Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus

Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
235

C
C
h
h
ư
ư
ơ
ơ
n
n
g
g


8
8


-
-


K
K
ế
ế

H
H
o
o
ạ
ạ
c
c
h
h


t
t
h
h
ự
ự
c
c


t
t
h
h
i
i

V
V
o
o
i
i
c
c
e
e


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


m
m
ạ
ạ
n
n

g
g


C
C
a
a
m
m
p
p
u
u
s
s


Khi chuyển đến mạng VoIP, tất cả các yêu cầu mạng lưới, bao gồm cả lập
kế hoạch năng lượng và năng lực, phải được kiểm tra. Ngoài ra, kỹ thuật tránh ùn
tắc cần được thực hiện. Module này nêu bật những vấn đề cơ bản và xác định
những bước đầu tiên để đảm bảo thực hiện chức năng VoIP.
8
8
.
.
1
1

K
K
ế
ế


h
h
o
o
ạ
ạ
c
c
h
h


t
t
h
h
ự
ự
c
c


t
t

h
h
i
i


V
V
i
i
o
o
c
c
e
e


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g

m
m
ạ
ạ
n
n
g
g


C
C
a
a
m
m
p
p
u
u
s
s




8
8
.
.

1
1
.
.
1
1


Ư
Ư
u
u


đ
đ
i
i
ể
ể
m
m


c
c
ủ
ủ
a
a

m
m
ạ
ạ
n
n
g
g


h
h
ộ
ộ
i
i


t
t
ụ
ụ
.
.

Hình 8.1.1-1: Lợi ích của mạng hội tụ
Những lợi ích của packet telephony so với chuyển mạch điện thoại như
sau:
Hiệu quả hơn việc sử dụng băng thông và thiết bị: các mạng điện thoại
truyền thống sử dụng một kênh 64 kbps cho mỗi cuộc gọi thoại. Packet
telephony chia sẻ băng thông giữa các kết nối logic.
Chi phí truyền thấp cho mạng điện thoại: Một số lượng đáng kể các thiết bị
cần thiết dùng để kết hợp các kênh 64-kbps vào các liên kết tốc độ cao để
vận chuyển trên mạng. Packet telephony trộn lẫn giữa voice traffic với data
traffic để gửi đi trên cùng 1 đường truyền. Việc hợp nhất này làm tiết kiệm
đáng kể việc sử dụng thiết bị và chi phí vận hành.
Hợp nhất chi phí của mạng voice và data: một mạng dữ liệu mà chức năng
được chia nhỏ ra thành các mạng riêng biệt, trong đó có cả voice. Các
mạng thoại cơ bản được chuyển đổi sang sử dụng các kiến trúc chuyển
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
236

mạch gói để tạo ra một mạng lưới truyền thông tích hợp duy nhất với một
chuyển mạch thông thường và hệ thống truyền tải. Lợi ích là tiết kiệm đáng
kể chi phí về trang thiết bị mạng và các hoạt động.
Tăng doanh thu từ các dịch vụ mới: Packet telephony cho phép tích hợp
các dịch vụ mới, chẳng hạn như chất lượng âm thanh phát sóng, nhắn tin
thống nhất, thoại và truyền dữ liệu thời gian thưc. Những dịch vụ này làm
tăng năng suất của nhân viên và lợi nhuận cao hơn nhiều so với những
dịch vụ thoại cơ bản. Ngoài ra, các dịch vụ này cho phép các công ty và
các nhà cung cấp dịch vụ để làm nổi bật bản thân và cải thiện vị trí trên thị
trường của họ.
Sự đổi mới to lớn trong các dịch vụ: Truyền thông hợp nhất sử dụng cơ sở
hạ tầng IP để củng cố các phương pháp truyền thông độc lập trước đây; ví

dụ như: fax, voice mail, e-mail, điện thoại hữu tuyến, điện thoại di động, và
trên Web. Cơ sở hạ tầng IP cung cấp cho người dùng một phương pháp
phổ biến để tạo tin nhắn và bắt đầu những cuộc đối thoại thời gian thực—
độc lập về thời gian, địa điểm và thiết bị.
Tiếp cận với các thiết bị truyền thông mới: Ví dụ các thiết bị như là máy vi
tính, thiết bị không dây, đồ dùng gia đình, đồ dùng kỹ thuật số cá nhân, và
các hộp cáp set-top. Truy cập vào các thiết bị thông minh như vậy cho
phép các công ty và các nhà cung cấp dịch vụ để tăng số lượng của truyền
thông mà họ cung cấp, dải tần của dịch vụ mà họ cung cấp, và số lượng
thuê bao mà họ phục vụ. Công nghê gói, do đó, cho phép các công ty đưa
ra thị trường các thiết bị mới, bao gồm videophones, thiết bị đầu cuối đa
phương tiện, và điện thoại IP tiên tiến.
Linh hoạt cấu trúc giá mới: Các công ty và các nhà cung cấp dịch vụ với
các mạng chuyển mạch gói có thể chuyển đổi dịch vụ của họ và các mô
hình định giá. Bởi vì băng thông mạng có thể được tự động phân bổ, sử
dụng mạng không còn cần phải được đo trong vài phút hoặc khoảng cách.
Khả năng tự động phân bổ làm cho các nhà cung cấp dịch vụ một cách linh
hoạt để đáp ứng nhu cầu của khách hang, theo những cách mang lại cho
họ những lợi ích lớn nhất
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
237

8
8
.
.
1
1
.
.

2
2


C
C
á
á
c
c


t
t
h
h
à
à
n
n
h
h


p
p
h
h
ầ
ầ

n
n


c
c
ủ
ủ
a
a


m
m
ạ
ạ
n
n
g
g


V
V
o
o
I
I
P
P

Hình 8.1.2-1: Các thành phần trong mạng VoIP
Các thành phần cơ bản của một mạng VoIP là:
Điện thoại IP: Cung cấp thoại IP đến máy tính để bàn.
Gatekeeper: Cung cấp các kết nối kiểm soát truy cập (CAC), điểu khiển và
quản lý băng thông, chuyển đổi địa chỉ.
Gateway: Cung cấp chuyển đổi giữa các mạng VoIP và các mạng không
phải VoIP, như mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN). Nó cũng
cung cấp khả năng truy cập vật lý cho tín hiệu tương tự của địa phương và
các thiết bị kỹ thuật số bằng giọng nói, chẳng hạn như điện thoại, máy fax,
key set, và PBX.
Kiểm soát các đơn vị Multipoint (MCU): Cung cấp các kết nối thời gian
thực cho những người tham gia tại nhiều địa điểm để tham dự cùng một
cuộc hội thảo truyền hình hoặc cùng một cuộc họp.
Đại lý cuộc gọi: Cung cấp điều khiển cuộc gọi cho điện thoại IP, CAC,
điều khiển và quản lý băng thông, chuyển đổi địa chỉ.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
238

Các ứng dụng máy chủ: Cung cấp các dịch vụ như voice mail, nhắn tin
thống nhất, và Cisco CallManager Attendant Console.
Trạm videoconference: Cung cấp điểm truy cập cho người dùng cuối
tham gia hội nghị truyền hình. Các trạm cầu truyền hình có chứa một thiết
bị bắt hình cho video đầu vào và một microphone cho âm thanh đầu vào.
Người sử dụng có thể xem video và nghe âm thanh đó xuất phát tại một
trạm người dùng từ xa.
Các thành phần khác, chẳn hạn như các ứng dụng phần mềm bằng giọng

nói, hệ thống phản ứng tương tác âm thanh (IVR), và soft phone, cung cấp các
dịch vụ bổ sung để đáp ứng nhu cầu của các trang web doanh nghiệp
8
8
.
.
1
1
.
.
3
3


Đ
Đ
ặ
ặ
c
c


t
t
í
í
n
n
h
h

c
c
h
h
í
í
n
n
h
h


c
c
ủ
ủ
a
a


d
d
ữ
ữ


l
l

i
i
ệ
ệ
u
u


V
V
o
o
i
i
c
c
e
e


v
v
à
à


D
D
a
a

t
t
a
a



Hình 8.1.3-1: So sánh giữa Voice traffic và Data traffic
Voice traffic có yêu cầu rất nghiêm ngặt về chất lượng của dịch vụ (QoS).
Voice traffic thường tạo ra một nhu cầu về băng thông và sẽ có tác động tối thiểu
tới các traffic khác nếu voice traffic được quản lý tốt.
Mặc dù các gói tin voice thông thường có kích thước khá nhỏ (60-120
byte), và không thể bị trễ gói hay mất gói. Kết quả của sự chậm trễ và mất gói
thường không thể chấp nhận được do ảnh hưởng tới chất lượng cuộc gọi. Bởi vì
mất gói không thể được chấp nhận, nên User Datagram Protocol (UDP) được
dùng để đóng gói gói tin voice. Khả năng truyền lại của TCP không có giá trị.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
239

Đối với chất lượng của cuộc gọi voice, sự chậm trễ không vượt quá 150
ms (theo yêu cầu một chiều) và ít hơn 1% mất gói.
Một cuộc gọi thoại thông thường đòi hỏi cần ưu tiên bảo đảm 17-106 kbps
băng thông, cộng với 150 bps bổ sung cho mỗi cuộc gọi dùng để điều khiển voice
traffic. Nhân giá trị băng thông cần thiết cho một cuộc gọi với tổng số lượng cuộc
gọi tối đa tại thời điểm có nhiều cuộc gọi nhất, ta được băng thông tổng thể cần
thiết cho voice traffic.
Các yêu cầu QoS cho data traffic khác nhau rất nhiều.
Các ứng dụng khác nhau (ví dụ, một ứng dụng nguồn nhân lực so với một
ứng dụng máy rút tiền tự động [ATM]) có thể tạo ra những nhu cầu rất khác nhau
trên mạng. Ngay cả phiên bản khác nhau của cùng một ứng dụng cũng có thể đã

thay đổi đặc tính lưu lượng mạng.
Data traffic có thể chứng minh một trong hai đặc điểm smooth hoặc bursty,
và nó khác với voice và video về độ trễ và mức độ mất gói. Hầu như tất cả các
ứng dụng dữ liệu có thể chịu đựng được một mức độ trì hoãn và mất gói.
Bởi vì data traffic có thể chịu đựng mất gói, lúc này khả năng truyền lại của TCP
trở nên quan trọng, kết quả là nhiều ứng dụng dữ liệu sử dụng TCP.
Điều quan trọng là có thể xác định các loại hình traffic khác nhau di chuyển
qua mạng. Với TCP / IP, hầu hết các ứng dụng có thể được xác định bởi việc sử
dụng port của TCP hoặc UDP.
Tuy nhiên, một số ứng dụng sử dụng dynamic port làm cho việc phân loại
trở nên khó khăn hơn. Cisco IOS hỗ trợ phần mềm nhận dạng ứng dụng (NBAR),
có thể được sử dụng để nhận ra các ứng dụng dùng dynamic port.
8
8
.
.
1
1
.
.
4
4


V
V
o
o
I
I

P
P


C
C
a
a
l
l
l
l


F
F
l
l
o
o
w
w


Các cuộc gọi VoIP có thể cạnh tranh băng thông với dữ liệu khách hàng
bình thường. Nếu cả hai máy tính khách hàng và điện thoại VoIP là trên cùng một
VLAN, mỗi máy sẽ cố gắng sử dụng băng thông sẵn có mà không cần xem xét
các thiết bị khác. Để tránh vấn đề này, sử dụng 2 VLAN để cho phép tách VoIP và
dữ liệu khách hàng. Sau khi dữ liệu được tách ra, QoS có thể được áp dụng cho
VoIP để có sự ưu tiên khi nó đi qua mạng.

Thành phần chính của thiết kế một mạng điện thoại IP thành công là cung
cấp đủ băng thông cho sự hoạt động của các thiết bị. Chúng ta có thể tính toán
băng thông cần thiết bằng cách cộng tất cả các yêu cầu băng thông cho từng ứng
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
240

dụng chính, bao gồm thoại, video, và dữ liệu. Tổng số này đại diện cho yêu cầu
băng thông tối thiểu cho bất kỳ liên kết nào, và nó không nên vượt quá khoảng 75
% của tổng số băng thông có sẵn cho liên kết.
Từ góc nhìn traffic, một cuộc gọi điện thoại IP bao gồm hai loại hình traffic
(như minh họa trong hình bằng cách sử dụng một CallManager Cisco):

Hình 8.1.4-1: Một cuộc gọi sử dụng CallManager Cisco
Dòng vận chuyển Voice: gói tin Real-Time Transport Protocol (RTP) có
chứa các mẫu giọng nói thực tế.
Tín hiệu điều khiển cuộc gọi: Các gói tin thuộc một trong nhiều giao thức-
chúng được sử dụng để thiết lập, duy trì, hủy bỏ, hoặc chuyển hướng cuộc
gọi, phụ thuộc vào thiết bị đầu cuối cuộc gọi. Ví dụ như H. 323 hoặc Media
Gateway Control Protocol (MGCP).
Một gói VoIP bao gồm các voice payload, header RTP, UDP header,
header IP, và đóng gói ở lớp 2. Các IP header là 20 byte, UDP header là 8 byte,
và RTP header là 12 byte. Kích thước overhead của lớp 2 sẽ thay đổi tùy thuộc
vào môi trường được sử dụng ; Ethernet đòi hỏi 18 byte overhead. Kích thước
voice payload và thời gian packetization là phụ thuộc vào thiết bị.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
241

Coder-Decoder (codec) chuyển đổi giọng nói analog sang định dạng tín
hiệu số. Công nghệ này đã được sử dụng trong nhiều năm để chuyển đổi một tín
hiệu điện thoại thành một tín hiệu số 64. 000 bps (DS0) để sử dụng trên các hệ

thống dựa trên TDM. Ngày nay, một số điện thoại IP sử dụng một codec G. 711
cho số hóa giọng nói bình thường. G. 711 là loại chỉ được hỗ trợ cho các kết nối
ứng dụng Cisco Conference Connection and Personal Assistant. G. 729 là một
codec hỗ trợ khác cung cấp khả năng nén lưu lượng thoại xuống 8 kbps. Thiết bị
VoIP của Cisco hỗ trợ cả G. 711 và G. 729, cùng với một số tiêu chuẩn công
nghiệp phổ biến khác.
8
8
.
.
1
1
.
.
5
5


A
A
u
u
x
x
i
i
l
l
i
i

a
a
r
r
y
y


V
V
L
L
A
A
N
N
s
s




Hình 8.1.5-1: Các Auxiliary VLAN được che phủ trong mạng dữ liệu
Một số switch Cisco Catalyst cung cấp một tính năng độc đáo gọi là "
auxiliary VLAN" hoặc "voice VLAN". Auxiliary VLAN cho phép ta che phủ một
voice topology vào một mạng dữ liệu. Ta có thể phân khúc điện thoại vào mạng
logical riêng biệt, mặc dù cơ sở hạ tầng vật lý của dữ liệu và voice giống nhau.
Auxiliary VLAN đặt điện thoại vào VLAN riêng của nó mà không cần bất kỳ
sự can thiệp của người dùng cuối. Hơn nữa, những kết nối VLAN có thể được
duy trì liền mạch, ngay cả khi điện thoại đã được chuyển đến một vị trí mới.

Người sử dụng đơn giản chỉ cần cắm điện thoại vào switch, và switch cung cấp
cho điện thoại với các thông tin VLAN cần thiết. Bằng cách đặt điện thoại vào
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
242

VLAN riêng của nó, nhà quản trị mạng có thể đạt dễ dàng phân đoạn mạng và dễ
kiểm soát hơn. Hơn nữa, các quản trị mạng có thể duy trì IP topology hiện tại của
họ cho các trạm cuối dữ liệu. Điện thoại IP có thể dễ dàng gắn vào một IP subnet
khác bằng cách sử dụng DHCP.
Với các điện thoại trong mạng IP subnet và VLAN, quản trị mạng có thể dễ
dàng xác định và khắc phục sự cố các vấn đề mạng. Ngoài ra, các quản trị mạng
có thể tạo ra và thực thi các chính sách QoS hoặc an ninh. Auxiliary VLAN cho
phép nhà quản trị mạng Cisco đạt được tất cả những ưu điểm hội tụ của cơ sở hạ
tầng vật lý trong khi duy trì topo logic riêng cho thiết bị đầu cuối voice và data.
Điều này tạo ra cách hiệu quả nhất để quản lý một mạng lưới đa dịch vụ.
8
8
.
.
1
1
.
.
6
6


Q
Q
o

o
S
S


Hầu như bất kỳ mạng có thể tận dụng QoS để đạt được hiệu quả tối ưu,
cho dù đó là một mạng công ty nhỏ, một nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), hoặc
mạng doanh nghiệp. QoS sử dụng các tính năng và chức năng để đáp ứng các
yêu cầu kết nối mạng của các ứng dụng nhạy cảm với những mất mát, độ trễ.
QoS được gán cho các dòng ứng dụng quan trọng với các băng thông có sẵn.

Hình 8.1.6-1: Hoạt động của các thành phần trong VoIP
Cisco IOS sử dụng phần mềm QoS cung cấp những lợi ích:
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
243

Ưu tiên tiếp cận với các nguồn tài nguyên: nhà quản trị có thể kiểm soát
được lưu lượng được phép truy cập tài nguyên mạng cụ thể, chẳng hạn
như băng thông, thiết bị, và các liên kết WAN. Traffic critical có thể kiểm
soát một phần tài nguyên bởi vì việc thực hiện QoS làm giảm độ ưu tiên
của frame.
Quản lý hiệu quả các tài nguyên mạng: Nếu mạng lưới quản lý và các công
cụ kiểm toán cho biết cụ thể traffic đang trải qua độ trễ, jitter, hay bị mất
gói, ta có thể sử dụng các công cụ QoS để điều chỉnh, xử lý traffic như thế
nào .
Đáp ứng nhu cầu dịch vụ: các ISP có thể cung cấp dịch vụ đáp ứng nhu
cầu cho khách hàng của họ. Ví dụ, một ISP có thể cung cấp một thỏa thuận
cấp độ dịch vụ (SLA) vào một trang web khách hàng tiếp nhận 3. 000 đến
4. 000 lượt truy cập mỗi ngày và một cho một trang web mà chỉ nhận được
200-300 lượt truy cập mỗi ngày.

Tồn tại của các ứng dụng mission-critical: ứng dụng kinh doanh mission-
critical nhận được ưu tiên truy cập tài nguyên mạng trong khi vẫn cung cấp
đầy đủ các tiến trình cho các ứng dụng mà không chấp nhận độ trễ. Đa
phương tiện và các ứng dụng voice chấp nhận độ trễ thấp và yêu cầu ưu
tiên truy cập nguồn tài nguyên. Các delay-tolerant traffic đi qua cùng một
liên kết, chẳng hạn như Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) qua TCP,
vẫn có thể được phục vụ một cách đầy đủ.
8
8
.
.
1
1
.
.
7
7


T
T
ầ
ầ
m
m


q
q
u

u
a
a
n
n


t
t
r
r
ọ
ọ
n
n
g
g


c
c
ủ
ủ
a
a


t
t
í

í
n
n
h
h


s
s
ẳ
ẳ
n
n


s
s
à
à
n
n
g
g


c
c
ủ
ủ
a

a


V
V
o
o
I
I
P
P



Hình 8.1.7-1: Tính đáp ứng cao của VoIP
Các mạng điện thoại truyền thống cố gắng để cung cấp 99,999 phần trăm
thời gian hoạt động cho người dùng. Điều này tương ứng với 5,25 phút / năm thời
gian không hoạt động. Nhiều mạng dữ liệu không thể thực hiện được điều tương
tự. Để cung cấp cho người sử dụng điện thoại giống nhau, hoặc gần giống nhau,
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
244

mức độ dịch vụ khi họ trải nghiệm với điện thoại truyền thống, độ tin cậy và tính
sẵn sàng của mạng dữ liệu phải đạt được mức độ quan trọng hơn.
Độ tin cậy là một thước đo về độ phục hồi có thể được của một mạng. Nỗ
lực để đảm bảo độ tin cậy bao gồm lựa chọn phần cứng và phần mềm với thời
gian trung bình thấp giữa thất bại, hoặc cài đặt các phần cứng và liên kết dự
phòng. Tính sẵn sàng là một thước đo làm thế nào để có thể truy cập mạng được
cho người sử dụng. Ví dụ khi người dùng muốn thực hiện cuộc gọi, lúc này người
dùng có khả năng truy cập mạng. Nỗ lực để đảm bảo tính sẵn sàng bao gồm các

cài đặt quản lý mạng chủ động để dự đoán các lỗi trước khi chúng xảy ra, và tiến
hành các bước để sửa các lỗi trong thiết kế của mạng ngay khi nó xảy ra.
Khi mạng dữ liệu bị sự cố, nó có thể không hồi phục trong vòng 1 phút
hoặc thậm chí cả giờ. Sự chậm trễ này là không thể chấp nhận cho người sử
dụng điện thoại. Người sử dụng với thiết bị mạng, chẳng hạn như router kích hoạt
hỗ trợ voice, gateway, hoặc thiết bị chuyển mạch cho điện thoại IP, thấy rằng kết
nối của họ là chấm dứt. Quản trị viên phải cung cấp một nguồn cấp điện liên tục
(UPS) cho những thiết bị này bên cạnh việc cung cấp của mạng lưới sẵn có.
Trước đây, người dùng nhận được nguồn của mình trực tiếp từ văn phòng trung
tâm của hãng điện thoại hoặc thông qua một UPS đã được kết nối với một
keyswitch hoặc PBX trong trường hợp bị cúp điện. Ngày nay, các thiết bị mạng
phải tiếp tục hoạt động, cung cấp dịch vụ cho các thiết bị đầu cuối, và có thể (như
với nguồn qua Ethernet [PoE]) cấp điện cho các thiết bị đầu cuối.
Lưu ý : Cisco có tùy chọn sử dụng điện DC với nhiều thiết bị định tuyến
của nó, cho phép nguồn điện được phân phối từ một " battery bank" liên tục được
nạp. Khi cúp điện xảy ra, các pin DC cung cấp điện cho thiết bị. Battery bank rất
phổ biến trong ngành công nghiệp điện thoại.
Độ tin cậy mạng xuất phát từ sự kết hợp các đường dự phòng vào thiết kế
mạng. Trong mạng điện thoại truyền thống, switch có nhiều kết nối dự phòng tới
các switch khác. Nếu một trong hai liên kết hoặc 1 switch không hoạt động, các
công ty điện thoại có thể dễ dàng tái lập các cuộc gọi. Đây là lý do tại sao công ty
điện thoại yêu cầu mức độ sẵn sàng cao.
Tính sẵn sàng cao bao gồm nhiều mảng khác nhau. Trong một mạng đầy
đủ dự phòng, các thành phần sau đây cần phải được nhân đôi:
Máy chủ và quản lý cuộc gọi
Thiết bị ở tầng Access, chẳng hạn như thiết bị LAN switch.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
245

Thiết bị ở tầng Distribution, chẳng hạn như router hay switch layer 3.

Thiết bị ở tầng Core, như switch layer 3.
Các liên kết chẳng hạn như liên kết mạng WAN và các cổng PSTN, thậm
chí thông qua các nhà cung cấp khác nhau.
Bộ cấp nguồn và UPSs.
Trong một số mạng dữ liệu, tính sẵn sàng và độ tin cậy cao không phải là
quan trọng đủ để đảm bảo hỗ trợ cho phần cứng và các liên kết yêu cầu cung cấp
dự phòng đầy đủ. Nhưng nếu sử dụng voice, thì các yêu cầu này cần phải được
xem xét lại.
Với kiến trúc Cisco cho Voice, Video và công nghệ tích hợp dữ liệu
(AVVID), Cisco CallManager cung cấp một cách để thiết kế phần cứng dự phòng.
Khi sử dụng gatekeeper,ta có thể cấu hình các thiết bị dự phòng như là
gatekeeper thứ 2 trong trường hợp gatekeeper chính bị lỗi. Thiết bị dự phòng và
dịch vụ của Cisco IOS, như Hot Standby Router Protocol (HSRP), cũng cung cấp
tính sẵn sàng cao. Đối với mạng báo cáo sự cố và giám sát chủ động , một nền
tảng quản lý mạng như CiscoWorks2000 sẽ giải quyết nhanh những vấn đề mạng
khi có sự cố xảy ra.

Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
246

8
8
.
.
1
1
.
.
8
8

Y
Y
ê
ê
u
u


c
c
ầ
ầ
u
u


h
h
ổ
ổ


t
t
r
r
ợ
ợ

c
c
ấ
ấ
p
p


n
n
g
g
u
u
ồ
ồ
n
n


c
c
h
h
o
o

V
V
o
o
I
I
P
P



Hình 8.1.8-1: Thiết bị hỗ trợ điện năng cho VoIP
Tính toán chính xác các yêu cầu điện năng rất quan trọng cho việc thực
hiện triển khai một cách hiệu quả điện thoại IP. Điện thoại IP được triển khai thực
hiện tốt nhất với PoE. Power có thể được cung cấp cho các điện thoại IP trực tiếp
từ thiết bị switch Cisco Catalyst hoặc bằng cách chèn một Cisco Catalyst Inline
Power Patch Panel. Ngoài điện thoại IP, điện năng chuyển đổi dự phòng và tổng
số lượt tải phải được xem xét cho tất cả các thiết bị hỗ trợ điện thoại IP, bao gồm
Building Distribution và Campus Backbone submodules, gateway, Cisco
CallManager, và các máy chủ khác và các thiết bị. Điện phải được tính toán dựa
trên mạng hơn là dựa trên thiết bị. Ngoài ra, như với các điểm truy cập không dây,
điện thoại VoIP được thực hiện tốt nhất với Power over Ethernet (PoE).
Để cung cấp tính sẵn sàng cao, ta cần một UPS với một tuổi thọ pin tối
thiểu là 1 giờ cho sự cố của hệ thống điện, hoặc là một máy phát điện. Giải pháp
này phải bao gồm UPS hoặc máy phát điện dự phòng cho tất cả các thiết bị liên
kết với các mạng điện thoại IP. Ngoài ra, hãy xem xét các hệ thống UPS có khả
năng tự động khởi động lại và hợp đồng dịch vụ để đáp ứng hỗ trợ 4 giờ.
Kiến nghị cho tính sẵn sàng của hệ thống năng lượng cho điện thoại IP:
UPS và máy phát điện dự phòng
Hệ thống UPS có khả năng tự động khởi động lại

Năng lượng trên đường truyền hoặc năng lượng trên patch panel cho
IP Phone
Có thể cần những module đặc biệt.
UPS và bộ phát điện dự phòng, tích hợp tự khởi động lại và theo dõi
Dịch vụ 4 giờ đáp ứng việc giải quyết các vấn đề hệ thống
Những thiết bị đề ghị cho việc quản lý nhiệt độ 24/7.
Lưu ý: Có nhiều mức năng điện năng được định nghĩa cho VoIP từ 4.
0W đến 15. 4W, dựa trên điện thoại VoIP được sử dụng.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
247

Hệ thống giám sát UPS
Hợp đồng dịch vụ hỗ trợ 4-giờ cho các vấn đề hệ thống UPS
Đề nghị thiết bị duy trì nhiệt độ được hoạt động liên tục.
8
8
.
.
2
2


A
A
c
c
c
c
o
o

m
m
m
m
o
o
d
d
a
a
t
t
i
i
n
n
g
g


V
V
o
o
i
i
c
c
e
e

T
T
r
r
a
a
f
f
f
f
i
i
c
c


o
o
n
n


C
C
a
a
m
m

p
p
u
u
s
s


S
S
w
w
i
i
t
t
c
c
h
h
e
e
s
s


8
8
.
.

2
2
.
.
1
1


Q
Q
o
o
S
S


a
a
n
n
d
d


V
V
o
o
i
i

c
c
e
e


T
T
r
r
a
a
f
f
f
f
i
i
c
c


i
i
n
n


t
t

h
h
e
e


C
C
a
a
m
m
p
p
u
u
s
s


M
M
o
o
d
d
u
u
l
l

e
e
.
.




Bất kể tốc độ của thiết bị chuyển mạch đơn lẻ, hay liên kết, tốc độ bất đối
xứng, cấu trúc switch many-to-one, và sự kết hợp của các đường link có thể gây
ra tắc nghẽn và độ trễ. Nếu tắc nghẽn không được quản lý, một số gói tin sẽ bị
loại bỏ, phải truyền lại là điểu không thể tránh, do đó làm mạng phải tải nhiều hơn.
QoS có thể giảm thiểu độ trễ gây ra bởi sự tắc nghẽn trên các thiết bị.
QoS phân loại và đánh dấu traffic tại một thiết bị. Các thiết bị khác thì có thể ưu
tiên hoặc xếp vào hàng đợi các traffic theo các nhãn đã được đánh vào các frame
hay packet.

Hình 8.2.1-1: Các nguyên nhân tắc nghẽn, trễ và mất gói tin
Bảng sau mô tả cách QoS được áp dụng trong mạng campus :
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
248


Thiết vị Campus
Ứng dụng QoS
Access Layer
Điểm bắt đầu của luồng dữ liệu vào mạng. Luồng dữ liệu
có thể được đánh dấu(hoặc được đánh dấu lại) ở Lớp 2
và Lớp 3 bằng cách truy nhập switch như là nó vào mạng
hoặc “được chấp nhận” bởi vì nó vào mạng với một tag

thích hợp.
Distribution
Ký hiệu của luồng dữ liệu vào từ Lớp Access có thể được
chấp nhận hoặc thiết lập lại dựa trên khả năng của các
Switch Lớp Access. Độ uy tiên truy nhập vào Lớp Core
được cung cấp dựa trên các tag QoS lớp 3.
Core
Không có việc đánh dấu dữ liệu ở Lớp Core. Các tag QoS
ở Lớp 2 hay 3 thì đã được chấp nhận ở các SwitchLớp
Distribution và được sử dụng để ưu tiên và sắp xếp dữ
liệu khi nó vào Lớp Core.
8
8
.
.
2
2
.
.
2
2


L
L
A
A
N
N
-

-
B
B
a
a
s
s
e
e
d
d


C
C
l
l
a
a
s
s
s
s
i
i
f
f
i
i
c

c
a
a
t
t
i
i
o
o
n
n


a
a
n
n
d
d


M
M
a
a
r
r
k
k
i

i
n
n
g
g


Phân loại và đánh dấu xác định traffic cho việc ưu tiên đúng khi traffic đi
qua mạng. Traffic được phân loại bằng cách kiểm tra thông tin tại các lớp khác
nhau của mô hình OSI. Các giao traffic được phân loại sẽ nhận được một nhãn
hay giá trị QoS. IP traffic có thể được phân loại theo bất kỳ giá trị được cấu hình
trong một danh sách điều khiển truy cập (ACL) hoặc bất kỳ các tiêu chuẩn sau
đây:
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
249


Hình 8.2.2-1: Phân loại và đánh dấu traffic
Thông số Layer 2: địa chỉ MAC, Multiprotocol Label Switching (MPLS),
ATM bit ưu tiên tế bào mất (CLP) , Frame Relay DE bit, hoặc interface
nhận vào.
Thông số Layer 3: ưu tiên IP, các dịch vụ phân biệt mã điểm (DSCP),
nhóm QoS, địa chỉ IP, hoặc interface nhận vào
Thông số Layer 4: sử dụng port TCP hoặc UDP, hoặc interface nhận vào.
Thông số Layer 7: chữ ký ứng dụng hoặc interface nhận vào.
Mọi traffic được phân loại hoặc nhóm lại theo các tiêu chí này sẽ được
đánh dấu theo từng phân loại. QoS đánh dấu thiết lập mức độ ưu tiên hoặc các
lớp ưu tiên của dịch vụ cho lưu lượng mạng được xử lý bởi từng switch. Một khi
traffic được đánh dấu bằng một giá trị QoS, chính sách QoS trên switch và các
interface sẽ xử lý traffic theo các giá trị chứa trong các frame và packet. Theo kết

quả phân loại và đánh dấu, traffic được ưu tiên tại mỗi switch để đảm bảo rằng
traffic không xảy ra độ trễ, tiến trình để nhận được ưu tiên như quản lý ùn tắc ở
switch, độ trễ, và phân bổ băng thông.
QoS Layer 2 xem xét phân loại thông tin trong header Ethernet hoặc
header 802.1Q, như địa chỉ MAC đích hoặc VLAN ID. Đánh dấu QoS lớp 2 xảy ra
trong vùng ưu tiên của header 802.1Q. Header LAN Layer 2 không mang giá trị
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
250

QoS, do đó đóng gói 802.1Q là bắt buộc nếu đánh dấu QoS Layer 2 xảy ra. Vùng
Priority dài 3 bit và cũng được biết đến như là 802. 1p User Priority hay giá trị
Class of Service (CoS). (Hình dưới)

Hình 8.2.2-2: Xem xét phân loại thông tin QoS lớp 2
Vùng 3-bit này hỗ trợ các giá trị CoS 1-7, với 1 tương ứng với độ trễ phải
chịu như TCP/IP. Voice traffic, bản chất là không chấp nhận trễ, nhận được giá trị
CoS mặc định cao hơn. Giá trị CoS 5 được gán cho Voice Bearer traffic, chất
lượng giọng nói sẽ kém nếu gói tin bị mất hoặc bị trì hoãn. Tín hiệu gọi được tạo
ra, duy trì, và kết thúc nhận được một giá trị CoS là 3.
Theo kết quả đánh dấu và phân loại của lớp 2, những hoạt động QoS sau
đây có thể xảy ra:
Kế hoạch đưa vào hàng đợi: Khi một frame đi vào một cổng, nó sẽ được
đưa vào hàng đợi trước khi được chuyển đổi để đỉ ra một cổng khác.
Thông thường, nhiều hàng đợi được sử dụng nơi traffic yêu cầu các cấp
dịch vụ khác nhau.
Policing: frame sẽ được kiểm tra để xem nếu có tỷ lệ định sẵn của traffic
trong một khoảng thời gian nhất định đã bị vượt quá. Khung thời gian là
thường là một số cố định nội bộ để chuyển đổi. Nếu một frame đã vượt quá
tỷ lệ giới hạn cho phép, nó có thể bị hủy hoặc giá trị CoS có thể được đánh
dấu xuống.

Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
251

Kế hoạch đưa ra khỏi hàng đợi: Switch đặt frame vào hàng đợi đi ra tương
ứng để chuyển đi. Switch đảm bảo rằng bộ đệm sẽ không bị tràn vào hàng
đợi.
QoS lớp 3 xem xét phân loại các giá trị header, chẳng hạn như địa chỉ IP
đích hoặc giao thức. QoS lớp 3 đánh dấu được xảy ra trong Type of Service
(ToS) byte trong header IP. Ba bit đầu tiên của byte ToS được chiếm bởi IP
Precedence, mà tương ứng với ba bit CoS trong Layer 2 header.

Hình 8.2.2-3: QoS Lớp 3
Các byte ToS cũng có thể được sử dụng để đánh dấu DSCP. DSCP cho
phép có sự ưu tiên từ hop tới hop như gói tin được thực hiện ở trong mỗi switch
và interface. Hình dưới cho thấy cách DSCP sử dụng các bit ToS. Ba bit đầu tiên
DSCP, tương ứng với Precedence và CoS, xác định các CoS DSCP cho gói tin.
IPv4
-Ba bit quan trọng nhất của byte ToS được gọi là IP quyết định.
-Các bit khác không sử dụng
DiffServ
-Sáu bit quan trọng của byte ToS gọi là DiffServ Code Point(DSCP)
-DSCP tương thích ngược với IP quyết định
-Hai bit còn lại dùng để điều khiển luồng.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
252



Hình 8.2.2-4: Đánh dấu DSCP theo byte ToS
Ba bit DSCP tiếp theo thiết lập một ưu tiên drop cho gói tin. Các gói tin có

giá trị DSCP ưu tiên drop cao sẽ bị hủy trước so với những gói có giá trị thấp hơn,
nếu một thiết bị hoặc hàng đợi trở nên quá tải. Voice traffic được đánh dấu bằng
một giá trị thấp để giảm thiểu mức độ bị hủy gói.
Mỗi giá trị DSCP 6-bit cũng được gán một tên DSCP. DSCP lớp 1-4 là lớp
Assured Forwading (AF). Nếu giá trị DSCP là lớp 3 và ưu tiên drop là 1, các
DSCP sẽ được AF31.
8
8
.
.
2
2
.
.
3
3


D
D
e
e
s
s
c
c
r
r
i
i

b
b
i
i
n
n
g
g


Q
Q
o
o
S
S


T
T
r
r
u
u
s
s
t
t

B
B
o
o
u
u
n
n
d
d
a
a
r
r
i
i
e
e
s
s
.
.






Hình 8.2.3-1: Trust Boundary
Ranh giới tin tưởng được thiết lập cho traffic khi đi vào mạng campus. Khi

traffic đi qua các Switch của mạng campus, nó được xử lý và ưu tiên theo nhãn
được nhận hoặc được tin cậy khi traffic đi vào mạng tại ranh giới tin tưởng.
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
253

Tại thiết bị ranh giới tin tưởng, các giá trị QoS được tin cậy nếu nó thể hiện
một cách chính xác cho các loại traffic và ưu tiên xử lý traffic sẽ nhận được khi nó
đi vào mạng campus. Nếu không tin cậy, traffic được đánh dấu bằng một giá trị
QoS mới tương ứng với các chính sách được đặt tại điểm mà traffic đi vào mạng
campus. Lý tưởng nhất, ranh giới tin tưởng được đặt ở switch đầu tiên nhận được
traffic từ một thiết bị hoặc điện thoại IP. Cũng có thể chấp nhận được khi thiết lập
ranh giới tin tưởng tại nơi mà tất cả các traffic từ access switch đi vào port của
tầng Building Distribution.
Lưu ý: Khuyến cáo phân loại và đánh dấu traffic càng gần nguồn càng tốt.
8
8
.
.
2
2
.
.
4
4


A
A
u
u

t
t
o
o
Q
Q
o
o
S
S


V
V
o
o
I
I
P
P


l
l
à
à


g
g

ì
ì
?
?


AutoQoS cung cấp cho khách hàng khả năng triển khai các tính năng của
QoS cho sự hội tụ điện thoại IP và mạng dữ liệu trở nên nhanh hơn và hiệu quả
hơn. AutoQoS đơn giản hóa và tự động hóa Modular QoS CLI (MQC) để định
nghĩa các lớp traffic và cấu hình các chính sách traffic. AutoQoS tạo ra các lớp
traffic và chính sách CLI mẫu. Khi AutoQoS được cấu hình ở interface, traffic
nhận được sự xử lý tự động của QoS. Trong kiến thức về các công nghệ cơ bản,
chính sách dịch vụ, cơ chế liên kết hiệu quả, và Cisco QoS khuyến nghị cho các
yêu cầu voice là không cần cầu hình AutoQoS.

Hình 8.2.4-1: Quá nhiều cấu hình QoS cho tất cả các interface
AutoQoS có thể cực kỳ có lợi cho các trường hợp sau đây:
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
254

Các doanh nghiệp vừa và nhỏ muốn triển khai điện thoại IP một cách
nhanh chóng nhưng thiếu kinh nghiệm và nhân sự để lập kế hoạch và triển
khai các dịch vụ IP QoS.
Các doanh nghiệp lớn cần triển khai các giải pháp điện thoại Cisco trên
một quy mô lớn, trong khi giảm chi phí, độ phức tạp, và khung thời gian
cho việc triển khai. Nhưng vẫn bảo đảm QoS phù hợp cho các ứng dụng
voice đang được thiết lập trong một mô hình phù hợp
Các doanh nghiệp đa quốc gia, các nhà cung cấp dịch vụ yêu cầu QoS cho
VoIP, nơi trình độ chuyên môn khác nhau nằm trong các khu vực khác
nhau của thế giới và nơi cung QoS từ xa, trên các múi giờ khác nhau là rất

khó khăn.
Các nhà cung cấp dịch vụ yêu cầu một cách tiếp cận mẫu hướng đến việc
cung cấp dịch vụ quản lý và QoS cho traffic voice tới một số lượng lớn các
thiết bị của khách hàng.
Cisco AutoQoS đơn giản hóa và rút ngắn chu kỳ triển khai QoS. AutoQoS
giúp năm khía cạnh chính của QoS triển khai một cách thành công:
Ứng dụng phân loại: AutoQoS phân loại thông minh trên các router sử
dụng NBAR để cung cấp kiểm tra gói stateful. AutoQoS dựa vào CDP để
đảm bảo rằng thiết bị thuộc mạng LAN thực sự là một điện thoại IP Cisco.
Khi một điện thoại IP được xác định, lưu lượng thoại được tự động phân
loại và các chính sách QoS được áp dụng.
Sự phát triển các chính sách: AutoQoS đánh giá môi trường mạng và tạo
ra một chính sách ban đầu. Nó tự động tạo ra các cấu hình interface, policy
map, class map và ACL. AutoQoS VoIP tự động sử dụng Cisco NBAR để
phân loại lưu lượng thoại, và đánh dấu traffic với giá trị DSCP phù hợp.
Cấu hình: Với một lệnh, AutoQoS cấu hình để ưu tiên traffic voice mà
không làm ảnh hưởng đến các traffic khác, trong khi vẫn cung cấp sự linh
hoạt để điều chỉnh các cài đặt cho các yêu cầu QoS. Nó cũng vô hiệu hóa
các thiết lập QoS khi một Cisco IP Phone bị thay đổi vị trí hoặc loại bỏ để
ngăn chặn hoạt động gây hại.
Giám sát và báo cáo: AutoQoS cung cấp khả năng hiển thị vào các lớp
của dịch vụ được triển khai thông qua hệ thống đăng nhập và Simple
Giáo trình khóa học BCMSN Chương 8 – Planning for Implementation of Voice in a Campus
255

Network Management Protocol (SNMP), nó sẽ thông báo những sự kiện
bất thường (chẳng hạn như hủy gói voice IP).
Tính nhất quán: triển khai các cấu hình QoS phù hợp giữa các router và
switch, bảo đảm QoS hoạt động liền mạch và khả năng tương tác trong hệ
thống.