IP-telefoni och QoS - i ett multiservice nätverk

by Jägevall, Magnus

IP networks services are expanding from web browsing and sending e-mails to handling organisations voice traffic and video streaming. By implementing real-time services into an existing IP network, the equipment faces challenges of prioritising traffic due to real-time traffic demands. If real-time traffic is not prioritised the VoIP (Voice over IP) service might suffer quality problems such as loss of words during a conversation. This degree project identifies problems and solutions for implementation of voice traffic in an existing IP network. Tests are made to further illustrate the importance of QoS (Quality of Service) in a real-time traffic environment. 1. Introduktion I dagsläget kan organisationer sträcka sig över flera kontinenter, men ändå fungera som en logisk organisation istället för flera fysiska. Att sammanbinda kontor mot en centralpunkt är något som idag är möjligt genom de utbyggda kommunikationsmöjligheter som existerar[3]. Tidigare användes e-post och www tjänster för att sammankoppla lokalkontor, men med ökad kapacitet i datanätverken tillåts även implementering av IP-telefoni (VoIP) och därigenom röst och videokommunikation[19]. För att kunna integrera telefoni ställs krav på datanätverket som möjliggör prioritering av realtidstrafik. Tillskillnad från vanliga telenätet erbjuder IP-telefoni mer kapacitet, vilket resulterar i fler tjänster såsom videosamtal[16]. Med implementering av IP-telefoni förändras datanätverket till ett multiservice nätverk som ytterligare kommer att kunna byggas ut med fler tjänster såsom närvarohantering[19]. För multiservice nätverk ställs högre krav på bland annat köhantering och tillgänglighet, då all kommunikation använder samma nätverk istället för separata som tidigare. För att nätverket ska kunna leverera de tjänster som det är konfigurerat för att göra måste Quality of Service och dess parametrar integreras. Dess uppgift är bland annat att prioritera trafik samt tilldela tjänster bandbredd[10]. Ett välfungerande multiservice nätverk är ett nätverk där de olika tjänsterna som erbjuds fungerar tillsammans utan att de påverkar varandra. Tillgängligheten och pålitligheten blir än viktigare då VoIP (Voice over IP) integreras i datanätverket, eftersom realtidstrafik är mer känslig mot störningar än vad datatrafiken är. Rapporten är uppbyggd enligt följande. Kapitel 2 behandlar IP-telefoni och VoIP med belysning på protokollet SIP och dess arbetsmetoder samt RTP. Det följs av ett kapitel som berör IP Presence, vilket spås bli nästa stora tjänst i multiservice nätverken. Vad som krävs för att implementera VoIP i ett befintligt nätverk gällande trafikadministrering behandlas i kapitel 4 och det följs upp av ett kapitel om de problem som rör VoIP lösningar. Avslutningsvis är tester gjorda på trafikadministreringslösningar för att framhäva dess relevans och reella funktion och verkan. 1.1. Problemformulering I framtidens datanätverk kommer fler tjänster än endast trafik mellan datorer uppta bandbredd. För att kunna samsa tjänster såsom telefoni och datatrafik i ett nätverk måste rösttrafiken prioriteras, eftersom den är beroende av realtidsströmmar. • Vad är ett multiservice nätverk, och hur fungerar det? • Vad är QoS, och varför behövs det? • • Vart behövs QoS? Hur byggs ett stabilt och feltolerant multiservice nätverk? 1.2. Avgränsning Studien är avgränsad till att behandla IP-telefoni och till viss del närvaro (presence) service nätverk som en del av multiservice nätverk. Med IP-telefoni tas aspekter av både röst och videosamtal. Rapporten kommer således inte behandla frågor gällande datatrafik i framtidens nätverk. Huvudinriktningen på studien är den trafikprioritering, bandbreddstilldelning och trafikbegränsning som äger rum då röst och videotrafik ska existera ihop med datatrafik. 1.3. Nomenklatur CIR = Committed Information Rate FPS = Frames per Second IETF = Internet Engineering Task Force 2006-06-13, 1(16) ISDN = Integrated Services Digital Network PSTN = Public Switched Telephone Network PoE = Power-over-Ethernet QoS = Quality of Service RSVP = Resource Reservation Protocol