Tiêu chí thiết kế hệ thống mạng VoIP

Là một trong những thành phần quan trọng nhất trên mạng, Năng Lực Xử Lý (Performance) được xác định qua băng thơng và tỷ lệ dữ liệu cĩ thể truyền theo đơn vị

thời gian là Giây (pps). Một ví dụ để chứng minh sự quan trọng của Năng Lực Xử Lý cĩ thể được diễn tảđơn giản như sau: một thiết bị cĩ khả năng lực xử lý là 10000 pps nhưng khi đưa vào mơi trường thực tế thì thiết bị chỉ cĩ thểđáp ứng được 5000pps, lý do là trong mơi trường thực tế năng lực này cịn phụ thuộc vào khả năng tải của cpu, tốc độ đường truyền, vị trí điểm đặt của thiết bị, v.v. Do tính chất phức tạp khi tính tồn Năng Lực Xử Lý, người ta sẽ tập trung vào 3 yếu tốảnh hưởng mà liên quan tới Năng Lực Xử Lý nhất để cĩ thể nhận biết được một mạng, đĩ là:

Hình 3.1 Năng lực xử lý

• Responsiveness (thời gian đáp ứng)

• Throughtput ( Băng thơng)

• Utilization (Tối ưu)

Với VNA việc quan tâm nhất sau khi đã đầu tư nâng cấp chính là khả năng xủ lý của mạng. Thời gian đáp ứng (Responsiveness) của các ứng dụng trên mạng lúc này phải

trong thời gian cho phép vào những lúc mạng đang hoạt động cao điểm nhất. Để làm

được việc này Throughput (Băng thơng) trên mạng phải luơn đảo bảo được độổn định và tối ưu được băng thơng (Utilization). Tính tối ưu ở đây chính là hiệu suất hoạt

động của thiết bị sao cho nĩ cĩ khả năng đáp ứng được các yêu cầu được đưa đến dồn dập.

Đặc biệt với loại traffic Voice, ngồi yêu cầu về băng thơng, cịn yêu cầu khắt khe về độ trễ, tỷ lệ mất gĩi, jitter vì phải đảm bảo chất lượng tín hiệu thời gian thưc. Theo đĩ, cần dựa vào khả năng hỗ trợ của đường truyền, thiết bịđể thiết lập các chính sách về

codec, QoS cho phù hợp với nhu cầu của ứng dụng:

Hình 3.2 QoS qua kết nối WAN

Trên đây chỉ là một trong những phân tích nhỏ về tầm quan trọng của Năng Lực Xử Lý.

3.1.2 Tính dự phịng

Hình 3.3 Độổn định

Một điểm vơ cùng quan trong khi thiết kế mạng cũng như đầu tư mua mới thiết bị là tính ổn định. Người ta định nghĩa độ ổn định là thời gian tạm dừng hệ thống (MTTR)

phải giảm tối đa và thời gian chạy liên tục ko cĩ lỗi (MTBF) phải tăng tối đa. Chính vì vậy, cĩ một sốđiểm chúng ta cần phải quan tâm khi nĩi về tính ổn định như sau:

• Khả năng chống lỗi và dự phịng của thiết bị: đây là điểm cần được quan tâm trước tiên khi đánh giá về độ ổn định. Khả năng chống lỗi và dự phịng của thiết bị sẽ mang lại độ tin cậy cao ...

• Khả năng dự phịng vềđường truyền: Bên cạnh độổn đinh về thiết bị, việc đảm bảo được các tuyến đường thơng suốt là một vấn đề quan trọng khơng kém. Khơng ai cĩ thể đảm bảo được 1 đường truyền luơn ổn đinh 100% do vậy khi cĩ dự phịng về đường truyền sẽ giúp cho mạng ổn định hơn trong trường hợp

đường truyền bịđứt.

• Khả năng dự phịng của giao thức định tuyến: Khi lựa chọn giao thức định tuyến người quản trịđã tính đến các điểm tối ưu giúp tăng độổn đinh cho mạng bằng cách tận dụng các tính năng như chia tải, dự phịng tuyến đường, khả năng

đồng bộ lại bảng định tuyến khi cĩ lỗi....

Thiết kế mạng: Một thiết kế mạng hợp lý sẽ giúp cho độ ổn định của mạng được tốt hơn. Khi đĩ ta cĩ thể xác định được vị trí của từng điểm nhậy cảm trên mạng.

3.1.3 Tiêu chí chức năng

Hệ thống mạng của VNA bao gồm rất nhiều các ứng dụng khác nhau truyền qua. Trong rất nhiều loại ứng dụng đĩ sẽ cĩ rất nhiều loại yêu cầu mạng phải đáp ứng được những yêu cầu về khung thời gian tối thiểu. Chính vì vậy để một ứng dụng cĩ thể hoạt

động đầy đủ các chức năng của nĩ, một hệ thống mạng sẽ luơn phải hoạt động ổn định, luơn đáp ứng được với các yêu cầu từ phía các ứng dụng đang dùng. Đây là một việc tưởng chừng khá đơn giản với một hệ thống nhỏ, nhưng với một hệ thống mạng như

của VNA sẽ vơ cùng phức tạp, địi hỏi những giải pháp chuyên biệt nhằm giúp cho các

ứng dụng đĩ luơn chạy ở mức tối ưu nhất.

Đặc biệt trong hệ thống truyền thơng hợp nhất, sẽ cĩ rất nhiều thành phần, ứng dụng tích hợp thành các module khác nhau. Do vậy, thiết kế cĩ tính định hướng từ ban đầu sẽ giúp việc tích hợp các chức năng dễ dàng và hợp lý hơn.

3.1.4 Khả năng mở rộng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Như chúng ta đã thấy, hệ thống mạng của VNA sẽ ngày một mở rộng, do vậy bất cứ

việc đầu tư mua thêm hoặc nâng cấp đều phải tính tới khả năng mở rộng. Vấn đề mở

Hình 3.4 Khả năng mở rộng

Mở rộng cứng ởđây cĩ thể được hiểu khả năng nâng cấp với các thiết bị hiện tại. Các thiết bị phải cĩ phần mở rộng như Module, Slots, Card.. Để làm được việc đĩ người quản trị cũng như người thiết kế phải cĩ khả năng phân cấp hệ thống, phân vùng và xác định rõ nhiệm vụ của từng vùng khác nhau để cĩ được cái nhìn chính xác nhất về

mạng, nhằm tiện cho việc điều chỉnh, nâng cấp.

Mở rộng mềm là một điểm cũng khá là quan trọng. Người quản trị mạng sẽ phải cĩ khả năng dựđốn được sự mở rộng của mạng để từđĩ cĩ thể xác định loại giao thức

định tuyến sẽđược sử dụng trên mạng (nhằm tránh việc thay đổi giao thức định tuyến rất phức tạp) và cĩ một quy hoạch về địa chỉ IP (IP Plan) phù hợp nhất với hệ thống mạng.

3.1.5 Khả năng quản lý

Như chúng ta đã biết, quản trị mạng là một cơng việc rất phức tạp, việc quản trị này sẽ

giám sát tất cả những hoạt động diễn ra trên mạng để cĩ thểđưa ra những cảnh báo khi cần thiết. Chính vì sự phức tạp đĩ nên Việc quản trị đã được tổ chức ISO phát triển thành một framework (mẫu), mà dựa vào framework này, người quản trị cĩ thể tối ưu

được khả năng quản lý mạng. Cĩ 5 phần khác nhau được ISO định nghĩa cho phần quản lý mạng như sau:

• Fault Management: Khả năng phát hiện, vào thơng báo khi cĩ lỗi xảy ra trên mạng

• Configuration Management: Đây là khả năng quản lý cấu hình của thiết bị. Khả

năng quản lý này bao gồm việc quản lý file cấu hình, thống kê thiết bị và quản lý phần mềm

• Accounting Management: Khả năng quản lý việc sử dụng các tài nguyên trên mạng

• Performance Management: Khả năng thu thập các thơng tin từ thiết bị, rồi từđĩ dịch ngược lại để biết về năng lực hoạt động của thiết bị và của đường truyền.

• Security Management: Khả năng hạn chế hoặc ghi lại những diễn biến sử dụng các nguồn tài nguyên trên mạng.

3.2 Thiết kế hệ thống mạng VoIP

3.2.1 Định hướng tổ chức hạ tầng tại VNA

Hệ thống mạng thoại trên nền IP triển khai cho cơng ty VNA là hệ thống mạng được thiết kế tổng hợp cho đồng thời cả nhiều ứng dụng cùng lúc như tiếng nĩi, dữ liệu và cả hình ảnh. Đểđáp ứng cho nhu cầu tổng hợp các dạng thơng tin, mạng IP telephony phải cĩ cấu trúc mở, dựa trên các tiêu chuẩn chung.

Cấu trúc của mạng bao gồm:

Cơ sở hạ tầng: các thiết bị mạng như Hub, Switch, Router….

Các ứng dụng: điều khiển cuộc gọi, quản lý cuộc gọi, Gatekeeper….

Thiết bịđầu cuối: điện thoại IP, H.323 conference, máy tính người dùng…. Hình vẽ dưới đây mơ tả một mạng IP telephony sử dụng giao thức IP là giao thức truyền dẫn duy nhất:

Hình 3.6 Cấu trúc mạng tích hợp thoại, video và số liệu

Hệ thống điện IP phải đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế cơng nghệ hiện đại nhất

đảm bảo chất lượng dịch vụ thoại, cĩ tính đến khả nâng cấp mở rộng qui mơ; các dịch vụ ứng dụng cộng thêm dễ dàng trong tương lai trên cơ sở hạ tầng đã triển khai mà khơng phải phá bỏ hoặc thay đổi các thiết bị hạ tầng cơ sở tạo nên khả năng tích hợp các thiết bị của nhiều hãng khác nhau theo như mơ hình duới đây:

Hình 3.6 Cấu trúc hệ thống mở

Mạng phải cĩ khả năng đáp ứng các yêu cầu vềđảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho việc kết hợp tiếng nĩi, hình ảnh, và dữ liệu. Do các ứng dụng rất đa dạng, do đĩ nếu khâu đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) khơng tốt sẽ dẫn đến các hiện tượng như

nghẽn mạch, mất các gĩi tin, chất lượng âm thoại kém, khơng đảm bảo được các ứng dụng yêu cầu thời gian thực, khơng kiểm sốt được tài nguyên mạng, giảm hiệu quả sử (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

dụng đường truyền WAN....

3.2.1.1 Mơ hình giao tiếp đơn điểm

Đây là mơ hình được triển khai trên các mạng Campus mà tại đĩ tất cả các thiết bị như

Cisco Unified Communication Manager (Cisco Unified Communication Manager), gateway, gatekeeper, MCU, các thiết bị đầu cuối, và các ứng dụng đều đặt tại cùng một site.

Hình 3.8 Mơ hình giao tiếp đơn điểm

Mơ hình giao tiếp đơn điểm mang các đặc tính sau:

• Chỉ cĩ một Cisco Unified Communication Manager đơn hoặc một nhĩm Cisco Unified Communication Manager được cấu hình Cluster.

• Mơ hình cĩ thể hỗ trợ tối đa lên đến 30,000 thiết bị endpoint đầu cuối như IP phone, Analog phone, VoIP gateway.

• Mơ hình cĩ thể hỗ trợ tối đa 500 thiết bị theo chuẩn thoại H.323 như gateway, MCU, trunk và các client trên một Cluster Cisco Unified Communication Manager.

• Các H.323 client, MCU cũng như H.323/H.320 gateway cần phải thơng qua một gatekeeper để thiết lập, đăng ký với hệ điều hành Cisco Gatekeeper. Cisco Unified Communication Manager trao đổi với gatekeeper thơng qua H.323 trunk nhằm cung cấp định tuyến cuộc gọi và quản lý băng thơng cho từng dịch vụ.

• Các MCU sẽ đảm nhiệm thực hiện hội nghị truyền hình theo các giao thức khác nhau như SCCP, H.323 hoặc cả hai.

• Mơ hình giao tiếp đơn điểm cung cấp lưu lượng thoại dồi dào giữa các thiết bị

trong hệ thống.

3.2.1.2 Mơ hình giao tiếp đa điểm xử lý cuộc gọi tập trung

Mơ hình giao tiếp đa điểm với trung tâm xử lý cuộc gọi phù hợp trong triển khai trên mạng WAN mà tại đĩ tất cả các thiết bị như Cisco Unified Communication Manager, gateway, gatekeeper, MCU, các thiết bị đầu cuối, và các ứng dụng đều đặt tại site trung tâm. Tính năng quản lý chất lượng dịch vụ sẽđược áp dụng tại các kết nối giữa site trung tâm và các chi nhánh từ xa.

Hình 3.9 Mơ hình giao tiếp đa điểm với trung tâm xử lý cuộc gọi

Mơ hình giao tiếp đa điểm với trung tâm xử lý cuộc gọi mang các đặc tính sau:

• Chỉ cĩ một Cisco Unified Communication Manager đơn hoặc một nhĩm Cisco Unified Communication Manager được cấu hình Cluster.

• Mơ hình cĩ thể hỗ trợ tối đa lên đến 30,000 thiết bị endpoint đầu cuối như IP phone, Analog phone, VoIP gateway.

• Mơ hình cĩ thể hỗ trợ tối đa 500 thiết bị theo chuẩn thoại H.323 như gateway, MCU, trunk và các client trên một Cluster Cisco Unified Communication Manager.

• Các H.323 client, MCU cũng như H.323/H.320 gateway cần phải thơng qua một gatekeeper để thiết lập, đăng ký với hệ điều hành Cisco Gatekeeper. Cisco

Unified Communication Manager trao đổi với gatekeeper thơng qua H.323 trunk nhằm cung cấp định tuyến cuộc gọi và quản lý băng thơng cho từng dịch vụ.

• Các MCU sẽ đảm nhiệm thực hiện hội nghị truyền hình theo các giao thức khác nhau như SCCP, H.323 hoặc cả hai. Các thiết bị này cĩ thểđược đặt tại site trung tâm hoặc phân tán đến các chi nhánh.

• Mơ hình giao tiếp đơn điểm cung cấp lưu lượng thoại dồi dào giữa các thiết bị

trong hệ thống vào lưu lượng thoại hạn chế giữa các site.

• Yêu cầu băng thơng tối thiểu trên đường WAN là 768Kbps. Ở tốc độ thấp hơn 768Kbps, khơng thể triển khai Video một cách hữu hiệu.

• Cisco Unified Communication Manager làm nhiệm vụ quản lý chấp nhận cuộc gọi và tựđộng thay đổi định tuyến cho các cuộc gọi.

• Mỗi một nhĩm Cisco Unified Communication Manager Cluster hỗ trợ tối đa 500 thiết bị thoại.

3.2.1.3 Mơ hình giao tiếp đa điểm xử lý cuộc gọi phân tán

Mơ hình giao tiếp đa điểm xử lý cuộc gọi phân tán chỉ được áp dụng khi một Cisco Unified Communication Manager Cluster khơng đủ lớn và mạnh để hỗ trợ cho tồn bộ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

hệ thống hoặc do điều kiện địa lý, hoặc về mặt tổ chức. Mơ hình này bao gồm các Cisco Unified Communication Manager cluster kết nối lẫn nhau thơng qua đường trunk H.323. Khi đĩ mỗi một Cisco Unified Communication Manager Cluster sẽ bao gồm các Cisco Unified Communication Manager, gateway, gatekeeper, MCU, thiết bị đầu cuối endpoint, các ứng dụng. Ngồi ra, tính năng quản lý chất lượng dịch vụ QoS phải được áp dụng lên các kết nối WAN giữa các site.

Mơ hình giao tiếp đa điểm xử lý cuộc gọi phân tán mang các đặc tính sau:

• Nhiều Cisco Unified Communication Manager Cluster được kết nối với nhau thơng qua kết nối trunk H.323.

• Mơ hình cĩ thể hỗ trợ tối đa lên đến 30,000 thiết bị video đầu cuối endpoint như IP phone, Analog phone, VoIP gateway trên mỗi Cluster.

• Mơ hình cĩ thể hỗ trợ tối đa 500 thiết bị theo chuẩn thoại H.323 như gateway, MCU, trunk và các client trên mỗi Cluster.

• Mơ hình giao tiếp đơn điểm cung cấp lưu lượng thoại dồi dào giữa các thiết bị

trong hệ thống vào lưu lượng thoại hạn chế giữa các site.

• Yêu cầu băng thơng tối thiểu trên đường WAN là 768Kbps. Ở tốc độ thấp hơn 768Kbps, khơng thể triển khai Video một cách hữu hiệu.

• Cisco Unified Communication Manager làm nhiệm vụ quản lý chấp nhận cuộc gọi và tự động thay đổi định tuyến cho các cuộc gọi giữa các site được quản lý trong cùng một Cluster. Khả năng tựđộng thay thổi định tuyến cĩ thể xảy ra bên trong một Cluster hoặc giữa các Cluster.

3.2.1.4 Phân tích lựa chọn mơ hình tổ chức

Trong thời đại cơng nghệ thơng tin ngày nay phát triển ngày càng nhanh chĩng và

Tiêu chí thiết kế hệ thống mạng VoIP

Mục lục