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Directives sur la qualité de service

Table des matières

1. Introduction

Le but de ce document est de fournir des renseignements afin de garantir que la qualité de service (QS) est correctement déployée dans les réseaux d’entreprise pour prendre en charge le trafic de communication unifiée.

2. Exigences de performance du chemin de réseau de bout en bout

Les exigences énoncées dans le tableau 2.1 doivent être satisfaites afin d’optimiser le chemin de réseau pour le trafic de la VoIP et de la vidéo lors de l’utilisation des services de communication unifiée RingCentral. Pour la communication vidéo, les mêmes exigences ou légèrement assouplies peuvent être imposées puisqu’elle doit, idéalement, être transportée de manière synchrone avec la voix.
Tableau 2.1 – Exigences de performance du chemin de réseau de bout en bout
Propriété du réseau Exigence
Capacité de liaison
Chaque lien du chemin de bout en bout doit avoir une capacité symétrique (bidirectionnelle) supérieure au trafic réseau généré par le nombre maximal d’appels vocaux et vidéo simultanés. Cela s’ajoute à la capacité pour d’autres types de trafic et de croissance qui ne sont pas en temps réel (section 5).
Retard
< 150 ms (unidirectionnel)*. Cela se traduit par une latence aller-retour de < 300 ms.
Des durées plus longues, comme dans le cas des liaisons satellitaires géosynchrones, fonctionneront, mais les interlocuteurs doivent accepter un retard de communication extrêmement long.  
Perte de paquets
< 1 %
Gigue
< 30 ms

3. Directives sur le déploiement, la configuration et l’évaluation

Pour garantir que les exigences de performance du chemin de bout en bout sont respectées, un ensemble de directives sur le déploiement, la configuration et l’évaluation doit être suivi :
  1. Les périphériques et configurations pris en charge doivent être utilisés (exigences réseau).
  2. Les configurations de domaine, d’adresse IP et de port doivent être appliquées aux périphériques réseau, y compris les pare-feu de réseau et d’ordinateur, les routeurs et les commutateurs de couche 3 (exigences réseau).
  3. Le balisage DSCP doit être appliqué et respecté par les réseaux d’entreprise (section 4).
  4. Une capacité suffisante doit être disponible sur toutes les liaisons réseau qui sont traversées par le trafic de communication unifiée, sous une utilisation maximale (section 5).
  5. Une évaluation du réseau doit être effectuée sur place dans les entreprises si cela s’avère nécessaire (section 6).

4. Politiques de classification et de traitement du trafic pour la QS

Le trafic des services de communication unifiée doit être classé et traité de manière appropriée dans les réseaux d’entreprise et du fournisseur de services afin de garantir que les exigences de QS de bout en bout sont satisfaites pour les services de communication infonuagique afin de réduire le nombre de problèmes intermittents dans la qualité de service en raison de transferts de fichiers ou de courriels volumineux.
 
La qualité de service de la VoIP et de la vidéo impose les contraintes les plus sévères sur le réseau parce que les exigences concernant le retard, la perte de paquets et la gigue doivent être satisfaites. Les exigences de QS sont moins sévères pour le trafic de signalisation puisque les exigences en temps réel ne s’appliquent pas et les paquets peuvent être retransmis en cas de perte. D’autres types de trafic de service, tels que les services de messagerie et d’annuaire, peuvent davantage être traités en tant que trafic de données.
 
Les sections suivantes indiquent comment le trafic des services de communication devrait idéalement être classé et traité dans un contexte de réseau d’entreprise et de réseau étendu. Dans la pratique, il est seulement possible de respecter partiellement les exigences de QS relatives à la catégorie et au traitement du trafic en raison des limites des terminaux, des périphériques réseau ainsi que des réseaux des FAI et des fournisseurs. Des recommandations pour gérer ces situations qui ne sont pas optimales sont également fournies.
 
Les conventions suivantes sont utilisées concernant la direction du flux du trafic de communication unifiée :
  • Le trafic sortant est dirigé depuis l’entreprise ou le terminal déployé à distance (téléphone/PC) vers le service infonuagique de communication unifiée.
  • Le trafic entrant est dirigé depuis le service de communication unifiée vers l’entreprise ou le terminal déployé à distance.

4.1 Classification du trafic

La classification des paquets identifie et catégorise le trafic dans une catégorie précise. Le tableau 4.1.1 indique les catégories de trafic qui sont différenciées pour les services de communication unifiée. La catégorie qui nécessite le traitement avec la priorité la plus élevée (trafic multimédia VoIP) est indiquée en haut. À la couche 2, le balisage d’en-tête de trame de catégorie de service (COS) est indiqué, tandis que le marquage DSCP de paquets est disponible dans l’en-tête IP dans la couche 3.
 
Dans les considérations suivantes, le balisage dans la couche 2 et le marquage dans la couche 3 s’appellent génériquement « marquage ». La vidéo se voit attribuer une priorité légèrement inférieure à celle de la voix, car il est jugé plus important d’avoir une communication vocale de haute qualité en cas de conditions de réseau défavorables.
 
La COS est un champ à 3 bits dans l’en-tête de trame Ethernet avec des valeurs possibles allant de 0 à 7. Le DSCP est un champ à 6 bits dans l’en-tête de paquet IP avec des valeurs possibles allant de 0 à 63.
 
La sécurité est mise en œuvre au-dessus de la couche IP, par exemple, le trafic multimédia VoIP sécurisé est transporté par protocole SRTP/UDP/IP (le protocole SRTP est la version sécurisée du protocole RTP), ce qui n’a aucune incidence sur les valeurs de COS et de DSCP.
Tableau 4.1.1 – Types de trafic et classification des trafics
  Couche 2 Couche 3
Catégorie de trafic

COS

Valeur décimale

DSCP

Valeur décimale

Nom

Probabilité de perte

Multimédia VoIP – Temps réel

5

46

EF

S.O.

Multimédia vidéo – Temps réel

4

34

AF41

Faible

SIP

3

26

AF31

Faible

Transactionnel :

• Service d’heure réseau

• Synchronisation des données de l’application mobile

• Service d’annuaire LDAP

2

18

AF21

Faible

Service au mieux : provisionnement et mise à jour du micrologiciel

0

0

BE

Indéterminé

4.2 Ordonnancement du trafic

L’ordonnancement du trafic dans les périphériques réseau détermine comment les divers trafics de différentes catégories sont hiérarchisés lorsqu’ils sont transmis à une interface. Le trafic VoIP doit être transmis avant tout autre type de trafic. Cela garantit que les exigences détaillées dans le tableau 2.1 sont respectées.
 
La vidéoconférence est interactive et doit être distincte des services de diffusion vidéo en continu à sens unique. Si le trafic est retardé lorsqu’un utilisateur regarde ce type de contenu, l’expérience de l’utilisateur final demeurera inchangée.

4.3 Contraintes

Idéalement, les valeurs de balisage COS et de marquage DSCP indiquées dans le tableau 4.1.1 sont utilisées dans l’ensemble du réseau entre les terminaux et les serveurs infonuagiques. Si le trafic est traité selon cette classification, c’est ce qu’on appelle communément « honorer le marquage ». Cependant, dans la pratique, cela n’est souvent pas tout à fait possible parce que :
  • Certains périphériques réseau ne prennent pas en charge suffisamment de fonctionnalités de QS. Les routeurs bas de gamme en sont des exemples.
  • Les valeurs de COS ne sont souvent pas gérées dans les petits réseaux.
  • Les FAI peuvent modifier les marques DSCP le long du chemin Internet, par exemple, de DSCP 46 à 0.
  • Dans les grands réseaux d’entreprise, avec des sites connectés à un réseau MPLS ou Ethernet métropolitain, le mappage DSCP ⇔ COS doit être effectué par les appareils en périphérie du réseau WAN. Ces mappages peuvent ne pas maintenir exactement les valeurs COS-DCSP indiquées dans le tableau 4.1.1.
  • Certains types de terminaux ne marquent pas encore la valeur COS/DCSP (section 4.4).
Certaines exigences et recommandations pratiques pour la classification du trafic, le marquage DSCP et une description des interconnexions WAN de couche 2 sont fournis dans les sections suivantes afin de répondre à ces contraintes.

4.4 Méthodes de classification du trafic

Les fonctionnalités de QS du périphérique réseau local déterminent la classification du trafic et la méthode d’ordonnancement qui peuvent être utilisées.
  • Classification multibande — Priorisation du trafic maximal à destination et en provenance des serveurs infonuagiques qui est mappé conformément au tableau 4.1.1. Acheminement du trafic de façon optimale pour cinq types de trafic :
    • Voix
    • Vidéo
    • Signalisation
    • Transactionnel
    • Meilleur effort
  • Modèle à trois catégories de trafic – Le trafic à destination et en provenance des serveurs infonuagiques est mappé conformément au tableau 4.4.1.
  • Modèle à deux catégories de trafic — Le trafic UDP de la voix et de la vidéo en temps réel et le trafic SIP TCP provenant ou en direction des serveurs multimédias de communication infonuagique sont tous classés comme DCSP 46. L’autre trafic est classé en tant que trafic de données non prioritaire avec les valeurs DSCP et COS égales à 0. Ce modèle est indiqué dans le tableau 4.4.2.
La classification multibande offre la meilleure façon de gérer la QS dans les grands réseaux d’entreprise et chaque fois que les périphériques réseau la prennent en charge. La modèle à deux catégories de type de trafic est relativement simple à mettre en œuvre et fonctionne bien dans la plupart des environnements de très petites entreprises et d’entreprise avec des appareils qui ont des fonctionnalités limitées de QS.
 
Dans la mesure du possible, l’élargissement des catégories pour différencier la VoIP de la vidéo et d’autres trafics améliorera la fonctionnalité de qualité de service dans un réseau d’entreprise.
Tableau 4.4.1 – Modèle à trois catégories de trafic

Catégorie de trafic

COS

Valeur décimale

DSCP

Valeur décimale

Nom

Probabilité de perte

Multimédia VoIP – Temps réel

SIP

5

46

EF

S.O.

Multimédia vidéo – Temps réel

4

34

AF41

Faible

Transactionnel :

• Service d’heure réseau

• Synchronisation des données de l’application mobile

• Service d’annuaire LDAP

• Service au mieux : provisionnement du téléphone et mise à jour du micrologiciel

0

0

BE

Indéterminé

Tableau 4.4.2 – Modèle à deux catégories de trafic

Catégorie de trafic

COS

Valeur décimale

DSCP

Valeur décimale

Nom

Probabilité de perte

Multimédia VoIP – Temps réel

Multimédia vidéo – Temps réel SIP

5

46

EF

S.O.

Transactionnel :

• Service d’heure réseau

• Synchronisation des données de l’application mobile

• Service d’annuaire LDAP

• Service au mieux : provisionnement du téléphone et mise à jour du micrologiciel

0

0

BE

Indéterminé

4.5 Contraintes du marquage du trafic DSCP par les terminaux et Internet

Les types de marquage DSCP suivants sont appliqués par les terminaux, les serveurs multimédias infonuagiques et les fournisseurs d’accès Internet :
  • Terminaux
    • Les téléphones de bureau utilisent le marquage des codes d’accès aux services différenciés IP 46 (acheminement expédié – EF [Expedited forwarding]) pour les paquets multimédias UDP (RTP). De cette façon, les routeurs d’un réseau d’entreprise peuvent accorder la priorité au trafic multimédia VoIP par rapport au trafic de données selon le modèle du meilleur effort.
    • Les terminaux logiciels (téléphones logiciels, client vidéo, clients MVP et Google Chrome) marquent les paquets multimédias UDP en fonction du marquage de priorité approprié. Cependant, le système d’exploitation peut les réinitialiser à DSCP 0. Pour atténuer ce problème, l’une des deux options suivantes peut être appliquée :

      • - Une stratégie de système d’exploitation (stratégie de groupe) doit être configurée pour remplacer ce
            comportement.

      • - Le premier périphérique de couche 3 éloigné du terminal logiciel doit être configuré pour
            remarquer le trafic de manière appropriée.
  • Serveurs multimédias – Les serveurs multimédias infonuagiques marquent le trafic RTP comme DSCP 46 (voix) ou DSCP 34 (vidéo).

  • Les applications mobiles marquent le trafic avec une valeur DSCP conformément au tableau 4.1.1.

  • Fournisseurs d’accès à Internet – Les fournisseurs d’accès Internet remarquent fréquemment les valeurs prioritaires DSCP à des valeurs différentes (inférieures), ce qui a les répercussions suivantes :
    • Direction sortante : le trafic arrive souvent dans le nuage RingCentral avec un marquage incorrect.
    • Direction entrante : le trafic Internet peut arriver sur un site d’entreprise incorrectement marqué à partir d’Internet et, par conséquent, doit être remarqué immédiatement par l’appareil en périphérie du réseau de l’entreprise. Cela garantira que le trafic sera envoyé à l’intérieur du réseau interne selon la bonne priorité par rapport aux autres trafics. 

4.6 Politique de marquage DSCP

Cette section décrit les politiques de traitement du trafic pour (re-)marquer les valeurs DSCP dans les réseaux d’entreprise. La politique suivante pour marquer et honorer les valeurs DSCP (c’est-à-dire de conserver la valeur DSCP attribuée et de la transférer en fonction de la priorité de la valeur attribuée) doit être mise en place dans les commutateurs, les routeurs et les pare-feu dans le chemin de communication de bout en bout entre les terminaux et les serveurs infonuagiques :
  1. Direction sortante – Remarquer le trafic avec la bonne valeur de DSCP aussi près que possible du terminal si le terminal ne marque pas la bonne valeur à l’aide des directives dans la section 4.4. Le remarquage peut se produire dans les périphériques réseau tels que les points d’accès, les commutateurs d’accès, les routeurs et les pare-feu.
  2. Direction entrante – Remarquer le trafic avec la bonne valeur de DSCP dès qu’il entre dans le réseau d’entreprise via une liaison WAN du fournisseur ou un point d’accès Wi-Fi.
  3. À l’intérieur du réseau local  – Honorer les marques DSCP sur l’ensemble du réseau d’entreprise dans la direction entrante et sortante.
  4. Réseau WAN – Tout mappage du DCSP au COS et dans le sens inverse doit être effectué de sorte que les exigences de QS du chemin de bout en bout sont respectées.
Les tableaux concernant les sur-réseaux et les listes blanches fournis dans Exigences réseau | MVP doivent être utilisés dans les listes de contrôle d’accès des trafics entrant et sortant pour définir les stratégies de QS indiquées. Les plages d’adresses du sous-réseau local ne doivent pas être utilisées pour définir des politiques de QS, car toute modification apportée au sous-réseau nécessiterait une modification de la politique.
Certains fabricants de pare-feu ne prennent pas en charge le remarquage du DSCP, mais peuvent prendre en charge la hiérarchisation du transfert de paquets en fonction des adresses IP source et des plages d’adresses IP, ce qui nécessite également que les sur-réseaux doivent être utilisés dans la définition de la politique de QS.

4.7 Gestion de la bande passante

La plupart des routeurs prennent en charge la gestion de la bande passante, qui peut être utilisée pour garantir la capacité de certains types de trafic même dans des conditions de saturation. Si les routeurs prennent en charge la gestion de bande passante, il est recommandé d’activer cette fonctionnalité et de définir la bande passante pour le trafic à la valeur obtenue à la section 5. Si la classification et les politiques du trafic sont configurées selon les recommandations et les exigences énoncées dans les sections précédentes et que le trafic dépasse la bande passante configurée, la priorité peut toujours être accordée au trafic par rapport au trafic normal de données bien que la bande passante puisse ne pas être garantie pour tous les appels (en fonction du routeur et des réglages).
 
Il est essentiel que la valeur prévue de la bande passante de la liaison du FAI soit configurée dans le routeur ou le pare-feu en périphérie, car il n’a pas d’autre moyen de déterminer avec précision la capacité du circuit. La valeur de rafale du FAI ne doit pas être utilisée, car il n’y a aucune garantie qu’elle sera honorée et le trafic sera rejeté. Une fois que la capacité maximale prévue de la bande passante a été entrée, des portions de celle-ci peuvent être étiquetées pour le trafic avec DSCP 46 (voix), DSCP 34 (vidéo) et DSCP 26 (signalisation).
 
Un site d’entreprise peut produire un trafic supérieur à la capacité prévue de la bande passante d’une liaison réseau externe, mais le FAI ignore généralement le trafic excédentaire, quel que soit son type.Par conséquent, le routeur ou le pare-feu en périphérie de l’entreprise doit être configuré pour ignorer le trafic sortant à faible priorité afin que le FAI n’ignore pas les paquets de diffusion multimédia par intermittence.

4.8 Interconnexion WAN de couche 2

Les réseaux des grandes entreprises comptent fréquemment sur les réseaux MPLS de couche 2 ou Ethernet métropolitain WAN pour interconnecter les réseaux de couche 3. Afin de garantir que la performance du chemin de réseau de bout en bout (section 4) est respectée, plusieurs conditions doivent être remplies à la périphérie d’entrée et de sortie de ces réseaux :
  • Catégorie de trafic et correspondance de priorité – Assurez-vous que le nombre de catégories de trafic et les valeurs COS correspondent aux directives fournies dans la section 4.4.
  • Façonnage du trafic — Il faut s’assurer que la bande passante réseau de couche 3 maximale produite pour chaque catégorie de trafic ne dépasse pas la capacité de liaison WAN. Ceci peut être accompli par le façonnage du trafic à condition que la bande passante moyenne ne dépasse pas la capacité WAN provisionnée.
Si la condition de correspondance de la catégorie du trafic et de la priorité ne peut pas être remplie, certaines valeurs DSCP de la couche 3 doivent être mises en correspondance avec une valeur de COS plus élevée.

5. Évaluation de la capacité de la bande passante et du réseau

Deux méthodes peuvent être utilisées pour déterminer la bande passante produite par le trafic sur les liaisons LAN et WAN et la capacité requise pour transporter le trafic de communication unifiée.
 
La méthode privilégiée et la plus précise consiste à déterminer le volume de trafic maximal à partir des journaux ou des données réseau extraites d’un système voix/vidéo existant encore déployé. Sinon, une procédure de calcul de la bande passante et de la capacité peut être utilisée (Évaluation de la capacité de la bande passante et du réseau).

6. Évaluation de la préparation du réseau

Les exigences de QS du chemin de bout en bout énoncées à la section 2 peuvent être validées en effectuant une évaluation de l’état de préparation du réseau qui détermine la qualité du réseau local et du réseau du fournisseur de services. Il existe deux types d’évaluations de l’état de préparation du réseau pour valider la capacité du chemin de réseau à prendre en charge les services de communication unifiée :
  • Évaluations instantanées de l’état de préparation du réseau – Ces évaluations permettent d’avoir une idée de la capacité et de la qualité du réseau pour chaque direction du trafic VoIP et vidéo entre un site de test et le nuage de communication unifiée sur une période d’une durée de quelques minutes. Deux outils de test sont fournis :
  • Évaluation complète de l’état de préparation du réseau – Pour cette évaluation, une sonde est installée au site du client local. En exécutant cette sonde sur un intervalle de temps plus long (p. ex. une semaine de travail complète), on obtient une bien meilleure idée de la qualité de bout en bout et de la qualité de saut du réseau intermédiaire dans les deux directions de l’appel. Des recommandations détaillées et ciblées sur l’amélioration du réseau peuvent être fournies en fonction des résultats de ce type d’évaluation.
Le premier type d’évaluation peut être effectué par l’entreprise, mais fournit un aperçu minimal de la qualité du service de bout en bout au fil du temps. Le deuxième type d’évaluation du réseau, recommandé pour réduire la probabilité que des problèmes de qualité du service soient perçus par l’utilisateur, nécessite la participation de l’équipe des RingCentral Professional Services.
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