無線LAN（WLAN）現(xiàn)在正逐步替代有線以太網(wǎng)成為主要的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)訪問方法。在許多組織著手推進(jìn)這個遷移，進(jìn)行重大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)升級時，一定要考慮一些與實時應(yīng)用程序相關(guān)的諸如VoIP和視頻會議的需求。

大多數(shù)802.11n接入端（AP）可以支持最高300 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，現(xiàn)在還出現(xiàn)了450 Mbps的。這些更高的數(shù)據(jù)傳輸速率增加了WLAN總?cè)萘?，使之能夠在每一個AP上支持更多的用戶，以及高吞吐量應(yīng)用程序，如視頻流。

但是這些變化未必一定對實時應(yīng)用程序有利，因為這些實時應(yīng)用程序要求高頻率的可預(yù)見網(wǎng)絡(luò)訪問。在本指南中，我們將介紹什么技術(shù)能用來支持這些應(yīng)用程序，以及這些需求是如何影響有線/無線網(wǎng)絡(luò)整合的。

理解實時流量需求

實時應(yīng)用程序?qū)ρ舆t（數(shù)據(jù)包從A點傳輸?shù)紹點的時間）和抖動（數(shù)據(jù)包到達(dá)時間差異）是很敏感的。當(dāng)媒體是流式傳輸時——例如觀看YouTube視頻或收聽播客——到達(dá)的數(shù)據(jù)包可以進(jìn)行緩沖以減輕延遲和抖動的影響。然而，一些實時應(yīng)用程序，如語音呼叫、視頻會議、即時消息、統(tǒng)一通信和在線游戲，是無法依靠緩沖來解決這些網(wǎng)絡(luò)“減速”問題的。實時應(yīng)用程序用戶希望獲得即時通信，而不希望看到或聽到斷線或延遲。

實際上，這要求能夠以固定的頻率發(fā)送數(shù)據(jù)包并保持一致的快速傳輸。VoIP總是發(fā)送一些固定長度的短數(shù)據(jù)包，其中包含數(shù)字化語音數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是用一個編解碼器（如，G.711、G.728）壓縮，以產(chǎn)生低帶寬流（如，64 Kbps、16 Kbps）。視頻應(yīng)用程序發(fā)送的數(shù)據(jù)庫較長一些，但是幀的大小和壓縮仍然取決于決定最小可接受吞吐量（如，5 Mbps、20 Mbps）的編碼方法（如，MPEG-4、MPEG-2）。然而，由于延遲和抖動對它有很大的影響，因此這仍不足以保證您的網(wǎng)絡(luò)傳輸64 Kbps的語音或5 Mbps的視頻。

結(jié)果，實時視頻和語音的目標(biāo)一般是通過質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行表現(xiàn)和測量的。對于語音，一般使用平均意見打分（MOS）和R值來評定呼叫質(zhì)量（分別是1-5和1-100）的。對于視頻，一個通用的質(zhì)量指標(biāo)是媒體傳輸索引（MDI），它是由媒體丟失率（MLR）和延遲因數(shù)（DF）構(gòu)成的。這些指標(biāo)的設(shè)計目標(biāo)各不相同，主要取決于應(yīng)用程序、內(nèi)容編碼方法、設(shè)備類型以及您希望實現(xiàn)的目標(biāo)。例如，Veriwave的WLAN站點評估——最佳實踐指南推薦筆記本的MLR和DF的目標(biāo)是優(yōu)于1%和150ms，而智能手機(jī)應(yīng)該爭取達(dá)到4以上的MOS值（所謂長話質(zhì)量語音）。

符合實時目標(biāo)的設(shè)計

顯然，優(yōu)化實時應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)性能涉及許多組件和參數(shù)的整合和優(yōu)化，以便符合或達(dá)到這些設(shè)計目標(biāo)。在本文中我們只介紹一些較為重要的方面。

在到達(dá)WLAN之前，運行實時應(yīng)用程序的移動設(shè)備需要穩(wěn)定的連接。這是對于連接到以太網(wǎng)LAN的桌面電腦或筆記本電腦而言的，但是在無線設(shè)備方面則不一樣——包括移動的筆記本電腦和靜止用戶的手持設(shè)備仍然會遇到RF干擾引起信號波動。為了實現(xiàn)VoIP級無線連接，大多數(shù)手持設(shè)備和AP供應(yīng)商都規(guī)定了WLAN設(shè)計目標(biāo)，包括最大AP傳輸功率、最小信號強(qiáng)度和信噪比（SNR），以及傳輸流量指示消息（DTIM）間隔。即使其他實時應(yīng)用程序有較為寬松的需求，但是設(shè)計能夠滿足這些目標(biāo)WLAN覆蓋率能夠?qū)崿F(xiàn)您所預(yù)期的質(zhì)量評分。如果想要了解一個實例，請咨詢Cisco的WLAN語音檢查清單。

在WLAN中，流量必須進(jìn)行優(yōu)先級劃分，以保證語音流量獲得可預(yù)見的媒體訪問速度，保持抖動小于10毫秒。因為視頻流量要求更多的帶寬，它的優(yōu)先級應(yīng)該低于語音，但高于一般數(shù)據(jù)或后臺應(yīng)用程序。這個AP流量隊列和帶寬占用時長優(yōu)先級可以通過設(shè)置802.11e (Wi-Fi Multimedia, WMM)定義的訪問分類實現(xiàn)。當(dāng)這些流量到達(dá)有線網(wǎng)絡(luò)，WMM優(yōu)化級應(yīng)該映射到802.1p（以太網(wǎng)幀）或DiffServ Code Point（IP數(shù)據(jù)包）頭標(biāo)記。在這種映射中要注意“盲點”——例如，當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過一個WLAN控制器上不支持802.1p的中繼端口從邊緣交換機(jī)傳輸?shù)胶诵慕粨Q機(jī)時。要了解更多這方面的信息，請查看Aerohive的端到端QoS視頻。

即使進(jìn)行了優(yōu)先級劃分，對有限資源的過度爭奪也可能影響實時應(yīng)用程序。同樣，一定要端到端地評估這個因素，到達(dá)呼叫管理器、媒體服務(wù)器或者其他實時流量目標(biāo)必須經(jīng)過的從通道到AP再到控制器的所有通過以太網(wǎng)交換機(jī)和WAN的路徑。

例如，可以通過給語音手持設(shè)備分配獨立的SSID和頻率、使用AP負(fù)載均衡和呼叫允許控制來限制每個AP的活躍呼叫數(shù)量來管理通道爭奪。當(dāng)這些數(shù)據(jù)包到達(dá)以太網(wǎng)時，它們可以通過VLAN的SSID映射進(jìn)行隔離。

然而，在AP轉(zhuǎn)發(fā)到控制器再到交換機(jī)的過程中，這些VLAN仍然會爭奪有線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的共享媒體。為了解決這個問題，要減小實時數(shù)據(jù)包必須通過的有線網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)，并且保證網(wǎng)絡(luò)的每一跳均有足夠的容量。例如，采用允許客戶端到客戶端直接通信而不需要將實時流量轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)距離控制器的分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。估算回程鏈路的總負(fù)載，然后將要求符合聚焦視頻吞吐量要求的位置升級到千兆以太網(wǎng)。通過在分支機(jī)構(gòu)中安裝分布式實時應(yīng)用程序服務(wù)器來去除一些低速或不可靠的WAN鏈路。

除了數(shù)據(jù)包流量優(yōu)先級劃分和容量規(guī)劃，還要確定其他可能影響實時應(yīng)用程序的延遲和抖動源。例如，當(dāng)移動用戶從一個AP漫游到另一個AP（或者進(jìn)入/退出一個死區(qū)）時，他們可能被要求重新進(jìn)行身份驗證?？赡艿姆椒òㄌ摂M蜂巢解決方案（可避免通道變化）、隨機(jī)密鑰緩存、802.11r快速漫游或使用更快速的方法進(jìn)行實時客戶端身份驗證，如WPA2-PSK。

在有線端，減小對中央身份驗證服務(wù)器的依賴，采取方法減少中間擁塞點的延遲，如防火墻，并考慮是否和如何使用IP組播技術(shù)傳輸流媒體。接下來這個方法可能會讓您很吃驚——許多WLAN并不能很好地支持IP組播技術(shù)，因為這種方法會使數(shù)據(jù)傳輸速度降低為最慢接受者速度（最老或最遠(yuǎn)距離的）。即使您使用IP組播來減小有線網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，您還要考慮使用能夠?qū)⒂芯€端組播轉(zhuǎn)換為唯一尋址到每一個客戶端的無線單播幀的WLAN產(chǎn)品。這可能與我們的直觀想法是不同的，但是以更高的速率傳輸大量的數(shù)據(jù)幀實際上消耗了更小的帶寬占用時長，從而減少所有使用該WLAN的客戶端延遲。

結(jié)論

所有這些方面在創(chuàng)建語音MOS價值、視頻MDI分值和其他應(yīng)用程序性能指標(biāo)方面均有其各自的作用。優(yōu)化一個網(wǎng)絡(luò)以支持這些要求嚴(yán)格的應(yīng)用程序可能是很有難度的，特別是對于一個包含大量客戶端設(shè)備和應(yīng)用程序的大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。最理想的是，使用實時性能測試工具測量網(wǎng)絡(luò)升級和擴(kuò)容前后的MOS和MDI值。如果您不了解實際的數(shù)值，那么您是很難通過優(yōu)化具體的組件和參數(shù)來可預(yù)見且一致地實現(xiàn)實時應(yīng)用程序的目標(biāo)的。