guò)程中的關(guān)鍵組件，它使得網(wǎng)絡(luò)管理員能夠清楚地掌握網(wǎng)絡(luò)傳輸流量，并針對(duì)特定網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題選用正確的模塊來(lái)解決問(wèn)題。
值得注意的一點(diǎn)是，在實(shí)施上述模塊時(shí)，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。首先從帶寬分配模塊開(kāi)始，然后逐步上移，一直到達(dá)傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)組件。實(shí)施的模塊越多，保證的質(zhì)量會(huì)越高，但同時(shí)也增加了管理的復(fù)雜性，加大了維護(hù)成本。所以應(yīng)該對(duì)癥下藥，特定的組件只針對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的特定部分而實(shí)施。
舉例來(lái)說(shuō)， 通過(guò)分配更多帶寬可以很容易解決一些擁塞點(diǎn)，可是，其他的擁塞點(diǎn)也許需要所有4個(gè)模塊的協(xié)同工作。通過(guò)結(jié)合一個(gè)全面的網(wǎng)絡(luò)管理解決方案，網(wǎng)絡(luò)管理人員可以確定各個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)部分需要實(shí)施的模塊的級(jí)別，從而減少整體維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本，并成功地實(shí)施IP語(yǔ)音電話。
帶寬分配
解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題最常用的方法就是提供更多的帶寬。這在許多情況下是有效的，但并不是解決擁塞相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的惟一解決方案。對(duì)于帶寬，有兩點(diǎn)需要指出：一是交換設(shè)備的性能(交換性能)，另一個(gè)是交換機(jī)之間的鏈路帶寬(鏈路預(yù)訂率)。
1．交換性能
以太網(wǎng)交換機(jī)主要是設(shè)計(jì)用于提高以太網(wǎng)局域網(wǎng)性能，但并不是所有的交換機(jī)都完全可以做到這一點(diǎn)。在考慮為網(wǎng)絡(luò)選用交換機(jī)，尤其是需要建立一個(gè)支持IP電話的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，交換性能是需要重點(diǎn)考慮的， 需要了解當(dāng)交換機(jī)處于完全“飽和”傳輸狀態(tài)時(shí)，交換機(jī)是如何處理的，這時(shí)才能真正反映交換機(jī)的性能。
通常，供貨商在描述交換機(jī)的性能時(shí)，總是告訴我們交換機(jī)的“匯聚交換能力”可以達(dá)到每秒多少多少千兆位（Gbps），以告訴用戶該交換機(jī)能同時(shí)處理多少數(shù)據(jù)流量信息。供貨商也許還會(huì)告訴我們交換機(jī)每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)包（Mpps），這指的是交換機(jī)能同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量，這更能反應(yīng)交換機(jī)的實(shí)際性能。這種計(jì)量方式基于以太網(wǎng)，使用的是最小的有效數(shù)據(jù)楨，只有64字節(jié)，使用100%的鏈路速度（線速）。
了解了這幾個(gè)性能參數(shù)，你就能更好地判斷交換機(jī)是否能夠真正提供你所需的性能。設(shè)計(jì)交換機(jī)的方法有很多，但根據(jù)交換容量可將其劃分為兩個(gè)性能類別：
在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，從網(wǎng)絡(luò)邊緣層到網(wǎng)絡(luò)核心層分配足夠的帶寬是非常重要的，這樣可以保證用戶不受擁塞問(wèn)題的困擾。通常，許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者將會(huì)在一定程度上超額預(yù)定，其程度取決于一條鏈路上聚集的用戶數(shù)量和估計(jì)將要消耗的帶寬量而決定。
超額預(yù)定的一個(gè)例子是：一個(gè)配置有240個(gè)10/100Mbps端口的系統(tǒng)只用一條千兆以太網(wǎng)鏈路與網(wǎng)絡(luò)核心層連接。為確定這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的超額預(yù)定水平，簡(jiǎn)單地把用戶數(shù)量與其連接速度相乘，將這一數(shù)字與所分配的上行容量進(jìn)行比較。比如，240個(gè)用戶，每人擁有一個(gè)100兆以太網(wǎng)鏈路，可提供每秒24Gbps的能力(240×100Mbps)。一條千兆以太網(wǎng)鏈路用于潛在可能的24Gbps的流量負(fù)荷，超額預(yù)定比例為24∶1。換句話說(shuō)，如果每個(gè)用戶同時(shí)百分之百地使用其100兆鏈路，那么只有4%的流量可以成功地通過(guò)交換機(jī)，而剩余96%的流量將會(huì)被丟失。
理想的預(yù)定比例應(yīng)該是，下游用戶的容量與上行帶寬的容量關(guān)系為1∶1，這樣能夠提供一個(gè)有保證的服務(wù)質(zhì)量，而沒(méi)有必要運(yùn)行更多的模塊。不幸的是，由于用戶預(yù)算的限制，達(dá)到這種預(yù)定水平往往不可行。因此，許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案都具有某種形式的超額預(yù)定。從而，在帶寬分配基礎(chǔ)上，還需采用其他建立服務(wù)質(zhì)量的模塊。
帶寬管理
一旦帶寬分配模塊經(jīng)過(guò)評(píng)估和應(yīng)用后，如果需要進(jìn)一步的服務(wù)質(zhì)量保證，可以開(kāi)發(fā)下一個(gè)模塊。當(dāng)超額預(yù)定水平無(wú)法降低時(shí)，通常就會(huì)采取這種方式。在這種情況下，帶寬分配和有效的帶寬管理能夠有所幫助。
帶寬管理指在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中管理和使用現(xiàn)有帶寬的方法。許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)交換機(jī)間采用冗余鏈路。舉例說(shuō)明，在網(wǎng)絡(luò)核心層配置兩臺(tái)骨干交換機(jī)以提供冗余。每個(gè)連接用戶的配線間交換機(jī)雙連接到網(wǎng)絡(luò)核心層來(lái)，與每個(gè)核心交換機(jī)單獨(dú)連接。當(dāng)一條鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠通過(guò)另一條冗余鏈路繼續(xù)網(wǎng)絡(luò)的連接。
雖然冗余設(shè)計(jì)提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，但通常，其中一條冗余（備份）鏈路不承擔(dān)流量，而是“休眠”等待，僅當(dāng)另外一條（主）鏈路在出現(xiàn)故障時(shí)才激活。第二層和第三層技術(shù)都提供相應(yīng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)：
例如，在帶寬分配案例中，240名用戶通過(guò)一條千兆以太網(wǎng)鏈路與網(wǎng)絡(luò)核心層連接，另采用一條千兆鏈路僅僅用于提供冗余，超額預(yù)定比例仍然是24:1。通過(guò)激活冗余鏈路并對(duì)流量進(jìn)行負(fù)載均衡，超額預(yù)定比例降為12:1，通過(guò)簡(jiǎn)單地、更有效地管理已有帶寬，使QoS有效地提高了一倍。
傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)
當(dāng)前兩個(gè)模塊——帶寬分配和帶寬管理已經(jīng)作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一部分應(yīng)用后，如果需要更高的流量保證，可以進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)其他模塊。有些情況下，執(zhí)行前兩個(gè)模塊就可達(dá)到要求的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是，如果存在擁塞點(diǎn)或服務(wù)質(zhì)量級(jí)別還不能滿足IP電話的要求，那么，就需要研究和執(zhí)行下一個(gè)模塊——傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)模塊。
盡管傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)的方法將增加網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜程度，但它進(jìn)一步保證了敏感信息(比如VoIP)的傳輸。對(duì)傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)模塊有這樣一種誤解:為了提供所需的質(zhì)量水平，該模塊應(yīng)該在網(wǎng)絡(luò)的所有部分進(jìn)行應(yīng)用。但事實(shí)上，根據(jù)QoS的模塊式建立方法，網(wǎng)絡(luò)管理員只有在真正必要時(shí)才執(zhí)行這個(gè)模塊。許多影響網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題完全可以通過(guò)前兩個(gè)模塊解決。
傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)使網(wǎng)絡(luò)管理員決定在網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生時(shí)，哪些流量先轉(zhuǎn)發(fā)，哪些流量先擱置。如果沒(méi)有擁塞問(wèn)題，傳輸流量?jī)?yōu)先權(quán)模塊也就不會(huì)用到。傳輸流量?jī)?yōu)先加權(quán)是一種大多數(shù)交換機(jī)廠商都支持的技術(shù)，它允許網(wǎng)絡(luò)管理員區(qū)分不同的流量類型和確定多種優(yōu)先級(jí)別。當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，會(huì)執(zhí)行一個(gè)交換優(yōu)先方案，以確保高優(yōu)先級(jí)流量得到“進(jìn)一步保證”并先于低優(yōu)先級(jí)流量轉(zhuǎn)發(fā)。舉例說(shuō)，VoIP歸類為“高優(yōu)先權(quán)”，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)歸類為“低優(yōu)先權(quán)”。
在一個(gè)交換優(yōu)先方案中可以給予高優(yōu)先權(quán)流量和低優(yōu)先權(quán)流量各50%的可用帶寬。在這種情況下，當(dāng)流量小于可用帶寬時(shí)，優(yōu)先權(quán)對(duì)于流量傳輸不起任何作用(前提是交換性能為無(wú)擁塞)。如果流量發(fā)生改變，高優(yōu)先權(quán)流量占用50%的可用帶寬，低優(yōu)先權(quán)流量占用60%的可用帶寬，那么擁塞已經(jīng)發(fā)生，優(yōu)先方案將“丟掉”10%的低優(yōu)先權(quán)流量。相反，如果VoIP流量占用了60%的帶寬，數(shù)據(jù)流量占用了50%的帶寬，根據(jù)排隊(duì)原則，10%的VoIP流量會(huì)被舍棄。需要指出的是，優(yōu)先權(quán)只是一種基于隊(duì)列分配和輸入排隊(duì)原則的相對(duì)保證，而不是絕對(duì)的保證。
流量預(yù)留
目前，基本的服務(wù)質(zhì)量建立模塊都已評(píng)估和運(yùn)行并達(dá)到預(yù)期水平，提高了整體網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。流量預(yù)留模塊允許網(wǎng)絡(luò)管理員采取終極措施為流量質(zhì)量提供絕對(duì)保證。流量預(yù)留是一種基于應(yīng)用的流量速率限制技術(shù)，為特定的應(yīng)用服務(wù)提供有保證的帶寬分配，最終保證該流量的服務(wù)質(zhì)量。
執(zhí)行這個(gè)模塊，需要弄清楚在最差的環(huán)境下（比如所有IP電話同時(shí)接通），交換機(jī)之間的VoIP流量所需要的網(wǎng)絡(luò)流量。首先，你必須確定這種情況下交換機(jī)之間所需要的帶寬(從邊緣層到核心層)。舉例說(shuō)明，有10部采用G.711 CODEC的電話，每部電話需要的帶寬大約是64Kbps，那么10部電話需要640Kbps的帶寬。你可以使用速率限制技術(shù)來(lái)限制上行鏈路非VoIP流量占用的鏈路帶寬。比如，如果上行鏈路是1Gbps，減去640Kbps，將非VoIP流量的速率限制設(shè)置為999.36Mbps。這將確保即使數(shù)據(jù)（非語(yǔ)音IP）流量試圖占用100%的帶寬，交換機(jī)會(huì)也會(huì)將其限制在999.36Mbps。當(dāng)打IP電話時(shí)，根據(jù)我們的計(jì)算，有640Kbps的專用帶寬，這使得所有IP電話可以同時(shí)通話而不會(huì)有任何性能問(wèn)題。
網(wǎng)絡(luò)管理
隨著對(duì)每個(gè)QoS建立模塊的評(píng)估和認(rèn)定(以提高網(wǎng)絡(luò)端到端的服務(wù)質(zhì)量)，網(wǎng)絡(luò)管理也變得更加昂貴和復(fù)雜。因此，應(yīng)用這些技術(shù)的折中考慮是，與每個(gè)實(shí)施級(jí)別相關(guān)的成本和復(fù)雜性。當(dāng)然，最終的目標(biāo)是以最少的成本和最小的復(fù)雜性，為敏感流量(如VoIP流量)提供最好的質(zhì)量保證。
通過(guò)采用QoS建立模塊，網(wǎng)絡(luò)管理員能夠有選擇地采用不同的方案以達(dá)到他們最期望的服務(wù)質(zhì)量。一些網(wǎng)段也許只需要帶寬分配模塊來(lái)克服潛伏的擁塞問(wèn)題，而另外的網(wǎng)段也許需要帶寬分配模塊和帶寬管理模塊共同來(lái)克服擁塞問(wèn)題。還有一些情況，需要四個(gè)模塊共同來(lái)保證最高的服務(wù)質(zhì)量。
所以，網(wǎng)絡(luò)管理員所面臨的難題是，應(yīng)該在哪些網(wǎng)段采用哪種級(jí)別的服務(wù)質(zhì)量模塊。解決此問(wèn)題的關(guān)鍵是，充分了解網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，明晰網(wǎng)絡(luò)傳輸流量和潛在的擁塞點(diǎn)。應(yīng)評(píng)估每一個(gè)擁塞點(diǎn)以確定采用哪種服務(wù)質(zhì)量模塊。使用這種模塊化方案，你可以從帶寬分配模塊開(kāi)始，直到流量預(yù)留模塊，每個(gè)階段過(guò)后再對(duì)結(jié)果重新評(píng)估，以保證只應(yīng)用必要的模塊組件。
這是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，而且由于交換基礎(chǔ)設(shè)施限制了觀察網(wǎng)絡(luò)流量的能力，使其幾乎不可能完成。但是，網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)獨(dú)創(chuàng)的JetFlow技術(shù)能夠提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中每個(gè)交換端口的流量信息。
