Джим Меггелен - Asterisk™ - будущее телефонии Второе издание

Качество обслуживания, или, как чаще всего говорят, QoS (Quality of Service), - характеристика, определяющая качество и класс услуг по передаче потока данных, предоставляемой пользователю сетью и являющейся критичной по времени. Жестких норм здесь не существует, но обычно считается, что нормальное плавное течение беседы возможно, если звук, производимый говорящим, доставляется к уху слушателя в течение 150 мс. Если задержка превышает 300 мс, участники беседы начнут перебивать друг друга. При задержке выше 500 мс нормальный разговор невозможен.

Кроме выполнения требований по времени, необходимо гарантировать, что передаваемая информация приходит неповрежденной. Потеря слишком большого количества пакетов обусловит невозможность полного восстановления дискретизирванного аудиосигнала на дальнем конце, и пробелы в данных будут слышаться как помехи или, в более тяжелых случаях, пропуски целых слов или предложений. Даже утрата 5% пакетов может сильно повредить сети VoIP.

TCP, UDP и SCTP

Для передачи данных по сети, работающей по IP-протоколу, используется один из трех обсуждаемых здесь транспортных протоколов.

Transmission Control Protocol

Transmission Control Protocol (TCP) практически не используется для VoIP, поскольку, хотя у него имеются механизмы обеспечения гарантированной доставки, они фактически не используются. TCP склонен создавать больше проблем, чем решать их, в большинстве соединений и может применяться только в соединениях между двумя конечными точками с чрезвычайно малым временем ожидания. Назначение TCP - гарантировать доставку пакетов. Для этого реализуется несколько механизмов, таких как нумерация пакетов (для восстановления блоков данных), подтверждение доставки и повторный запрос утерянных пакетов. В мире VoIP быстрая доставка пакетов в конечную точку является первостепенной задачей, но за 20 лет использования сотовой связи мы научились спокойно относиться к недостатку нескольких пакетов [93].

Тщательная обработка, управление состоянием и подтверждение доставки - все эти характеристики делают TCP прекрасным протоколом для передачи больших объемов данных, но он просто недостаточно эффективен для передачи медиа-данных в реальном масштабе времени.

User Datagram Protocol

В отличие от TCP, User Datagram Protocol (UDP) не предлагает никаких гарантий доставки. Пакеты передаются по проводам так быстро, как это возможно, и выпускаются в мир без всякой информации о том, достигли они пункта своего конечного назначения или нет. Поскольку UDP не дает никаких гарантий доставки данных [94], его эффективность обеспечивается очень небольшими затратами на транспортировку.

TCP является более «сознательным» протоколом, потому что полоса пропускания распределяется между клиентами, соединяющимися с сервером, более равномерно. С увеличением UDP- трафика возможна перегрузка сети.

Stream Control Transmission Protocol

Одобренный IETF в качестве предлагаемого стандарта в RFC 2960, SCTP является относительно новым транспортным протоколом. С самого начала он разрабатывался как протокол, лишенный недостатков TCP и UDP и предназначенный в первую очередь для сервисов, обычно предоставляемых коммутируемыми телефонными сетями. Некоторыми из целей SCTP были:

• Лучшие техники предотвращения перегрузок (в частности, предотвращение атак типа «отказ в обслуживании»).

• Строго упорядоченная доставка данных.

• Более низкая задержка для улучшения передачи в режиме реального времени.

Разработчики SCTP надеялись создать надежный протокол для передачи SS7 и других типов сигналов PSTN по IP-сети, избавленный от основных недостатков TCP и UDP.

Дифференцированное обслуживание

Дифференцированное обслуживание, или DiffServ, - не столько механизм QoS, сколько метод, с помощью которого можно маркировать трафик и обеспечивать ему специальное обслуживание. Очевидно, что DiffServ может способствовать обеспечению QoS, предоставляя преимущество определенным типам пакетов над другими.

Хотя, несомненно, это повышает шансы VoIP-пакета быстро пройти через все соединения, но не дает твердых гарантий.

Гарантированное обслуживание

Гарантированное качество и класс предоставляемых услуг обеспечивает PSTN. Для каждого разговора используется выделенный только под этот звонок канал со скоростью передачи данных 64 Кбит/с; пропускная способность гарантируется. Точно так же протоколы, предлагающие гарантированное обслуживание, могут обеспечить выделение под обслуживаемое соединение необходимой полосы пропускания. Как для любой сетевой технологии с пакетированием, эти механизмы, как правило, лучше всего работают в условиях, когда объем трафика ниже максимально допустимых уровней. Если соединение достигает своих предельных значений, практически невозможно избежать ухудшения качества обслуживания.