通过适当的路由选择,最大限度地减少抖动、延迟和其他统一通信问题

路由是网络运营的重要组成部分,正确使用路由对于任何企业网络都至关重要。

在网络环境中,路由是数据包在从一个节点传输到另一个节点时被定向到最终目的地的过程。路由设计的许多方面都会影响一般的网络流量模式和特定的网络服务。如果路由设计没有考虑到UC 和 VoIP 服务的特殊特性,它们可能会受到不利影响。

本文将探讨路由实现的各个方面,以了解它如何影响实时服务。我们还将介绍应考虑哪些具体设计方面,以确保此类服务正常运行。

什么是路由?

数据网络由路由器或网络节点分隔的网段组成。这些节点被编程为接收每个数据包,读取其标头中的目标 IP 地址,并决定从哪个端口将数据包转发到其目的地。这个过程称为路由

通过适当的路由选择,最大限度地减少抖动、延迟和其他统一通信问题

路由发生在数据包从源到目的地的路径上遇到的每个网络节点。每个路由器或网络节点都会单独做出路由决策,直到数据包到达目的地。

通过适当的路由选择,最大限度地减少抖动、延迟和其他统一通信问题

路由是如何学习的

路由器通过管理员在每个路由器内配置静态路由规则或设置动态路由协议,了解特定目的地的适当出口接口。

静态配置路由规则有利于小型网络,因为小型网络的效率和简便性超过了对可扩展性和冗余的需求。对于大型网络,路由协议则更为可取。

实施路由协议后,路由器会自动互相公布路由。然后,它们使用特定算法为每个目的地确定最佳出口接口。

如果路由器或链路因任何原因发生故障,动态路由协议可自动确定通往预定目的地的替代路径,从而形成 “自我修复”网络基础设施。

路由设计概念

网络中可以采用各种路由设计概念,这些概念有利于整体网络运行,确保带宽使用效率和冗余。

此外,我们还必须了解一些与特定行为相关的路由现象;以下是对 VoIP 和统一通信最重要的几种路由现象。

等价多路径(ECMP)路由

通过这种技术,可以配置路由,以同等成本在两条或多条路径上平衡流量负载。这样既能提高网络带宽使用效率,又能在链路或节点出现故障时提供冗余。

等价多路径 (ECMP) 路由

使用 ECMP 路由可在源和目标之间提供更多可用吞吐量,并提供更可靠的网络。这种安排通常是理想的,尤其是对于提供关键任务和高带宽服务和应用程序的网络。

非对称路由

数据包能够到达目的地这一事实并不保证有返回路径可用;如果有,也并不意味着返回路径与转发路径相同。当返回路径与转发路径不同时,这称为非对称路由。

下图显示了绿色前向路径与蓝色返回路径的不同之处。

通过适当的路由选择,最大限度地减少抖动、延迟和其他统一通信问题

不对称路由可能由多种原因引起,包括错误的路由设置、非典型的网络指标或有意的设计选择。

当路由表未正确同步、成本指标偏向于入站和出站流量的不同路径或负载平衡技术在多条路由之间分配流量时,可能会出现这种情况。

VoIP 和 UC 要求

由于它们是实时工作的,因此 VoIP 和 UC 应用程序具有传统数据类型所不具备的流量路由要求。

影响这些时间敏感数据流的网络现象包括抖动、延迟、数据包丢失和无序数据包到达。

网络规划人员必须意识到路由操作和设计会影响数据传输的这些方面,从而直接影响企业网络上 VoIP 和 UC 应用的质量。

路由对 VoIP 和 UC 的影响

尽管 ECMP 为网络运营带来了重要好处,但可用于传输流量的多条路径可能会增加抖动和数据包无序到达。多条路径可能带来的不同延迟可能会导致数据包到达时间不可预测,从而导致质量下降,在极端情况下甚至会导致通话中断。

同样,非对称路由也可能导致实时流量出现问题。非对称路由可能不会对更传统的数据流量造成那么大的影响,但会影响实时服务。

当发送数据包的路径与接收数据包的路径不同时,这可能会导致抖动、延迟和数据包重新排序增加,所有这些都会降低 VoIP 和 UC 的质量。

例如,数据包可能采用低延迟直接路由到达目的地,但通过高延迟备份链路返回。

这可能会对语音或视频通话造成干扰,因为远程参与者之间的互动可能会变得非常不同步。

ECMP 和非对称路由是影响时间敏感型通信的最突出的路由相关机制之一。但是,其他可能影响 UC 和 VoIP 服务的路由和相关网络操作包括:

  • 基于策略的路由 (PBR):此路由技术基于更多参数做出路由决策,而不仅仅是到达目的地的最低成本。如果路由决策是基于策略(例如,应用程序类型或源 IP)而不是最佳路径做出的,VoIP 和 UC 数据包可能会采用次优路由,从而增加延迟和抖动。应用 PBR 时,必须确保策略优先考虑时间敏感型流量。
  • 动态路由协议稳定性:如果配置错误或网络不稳定导致路由更改过于频繁或“路由抖动”,动态路由协议的“自我修复”特性可能会导致网络稳定性问题。这种情况可能会导致暂时中断、延迟增加或抖动,这些都会对实时通信造成问题。

    虽然这种现象对所有类型的数据都有害,但 VoIP 和 UC 更容易受到这种不稳定性的不利影响,并且通常是受影响最大的服务。您必须实施路由衰减和适当的稳定性机制等技术来处理这种情况。
  • 流量工程 (TE):这是许多路由协议使用的一种技术,旨在基于最低成本路径和多种约束来优化大型网络中的流量模式。这些约束允许对流量模式进行更精细的控制,以确保绝对最佳和最有效地利用网络资源。

    但是,如果 TE 约束过于严格,VoIP 和 UC 流量可能会被迫进入次优路径,从而导致服务质量下降。适当平衡 TE 目标与实时流量需求将确保足够的带宽和低延迟路径。

路由感知设计

上述问题只是路由影响各种网络服务的方式之一,尤其是 UC 和 VoIP 等时间敏感型服务。

在设计企业网络和部署这些实时服务时,了解为其提供服务的底层路由设计非常重要。确保采用深思熟虑的“路由感知”方法来部署VoIP 和 UC 服务至关重要。

结论

路由在企业网络的性能和可靠性中起着重要作用,尤其是对于 VoIP 和 UC 等时间敏感型服务。必须部署适当的路由设计和实施,同时考虑将要提供的网络服务。这将最大限度地减少抖动、延迟和数据包重新排序等问题,这些问题可能会严重降低实时通信质量。通过了解这些服务的独特要求并仔细管理路由机制,网络规划人员可以创建强大而高效的网络,有效支持传统和实时应用程序。

作者:Daniel Noworatzky
原文:https://info.teledynamics.com/blog/minimize-jitter-latency-and-other-uc-issues-through-proper-routing

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