用qos完美保证voip

1、用QOS完美保证VoIPCreated by肖春喜李丹on 12/4/03 12:05 AM in 13 pages.揭开美女的面纱用QOS完美保证VoIP版权所有侵权必究http:/forum.huawei-1.1 前言提到语音的QOS保障,众人无不掩面而泣,但看过本文的读者大可以成竹在胸,运筹帷幄了。仅以本文献给在语音QOS方面付出巨大心血的研发同仁,一并献给在语音QOS方面做出巨大努力的肖春喜同志。 研发众侠集体照 肖春喜近照 李丹近照1.2 目录1.1前言 (21.2目录 (31.3从最简单的组网开始说起 (41.4对V O IP和QOS,我们必须知道的几点 (41.4.1 V oIP

2、 ( 语音质量的几个影响因素: ( 语音编解码方式及其所占用的带宽 (51.4.2 QOS (51.5简单组网的简单配置-效果第一 (51.6对上面配置的解释 (91.6.1 CBQ保证语音信令流 ( 定义CBQ要保证的数据 ( 定义calss的匹配规则 ( 定义CBQ策略 ( 接口下启用CBQ ( 关闭出接口快转 (101.6.2 RTPQ保证语音数据流 (101.6.3其他必须的配置 ( qmtoken 1,减小物理层的队列 ( 减小MT

3、U,减小延时 (111.6.4让语音包使用指定的源IP地址 (111.7推开来说一个常用的复杂的组网 (121.7.1中心是中端路由器,如26XXE,36XXE (121.7.2中心是高端路由器,如NE系列 (121.7.3网络中有其他品牌的设备怎么办? (131.8经过上述配置为何语音质量仍然欠佳? (131.9还有其他问题? (131.3用QOS完美保证V oIP 从最简单的组网开始说起从最简单的组网开始说起 路由器AB之间的广域网链路带宽是有限的,比如64K线路。在无QOS保证时,当A侧客户端从B侧服务器获取大量数据时,A侧电话听到B侧传来的声音出现明显断续,很长延迟,通话质量恶劣。1.

4、4 对VoIP和QOS,我们必须知道的几点1.4.1 VoIPV oIP,即V oice over IP,对语音路由器而言,功能主要是:把模拟语音转换压缩成IP或者把IP语音包解压转换成模拟语音,然后就是对普通IP包的转发。对前者我们不能控制,主要是在后一方面,即对IP包的转发进行处理。 语音质量的几个影响因素:1.带宽(Bandwidth:当带宽不足时,语音质量会明显的下降;充足的带宽是保证语音质量的基础。2.时延(Delay:由于IP电话需要对语音包进行编码和解码,再加上传输的时延,这就使得IP电话的时延要比普通电话大得多,当时延大于400ms时,人就可以明显的感觉出来,当时

5、延大于2s时,交流就会比较困难。IP电话的编解码时延大约在120ms左右,传输时延是影响IP电话时延的主要因素。3.抖动(Jitter:所谓抖动,就是每个语音包传输时间之间的差别;当抖动超过一个语音包的时长时,语音质量就会明显下降。通过提高打包时长,可以减少抖动对语音质量的影响。4.丢包(Packet loss:一般来说,丢包对语音质量影响不大,当丢包在10%以下时,不会有明显的感觉;但是当丢包大于20%时,就会影响语音的质量。5.静音检测(Voice Active Detect静音检测能够减少传送的语音包数量,减少所需的带宽,但同时静音检测可能会丢掉一些微弱的声音,在静音到非静音的转换过程中

6、,会给用户不连贯的感觉。6.背景噪声生成(Background Noise:用QOS完美保证V oIP 简单组网的简单配置-效果第一背景噪声主要解决当静音检测时静音和非静音转换时的问题,通过加入背景噪声,用户会觉得语音较连贯,但背景噪声毕竟不是真实的,实际上也降低了语音质量。7.回波抵销(Echo Cancellation:由于IP网络时延的不确定性,回波抵销本身就有可能导致语音的失真。 语音编解码方式及其所占用的带宽语音编码的带宽和实际所占用的带宽是不同的,语音编码的带宽是实际语音包的带宽,而语音包在IP网络上传输时,还需要增加各种包头,如RTP包头、UDP包头、IP包头。由于

7、语音包本身很小,所以这些额外的带宽是很可观的。在表5-1中列出了各种编码方式下和打包时长所对应的实际带宽。表1-实际带宽与语音编码和打包时长的关系语音编解码打包时长语音数据带宽实际所占带宽G.723.1(5.3K 30ms 5.3K 5.3*(20+40/20 = 16.2KG.723.1(5.3K 60ms 5.3K 5.3*(40+40/40 = 10.6KG.723.1(6.3K 30ms 6.3K 6.3*(24+40/24 = 16.8KG.723.1(6.3K 60ms 6.3K 6.3*(48+40/48 = 11.6KG.729 20ms 8K 8*(20+40/20 = 24

8、KG.729 60ms 8K 8*(60+40/60 = 13.3K由上表可以很明显的看出,打包时间越长,所占用的实际带宽越小,但时延越大。Quidway路由器的V oIP使用H.323协议族,语音信令流H225使用了TCP的1720端口,H245使用了1800-1820端口;语音数据流使用了UDP从16384到32768端口,并且是几十个字节的密集小包。1.4.2 QOSQOS不是端到端的,所以整网全部链路拥塞着或者链路将要拥塞的参与语音IP流转发的路由器都必须参与QOS处理。QOS对出方向的数据流量做处理是合理而必要的。线路不拥塞时,QOS是不生效的。提高语音数据的优先级,保证语音数据的带

9、宽是我们要做的。我们使用CBQ保证语音信令流的带宽和优先级。RTPQ保证实时语音数据流的带宽和优先级。1.5 简单组网的简单配置-效果第一针对上节的组网我们给出如下配置,下节做出详细解释。流量是从B侧流向A侧的,关键的路由器B的配置如下:Router-Bdisp curNow create configuration.Current configuration!version 1.74local-user a service-type administrator password simple asysname Router-Bfirewall enable!acl 100 match-ord

10、er autorule normal permit tcp source any destination any destination-port equal 1720rule normal permit tcp source any destination any destination-port range 1800 1820 rule normal permit tcp source any source-port range 1800 1820 destination any rule normal permit tcp source any source-port equal 172

11、0 destination anyrule normal deny ip source any destination any!controller e1 0channel-set 0 timeslot-list 1!controller e1 1!interface Aux0async mode flowlink-protocol ppp!interface Ethernet0ip address ospf enable area !interface Ethernet1!interface Serial0link-protocol p

12、pp!interface Serial1link-protocol ppp!interface Serial2:0link-protocol pppmtu 256ip address 52qmtoken 1undo ip fast-forwardingqos rtpq start-port 16384 end-port 32768 bandwidth 20qos apply policy outbound voipospf enable area !interface Bri0link-protocol pppdialer ena

13、ble-circular!interface LoopBack1ip address 55ospf enable area !voice-setup!dial-program!entity 1 potsmatch-template 22line 0!entity 2 voipaddress ip match-template 11!gk-clientgw-address !subscriber-line 0!subscriber-line 1!quit!qos class logic-and 1if-match

14、 acl 100!quitqos policy voipqos-class default-classquitqos-class 1ef bandwidth 16 cbs 16000quitquit!quitospf enable!quit!returnRouter-Adisp curNow create configuration.Current configuration!version 1.74local-user a service-type administrator password simple a sysname Router-Afirewall enable!acl 100

15、match-order autorule normal permit tcp source any destination any destination-port equal 1720rule normal permit tcp source any destination any destination-port range 1800 1820 rule normal permit tcp source any source-port range 1800 1820 destination any rule normal permit tcp source any source-port

16、equal 1720 destination anyrule normal deny ip source any destination any!controller e1 0channel-set 0 timeslot-list 1!controller e1 1!interface Aux0async mode flowlink-protocol ppp!interface Ethernet0ip address ospf enable area !interface Ethernet1!interface Serial0:0li

17、nk-protocol pppmtu 256ip address 52qmtoken 1undo ip fast-forwardingqos rtpq start-port 16384 end-port 32768 bandwidth 20qos apply policy outbound voipospf enable area !interface LoopBack1ip address 55ospf enable area !voice-setup!dial-progr

18、am!entity 1 potsmatch-template 11line 0!entity 2 voipaddress ip match-template 22!gk-clientgw-address !subscriber-line 0!subscriber-line 1!subscriber-line 2!subscriber-line 3!quit!qos class logic-and 1if-match acl 100!quitqos policy voipqos-class default-classquitqos-class 1ef bandwidt

19、h 16 cbs 16000quitquit!quitospf enable!quit!return经过如上配置,效果立竿见影,在链路拥塞时,语音也同样流畅无比。1.6 对上面配置的解释1.6.1 CBQ保证语音信令流 定义CBQ要保证的数据acl 100 match-order autorule normal permit tcp source any destination any destination-port equal 1720rule normal permit tcp source any destination any destination-port rang

20、e 1800 1820rule normal permit tcp source any source-port range 1800 1820 destination anyrule normal permit tcp source any source-port equal 1720 destination anyrule normal deny ip source any destination any 定义calss的匹配规则qos class logic-and 1if-match acl 100 定义CBQ策略qos policy voipqos-cla

21、ss default-classquitqos-class 1ef bandwidth 16 cbs 16000quitquit优先保证带宽,单位是Kbytes,大小16K;cbs是令牌桶大小,单位是bytes,必须与前面bandwidth相差不多,方便起见定义为16000。这16K就是在拥塞时给语音信令流保留的,完全足够,可以适当减小。 接口下启用CBQqos apply policy outbound voip 关闭出接口快转undo ip fast-forwardingCBQ要生效,必须关闭快转。1.6.2 RTPQ保证语音数据流qos rtpq start-

22、port 16384 end-port 32768 bandwidth 20出接口下配置,带宽单位是Kbytes,一路语音的带宽建议定义为16,18,20,22,24其中之一。本例使用的是路由器缺省的,也是国标推荐的G729(60ms打包,为保证一路语音,配置为20,如果有N路,就配置为N×20。如果带宽充足,完全可以再增大一些。根据前面表1,使用不同的压缩格式,相应配置不同的带宽,但每路最好都比表1列出的增大3-6K为好。免费赠送一句:此命令对任何udp报文均有明显效果,视频数据流与语音数据流一样是udp,密集,小包。用 QOS 完美保证 VoIP 对上面配置的解释 1.6.3 1

23、.6.3.1 其他必须的配置 qmtoken 1，减小物理层的队列 qmtoken 1 CBQ 和 RTPQ 的队列是链路层的 QOS 队列， 物理层是 BD 队列， 缺省长度是 6。 队列太长， 数据包占不满 BD 队列， QOS 是不生效的。所以此处必须设置为 1。 此命令要生效，必须 shutdown，undo shutdown 接口。 减小 MTU，减小延时 mtu 256 接口下缺省的 MTU 值是 1500，上文已说，语音数据是几十字节小包，如果队列中有其他非语音的大包，路由器处 理发送大包的时间必定较长，影响语音质量。此处减小 MTU，使进入队列的数据包变小，使其

24、发送速度加快。 MTU 建议配置为 256 或者 128，当然别忘了对端的接口也必须配置为相同大小。 在低于 2M 的链路上修改 MTU 是必须的，但如果是 2M 或者 2M 以上带宽，MTU 可以不用修改。 1.6.4 让语音包使用指定的源 IP 地址 gk-client gw-address 缺省情况下，语音打包使用的源地址是路由器出接口的 IP 地址。指定路由器语音报文使用永远 up 的 loopback 口地 址好处显而易见： 多链路出口时，源地址不变。 简化 QOS 的配置。 简化 QOS 的配置详见 1.7.2 节 用 QOS 完美保证 VoIP 11 Page 1

25、1 用 QOS 完美保证 VoIP 推开来说一个常用的复杂的组网 1.7 推开来说一个常用的复杂的组网 因为 RTPQ 是中端路由器 VRP1.74-0102 及其以上版本对 VoIP 的专有配置。下面就得介绍两种情况了。 1.7.1 中心是中端路由器，如 26XXE，36XXE CBQ 和 RTPQ 与上文配置完全相同。 1.7.2 中心是高端路由器，如 NE 系列 NE 系列没有 RTPQ，怎么办？用 CBQ 就 OK 了。 配置思想如下（下文是中端路由器的配置，NE 的 CBQ 配置与不同，此处不再赘述） ： acl 100 match-order auto rule normal pe

26、rmit ip source any destination rule normal permit ip source any destination 用 QOS 完美保证 VoIP 12 Page 12 用 QOS 完美保证 VoIP 经过上述配置为何语音质量仍然欠佳？ rule normal permit tcp source any destination any destination-port equal 1720 rule normal permit tcp source any destination any destination-port range 1800 1820 rule normal permit tcp sour