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。為了實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的無縫漫游，讓園區(qū)各處時刻保持連續(xù)的RF信號，設(shè)計子網(wǎng)的規(guī)范時有沒有什么經(jīng)驗法則？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)覆蓋整個園區(qū)也十分麻煩，有線網(wǎng)絡(luò)上的經(jīng)驗證明了這一點。因此，對于使用802.11b有限帶寬的語音應(yīng)用來說，結(jié)果不會更好。在大型子網(wǎng)環(huán)境中，用戶最終得到的是每個域中大量的廣播信號，因而影響性能。尤其對于VoIP應(yīng)用來說，會使用可廣播大量數(shù)據(jù)的小型CPU驅(qū)動的設(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，無論接入點連接在哪條子網(wǎng)上，都動態(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)，都可以實現(xiàn)完全的移動性。
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，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包的另一個系統(tǒng)的MAC地址。
通常推薦的子網(wǎng)大小為254個主機(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，因為這些架構(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，因為空中的帶寬是有限的。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，必須確保WLAN交換機(jī)和接入點可支持切換時間接近于零的接入點之間的切換以及整個網(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，因為在無線語音部署中，不希望用戶在四處走動，VoIP終端從一個接入點移動到另一個接入點時，談話發(fā)生中斷。大規(guī)模部署(2千個語音客戶端)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、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(guī)模彌漫性(pervasive)部署中，這會造成“乒乓球”效應(yīng)，客戶機(jī)將大量的時間用在從接入點到接入點的切換上，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。如果丟失一個數(shù)據(jù)包，信號就不能完全恢復(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接入點，這意味著在一次語音通話過程中，VoIP終端可能在接入點之間切換許多次。如果接入點間的切換時間超過幾毫秒，幫助臺將被投訴電話機(jī)質(zhì)量的呼叫所淹沒。實際上，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)計思路。
移動性
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)是一個移動性問題。移動性的關(guān)鍵是能夠跟蹤客戶設(shè)備從接入點到接入點的移動，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。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)的移動性。解決這個問題的一種方法是采用代理移動IP(Mobile
IP)，但是這項技術(shù)配置起來十分復(fù)雜，需要修改路由。移動IP在網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和時序上出現(xiàn)問題，會造成持續(xù)數(shù)秒鐘的中斷，導(dǎo)致失去會話的持續(xù)性，從而最終損害WLAN語音應(yīng)用。
另一種實現(xiàn)移動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，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。無論移動客戶設(shè)備連接在網(wǎng)絡(luò)哪個地方，無線交換機(jī)都假設(shè)客戶機(jī)從未移動，從而實現(xiàn)無縫的移動性。無線交換機(jī)組可通過自動在交換機(jī)之間建立移動性隧道來保持跨多條子網(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)時不應(yīng)當(dāng)違反這項法則。過去，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要求子網(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時最重要的。第一步?jīng)Q定將根據(jù)“胖”接入點架構(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的WLAN，最佳的選擇是將這些接入點聚合到不同的VLAN上。這些VLAN連接到一臺可為胖接入點處理子網(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)間移動性問題的專有方法，因此購買者需要小心�；谝苿覫P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現(xiàn)互操作性的機(jī)會。
但是，如果這是第一次部署并且還沒有部署任何接入點，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。
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