ExpressRoute и качество обслуживания в Skype для бизнеса Online

Подключайтесь к Office 365 по выделенному сетевому соединению, используя Azure ExpressRoute для Office 365 и Skype для бизнеса Online. Выделенное соединение для приложений Skype для бизнеса обеспечит надежную и стабильную работу с соблюдением конфиденциальности. Вы можете приобрести лучшее сетевое соединение для Office 365 и Skype для бизнеса Online, обеспечивающее стабильность, высокую надежность и полную поддержку.

Примечание : Доступна новая версия калькулятора полосы пропускания Skype для бизнеса, но указания в данном документе касаются калькулятора полосы пропускания для Lync 2010 и 2013.

Skype для бизнеса Online и ExpressRoute

Сотрудничество с партнерами Microsoft ExpressRoute позволит вам подключаться к различным приложениям Office 365, в том числе Skype для бизнеса Online, в облаке по выделенному соединению. Однако голосовая связь и видеоконференции в режиме реального времени с помощью Skype для бизнеса требуют использования специальных сетевых служб, настроенных для поддержки такой рабочей нагрузки в Office 365. Это включает использование сети с высокой пропускной способностью, достаточной для обеспечения обмена данными необходимого объема и поддержкой высокого качества обслуживания (QoS) пользователей.

В этом документе, разработанном для пользователей, администраторов и проектировщиков сети, описаны проблемы, характерные для обмена данными в режиме реального времени, инструменты, предоставляемые компанией Microsoft для помощи в проектировании сети, обеспечивающей поддержку этих требований, а также рассматривается конкретный пример процесса проектирования сети.

В первой части документа описан пример проектирования сети с помощью Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator на основе оценки требований для развертывания крупной распределенной сети с использованием Skype для бизнеса ExpressRoute. Во второй части документа описаны основные принципы качества обслуживания (QoS), подробные технические характеристики, обеспечивающие поддержку обмена данными в режиме реального времени с помощью Skype для бизнеса, а также конкретные типы необходимых сетевых служб.

Представленная здесь информация познакомит вас с общими понятиями и техническими характеристиками QoS и ExpressRoute, даст понимание того, с какими проблемами вы столкнетесь, а также предоставит практические знания и познакомит с инструментами и способами, с помощью которых вы сможете развернуть ExpressRoute в сети Skype бизнеса.

Приступая к работе

Прежде чем приступить к изучению ExpressRoute для Skype для бизнеса, мы рекомендуем вам ознакомиться с разными моделями подключения ExpressRoute, с информацией о партнерах в региональных представителях, а также узнать, как приобрести и доставить ExpressRoute для вашей компании. Ниже перечислены ресурсы, с которых можно начать:

Часть 1. Пример из практики: ExpressRoute для Dewey Law, LLC.

На примере компании Dewey Law, LLC. мы опишем процесс настройки сети, заказа служб сетевого доступа и определения требований к пропускной способности сети для поддержки ExpressRoute для Skype для бизнеса Online.

Вводная информация Компания Dewy Law LLC. — крупная юридическая фирма, объединяющая 5580 сотрудников, включая 790 юристов, работающих в 78 представительствах. Штаб-квартира компании расположен в Нью-Йорке, три региональных офиса — в Чикаго, Сан-Франциско и Далласе, а 24 крупных и 50 мелких филиалов рассредоточились по всей стране. Компания работает над большими и сложными проектами, а рабочая нагрузка обычно распределена между двумя и более офисами. В таких условиях между офисами компании проходит достаточно большой сетевой поток.

Компания Dewy Law LLC. была основана сравнительно недавно, и сотрудники компании хорошо разбираются в современных технологиях, от которых зависит их ежедневная работа.

Распределение пользователей по офисам и должностям

Штаб-квартира (Нью-Йорк)

Региональные офисы (3)

Крупные филиалы (24)

Мелкие филиалы (50)

Руководители

20

10

1

1

Партнеры

150

50

10

5

Юристы

300

100

20

10

Помощники юристов

400

125

30

15

Исполнительные администраторы

100

35

6

3

ИТ-специалисты и административный персонал

100

25

3

2

Всего на каждый офис

1 070

345

70

36

Всего на каждый класс офиса

1 070

1 035

1 680

1 800

Настройка сети

Чтобы обеспечить бесперебойную и качественную связь в режиме реального времени для работы компании Dewey Law LLC., необходимо выполнить ряд основных требований:

  • Для обеспечения услуг голосовой связи в условиях перебоев в подаче электроэнергии сетевые коммутаторы и маршрутизаторы компании должны передавать питание по сети Ethernet (PoE) IEEE 802.3af или 802.3at.

  • Кроме того, сетевые коммутаторы и маршрутизаторы должны использовать бесперебойные источники питания (UPS) для обеспечения работы оборудования во время перебоев в подаче электроэнергии.

    Они пользуются соединением по сети Wi-Fi в локальных сетях офисов, поэтому мы рекомендуем им использовать инфраструктуру Wi-Fi сертифицированных партнеров Skype для бизнеса из Решений для Skype для бизнеса

    Совет : В качестве беспроводных точек доступа рекомендуется использовать 802.11n и 802.11ac.

  • И, самое главное, все локальные сети офисов должны быть настроены на обеспечение качества обслуживания (QoS), в том числе ПК, ноутбуки и все сетевое оборудование, включая коммутаторы и маршрутизаторы.

Теперь, после учета основных требований, для обеспечения услуг голосовой связи самого высокого качества мы рекомендуем компании Dewey Law LLC. использовать IP-службу с многопротокольной коммутацией на основе меток (Multi-Protocol Label Switching, MPLS) от одного из партнеров сетевых служб, с помощью которой будет выполняться подключение к службе Azure ExpressRoute. MPLS обеспечивает IP-коммуникацию с гарантией производительности в условиях задержки и искажения сигналов, а также потери пакетов данных. Но если MPLS недоступна, можно подключить сеть Ethernet к одному из наших партнеров по обмену данными ExpressRoute.

Поставщики услуг MPLS предлагают несколько классов уровня обслуживания, но используют разные термины для их определения. Вам необходимо точно описать своему поставщику услуг, какие данные вы ввели в Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator и какие возможности доступны и предпочтительны для разных приложений Office 365 с рабочей нагрузкой в режиме реального времени.

Существует два способа сопоставить данные из приложений Skype для бизнеса с соответствующими классами обслуживания MPLS:

  • Маркирование данных на конечных точках с помощью контрольных точек модели дифференцированного обслуживания (DiffServ Control Point, DSCP)

  • На основе списка контроля доступа к сети (Network Access Control List, ACL)

Для реализации маркирования данных на конечных точках необходимо настроить все компьютеры Dewey Law LLC. под управлением Windows, объединенные в один домен, для маркировки каждого пакета соответствующей маркировкой DiffServ Control Point (DSCP), а затем реализовать QoS на всех сетевых коммутаторах и маршрутизаторах во всех офисах компании для сохранения маркировок QoS и предотвращения их удаления. Маркировки DSCP на сетевых пакетах указывают поставщику услуг на приоритет пакета. Дополнительная информация о DSCP представлена в разделе о QoS в части 2.

Для сопоставления данных по списку контроля доступа к сети маркировка приоритетов DSCP реализуется на восходящем маршрутизаторе на основе порта источника UDP. Рекомендуемые диапазоны портов для каждого приложения перечислены в разделе 2.6.1.1 документа Network Planning, Monitoring, and Troubleshooting with Lync Server. Важным моментом является координация этих действий с общей реализацией системы QoS в Dewey Law LLC, а также учет различных политик QoS и потенциальных несоответствий маркировки пакетов.

Каждый поставщик сетевых услуг ExpressRoute предлагает класс обслуживания (QoS), соответствующий голосовой и видеосвязи в режиме реального времени. Такой класс обслуживания называется беспрепятственной переадресацией (Expedited Forwarding, EF) для голосовой связи и гарантированной переадресацией (Assured Forwarding, AF) для видеосвязи. Необходимо с осторожностью подходить к оценке ширины полосы пропускания, приобретаемой для трафика голосовой связи с беспрепятственной переадресацией, поскольку класс обслуживания для голосовой связи не допускает отклонений в случае передачи большего объема данных по сравнению с предусмотренным данным классом.

Совет : Любой объем данных, превышающий лимит класса обслуживания голосовой связи, установленный поставщиком услуг, будет сразу же проигнорирован, что непосредственно скажется на качестве связи.

При анализе проекта сети Dewey Law LLC. очень важно точно определить ширину полосы пропускания, необходимую для поддержки голосового трафика в сети компании и маркирования каждого голосового пакета (и только голосовых пакетов) с помощью настроек DSCP для голосовой связи (то есть, DSCP EF 46).

Для внедрения QoS в корпоративную сеть компании необходимо, чтобы конечные точки или маршрутизаторы маркировали каждый пакет соответствующим индикатором приоритета уровня 3 (то есть, DSCP). Функция QoS должна быть включена на всех коммутаторах и маршрутизаторах сети. Если функция QoS будет отключена хотя бы на одном сетевом коммутаторе или маршрутизаторе, при прохождении через него голосовых и видеопакетов маркировки QoS могут быть удалены. Фактически это отключает функцию QoS на всех нисходящих коммутаторах и маршрутизаторах, что снижает ценность использования ExpressRoute.

Кроме того, в каждой точке требуется определить связь приоритетов QoS уровней 3 и 2. Механизмы приоритетов уровня 2 определены в стандарте IEEE 802.1p для проводных сетей и в стандарте 802.11e/WMM для беспроводных сетей. Что еще более важно, сетевой маршрутизатор, взаимодействующий с сетью MPLS поставщика сетевых услуг, должен поддерживать настройки DSCP на всех исходящих пакетах, чтобы они сохраняли соответствующий класс обслуживания MPLS.

Совет : Дополнительные сведения о настройке QoS см. в разделе 2.6 Планирование, мониторинг и устранение неполадок сети с Lync Server. С дополнительной информацией о требованиях к планированию сети можно ознакомиться в документе Требования к планированию сети для Skype для бизнеса 2015.

Заказ служб сетевого доступа

Следующим шагом после выполнения всех необходимых предварительных условий и настройки сетевых механизмов QoS для поддержки ExpressRoute является заказ служб сетевого доступа ExpressRoute. При заказе служб сетевого доступа ExpressRoute для компании Dewey Law LLC у поставщика-партнера Microsoft необходимо предоставить следующую информацию:

  • Общая ширина полосы пропускания, необходимая для подключения каждого офиса к ExpressRoute и Office 365.

  • Общая ширина полосы пропускания, необходимая для каждого класса обслуживания для поддержки приложений Skype для бизнеса, используемых в Dewey Law LLC. Требования к полосе пропускания для класса обслуживания зависят от объема трафика, ожидаемого от каждого из приложений Skype для бизнеса, включая голосовую связь, видеосвязь, обмен мгновенными сообщениями, сведения о присутствии и демонстрация экрана.

Определение требований к полосе пропускания для приложений Skype для бизнеса

После определения общей ширины полосы пропускания, необходимой для Dewey Law LLC., нужно распределить эту общую ширину между разными классами обслуживания. Например, определить ширину полосы пропускания для каждого приложения Skype для бизнеса.

Чтобы определить эти требования для каждого офиса Dewey Law LLC., будем использовать приложение Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator. Это калькулятор на основе Excel, с помощью которого можно рассчитать предполагаемое использование различных приложений Skype для бизнеса, включая голосовую и видеосвязь, конференции и демонстрацию экрана. Калькулятор автоматически выполнит расчет ширины полосы пропускания и требований к классу обслуживания для каждого офиса компании. Вместе с приложением Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator загружается руководство пользователя, в котором описано, как его использовать.

Для упрощения работы с таблицей ячейки отмечены цветовым кодом.

  • Зеленый Поля для ввода общих данных.

  • Желтый Дополнительные поля для ввода данных. Эти данные можно изменять, однако будьте при этом внимательны.

  • Красный Поля, предназначенные только для чтения и содержащие заблокированные вводные значения, которые нельзя изменить.

  • Серый Поля, предназначенные только для отображения данных. Это результаты или данные, указанные в полях для ввода общих данных.

Процесс проектирования сети для компании Dewey Law LLC. начинается с определения разных типов пользователей. Для каждого типа необходимо указать ожидаемую интенсивность использования различных приложений Skype для бизнеса ("Нет", "Низкая", "Средняя", "Высокая" или "Другая"). Значения можно выбрать на листе "Типы пользователей". Для каждого типа установлено значение по умолчанию ("Низкая", "Средняя" или "Высокая"), которое можно изменить. После ввода количества пользователей каждого типа в каждом офисе калькулятор может рассчитать общую ширину полосы пропускания, необходимую для каждого расположения.

Кроме того, вы можете указать установленные аудио- и видеокодеки, используемую систему непосредственного исправления ошибок и другие системные параметры, влияющие на требования к полосе пропускания. Для этого можно использовать значения, установленные в Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator по умолчанию, или выбрать подходящие соответствующие значения. Для проекта сети Dewey Law LLC можно использовать значения по умолчанию. Однако если потребуется их изменить, можно выбрать другие значения из выпадающего списка. Разные требования к ширине полосы пропускания, используемые для каждого нового значения, указаны на листе "Кодеки". При изменении параметров каждый раз обновляется значение ширины полосы пропускания и класса обслуживания для каждого офиса. Это позволяет оценить разные типы конфигурации сети и увидеть, как изменение параметров влияет на требования к полосе пропускания.

Мы выделили три типа пользователей для Dewey Law LLC: "Руководитель/партнер", "Юрист/помощник юриста" и "ИТ-специалист". В таблице ниже показаны разные профили использования приложений Skype для бизнеса для каждого типа пользователя.

Типы пользователей и профили использования (лист "Типы пользователей", столбцы A-P)

Тип пользователя

Обмен сообщениями/присутствие

Двусторонняя аудиосвязь

Двусторонняя видеосвязь

Конференц-связь (аудио)

Конференц-связь (видео)

Совместный доступ к рабочему столу

Конференц-связь с телефонным подключением (аудио)

Lync 2010 RTV_Type

Удаленные пользователи

Lync 2013 аудио (стерео)

Lync 2013 качество видео

Lync 2013 поведение пользователей при двусторонней видеосвязи (окно)

Lync 2013 Использование видео с несколькими представлениями

Руководитель/ партнер

Высокий

Средний

Низкий

Средний

Средний

Нет

Средний

CIF

0%

0%

Наилучший

Обычный

Обычный

Юрист/ помощник юриста

Высокий

Средний

Низкий

Средний

Высокий

Высокий

Средний

CIF

0%

0%

Средний

Обычный

Обычный

ИТ-администраторы

Высокий

Средний

Нет

Низкий

Нет

Нет

Средний

CIF

0%

0%

Средний

Обычный

Обычный

Информацию нужно ввести в указанную выше таблицу Распределение пользователей по офисам и должностям на листе "Офисы" в приложении Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator. Так как количество пользователей в региональных офисах одинаковое, значение вводится для одного "Офиса", а затем указывается количество региональных офисов — 3. Та же операция выполняется для крупных и мелких филиалов с количеством пользователей 50 и 24 человека соответственно.

После ввода данных для каждого типа пользователей необходимо указать количество пользователей каждого типа в каждом офисе на листе "Офисы". Общее количество пользователей во всех офисах обновляется автоматически. Поскольку пользователи в расположении Office 365 отсутствуют, данные о них вводятся в строки "Филиалы" этого листа. После этого калькулятор Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator заполняет столбцы "Класс наилучшего качества", "Класс передачи данных" и "Класс передачи данных в режиме реального времени" в таблице "Полоса пропускания глобальной сети для каждого класса трафика QoS". Данные показаны в таблице ниже.

Совет : Полная электронная таблица также включает в себя данные о максимальном количестве одновременных сеансов для каждого приложения, но мы удалили эти столбцы для экономии места.

Типы пользователей по офисам - (лист "Офисы", столбцы A, D, I и AI-AX)

Название офиса

Всего пользователей в офисе

Всего таких офисов

Профиль пользователя 1

Всего пользователей профиля 1

Профиль пользователя 2

Всего пользователей профиля 2

Профиль пользователя 3

Всего пользователей профиля 3

Головной офис

1070

1

Руководитель/партнер

170

Юрист/помощник юриста

700

ИТ-администраторы

200

Региональные офисы

345

3

Руководитель/партнер

60

Юрист/помощник юриста

225

ИТ-администратор

60

Крупные филиалы

70

24

Руководитель/партнер

11

Юрист/помощник юриста

50

ИТ-администратор

9

Мелкие филиалы

36

50

Руководитель/партнер

6

Юрист/помощник юриста

25

ИТ-администратор

1

Требования к полосе пропускания для каждого приложения в каждом офисе (Кбит/с) (Лист "Офисы", столбцы A и BQ-LF)

Офисы

Пиковая пропускная способность (SIP/мгновенные сообщения)

Пиковая пропускная способность (двусторонняя голосовая связь между офисами)

Пиковая пропускная способность (двусторонняя видеосвязь между офисами)

Пиковая пропускная способность (конференц-связь, аудио)

Пиковая пропускная способность (конференц-связь, видео)

Пиковая пропускная способность глобальной сети (обмен данными)

Пиковая пропускная способность глобальной сети (звонки на номера ТСОП)

Головной офис

1070

525,30

560,00

739,50

2640,00

4224,00

2688,30

Региональные офисы

345

185,40

560,00

255,00

1320,00

1536,00

896,10

Крупные филиалы

70

92,70

560,00

102,00

600,00

384,00

216,30

Мелкие филиалы

36

119,40

560,00

76,50

600,00

384,00

123,60

Возможно, самыми важными данными в электронной таблице являются показатели пропускной способности глобальной сети, распределенные по классам QoS. Эти данные показаны в таблице ниже. Данные обобщают информацию, которую необходимо предоставить поставщику сетевых услуг для подключения каждого офиса. Информация о подключении к партнеру, предоставляющему сетевые услуги ExpressRoute, представлена в документе Azure ExpressRoute.

Очень важно не превышать максимальный объем трафика, выделенного для класса обслуживания голосовой связи "Беспрепятственная переадресация" (EF). В противном случае часть пакетов будет проигнорирована, что может повлиять на качество связи всех совершаемых в этот момент звонков. Также важно для класса обслуживания EF проставлять маркировку DSCP только для голосовых пакетов (т. е. DSCP = 46), в противном случае возможно переполнение очереди голосовых пакетов при добавлении неголосового трафика.

Совет : С другой стороны, несмотря на то, что класс обслуживания EF обеспечивает наилучшие показатели производительности, при превышении установленной ширины полосы пропускания все дополнительные пакеты будут проигнорированы.

Совокупная пропускная способность для каждого офиса по классам трафика QoS (лист "Офисы", столбцы A и ML-MR)

Название офиса

Класс наилучшего качества (DSCP 0)

Класс передачи данных (пользовательское значение DSCP)

Класс передачи данных в режиме реального времени (DSCP 34, AF41)

Класс приоритетного трафика (DSCP 46, EF)

Головной офис

0,00

5764,80

3200,00

3953,10

Региональные офисы

0,00

2033,60

1880,00

1336,50

Крупные филиалы

0,00

486,40

1160,00

411,00

Мелкие филиалы

0,00

438,40

1160,00

319,50

Реализация плана

Для расчета общей величины полосы пропускания, приходящейся на глобальную сеть, и величины полосы пропускания, приходящейся на ExpressRoute, можно использовать расчетные показатели из вышеприведенной таблицы Данные для каждой системы и площадки. В объем трафика, проходящего через ExpressRoute, не входит трафик полосы пропускания для двусторонней связи между офисами.

Офисы

Пиковая пропускная способность (SIP/мгновенные сообщения)

Пиковая пропускная способность (конференц-связь, аудио)

Пиковая пропускная способность (конференц-связь, видео)

Пиковая пропускная способность глобальной сети (обмен данными)

Пиковая пропускная способность глобальной сети (звонки на номера ТСОП)

Общий объем трафика ExpressRoute на каждый класс офиса (умноженный на общее количество офисов)

Головной офис

1 070

739,50

2640,00

4224,00

2688,30

11361,80

Региональные офисы

345

255,00

1320,00

1536,00

896,10

8704,20

Крупные филиалы

70

102,00

600,00

384,00

216,30

32935,20

Мелкие филиалы

36

76,50

600,00

384,00

123,60

61005,00

Это означает, что трафик Skype для бизнеса Online будет проходить по экспресс-маршруту на скорости примерно 114 Мбит/с, поэтому для Dewey потребуется ExpressRoute со скоростью как минимум 200 Мбит/c. Можно приобрести несколько схем ExpressRoute в различных пиринговых местоположениях ExpressRoute. Такой вариант рекомендуется, если офисы Dewey находятся в различных географических регионах или если требуется обеспечить отказоустойчивость в случае потери соединения со схемой ExpressRoute. Если приобретенные схемы ExpressRoute находятся в нескольких регионах Azure, для обеспечения глобальной связи по сети ExpressRoute потребуется премиум-расширение ExpressRoute.

Следующим шагом после выполнения расчетов необходимой общей пропускной способности сети и пропускной способности для каждого класса обслуживания (CoS) является приобретение сетевых услуг у выбранных поставщиков. Помните, что при оценке необходимо учитывать расчетные показатели трафика для других систем и сервисов. Мы предоставляем рекомендации по планированию сети для других сервисов Office 365, в том числе калькуляторы полосы пропускания для Exchange и OneDrive. Пропускная способность канала, предоставляемого поставщиком сетевых услуг, должна быть выше, так как необходимо учитывать трафик внутренней межофисной сети. Калькулятор полосы пропускания для Lync 2010 и 2013 позволяет получить только приблизительные данные трафика, поэтому необходимо провести нагрузочное тестирование сети и проверить, способна ли сеть выдерживать такие объемы трафика.

Совет : Нагрузочное тестирование сети необходимо в условиях выполнения предварительной оценки сети.

Чтобы выполнить нагрузочное тестирование, нужно построить и сконфигурировать инфраструктуру сети, сымитировать передачу данных ожидаемого объема и зафиксировать результаты наблюдений. Предварительный расчет трафика может быть не совсем точным, но, в любом случае, вы будете уведены, что ваша сеть сможет поддерживать объем трафика, рассчитанного с помощью Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator. Нагрузочное тестирование рекомендуется проводить по крайней мере в течение нескольких дней, однако более продолжительный период тестирования поможет вам скорректировать показатели. В общем случае, продолжительность нагрузочного тестирования должна оцениваться с учетом расходов на обслуживание сети, которые несет компания в условиях отсутствия реального трафика. В рамках своей программы IT Pro Tools компания Microsoft сертифицировала ряд поставщиков инструментов для управления и эксплуатации сетей, которые включают в себя средства предварительного нагрузочного тестирования. В Skype для бизнеса также можно воспользоваться услугами системных интеграторов (System Integrators, SI), которые могут выполнить оценку вашей сети с помощью сертифицированных партнеров программы IT Pro Tools. Дополнительную информацию см. в документе Skype for Business Solutions: IT Pro Tools.

Благодаря нагрузочному тестированию вы можете еще раз убедиться в том, что ваша сеть сможет поддерживать необходимый объем трафика, но на самом деле данные, рассчитанные с помощью Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator, не являются окончательными и могут меняться в зависимости от множества причин. Вам также необходимо продолжать мониторинг сети во всех офисах, постоянно оценивая ее работу после развертывания, чтобы убедиться в ее соответствии требованиям к пропускной способности и в корректной работе механизмов QoS. Также необходимо проводить мониторинг производительности сети каждый раз при добавлении новых пользователей.

Часть 2. Качество обслуживания (QoS) ExpressRoute в Skype для бизнеса

Служба ExpressRoute от компании Microsoft предоставляет выделенное соединение с облаком Azure, однако для обеспечения наилучшего опыта работы со службами связи Office 365 Real Time Workloads необходимы сетевые службы с достаточной пропускной способностью для передачи требуемого объема трафика и поддержкой качества обслуживания (QoS). Соединение с поддержкой QoS должно быть настроено на всех устройствах сети (компьютер, сетевые коммуникаторы и маршрутизаторы для облака), в противном случае, отсутствие поддержки QoS хотя бы на одном сетевом узле снизит общее качество связи.

В этом разделе вы узнаете о проблемах, которые могут возникать при обмене данными в режиме реального времени в IP-сети, а также при настройке и поддержке развертывания ExpressRoute для Office 365 Real Time Workloads с помощью поставщика услуг Microsoft ExpressRoute Exchange или партнера-поставщика сетевых услуг.

Данные QoS из ваших сетей принимаются монопольно через сетевые схемы ExpressRoute и используются в сети Майкрософт для трафика Skype для бизнеса. Сейчас в отдельных частях некоторых исходящих соединений со стороны Майкрософт отсутствуют значения DSCP для Skype для бизнеса. Пока весь исходящий трафик не будет полностью помечен значениями DSCP, вам рекомендуется придерживаться указаний по добавлению маркировки QoS в трафик на границе сети, описанных в разделе Реализация QoS с помощью списка контроля доступа к сети (Network Access Control List, ACL) этой статьи.

Проблема режима реального времени

Предоставление услуг голосовой и видеосвязи высокого качества накладывает определенные требования к работе IP-сети. В режиме реального времени данные передаются по протоколу RTP (Real-time Transport Protocol), который работает на основе протокола UDP (User Datagram Protocol). В отличие от протокола TCP (Transmission Control Protocol), который пронумеровывает каждое сообщение, проверяет его на ошибки и использует другие механизмы обнаружения и повторной передачи потерянных и поврежденный сообщений, протокол UDP не обеспечивает подобного уровня надежности. Все поврежденные или потерянные в результате перегрузки буфера сообщения просто не передаются. Выбор протокола UDP для использования совместно с протоколом RTP был обусловлен особенностями трафика, передаваемого в режиме реального времени, суть которых в том, что даже если потерянные сообщения будут отправлены повторно, они поступят слишком поздно для того, чтобы улучшить качество передаваемого голосового сообщения.

Зная о такой особенности потерянных голосовых пакетов, разработчики выработали два подхода к повышению качества голосовой и видеосвязи по IP-сети:

  • Повышение отказоустойчивости при кодировании и декодировании голосовой связи в случае потери пакетов. Этого можно достигнуть с помощью системы непосредственного исправления ошибок (FEC) для корректировки количества обнаруженных ошибок (эта возможность доступна при использовании протокола Office 365 Real Time Transport) или с помощью создания систем декодирования голоса, способных маскировать следствие потери пакетов (это одна из особенностей работы кодеков Microsoft).

  • Использование транспортных служб, применяющих механизмы качества обслуживания, гарантирующие стабильную работу сети в условиях задержки, потери или повреждения пакетов, а также отклонения в задержке пакетов.

Отказоустойчивое кодирование голоса решает только проблему потери пакетов, поэтому в сети, по которой передаются голосовые данные и видео, необходимо использовать механизмы, снижающие негативный эффект, возникающий вследствие задержки и искажения данных. Даже при использовании механизмов отказоустойчивого кодирования, если теряется слишком большое количество пакетов, компьютер на стороне приема данных не получит достаточно информации для восстановления распознаваемой версии звукового сигнала. В результате потери пакетов существенно снизится качество голосовой связи, и это снижение зависит от используемого механизма кодирования голоса. Однако, в любом случае, потеря цепочки последовательных пакетов остается проблемой.

Важно минимизировать задержки пакетов, поскольку чрезмерная задержка влияет на качество передачи голоса и создает неудобства для собеседников. Рекомендуемая сквозная задержка голосовой связи (мы называем это задержкой голоса от микрофона до динамика) не должна превышать 150 миллисекунд (мс) в одну сторону. Очевидно, что задержка увеличится на длинных линиях связи, например, проходящих через океан, с учетом задержки распространения сигнала — времени, необходимого для физического прохождения сигнала по кабелю.

Если время задержки одностороннего сигнала превышает 150 мс, возникает странный эффект. С точки зрения внутреннего чувства времени говорящему кажется, что собеседник его не услышал, и он повторяет свою последнюю фразу — как раз тогда, когда до него с задержкой доходит ответ собеседника. Если вы когда-нибудь говорили по спутниковому телефону, вам знаком этот феномен. Задержка одностороннего сигнала, проходящего по спутниковому каналу связи, приблизительно составляет 250 мс, что значительно превышает допустимое значение.

Рекомендуемые параметры сети для обеспечения высокого качества голосовой связи

Параметр

Рекомендованное значение

Временной интервал между искажениями пакетов (средний)

≤ 5 мс

Временной интервал между искажениями пакетов (максимальный)

≤ 40 мс

Коэффициент потери пакетов (средний)

стремится к 0%

Односторонняя задержка сигнала в сети

≤ 100 мс (должна включать проверку задержек в зависимости от географического расстояния)

ExpressRoute — компонент голосовой сети бизнес-класса

ExpressRoute обеспечивает выделенное подключение через поставщика сетевых услуг (NSP) или поставщика Exchange (EXP). Доступно 3 конфигурации подключения:

  • Совместное размещение в Cloud Exchange

  • Соединение Ethernet по типу "точка-точка"

  • Многоточечное соединение (IPVPN)

К преимуществам относится высокая доступность (отказоустойчивость 99,9% в соответствии с SLA) и надежная маршрутизация с использованием защищенных каналов (без интернет-транзита), не зависящая от колебаний интернет-трафика и отвечающая требованиям качества обслуживания в отношении приоритизации трафика (описание термина "качество обслуживания" (QoS) приведено далее). В сочетании с правильно спланированной глобальной сетью ExpressRoute может обеспечить голосовую сеть бизнес-класса.

ExpressRoute можно использовать для транзита данных из офисов или центров обработки данных, подключенных к схеме (в гибридной топологии). При передаче данных автономных пользователей (например, из домашней или мобильной сети) схема ExpressRoute не используется, если пользователи не подключаются к сети через VPN. В связи с этим такие данные не обязательно включать в расчет пропускной способности при планировании схемы ExpressRoute. Если ваша организация имеет международную сеть офисов, вы можете приобрести схемы ExpressRoute в каждом из регионов и использовать теги BGP, указывающие правила маршрутизации. В этом случае трафик будет направляться в предпочтительную схему ExpressRoute (как правило, ближайшую к офису), а остальные схемы будут обеспечивать отказоустойчивость в случае сбоя одной из схем.

Если использование ExpressRoute невозможно

В некоторых ситуациях подключить все офисы к ExpressRoute не представляется возможным. Это может быть связано с большими финансовыми затратами, невозможностью выполнить обязательные требования ExpressRoute или ограничениями текущего поставщика сетевых услуг. Если у вас нет возможности использовать ExpressRoute, следуйте приведенным ниже рекомендациям по маркировке качества обслуживания (QoS) в сети. При заключении контрактов с поставщиками сетевых услуг убедитесь, что они обеспечивают достаточную пропускную способность и поддержку приоритизации трафика в соответствии с QoS.

Кроме того, если ваши офисы находятся в разных регионах, но схемы ExpressRoute имеются не везде, следует использовать теги BGP для настройки маршрутизации трафика, передаваемого в дополнительные офисы и обратно. Это позволит избежать ненужного магистрального транзита на большие расстояния. Например, предположим, что головной офис компании, использующей Skype для бизнеса Online, находится в США, а дополнительные офисы — в Европе, и у этой компании имеется только одна схема ExpressRoute в Силиконовой долине. Большая часть трафика Skype для бизнеса Online (например, конференции с другими сотрудниками той же компании) будет направляться в центр обработки данных, размещенный там же, где и головной офис компании. При этом для большей части трафика приоритет будет отдаваться схеме ExpressRoute. Однако если сотруднику одного из европейских офисов потребуется подключиться к конференции, которая проводится другой компанией, находящейся в Европе, мультимедийные данные этой конференции будут направляться в европейский центр обработки данных, размещенный там же, где и другая компания. Маршрут через схему ExpressRoute в Силиконовой долине будет менее прямым, чем маршрут через Интернет. В этом случае может потребоваться настройка маршрутизаторов (например, в европейских офисах), которые будут проверять теги, создавать на их основе правила маршрутизации и направлять трафик с европейскими тегами через Интернет, а не через схему ExpressRoute в Силиконовой долине.

Базовые принципы качества обслуживания (QoS) и класса обслуживания (CoS)

Качество обслуживания (QoS) в IP-сети означает использование механизмов для обработки пакетов на основе расстановки приоритетов. По определению, принятому Международным телекоммуникационным союзом (International Telecommunications Union, ITU), в понятие QoS входят все аспекты, влияющие на качество связи, в том числе задержка и потеря пакетов, коэффициент помех, перекрестные помехи, эхо, прерывания, частотные характеристики, уровень громкости и многие другие. В сетях с пакетной коммутацией более корректно называть QoS классом обслуживания (CoS), предназначенным для повышения качества работы при задержке, искажении и потере пакетов, однако мы будем продолжать использовать термин QoS как наиболее употребительный.

Обеспечение QoS в IP-сетях предусматривает использование двух основных компонентов:

  • Резервирование определенной ширины полосы пропускания на каждой линии связи для трафика, передаваемого в режиме реального времени; если в определенный момент времени полоса пропускания не задействована для передачи данных в режиме реального времени, она может использоваться для передачи другого типа трафика. Общие рекомендации таковы, что для голосового трафика должно быть выделено не более 30% мощности канала связи.

  • Маркирование заголовков пакетов индикаторами приоритетов, в соответствии с которыми пакеты будут проходить через коммутаторы и маршрутизаторы сети.

Когда пакет поступает на коммутатор или маршрутизатор, он помещается в выходную очередь и ожидает следующей ветви вызова или транзитного участка. Для каждого уровня приоритета существует своя выходная очередь. Коммутатор или маршрутизатор использует алгоритм, который обслуживает очереди с более высоким приоритетом чаще, чем очереди с более низким приоритетом.

Проблема заключается в том, что на уровнях 2 (уровень сети Ethernet или Wi-Fi) и 3 (уровень IP-сети) используются разные механизмы QoS. Возможно, эти механизмы потребуется настроить на каждом коммутаторе и маршрутизаторе сети, а также на уровне интерфейса между вашей сетью и сетью поставщика сетевых услуг.

Существует два способа сопоставления данных из различных приложений Skype для бизнеса с соответствующим классом обслуживания:

  • Маркирование данных на конечных точках с помощью контрольных точек модели дифференцированного обслуживания (Differentiated Services Control Point, DSCP)

  • На основе списка контроля доступа к сети (Network Access Control List, ACL)

Маркирование данных на конечных точках с помощью контрольных точек модели дифференцированного обслуживания (Differentiated Services Control Point, DSCP)

Модель дифференцированного обслуживания (DiffServ) — это крупномодульный механизм классификации и управления сетевым трафиком и обеспечения QoS в IP-сетях. Маршрутизаторы и другие устройства, реализующие функции уровня 3, для определения приоритетов пакетов используют контрольные точки модели дифференцированного обслуживания (DSCP). QoS реализуется путем вставки в IP-заголовок 6-битового значения DSCP в поле "Differentiated Services" (раньше оно называлось "Тип обслуживания"); 6-битовое значение обеспечивает 64 разных уровней приоритетов. Как правило, уровни приоритетов определяются следующим образом.

Рекомендуемые параметры DSCP

Класс трафика

Обработка (маркировка DSCP)

Рабочие нагрузки Skype для бизнеса

Голосовая связь

EF (46)

Голосовая связь Skype для бизнеса и Lync

Интерактивный

AF41 (34)

Видео

AF21 (18)

Общий доступ в приложениях

По умолчанию

AF11 (10)

Передача файлов

CS0 (0)

Любое другое

Заголовок IPv4

Заголовок IPv4

QoS уровня 2: IEEE 802.1p/Wi-Fi Multi-Media (IEEE 802.11e)

В то время как DSCP является стандартным механизмом реализации QoS на уровне 3, на уровне 2 существуют разные механизмы QoS для проводных и беспроводных сетей. Механизм QoS для проводных сетей определен в стандарте IEEE 802.1p, а для беспроводных локальных сетей — в стандарте IEEE 802.11e, который Wi-Fi Alliance обозначает как "Wi-Fi Multi-Media Certified" (WMM Certified).

В IEEE 802.1p используется 3-битовая кодовая точка приоритета (PCP), которая определяет приоритет сообщения; PCP является частью 32-битового поля в заголовке Ethernet, который также содержит идентификатор виртуальной локальной сети. Определения значений PCP описаны ниже.

Значения PCP в стандарте IEEE 802.1p

Значение PCP

Приоритет

Сокращение

Типы трафика

7

7

NC

Сетевой контроль

6

6

IC

Межсетевое управление

5

5

VO

Голосовая связь

4

4

VI

Видео

3

3

CA

Критически важные приложения

2

2

EE

Отличное качество

0

1

BE

Наилучшее качество

1

0

BK

Фон

В то время как реализация IEEE 802.1p во многом совпадает с DSCP, где данные помещаются в разные очереди в зависимости от уровня приоритета, беспроводные локальные сети с характерным разделением доступа к сети передачи требуют другого подхода. Кроме того, что точка доступа и клиент поддерживают разные очереди для разных уровней приоритета, существуют отличия в порядке отправления кадров по радиоканалу.

В сети Wi-Fi все клиенты, связанные с точкой доступа, пользуются одним полудуплексным каналом (т.е. в один момент времени данные может отправить только одна клиентская станция или точка доступа). Чтобы снизить вероятность конфликтов в радиоканале, перед отправкой кадров станция ожидает промежутка времени, называемого межкадровым интервалом (Inter-Frame Spacing), в течение которого канал будет свободен. Если канал окажется занят в момент передачи станцией данных, передача приостанавливается на произвольный промежуток времени. После отправки кадра, если отправляющая станция не получает подтверждения от получателя, она предполагает, что произошел конфликт или возникла другая проблема, и совершает повторную попытку передачи данных по радиоканалу через произвольных промежуток времени. Промежуток отложенного времени является произвольной величиной во избежание случаев повторных конфликтов двух станций.

Приоритет доступа к радиоканалу в стандарте IEEE 802.11e/WMM регулируется разными интервалами ожидания передачи данных, которые называются управляемыми межкадровыми интервалами (Arbitrated Inter-Frame Spacings, AFIS), и различными диапазонами отложенного времени для разных классов трафика. Определяются четыре уровня приоритетов под названием "категории доступа".

Приоритеты распределяются путем назначения более коротких значений AFIS кадрам с более высоким приоритетом. Так, если одна станция ожидает момента передачи речевого кадра, а другая — кадра данных, речевой кадр всегда будет передан первым. Технически речевые и видеокадры имеют одинаковое значение AFIS, но диапазон отложенного времени выше у видеокадров. Поэтому, даже если произойдет конфликт при первой попытке передачи речевых и видеокадров, повторная отправка речевых кадров произойдет раньше. Соответствие между стандартами IEEE 802.1p и IEEE 802.11e показано ниже:

Соответствие между IEEE 802.11e/Wi-Fi Multi-Media (WMM) и 802.1P

Категория доступа WMM

WMM описание

Значение 802.1P PCP

Обозначение 802.1P

1 (AC_VO)

Голосовая связь

7 (111)

NC

6 (110)

VO

2 (AC_VI)

Видео

5 (101)

VI

4 (100)

CL

3 (AC_BE)

Наилучшее качество данных

3 (011)

EE

0 (000)

BE

4 (AC_BK)

Фоновые данные

1 (001)

BK

2 (010)

---

Рекомендуемая связь приоритетов уровней 3 и 2 показана ниже:

Рекомендуемые связи приоритетов уровней 3 и 2

Маркировка уровня 3

Уровень 2 (значение PCP)

Wi-Fi (категория доступа)

Сетевой контроль

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - селектор класса (CS) 6

6

1 (AC_VO)

Значение DSCP - 48

Голосовая связь

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - беспрепятственная переадресация (EF)

5

1 (AC_VO)

Значение DSCP - 46

Видеоконференция

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - гарантированная передача (AF) 41

4

2 (AC_VI)

Значение DSCP - 34

Сигнализация для управления вызовами

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - селектор класса (CS) 3

3

2 (AC_VI)

Значение DSCP - 24

Данные с малой задержкой

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - гарантированная передача (AF) 21

2

3 (AC_BE)

Значение DSCP -18

Данные высокопроизводительных вычислений

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - гарантированная передача (AF) 11

1

3 (AC_BE)

Значение DSCP - 10

Наилучшее качество

Режим продвижения на транзитном участке (PHB) - 0

0

4 (AC_BK)

Значение DSCP - 0

Важно отметить, что существует несоответствие в кодировании приоритетов для IEEE 802.1p и WMM. В стандарте 802.1p значение PCP для голосовой связи равно 5, однако при сопоставлении с WMM, это значение соответствует категории доступа 2 — категории доступа WMM для видео (AC_VI). По возможности необходимо переопределить это сопоставление так, чтобы значение PCP, равное 5, соответствовало категории доступа 1, или просто не использовать голосовую и видеосвязь в одной сети Wi-Fi, пока Wi-Fi Alliance не решит эту проблему. Для получения дополнительной информации о сетях Wi-Fi см. Wi-Fi Catalog Items

Реализация QoS с помощью списка контроля доступа к сети (Network Access Control List, ACL)

Альтернативным способом реализации QoS в конфигурации ExpressRoute является использование списка контроля доступа к сети (ACL). При таком подходе соответствующая маркировка DSCP заголовков пакетов выполняется не конечной точкой, а восходящим маршрутизатором на основе порта источника UDP. При этом все коммутаторы и маршрутизаторы также должны быть настроены для поддержки QoS для сохранения параметров DSCP. Что еще более важно, маршрутизатор, подключенный к сети поставщика услуг, должен сохранять маркировку DSCP в заголовке каждого пакета, так как этот параметр DSCP объясняет поставщику услуг, как нужно обрабатывать данный пакет.

Рекомендуемые диапазоны портов для каждого приложения Skype для бизнеса перечислены в разделе 2.6.1.1 руководства Network Planning, Monitoring, and Troubleshooting with Lync Server. Важным моментом является координация этих действий с общей реализацией системы QoS в организации, а также учет различных политик QoS и потенциальных несоответствий маркировки пакетов.

Хотя основной причиной использования QoS и сетевых служб MPLS является обеспечение удобства работы пользователями с приложениями голосовой и видеосвязи, их возможности можно также использовать для приложений для работы с данными. Сети MPLS позволяют по-разному работать с каждым приложением, делая приложения для работы с данными более приоритетными по сравнению с другими. С помощью MPLS можно назначить более высокий приоритет приложениям, работающим в режиме реального времени (например, предназначенным для обработки операций с кредитными картами или демонстрации экрана), по сравнению с приложениями, менее чувствительным к задержкам трафика (например, почтовым приложениям).

Основные сведения о типах служб IP-сетей: базовые IP-службы и MPLS

Первоначально IP-пакеты передавались по принципу "наилучшего качества". Это означало, что маршрутизаторы, передающие IP-пакеты, будут прилагать все усилия по их доставке в точку назначения, но фактически никаких гарантий их доставки не существовало. Сегодня так работают базовые интернет-службы, включая домашние интернет-сети. Принцип заключался в том, что если для определенного приложения была необходима гарантия доставки данных, оно должно быть помещено на более высокий уровень в стеке протоколов. В качестве механизма надежной доставки выступает протокол управления передачей данных (Transmission Control Protocol, TCP). Протокол передачи дейтаграмм пользователя (User Datagram Protocol, UDP), который используется для передачи голосовых данных и видео в режиме реального времени, не считается надежным (т.е. не соответствует принципу "наилучшего качества" доставки данных).

Механизм многопротокольной коммутации на основе меток (Multi-Protocol Label Switching, MPLS) был разработан для того, чтобы поставщики услуг могли предлагать IP-службы с гарантированной доставкой данных в условиях задержки, искажения или потери пакетов. Для обеспечения этих гарантий MPLS исключает элемент непредсказуемости, характерный для традиционных IP-служб. Во-первых, вместо того, чтобы предоставить каждому пакету самостоятельно проходить путь от одного маршрутизатора к другому (в результате чего пакеты могут проходить разными путям от отправителя до адресата), MPLS направляет все пакеты по "виртуальному каналу" с фиксированным маршрутом, который называется путем с коммутацией по меткам (Label Switched Path, LSP). Если на одном из каналов пути произойдет сбой, все LSP, пользующиеся этим каналом, будут быстро перенаправлены.

При отправке пакета в сеть MPLS граничный маршрутизатор сети поставщика услуг добавляет к пакету заголовок с меткой, которая служит для его перенаправления по соответствующему LSP. При выходе из сети MPLS другой граничный маршрутизатор удаляет метку.

MPLS не только упрощает процесс передачи данных, но и извещает систему управления сетями о том, что соединения поддерживаются на каждом канале сети. Контролируя маршрут сетевого трафика, оператор может гарантировать качество обслуживания (QoS) на всех трактах. Таким образом, в отличие от традиционных, или базовых, IP-служб, работающих по принципу наилучшего качества, IP-служба операторов MPLS отличается большей предсказуемостью. Благодаря LSP механизм MPLS изначально является более безопасным по сравнению с традиционными интернет-службами. Когда мы имеем дело с базовой IP-службой, мы можем надеяться на то, что сеть будет работать достаточно хорошо для того, чтобы обеспечить хорошее качество голосовой связи, и использовать такие механизмы как FEC и отказоустойчивое кодирование голосовых данных для исправления ошибок. Но когда мы используем MPLS, мы можем быть в этом уверены.

Поставщики MPLS предлагают несколько вариантов класса обслуживания, но, к сожалению, описывают их разными терминами. Вам необходимо точно описать своему поставщику услуг, какие данные были получены с помощью Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator и какие возможности предпочтительны для разных приложений Office 365 с рабочей нагрузкой в режиме реального времени.

Заключение

Skype для бизнеса открывает новые возможности для делового общения. Вместо телефона, подключенного к УАТС, автономной системы конференц-связи, отдельной платформы для электронной почты, внешней службы для аудиоконференций и станции для обмена мгновенными сообщениями и информацией о присутствии, Skype для бизнеса объединяет все эти возможности в едином пользовательском интерфейсе.

Для предоставления неизменно высокого качества голосовой и видеосвязи в режиме реального времени необходима комплексная сетевая инфраструктура, поддерживающая QoS, которая может быть использована как для локальных, так и для глобальных сетевых служб. Microsoft предоставляет такие инструменты как Lync 2010 and 2013 Bandwidth Calculator, предназначенные для оценки пропускной способности сети, необходимой для работы различных служб. Кроме того, наши партнеры по программе IT Pro Tools Skype for Business Solutions: IT Pro Tools предлагают инструменты для предварительной оценки сетевой инфраструктуры с поддержкой мониторинга сети, составления отчетов и механизмов устранения неисправностей. Без правильной оценки и настройки сетевой инфраструктуры развертывание ExpressRoute для Skype для бизнеса может быть чревато тем, что вместо качественной и стабильной работы сети вы получите совсем другой результат.

Эффективные бизнес-инструменты должны быть надежными, бесперебойными и обеспечивать удобство работы и привлекательность для пользователей. С точки зрения работы сети это значит, что сетевая инфраструктура — локальная, глобальная, стационарная или мобильная — должна обладать именно такими характеристиками. Планирование, проектирование, внедрение и поддержка такой инфраструктуры не всегда является легким делом. Даже при сегодняшней доступности оборудования, инструментов и сетевых служб усилия ИТ-профессионалов должны быть направлены на то, чтобы их проектирование, реализация и поддержка обеспечивали пользователей набором служб связи и средств для совместной работы, которые способствуют производительной и эффективной работе специалистов и позволяют компаниям извлечь максимальную пользу из возможностей этих технологий.

См. также

Документация ExpressRoute

Совершенствование навыков
Перейти к обучению
Первоочередный доступ к новым возможностям
Присоединиться к программе предварительной оценки Office

Были ли сведения полезными?

Спасибо за ваш отзыв!

Благодарим за отзыв! Возможно, будет полезно связать вас с одним из наших специалистов службы поддержки Office.

×