网络是否为语音和视频做好了准备

        把语音和视频部署到桌面型电脑上的最大一个技术难题就是如何通过广域网获得一致的、让人满意的服务质量（QoS）。本文阐述了几种有用的指导方法，以用来评估机构中的网络是否为部署语音和视频IP做好了准备。

        服务质量是构建在网络中的一种性能，其能确保信息以及时的方式在网络中传输。大多数现有的数据网络都是为对延迟容忍度低的突发性应用而设计的,这也就意味着：如果数据包是在一个合理的时间内被传送到，那么应用者和用户就都会很满意。然而，语音和视频数据对于延迟到达是十分敏感的。如果数据包在传输出去的约200ms后才到达，那么这个数据包作为实时通信的承运者就已经毫无价值可言了，因为它到达太晚，已经不能被通话和视频图像所使用了，因此必须适当地设计和配置承运语音和视频IP的网络，以确保实时数据包能在网络中有效地传输。

        可以看出，当大量的、未受控制的密集数据应用与关键任务和/或实时应用（如语音和视频）争占不足的广域网带宽时，关键任务和/或实时应用（如语音和视频）就会执行的不好。

        当数据包必须通过广域网进行传输时，获得让人满意的服务质量这一难题就变得越加难以解决。一般局域网（LANs）的运行速度是10Mbit/s、100Mbit/s，有些带宽甚至可达到1Gbit/s或更高。然而，由于广域网的带宽要比局域网的贵很多，所以许多广域网仅以T1（1.45Mbit/s）或更慢的速度进行运行，这就在局域网/广域网的接口处产生了一个巨大的瓶颈。对于像电子邮件、网页浏览、客户端—服务器程序以及许多其他应用的正常数据包来说，在局域网/广域网接口处所产生的瓶颈的确是件麻烦事，但他们还不能成为应用杀手。因为这些应用可以容忍延迟，他们的功能还是令人满意的。然而，当语音和视频数据包必须与常规的数据包来争占带宽有限的广域网，在广域网上进行传输时，语音和视频应用就失去了效用，除非采取一些步骤来确保语音和视频的服务质量。

一、评估当前网络

        从理论上来说，进行网络评估是很简单的。通过确认哪个应用是运行在当前网络上的，这些应用运行时，他们需要使用多少带宽以及他们的运行情况是否良好，网络管理员就可以设立一个网络基线。进行评估的工具有多种，包括数据包嗅探器和网络探测器。这些设备中大多数都使用了被广泛接受的标准监控规范，如远程监控或RMON（远程网络监控）。这些标准能实现各种网络监控器和控制系统进行网络监控数据交换。使用RMON（远程网络监控），网路管理员可以监控大量的网络参数，包括遗失数据包的数量、由特定设备发送和接收的数据包、数据包冲突数、哪个设备发送的数据最多、哪个设备接收的数据最多、数据包大小计数器等等。除了嗅探器和探测器外，网络管理员也可用许多路由器来测量路由器间网络区段的延迟时间和抖动情况。然而，仅仅依靠低水平的协议分析器（如那些仅通过观察IP数据包标题来区分流通量的分析器）不能对网络中是哪个应用正在输入数据给出任何提示，阻碍了发现一些重要流通的趋势。采用应用等级、从一个应用流通中区分另一个应用的流通实现了个体应用行为的区分。例如，运行在网络中的Skype、Ares、BitTorrent、病毒、蠕虫病毒以及其它大量的基于非HTTP的应用通过80端口穿越防火墙，隐藏在HTTP通道中时，他们占用了大量的带宽。面对网络性能问题，在没有更复杂的监控工具能以应用等级的方式来检验网络行为的时候，IT管理员从非法的点到点（P2P）流通中区分合法的网页浏览流通就会很困难。视频会议和语音IP（VoIP）也同样面临着此类困难。VoIP开始时使用定义明确的端口建立呼叫设置，但使用时却扩展到用几个动态定义的端口（根据所使用的视频终端，动态定义的端口高达8个或更多）来交换数据。知道哪个应用正在运行，他们都使用了什么等级的网络资源，以及他们的运行情况怎样，对于建立基线和维护网络控制都是至关重要的。先进的网络监控工具可从几个服务商处购买，这些服务商将帮助企业区分和描述运行在网络中的应用。

二、带宽分析及计划

        网络流通发现和分类展示了网络中运行的内容，以及运行在网络中的每个应用对于机构来说实际上有多重要；带宽分析为网络管理员提供了创建管理带宽战略、改善网络拓扑、为未来性能设立计划所必须的关键数据。使用分析和性能分析是两种主要的分析类型。

三、带宽使用分析

        使用分析确定了是哪个应用、哪个个体或哪个主机正在使用带宽。使用分析展示了。

（1）正确的应用是否得到了足够的访问带宽，错误的应用是否占有了过多的访问带宽；

（2）机构是否从服务供应商处获得了合同中所规定的全部带宽；

（3）机构是否有足够的带宽用于应用在网络中运行，关键应用实际上用多少带宽，网络是否被有效的管理着。

四、应用性能分析

        应用性能分析由在网络、服务器、主机、终端和其他设备上执行的应用所产生的延迟测量组成。最佳的性能分析器可跟踪并可关联某个特定应用或某个应用（如Citrix、语音IP或视频应用）中的一个子过程的延迟。

五、用于视频和语音应用的带宽计划

        当为语音IP或视频应用计划带宽时，理解真正所需的带宽数量是十分重要的。一般来说，这些应用包括几个部分：音频、视频、控制器和协议开销。在配置应用时指定的带宽能够或不能胜任应用数据的实际需要。但当考虑所有其他部分时，实际被使用的带宽通常会更多。所以决定精确应用性能需求唯一可以信赖的方法就是使用网络测试设备来检测他们。

        应用于语音IP的带宽取决于采用了哪种压缩编码算法。几种普通语音IP编码所使用的带宽位于下表中。请注意：这些数值包括数据包标题协议开销，但使用ATM或帧延迟在广域网中传输时还需要额外10%的带宽，不同的语音IP压缩编码算法使用带宽的数量不同。

       对于视频IP来说，根据以往实践总结出来的经验，局域网开销的带宽为标称值再外加10%，广域网开销的带宽（如ATM“信元税”）为10%。例如，支持一个采用广域网进行传输的384kbit/s视频电话会议，至少要提供460kbit/s的带宽；支持一个512kbit/s视频电话会议，至少要提供615kbit/s的带宽。从图2中可以看出，语音和视频IP电话设置率可能是稳定状态值的几倍。

        为视频应用增加些带宽，IT管理员会得到很多帮助，因为新的性能实际上为运行在网络中的全部应用创建了更多的带宽。在视频应用中，视频压缩引擎可发送三种类型的帧：关键帧包含有一个特殊图像中所容纳的全部信息；P帧只包含有从帧到帧中视频图像所改变的信息；b帧与P帧相似，但b帧是从关键帧或P帧中构建起来的。由于视频应用所需带宽的大小是不断变化的，这种变化基于发送的是不是包含大量数据的关键帧。由于大多数时候使用的是较小的P帧和b帧，那么当发送的不是关键帧时，实际上就可以有更多的带宽供其它的应用使用。