為語音WLAN建立子網
2004/03/25
“為保證語音應用在WLAN上的順利運行，要根據無線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。
我們目前正在部署WLAN。預期這條WLAN將在一個園區(qū)內支持多達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/內聯子網的漫游功能。為了實現園區(qū)內的無縫漫游，讓園區(qū)各處時刻保持連續(xù)的RF信號，設計子網的規(guī)范時有沒有什么經驗法則？我們認為像廠商建議的扁平語音網是行不通的�！�
面對用戶關于WLAN語音子網的疑問，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系統架構
Trapeze Networks公司Dan Simone認為，用戶的直覺是對的。在一條扁平子網中支持數千名無線用戶(無論他們是語音還是數據用戶)，顯然是不能擴展的。讓一條子網覆蓋整個園區(qū)也十分麻煩，有線網絡上的經驗證明了這一點。因此，對于使用802.11b有限帶寬的語音應用來說，結果不會更好。在大型子網環(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應用來說，會使用可廣播大量數據的小型CPU驅動的設備，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，從而導致低質量的語音呼叫。
主要為語音用戶提供服務的子網的合適規(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。如果是呼叫中心應用，可以將子網大小減少到更可管理的、更實際的規(guī)模(例如，每條子網255或127位用戶)。取得成功的關鍵是無線設備以大約50毫秒或更短的漫游時間(包括認證和授權)，在園區(qū)內提供“真正的”子網內漫游功能的能力。
由于所有的用戶不可能停留在同一條子網內，WLAN系統的架構必須非常有效地支持子網漫游。這種架構應當允許任意子網的用戶在WLAN各處漫游，除非具體的IT策略在某些網絡區(qū)域禁止接入。此外，WLAN系統應當在不引入新的路由協議(如移動IP)以及不需要改變有線骨干網就可在骨干網上傳播所有的語音VLAN的條件下，實現子網漫游功能。
用戶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(guī)模上添加語音子網。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上，都動態(tài)支持這些子網和服務質量信令。這樣，無論數據流在何處進入有線網絡，都可以實現完全的移動性。
WLAN交換機架構
Meru Networks公司Vaduvur Bharghavan表示，在數據網絡中，為了減少廣播數據流，一般建議將網絡劃分更小的子網。廣播數據流被發(fā)送給局域網子網上的所有系統。當網絡擴展時，這種作法降低了網絡的性能，并且廣播數據流將隨著用戶數量而增加。
廣播數據包最常見的類型為地址解析協議(ARP)請求和NetBIOS。構成大部分廣播內容的ARP (RFC 826)被終端系統用來確定向其發(fā)送IP包的另一個系統的MAC地址。
通常推薦的子網大小為254個主機。但是，這并不是一種硬性規(guī)定�？梢愿鶕A期的廣播數據流流量，選擇更大或更小的子網規(guī)模。
一些WLAN交換機架構消除了這種劃分更小的子網的需要，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。這對于無線系統尤其重要，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絡性能非常重要。
當用戶將無線網絡劃分為多條子網時，必須確保WLAN交換機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絡中的子網漫游。這對于無線語音部署尤其至關重要，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：語音是一種比數據更苛求的應用。
在802.11中，人們都知道客戶機決定何時、何處建立聯系和切換，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，客戶機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據上。語音不能承受這種損失，否則呼叫變得差得讓人無法接受。這是由于語音系統是數字采樣的，一般每隔30毫秒采一次樣。如果丟失一個數據包，信號就不能完全恢復，其結果是低劣的語音質量。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質量的呼叫所淹沒。實際上，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，來建立WLAN語音子網，本期再介紹幾種不同的設計思路。
移動性
無論無線應用是語音還是數據，子網的大小都不應當是一個移動性問題。移動性的關鍵是能夠跟蹤客戶設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，相應地轉發(fā)數據包。在一條子網中，這可以利用客戶機MAC地址實現。但是這種方法不能擴展到一條子網之外，并且它還限制了管理人員有效管理網絡的能力。
若要跨子網實現漫游，無線產品必須能夠利用IP地址在3層上跟蹤客戶設備的移動。此外，基礎設施還必須代表客戶機執(zhí)行一些基本的IP連接性功能，使現有IP基礎設施支持客戶機的移動性。解決這個問題的一種方法是采用代理移動IP(Mobile
IP)，但是這項技術配置起來十分復雜，需要修改路由。移動IP在網絡發(fā)現和時序上出現問題，會造成持續(xù)數秒鐘的中斷，導致失去會話的持續(xù)性，從而最終損害WLAN語音應用。
另一種實現移動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，無線交換機負責跟蹤漫游的客戶機。通過利用LWAPP隧道以及邊緣隧道技術，客戶機IP地址的物理位置被隱蔽起來，使網絡路由功能看不到。無論移動客戶設備連接在網絡哪個地方，無線交換機都假設客戶機從未移動，從而實現無縫的移動性。無線交換機組可通過自動在交換機之間建立移動性隧道來保持跨多條子網的連接。
經驗法則
子網大小的歷史經驗法則一直是一條子網上254個主機。這正是企業(yè)IP網的架構，在為企業(yè)提供無線語音或無線數據時不應當違反這項法則。過去，無線網絡設計要求子網空間扁平化來彌補缺少子網間的漫游功能。但是，這種限制基本上已經被業(yè)界的許多廠商消除了。
在部署WLAN做出的架構上的選擇也許是部署WLAN時最重要的。第一步決定將根據“胖”接入點架構還是WLAN交換機架構來做出。如果已經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間漫游的WLAN交換機或專用設備上。目前有許多解決子網間移動性問題的專有方法，因此購買者需要小心。基于移動IP的系統至少是基于標準的，即使它們采用專有擴展，也還存在未來廠商之間實現互操作性的機會。
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，并提供到協議棧所有層的可見性。因此，確保語音流在空中和網絡中得到所需的優(yōu)先級是只有WLAN交換機架構才能做到的事。
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