Thiết kế và thực hiện mạng VoIP

[thanhsang_truong]

Tác giả:
Bùi Nguyễn Hoàng Long

Thiết kế và thực hiện mạng VoIP
- Mạng hội tụ thì hổ trợ cho cả thạoi và dữ liệu, tiến trình thiết kế nên cân nhắc cho cả hai yêu cầu đó. Mội mạng có những khó khăn duy nhất. Tuy nhiên có 10 nguyên nên được xem xét trong tất cả các trường hợp:

1. Định danh được những đối tượng của mạng hội tụ, bao gồm những ứng dụng được hổ trợ, như là hội thảo qua video, Web site hổ trở thoại. Định nghĩa mục đích ngắn gọn của những đối tượng để cho phép những người tham gia hiểu rõ được những khó khăn phía trước. Thêm nữa, ghi nhân những yếu tố phụ thuộc mà ảnh hưởng đến những đối tượng này.
2. Hiểu được những mối trường hoạt động của thoại và dữ liệu. Bao gồm những yếu tố về độ tải trên những khu vực mạng LAN và WAN, cộng với những yêu cầu về dự đóan trước lượng băng cho ứng dụng mới, cân nhắc những đặc điểm của các cuộc gọi hiện tại, dự tính được trước khả năng bị tắc nghẽn trong thời điểm nào đó.
3. Chuẩn bị tài liệu về những yêu cầu của hệ thống (System Requiment Document) mà mô tả những chức năng mạng phải cung cấp và bao gồm những đối tượng thiết kế thích hợp, như là độ trễ end-to-end, tính tin cậy, tính dư thừa…. Xem xét liệu một thành phần kiến trúc như là H323 hay SIP thì thích hợp cho những ứng dụng mạng này. Cũng cân nhắc dến những sự thay đổi cần thiết đối với kế họach quay số (dial plan), liên kết WAN, IP subnets, hay những vấn đề mà có thể tác động đến người dùng cuối.
4. Cân nhắc những hệ thống phụ thuộc mà sẽ hổ trợ cho cho mạng này, như là quản lý mạng, phân tích mạng, bảo mật, trợ giúp. Xác nhận rằng bất kỳ những hệ thống hổ trợ đó, như là bộ phân tích giao thức, giao tiếp quản lý mạng thì cũng được hổ trợ cho môi trường mới. Chỉnh sửa System Requiments System khi cần thiết.
5. Tham khảo cả hai nhà cung cấp hiện tại và sắp tới để có được những hố trợ cho yêu cầu hệ thống, cũng tham khảo ý kiến của những người đã có kinh nghiệm trong cùng lĩnh vực. Ghi nhận lại thông tin từ kết quả của quá trình tham khảo.
6. Triển khai kế hoạch cài đặt bao gồm kiểm tra sự tương tác giữa các thành phần khác nhau. Cũng chắc rằng những giao thức báo hiệu giữa những mạng có thể tương thích được với nhau.
7. Chọn nhà cung cấp thiết bị thông qua việc sắp xếp những buổi giới thiệu, và tiếp xúc với những nhà cung cấp có khả năng, đánh giá những đế xuất đó.
8. Triển khai kế hoạch cài đặt và kế họach làm việc với những nhà cung cấp được chọn, và những tổ chức mà tham gia vào dự án. Kiếm tra những hướng đi quan trọng trong kế hoạch triển khai, như là mua thiết bị, thiết lập mạch giao tiếp, đạt đựơc sự thỏa thuận giữa các bên tham gia cho những vấn đề quan trọng trong kế hoạch này.
9. Cài đặt hệ thống mới thử nghiệm trước ở phòng lab, kiểm tra sự hoạt động và ứng dụng trước khi được triển khai rông rãi. Ở giai đọan này rất hữu ích để dùng những công cụ phân tích giao thức như Sniffer Portable analyzer nhằm document quá trình giao dịch thành công như thiết lập cuộc gọi. Tài liệu này được hình thành từ quá trình giám sát, sẽ rất có ích nếu có những vấn đề phát sinh trong quá trình triển khai. Nó cũng rất có ích để xác định rằng tất cà dialing plan và sự đổi của địac chỉ mạng được chuyển đổi thành công tới môi trường mới với những nhóm nhỏ trước khi được thực hiện ở môi trường lớn hơn.
10. Khi đi đến giai đọan cài đặt, kiểm tra tất cả những thành phần mạng, bao gồm sự kết hợp hoạt động giữa những hệ thông không cùng nhà cung cấp và những hệ thống phụ thuộc, như bộ xử lý thư thoại. Huấn luyện người dùng và người quản lý và document những thủ tục mà những cá nhân đó cần biết đối với những tác động đến hệ thống mới. Hòan thành bản vẽ đầy đủ của mạng và nhưng tài liệu cần thiết khác.

Đánh giá chất lượng dịch vụ của mạng VoIP
- Sự khác nhau được xem xét từ phần đầu giữa mạng thoại và mạng dự liệu là độ tin cậy, ở đây mạng thoại thì được thiết kế cho độ tin cậy rất cao, trong khi mạng dữ liệu hoạt động theo dịch vụ “best-efforts”. Nhưng nếu có kế hoạch nâng cấp mạng thoại hiện tại với nền tảng thoại trên nền IP (VoIP), thì không thể mong đợi người dùng chấp nhận được sự suy giảm chất lượng, được biết như là chất lượng dịch vụ (Qos).
- Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến Qos bao gồm như sự mất gói, độ trễ, lượng băng thông sẵn dùng, những giao thức được sử dụng trong kết nối WAN, sự xuất hiện của độ trễ có thể do nguyên nhân như trở kháng không khớp trong PSTN, khử khoảng lặng (silence suppression) để tân dụng tối ưu sự thuận lợi trong quá trình giao tiếp và những điều khác.

- Tuy nhiên, có lẽ yếu tố quan trong nhất ãnh hưởng Qos là số luợng của độ trễ của quá trình truyền end-to-end. ITU-T khuyến nghị G.114, độ trễ tố đa trong một hướng truyển được chấp nhận là 0.15 giây, mặc dù thời gian dài hơn nẳm trong khoảng 0.2 giây, có thể được người dùng chấp nhận. Nếu độ trể vượt mức đáng kể thì cuộc thoại sẽ khó khăn hơn. Trong phần thiết kế có thể xem xét những yếu tố phát sinh độ trễ sau:

• Thuật tóan mã và giãi mã tínn hiệu, thường vào khoảng 0.016-0.0375giây ở điểm bắt đầu đến diểm kết thúc.
• Phụ thuộc vào băng thông,độ tải, và tốc độ truyền những kênh LAN và WAN, có thể cũng tạo ra độ trễ do framing và queuing nằm trong khoảng 0.005-0.025 giây.
• Độ trễ Routing, queuing, propagation qua WAN phụ thuộc vào mội trường truyền và khoảng cách, thường từ 0.01-0.04 giây.
• Jitter, hay sự thay đổi tốc độ đến của gói trong luồng audio và video. Thiết bị nhận sẽ lưu trữ tạm thời những gói đến trước và đợi những gói đến sau, sau đó mới mang lên lớp ứng dụng, thường từ 0.02-0.04 giây hoặc hơn.
• Nhiều yếu tố như là độ trễ lan truyền trên môi trường WAN, thí không thể khắc phục và hòan thiện được. Ngoài ra, như là chọn loại mã hóa (encoder), là tùy chọn mà có thể ành hưởng đến hiệu suất mạng. Nhiều thuật toán mã hóa thì được thiết kế, trong đó có một vài loại là chuẩn. Nhìn chung với những loại mã khác nhau thí có hoặc không các thuật toán nén, nén giúp tiết kiệm băng thông nhưng có độ trễ cao và chất lượng thấp. Một số loại mã phổ biến như:

- G.711 dùng kỷ thuật mã PCM với tốc độ truyển là 64Kbps với độ trễ do mã không đáng kể
- G.723.1 dùng hai kỷ thuật mã ACELP ở 6.3 Kbps và MPMLQ ở 5.3 Kbps với độ trễ mã 0.035 giây
- G.729 dùng kỷ thuyật mã CSACELP ở 8 Kbps với độ trễ mã 0.015 giây.

- Do đó người quản trị cần phải cân bằng giữa băng thông và độ trễ và phải cân bằng giữa múc chi phí cao của băng thông với chất lượng thấp của Qos từ việc tăng độ trễ. Sự cân bằng này đôi khi có được từ việc dùng loại mã như là G.711 cho những giao tiếp nội bộ với lượng băng thông lớn và thường không cần chi phí. Đối với những cuộc gọi qua WAN, băng thông ít và đắt tiền thì có thể dùng loại mã như là G.729.
Kết luận:
- Việc chọn kiến trúc mạng dựa trên PBX hay router cần tham khảo kinh nghiệm của những nhà cung cấp, nếu như không chắc tùy chọn nào tốt hơn, hãy xem xét tiến trình giải quyết vấn đề của từng nhà cung cấp hay tổ chức.
- Chọn giao thức H323 hay SIP cho báo hiệu cũng nên tham khảo ý kiến của những tổ chức hay cá nhân đã có kinh nghiệm, và vì cả hai đều có những thuận lợi và nhược điểm nên việc chọn lựa lọai giao thức sử dụng cũng căn cứ vào sự triển khai và phát triển của tổ chức.
- Cẩn thận với cân bằng giữa chi phí và Qos, bởi vì người dùng đã quen với chất lượng thoại của cuộc gọi qua mạng PSTN, do đo trong quá trình thiết kết cần bắt đầu với đối tượng Qos trên mạng thử nghiệm và xem bao nhiêu băng thông thì cần để đảm bảo yêu cầu đó.
- Chọn loại mã (codec) cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng cuộc gọi. Vi dụ, mã tốc độ thấp sẽ mang chất lượng thoại tốt cho những khu vực nội bộ. Trái lại mã tốc độ cao sẽ làm giãm chất lượng cuộc gọi, phù hợp cho những cuộc gọi ở những khu vực xa nhau.

(hết)