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Linee guida sulla qualità del servizio

Sommario

1. Introduzione

Lo scopo di questo documento è fornire informazioni per garantire che la qualità del servizio (QoS) sia distribuita correttamente nelle reti aziendali al fine di supportare il traffico delle comunicazioni unificate.

2. Requisiti delle prestazioni del percorso di rete end-to-end

I requisiti indicati nella Tabella 2.1 devono essere soddisfatti per ottimizzare il percorso di rete per il traffico dei media VoIP e Video quando si utilizzano i servizi RingCentral. Per la comunicazione video, possono essere imposti gli stessi requisiti o requisiti leggermente meno rigidi, dato che essa deve, idealmente, essere trasportata in modo sincrono con la voce.
Tabella 2.1. Requisiti delle prestazioni del percorso di rete end-to-end
Proprietà della rete Requisito
Capacità del collegamento
Ciascun collegamento nel percorso end-to-end deve avere una capacità simmetrica (bidirezionale) maggiore del traffico di rete generato dal numero massimo di chiamate vocali e video simultanee. Ciò si aggiunge alla capacità per altri tipi di traffico e crescita non in tempo reale (Sezione 5).
Ritardo
< 150 ms (una direzione)*. Questo si traduce in latenza di andata e ritorno < 300 ms.
Tempi più lunghi, come nel caso dei collegamenti satellitari geosincroni, funzioneranno, ma gli interlocutori devono accettare un ritardo di comunicazione estremamente lungo.  
Perdita di pacchetti
< 1%
Jitter
< 30 ms

3. Linee guida per la distribuzione, la configurazione e la valutazione

Per garantire che i requisiti prestazionali del percorso end-to-end siano soddisfatti, è necessario seguire una serie di linee guida per la distribuzione,  la configurazione e la valutazione:
  1. È necessario utilizzare i dispositivi e le configurazioni supportati (Requisiti di rete).
  2. Le configurazioni di dominio, indirizzo IP e porta devono essere applicate ai dispositivi di rete, inclusi firewall di rete e di elaborazione, router e switch di livello 3 (Requisiti di rete).
  3. La codifica DSCP deve essere applicata e rispettata dalle reti aziendali (Sezione 4).
  4. Una capacità sufficiente deve essere disponibile su tutti i collegamenti di rete attraversati dal traffico di comunicazioni unificate, in condizioni di utilizzo massimo (Sezione 5).
  5. La valutazione della rete deve essere eseguita presso i siti aziendali, se ritenuto necessario (Sezione 6).

4. Criteri QoS di classificazione e trattamento del traffico

Il traffico dei servizi di comunicazione unificata deve essere classificato e trattato in modo appropriato nelle reti aziendali e dei fornitori di servizi per garantire che i requisiti QoS end-to-end siano soddisfatti per i servizi di comunicazione basati su cloud in modo da ridurre al minimo i problemi di intermittenza nella qualità del servizio dovuti a trasferimenti di file o e-mail di grandi dimensioni .
 
La QoS per VoIP e video impone vincoli più rigidi alla rete a causa dei requisiti in termini di ritardo, perdita di pacchetti e jitter che devono essere soddisfatti. Il traffico di segnalazione ha requisiti QoS inferiori poiché i requisiti in tempo reale non si applicano e i pacchetti possono essere ritrasmessi in caso di perdita. Altri tipi di traffico di servizio, come i servizi di messaggistica e rubrica, possono essere trattati in modo più simile al traffico dati.
 
Le sezioni successive indicano come, idealmente, il traffico dei servizi di comunicazione deve essere classificato e trattato nel contesto della rete aziendale e della WAN. In pratica, potrebbe essere possibile seguire solo parzialmente i requisiti QoS relativi alla classificazione e al trattamento del traffico a causa delle limitazioni di terminali, dispositivi di rete e reti ISP e gestori. Vengono fornite raccomandazioni per gestire anche questi casi non ottimali.
 
Le seguenti convenzioni vengono utilizzate per quanto riguarda la direzione del flusso del traffico delle comunicazioni unificate:
  • Il traffico in uscita è diretto dal terminale aziendale o distribuito in remoto (telefono/PC) verso il servizio cloud delle comunicazioni unificate.
  • Il traffico in entrata è diretto dal servizio cloud delle comunicazioni unificate verso il terminale aziendale o distribuito in remoto.

4.1 Classificazione del traffico

La classificazione dei pacchetti identifica e classifica il traffico in una classe specifica. La Tabella 4.1.1 indica le classi di traffico differenziate per i servizi di comunicazione unificata. In alto è indicata la classe che richiede il trattamento con priorità più alta (Media VoIP). Al livello 2, viene indicata l'etichetta di intestazione del frame di classe CoS (Class of Service), mentre il contrassegno dei pacchetti DSCP è disponibile nell'intestazione IP del livello 3.
 
Nelle prossime considerazioni, l'etichetta del livello 2 e il contrassegno del livello 3 sono chiamate genericamente contrassegno. Ai media video viene assegnata una priorità leggermente inferiore rispetto alla voce poiché si ritiene più importante disporre di una comunicazione vocale di alta qualità in caso di condizioni di rete avverse.
 
CoS è un campo a 3 bit nell'intestazione del frame Ethernet con valori che possono andare da 0 a 7. DSCP è un campo a 6 bit nell'intestazione del pacchetto IP con valori che possono andare da 0 a 63.
 
La sicurezza è implementata sopra il livello IP, ad esempio, i media VoIP protetti sono trasportati come SRTP/UDP/IP (SRTP è la versione sicura di RTP), che non influisce sui valori CoS e DSCP.
Tabella 4.1.1 - Tipi di traffico e classificazione
  Livello 2 Livello 3
Classe di traffico

CoS

Valore decimale

DSCP

Valore decimale

Nome

Probabilità di caduta

Media VoIP - Tempo reale

5

46

EF

N/D

Media video - Tempo reale

4

34

AF41

Bassa

SIP

3

26

AF31

Bassa

Transazionale:

• Servizio orario di rete

• Sincronizzazione dati app mobile

• Servizio directory LDAP

2

18

AF21

Bassa

Ottimale: provisioning telefonico e aggiornamento del firmware

0

0

BE

Indeterminato

4.2 Programmazione del traffico

La programmazione del traffico nei dispositivi di rete determina come viene assegnata la priorità al traffico di classi diverse quando viene trasmesso da un'interfaccia. Il traffico VoIP deve essere trasmesso prima di qualsiasi altro tipo di traffico. Ciò garantisce che i requisiti dettagliati nella Tabella 2.1 siano soddisfatti.
 
La videoconferenza è interattiva e deve essere separata dai servizi di streaming video unidirezionale. L'esperienza dell'utente finale non viene influenzata se il traffico subisce un ritardo quando un utente guarda questo tipo di contenuto.

4.3 Vincoli pratici

Idealmente, i valori di contrassegno DSCP ed etichettatura CoS indicati nella Tabella 4.1.1 vengono utilizzati su tutta la rete tra i terminali e i server basati su cloud. Quando il traffico è trattato secondo questa classificazione, si parla di onorare il contrassegno. Tuttavia, nella pratica, questo spesso non è del tutto possibile perché:
  • Alcuni dispositivi di rete non supportano sufficienti funzionalità QoS. Un esempio sono i router di fascia bassa.
  • I valori CoS spesso non vengono gestiti in reti di piccole dimensioni.
  • Gli ISP possono modificare i contrassegni DSCP lungo il percorso Internet, ad esempio da DSCP 46 a 0.
  • Nelle reti aziendali di grandi dimensioni, con siti collegati a una rete MPLS o Metro-Ethernet, i dispositivi di confine della rete WAN devono eseguire una mappatura DSCP ⇔ CoS. Queste mappature potrebbero non mantenere esattamente i valori ottimali CoS/DSCP indicati nella Tabella 4.1.1.
  • Alcuni tipi di terminali non contrassegnano ancora il valore CoS/DSCP (Sezione 4.4).
Alcuni requisiti pratici e raccomandazioni per la classificazione del traffico, il contrassegno DSCP, e una descrizione delle interconnessioni WAN di livello 2 sono forniti nelle sezioni seguenti per soddisfare questi vincoli.

4.4 Metodi di classificazione del traffico

Le capacità QoS del dispositivo di rete locale determinano quale metodo di classificazione e programmazione del traffico può essere utilizzato.
  • Classificazione multi-banda: il traffico da e verso i server cloud è mappato in base alla Tabella 4.1.1. Distribuzione ottimale del traffico per cinque tipi di traffico:
    • Voce
    • Video
    • Segnalazione
    • Transazionale
    • Ottimale
  • Modello a tre classi di traffico: il traffico da e verso i server cloud è mappato secondo la Tabella 4.4.1.
  • Modello a due classi di traffico: il traffico UDP voce e video in tempo reale e il traffico TCP SIP originato o destinato ai server media di comunicazione del cloud sono tutti classificati come DSCP 46. Il restante traffico è classificato come traffico dati senza priorità con valori DSCP e CoS uguali a 0. Questo modello è indicato nella Tabella 4.4.2.
La classificazione multi-banda offre il modo migliore per gestire la QoS nelle grandi reti aziendali e ogni volta che i dispositivi di rete supportano questo problema. Il modello a due classi di traffico è relativamente semplice da implementare e funziona bene nella maggior parte degli ambienti SoHo e aziendali con dispositivi dalle capacità QoS limitate.
 
Ove possibile, espandere le classi per differenziare il VoIP dal video e da altro traffico migliora la funzionalità della qualità del servizio in una rete aziendale.
Tabella 4.4.1 - Modello a tre classi di traffico

Classe di traffico

CoS

Valore decimale

DSCP

Valore decimale

Nome

Probabilità di caduta

Media VoIP - Tempo reale

SIP

5

46

EF

N/D

Media video - Tempo reale 

4

34

AF41

Bassa

Transazionale:

• Servizio orario di rete

• Sincronizzazione dati app mobile

• Servizio directory LDAP

• Ottimale: provisioning del telefono e aggiornamento del firmware

0

0

BE

Indeterminato

Tabella 4.4.2 - Modello a due classi di traffico

Classe di traffico

CoS

Valore decimale

DSCP

Valore decimale

Nome

Probabilità di caduta

Media VoIP - Tempo reale

Media video - SIP in tempo reale

5

46

EF

N/D

Transazionale:

• Servizio orario di rete

• Sincronizzazione dati app mobile

• Servizio directory LDAP

• Ottimale: provisioning del telefono e aggiornamento del firmware

0

0

BE

Indeterminato

4.5 Vincoli di contrassegno del traffico DSCP per terminali e Internet

I seguenti tipi di contrassegni DSCP vengono applicati dai terminali, dai server cloud e dai fornitori di servizi Internet:
  • Terminali
    • I telefoni fissi usano il contrassegno del punto di codice 46 dei servizi differenziati IP (Expedited Forwarding - EF) per i pacchetti media UDP (RTP). In questo modo, i router di una rete aziendale possono assegnare priorità al traffico dei media VoIP rispetto al traffico dati ottimale.
    • I terminali software (softphone, client video, MVP e client Google Chrome) contrassegnano i pacchetti multimediali UDP secondo la priorità adeguata. Tuttavia, il sistema operativo potrebbe resettarli a DSCP 0. Per ridurre questo problema, è possibile applicare una delle seguenti due opzioni:

      • -  Configurare un criterio del sistema operativo (criterio di gruppo) per sovrascrivere questo
            comportamento.

      • -  Il primo dispositivo di livello 3 lontano dal terminale software deve essere configurato per
           annotare il traffico in modo adeguato.
  • Server media: i server media del cloud contrassegnano il traffico UDP come DSCP 46 (voce) o DSCP 34 (video).

  • Le applicazioni mobili contrassegnano il traffico con un valore DSCP in base alla Tabella 4.1.1.

  • Fornitore di servizi Internet : i fornitori di servizi Internet spesso contrassegnano i valori di priorità DSCP a valori diversi (inferiori), il che ha le seguenti implicazioni:
    • Direzione in uscita: spesso il traffico arriva nel cloud di RingCentral con contrassegni impropri.
    • Direzione in entrata: il traffico Internet può arrivare a un sito aziendale contrassegnato in modo errato da Internet e, pertanto, deve essere contrassegnato di nuovo immediatamente dal dispositivo di confine della rete aziendale. Ciò garantisce che il traffico verrà inoltrato all'interno della rete interna in base alla corretta priorità rispetto ad altro traffico. 

4.6 Criterio di contrassegno DSCP

In questa sezione vengono descritti i criteri di trattamento del traffico per (ri-)contrassegnare i valori DSCP nelle reti aziendali. Il seguente criterio di contrassegno e honoring DSCP (cioè, mantenere il valore DSCP assegnato e inoltrarlo secondo la priorità assegnata) deve essere implementato in switch, router e firewall nel percorso di comunicazione end-to-end tra terminali e server basati su cloud:
  1. Direzione in uscita: contrassegna il traffico al valore DSCP corretto il più vicino possibile al terminale se il terminale non contrassegna il valore corretto usando le linee guida della Sezione 4.4. Il contrassegno può verificarsi in dispositivi di rete come punti di accesso, switch di accesso, router e firewall.
  2. Direzione in entrata: ri-contrassegna il traffico al valore DSCP corretto non appena entra nella rete aziendale tramite un collegamento WAN dell'operatore o un punto di accesso Wi-Fi.
  3. All'interno della rete locale: onorare i contrassegni DSCP in tutta la rete aziendale sia in entrata che in uscita.
  4. Rete WAN: qualsiasi mappatura da DSCP a CoS e viceversa deve essere eseguita in modo che i requisiti QoS del percorso end-to-end siano mantenuti.
Le supernet e le tabelle di whitelist come fornite in Requisiti di rete | MVP devono essere utilizzate negli ACL in entrata e in uscita per definire i criteri QoS dichiarati. Gli intervalli di indirizzi di subnet locali non dovrebbero essere usati per definire i criteri QoS perché qualsiasi cambiamento di subnet ne richiederebbe la modifica.
Alcuni produttori di firewall non supportano il ri-contrassegno di DSCP ma possono supportare la prioritizzazione dell'inoltro dei pacchetti in base agli indirizzi IP di origine e agli intervalli di indirizzi IP, il che richiede che anche le supernet siano utilizzate nella definizione del criterio QoS.

4.7 Gestione della larghezza di banda

La maggior parte dei router supporta la gestione della larghezza di banda, che può essere utilizzata per garantire la capacità di determinati tipi di traffico anche in condizioni di saturazione. Se i router supportano la gestione della larghezza di banda, si consiglia di abilitare questa funzionalità e impostare la larghezza di banda per il traffico sul numero ottenuto dalla Sezione 5. Se la classificazione del traffico e i criteri sono configurati in base ai suggerimenti e ai requisiti indicati nelle sezioni precedenti e il traffico supera la larghezza di banda configurata, il traffico potrebbe comunque avere priorità rispetto al traffico dati regolare, anche se la larghezza di banda potrebbe non essere garantita per tutte le chiamate (dipende dal router e dalle impostazioni).
 
È essenziale che il valore della larghezza di banda impegnata del collegamento ISP/operatore sia configurato nel router/firewall di bordo, poiché non ha altro modo per determinare con precisione la capacità del circuito. Il valore di burst dell'ISP/operatore non dovrebbe essere usato perché non c'è garanzia che sarà onorato e il traffico verrà scartato. Una volta immessa la larghezza di banda massima impegnata, porzioni di questa capacità possono essere contrassegnate per il traffico con DSCP 46 (voce), DSCP 34 (video) e DSCP 26 (segnalazione).
 
Un sito aziendale può produrre traffico in eccesso rispetto alla larghezza di banda impegnata di un collegamento di rete esterno, ma l'ISP/operatore in genere ignora il traffico in eccesso indipendentemente dal tipo.  Pertanto, il router/firewall dell'azienda deve essere configurato per eliminare il traffico in uscita a bassa priorità in modo che l'ISP/operatore non scarti in modo intermittente i pacchetti dei flussi dei media voce/video.

4.8 Interconnessione WAN di livello 2

Le reti aziendali di grandi dimensioni si basano spesso su reti WAN di livello 2 MPLS o Metro-Ethernet per interconnettere le reti di livello 3. Per garantire il rispetto delle prestazioni del percorso di rete end-to-end (Sezione 4), al confine di ingresso e di uscita di tali reti devono essere soddisfatte diverse condizioni:
  • Classi di traffico e corrispondenza delle priorità: garantire che il numero di classi di traffico e valori CoS siano conformi alle linee guida fornite nella Sezione 4.4.
  • Shaping del traffico: assicurarsi che la larghezza di banda massima di rete di livello 3 prodotta per ogni classe di traffico non superi la capacità del collegamento WAN. Ciò può essere ottenuto mediante shaping del traffico, a condizione che la larghezza di banda media non superi la capacità WAN fornita.
Se la condizione di classe di traffico e la corrispondenza della priorità non possono essere soddisfatte, è necessario mappare alcuni valori DSCP di livello 3 a un valore CoS più alto.

5. Valutazione della larghezza di banda e della capacità di rete

Per determinare la larghezza di banda prodotta dal traffico sui collegamenti LAN e WAN e la capacità richiesta per trasportare il traffico delle comunicazioni unificate, si possono usare due metodi.
 
Il metodo preferito e più accurato consiste nel determinare il carico di picco del traffico proveniente dai registri o dai dati di rete estratti da un sistema vocale/video legacy ancora implementato. In alternativa, si può usare una procedura di calcolo della larghezza di banda e della capacità ( Valutazione della larghezza di banda e della capacità della rete).

6. Valutazione della prontezza della rete

I requisiti QoS del percorso end-to-end indicati nella Sezione 2 possono essere convalidati eseguendo una valutazione della prontezza della rete, che determina la qualità della rete LAN e del provider di servizi. Per convalidare la capacità del percorso di rete di supportare i servizi per le comunicazioni unificate, è possibile eseguire due tipi di valutazione della prontezza della rete:
  • Valutazioni istantanee della prontezza della rete: queste valutazioni forniscono un'impressione della capacità e della qualità della rete per ogni direzione del traffico VoIP e video tra un sito di prova e il cloud delle comunicazioni unificate in un intervallo di tempo di pochi minuti. Sono forniti due strumenti di prova:
  • Valutazione completa della prontezza della rete: in questo caso, viene installata una sonda presso la sede locale del cliente. Eseguendo questa sonda per un intervallo di tempo più lungo (ad esempio, un'intera settimana), si ottiene un'impressione più accurata della qualità end-to-end e della qualità intermedia dell'hop di rete in entrambe le direzioni di chiamata. Sulla base dei risultati di questo tipo di valutazione possono essere fornite raccomandazioni dettagliate e mirate sul miglioramento della rete.
Il primo tipo di valutazione può essere eseguito direttamente dall'azienda, ma fornisce informazioni minime sul QoS end-to-end nel tempo. Il secondo tipo di valutazione della rete, che è raccomandato per ridurre al minimo la probabilità di problemi di QoS percepiti dagli utenti, richiede il coinvolgimento di RingCentral Professional Services.
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