Контроль приема вызовов VoIP

Контроль приема вызовов VoIP Содержание Контроль приема вызовов VoIP Общие сведения о контроле приема вызовов Варианты изменения маршрутизации вызова Маханизмы контроля приема вызовов (CAC) Категории механизмов контроля приема вызовов Сравнение видов контроля приема вызовов, основанных на измерениях и ресурсах Краткий обзор функций контроля приема вызовов Технологические условия применения механизмов контроля приема вызовов Определение полосы пропускания голосовой информации Критерии оценки механизма контроля приема вызовов Локальные механизмы контроля приема вызовов Физические ограничения канала DS0 Максимальное число подключений Полоса пропускания голосовой информации Согласование канала Функция Busyout для локальных вызовов Механизмы контроля приема вызовов на основе измерений Агент гарантированного обслуживания Cisco (SAA) Сравнение программных зондов SAA и эхозапросов Протокол SAA Рассчитанный запланированный показатель ухудшения качества передачи Улучшенная функция Busyout для вызовов Функция перехода к аварийному режиму сети ТфОП Зонды SAA, используемые для функции перехода к аварийному режиму работы сети ТфОП Кэширование IP-адресов назначения Формат программных зондов SAA Настройка функции перехода в аварийный режим работы сети ТфОП Масштабируемость функции перехода к аварийному режиму работы сети ТфОП Краткая информация о функции перехода к аварийному режиму работы сети ТфОП Механизмы контроля приема вызовов на основе ресурсов Сравнение методов расчета и резервирования ресурсов Индикация наличия ресурсов Расчет ресурсов на шлюзе Где и как используется механизм RAI в сетях провайдеров услуг Операция RAI Конфигурация RAI Поддержка платформы RAI Полоса пропускания зоны контроллера шлюза Функционирование полосы пропускания зоны контроллера шлюза Управление шлюзом в сетях администрирования вызовов Расчет полосы пропускания зоны Настройка полосы пропускания зоны Краткая информация о полосе пропускания зоны контроллера шлюза Протокол резервирования ресурсов Развертывание протокола резервирования ресурсов (RSVP) Резервирование протокола RSVP для голосового вызова Классификация голосовых пакетов по критерию минимального времени ожидания (LLQ) Присвоение полосы пропускания в протоколе RSVP и механизме LLQ Полоса пропускания для кодека Конфигурация RSVP Масштабируемость протокола RSVP Краткая информация о механизме контроля приема вызовов RSVP Как применить контроль приема вызовов к конкретной сети Когда и какие механизмы контроля приема вызовов применять Контроль приема вызовов в магистральных сетях Защищаемые области сети Анализ различных топологий сети

Стр. 1

Контроль приема вызовов VoIP Номер версии Дата Примечания 1.1 Июль 2001 г. Первое опубликование документа 1.2 Август 2001 г. Незначительные изменения Идея контроля приема вызовов (Call Admission Control, CAC) применима не к передаче данных, а только к передаче голосовой информации. При превышении запланированного поступающего трафика данных возможностей конкретного соединения сети, проблема перегрузки решается с помощью организации очередей, буферизации и отбрасывания пакетов.

Дополнительный трафик попросту откладывается до тех пор, пока интерфейс не будет освобожден или, в случае отбрасывания пакетов, конечный пользователь или протокол запросит повторную передачу информации в связи с истечением времени ожидания. При наличии трафика в режиме реального времени, чувствительного как к задержке, так и к потере пакетов, проблему перегрузки сети невозможно решить таким образом без риска ухудшения качества обслуживания, ожидаемого пользователями трафика.

Для трафика в режиме реального времени, чувствительного к задержке, например, голосового трафика, целесообразнее отложить доступ к сети при ее перегрузке, чем допустить потерю или задержку данных, приводящих к прерывистой, замедленной связи и как следствие — к неудовлетворению потребителей. Следовательно, контроль приема вызовов (CAC) представляет собой детерминированное решение, основанное на информации, которое принимается перед голосовым вызовом, и базируется на доступности необходимых сетевых ресурсов для обеспечения должного качества обслуживания для нового вызова.

Целью данного документа является обзор контроля приема вызовов (CAC), описание различных механизмов контроля приема вызовов и обсуждения наилучшего применения контроля приема вызовов в конткретных сетях. Целевую аудиторию данного документа составляют пользователи уровней Cisco 3 (компетентный), 4 (специалист) и 5 (эксперт). Документ прежде всего предназначен для сетевых администраторов и эксплуатационных групп поставщиков услуг голосовой связи по протоколу IP (VoIP). Документ содержит следующие разделы:

Общие сведения о контроле приема вызовов Локальные механизмы контроля приема вызовов Механизмы контроля приема вызовов на основе измерений Механизмы контроля приема вызовов на основе ресурсов Как применить контроль приема вызовов к конкретной сети Общие сведения о контроле приема вызовов Для программного обеспечения Cisco IOS существует множество механизмов качества обслуживания (QoS) помимо контроля приема вызовов, которые предназначены для проектирования и настройки сети с пакетной коммутацией таким образом, чтобы обеспечить необходимую низкую задержку и гарантированную доставку пакетов, требуемую для голосового трафика.

Эти механизмы качества обслуживания содержат такие инструменты, как организация очередей, надзор, формирование трафика, маркировка пакетов, а также фрагментация и чередование. Эти механизмы отличаются от контроля приема вызовов следующим образом: Они разработаны для защиты голосового трафика от борьбы с трафиком данных за одни и те же сетевые ресурсы. Они разработаны для работы с трафиком, уже присутствующем в сети. Механизмы контроля приема вызовов расширяют возможности пакета инструментов качества обслуживания (QoS) для защиты одного голосового трафика от негативного влияния другого голосового трафика и защиты сети от избыточного голосового трафика. На рис.

1 показывается необходимость контроля приема вызовов. Если полосы пропускания канала доступа к глобальной сети между двумя офисными АТС достаточно только для двух вызовов методом IP-телефонии, то разрешение третьего вызова ухудшит качество

Стр. 2

передачи голоса всех трех вызовов. Рис. 1. Сеть VoIP без контроля приема вызовов Причина подобного ухудшения заключается в том, что механизм организации очередей обеспечивает надзор, а не контроль приема вызовов, что означает выбрасывание последних пакетов из очереди при получении пакетов, превыщающих настроенный или разрешенный размер. В механизмах организации очередей не предусмотрена возможность определения принадлежности IP-пакета тому или иному голосовому вызову, поэтому любой пакет, превышающий заданную интенсивность входного потока за определенный интервал времени, будет отброшен.

Таким образом, для всех трех вызовов будет наблюдаться потеря пакетов, воспринимаемое конечными пользователями как фрагментированная речь. Такую проблему легче решить для механизмов передачи голоса на уровне 2 (VoFR и VoATM), но она особенно раздражает пользователей приложений VoIP, которые являются более привлекательными и распространенными. Варианты изменения маршрутизации вызова На рис. 2 показана точка, в которой решение механизма контроля приема вызовов о недостатке сетевых ресурсов для обработки вызова достигает исходящего шлюза. Рис. 2.

Сеть VoIP с механизмом контроля приема вызовов После отклонения вызова на шлюзе, который его инициировал, происходит поиск иных возможностей обработки вызова. Таких возможностей существует несколько, большинство из них зависят от конфигурации шлюза. Если отсутствуют какие-либо особые настройки, то исходящий шлюз направит вызывающей стороне сигнал занятости линии. В Северной Америке сигнал занятости линии называется fast-busy (сигнал с удвоенной скоростью), а в других частях мира — overflow tone (сигнал перегрузки) или equipment busy (сигнал занятости оборудования). Такой сигнал часто перехватывается маршрутизаторами ТфОП или офисной АТС и заменяется речевым объявлением:

«Все каналы заняты, пожалуйста, перезвоните позже». Исходящий шлюз можно настроить на использование следующих сценариев маршрутизации: Вызов можно перенаправить через альтернативный путь сети с пакетной коммутацией при условии существования такой сети, что требует настройки второй адресуемой точки вызова сети VoIP с более низким приоритетом, чем у выбранного основного узла. Вызов может быть переправлен через альтернативный путь сети TDM (time-divison multiplexing), который предварительно должен быть настроен на адресуемой точке вызова аналоговой телефонной сети (POTS) и физическом интерфейсе TDM для ТфОП или офисной АТС.

Такой вызов может вернуться на исходный маршрутизатор TDM для более выгодного использования одной из следующих функций маршрутизации. Если соединение между исходным маршрутизатором и исходящим шлюзом представляет собой общий канал сигнализации (common channel signaling, CCS), например, QSIG (Q Signalling), PRI (Primary Rate Interface) или BRI (Basic Rate Interface), отклонение вызова может сопровождаться кодом причины, а на исходном маршрутизаторе происходит разрыв канала и возобновляение обработки вызова.

Если соединение между исходным маршрутизатором и исходящим шлюзом представляет собой аналоговый канал или магистраль с сигнализацией по отдельному каналу (channel-associated signaling, CAS), например E&M, T1 CAS, T1 FGD, то вызов должен быть возвращен на маршрутизатор с помощью второго канала на том же интерфейсе. Маханизмы контроля приема вызовов (CAC)

Стр. 3

Поскольку многие интересные аспекты контроля приема вызовов (CAC) в сетях с коммутацией пакетов уже рассматривались, некоторые из найденных решений нашли широкое применение. Ни одно из них не является полным и универсальным, но они могут быть полезны для решения различных аспектов этой задачи. В отличие от сетей с коммутацией пакетов, в которых резервируется свободный временный интервал DS0 для каждого отрезка маршрута вызова, определение свободных ресурсов сети для голосового вызова не является простой задачей. Данный раздел включает в себя следующие подразделы:

Категории механизмов контроля приема вызовов Сравнение видов контроля приема вызовов, основанных на измерениях и ресурсах Краткий обзор функций контроля приема вызовов Технологические условия применения механизмов контроля приема вызовов Определение полосы пропускания голосовой информации Критерии оценки механизма контроля приема вызовов Категории механизмов контроля приема вызовов В оставшейся части этого документа содержится обсуждение десяти различных механизмов контроля приема вызовов, существующих в текущих версиях программного обеспечения Cisco IOS. Механизмы сгруппированы в следующие три категории:

Локальные механизмы контроля приема вызовов — применение локальных механизмов контроля приема вызовов на исходящем шлюзе. Решение контроля приема вызовов основывается на информации узла, например, на состоянии исходящего соединения локальной или глобальной сети. Если соединение через локальную сеть с пакетной коммутацией отключено, то не существует точки выполнения общей логики принятия решения на основе состояния оставшейся части сети, т.к. сеть недоступна. В локальных механизмах содержатся элементы настройки для отключения других функций помимо фиксированного числа вызовов.

Например, если разработчику сети уже известно, что по исходящему глобальному соединению не проходит более 5 вызовов из-за ограничения полосы пропускания, то видится логичным настроить локальный узел на разрешение не более пяти вызовов. Механизмы контроля приема вызовов на основе измерений (CAC) — использование методов контроля приема вызовов на основе измерений предполагает предварительный просмотр сети с пакетной коммутацией для измерения состояния сети и определения, возможен ли новый вызов.

Измерение состояния сети подразумевает отправку зондов на IP-адрес назначения (обычно оконечный шлюз или контроллер шлюза), которые возвращаются на исходный шлюз с некоторой информацией о состоянии, собранной во время прохождения сети к месту назначения. Как правило, для передачи голоса интерес представляет информация о потере и задержке. Механизмы контроля приема вызовов на основе ресурсов — существует два типа механизмов на основе ресурсов: механизмы, рассчитывающие необходимые ресурсы, и механизмы, резервирующие ресурсы для вызова. К важным ресурсам относятся полоса пропускания соединения, временные интервалы DSP и DS0 на связующих каналах TDM, мощность центрального процессора и память.

Некоторые из этих ресурсов можно ограничить на любом узле, через который проходит вызов до назначения. Существует две дополнительные категории функций контроля приема вызовов, но они не решают вопросы инфраструктуры или проектирования сети и, следовательно, не обсуждаются в этом документе. Вместо этого, эти две категории контроля приема вызовов — безопасность и пользователь — фокусируются на вопросах, связанных с разрешением использовать сеть для вызова или для конечного пользователя, следующим образом: Безопасность — является ли данное устройство или шлюз законным в этой сети?

Для решения этого вопроса контроля приема вызовов существуют механизмы аутентификации, в том числе протоколы, например H.235. Пользователь — авторизован ли конечный пользователь для использования сети? Для подтверждения авторизации существует два метода верификации CLID/ANI и PIN, обычно основанные на интерактивном речевом ответе. Сравнение видов контроля приема вызовов, основанных на измерениях и ресурсах Существует небольшое наложение локальных механизмов контроля приема вызовов и механизмов, просматривающих оставщуюся сеть для определения нелокальных условий. Таким образом, легче понять, почему полезны локальные механизмы и механизмы «скопления».

Тем не менее, существует значительное наложение методов, основанных на измерениях, и методов, основанных на резервировании ресурсов, этих двух механизмов контроля приема вызовов, «высматривающих скопления». По этому поводу ведутся споры о том, какой метод лучше. В таблице 1 представлено сравнение сильных и слабых сторон механизмов контроля приема вызовов на основе измерений и ресурсов. С помощью этой информации можно определить наилучший метод для конкретной сети. Таблица 1. Сравнение возможностей методов контроля приема вызовов на основе измерений и ресурсов

Стр. 4