專利名稱：一種基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于虛擬路由與話音VLAN的QoS服務(wù)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的軟交換話音流承載是基于目的IP地址提供的端到端的轉(zhuǎn)發(fā)，該機(jī)制下話音連接的穩(wěn)定性受限于網(wǎng)絡(luò)上的鏈路狀態(tài)與路由的收斂性，話音質(zhì)量受限于逐跳路徑上的鏈路負(fù)載。如果系統(tǒng)路由表中的某條鏈路出現(xiàn)異常，并且該鏈路被某條話音連接使用，則在系統(tǒng)路由表重新學(xué)習(xí)到新的鏈路前，該條話音連接將出現(xiàn)異常，導(dǎo)致通話故障甚至連接斷開，同時，如果某條鏈路負(fù)載過大，則話音的質(zhì)量將得不到保證
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于虛擬路由與話音VLAN的QoS服務(wù)方法，使用基于IP的交換網(wǎng)絡(luò)，通過對話音數(shù)據(jù)流提供基于虛擬話音路由的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，以及提供轉(zhuǎn)發(fā)過程中的鏈路備份切換與優(yōu)先級調(diào)度服務(wù)，使話音連接不再受限于端到端逐跳路徑上的鏈路質(zhì)量，提高了話音流連接的穩(wěn)定性與話音質(zhì)量。該方法作用于基于IP的三層交換網(wǎng)絡(luò)，通過三層交換網(wǎng)絡(luò)的話音路由及信令處理單元探測話音連接可用的鄰居并建立呼叫鏈路和備份鏈路，同時配置交換芯片的話音虛擬路由表；通過話音數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行話音包的逐跳封裝、解封裝和話音編解碼，提供面向話音數(shù)據(jù)流并基于虛擬話音路由的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)；通過話音虛擬路由表單元針對話音數(shù)據(jù)提供區(qū)別于系統(tǒng)路由表的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，并在轉(zhuǎn)發(fā)過程中針對鏈路情況實(shí)現(xiàn)對話音數(shù)據(jù)流的備份鏈路切換并提供優(yōu)先級調(diào)度。本發(fā)明的有益效果是提出了在話音流基于逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)以及負(fù)載狀況可以被及時感知，并通過采用逐跳的虛擬話音路由替代傳統(tǒng)路由，使話音流可以避開問題鏈路，提高了話音流連接的穩(wěn)定性和話音質(zhì)量，使得IP電話的QoS得到較大的改
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圖1、話音信令泛洪過程。圖2、話音數(shù)據(jù)流包格式。圖3、系統(tǒng)路由表與話首路由表。圖4、VLAN標(biāo)簽的格式。圖5、呼叫請求報文的格式。
具體實(shí)施例方式為了實(shí)現(xiàn)該方案，需要話音路由及信令處理單元、話音數(shù)據(jù)處理單元和話音虛擬路由表轉(zhuǎn)發(fā)單元三個單元完成。
話音路由及信令處理單元該單元負(fù)責(zé)呼叫控制的基本信令服務(wù)，以及話音虛擬路由表的建立。該單元的具體設(shè)計如下。1.通過交互鄰居維護(hù)報文，來獲取鄰居的信息，包括地址信息和鏈路信息，通過發(fā)送呼叫請求報文(如圖5所示)建立呼叫連接。2.呼叫控制采用泛洪的話音路由方式，逐跳建立呼叫鏈路(如圖1所示)。3.根據(jù)呼叫鏈路建立雙向話音虛擬路由表并在每個節(jié)點(diǎn)添加備份呼叫鏈路，在感知鏈路出現(xiàn)故障時進(jìn)行備份鏈路切換。話音數(shù)據(jù)處理單元該單元負(fù)責(zé)軟交換中話音數(shù)據(jù)包(如圖2所示)的發(fā)送和接收。該單元的具體設(shè)計如下。發(fā)送時處理。 1.向話音路由及信令處理單元獲取該話音數(shù)據(jù)包在本條呼叫連接下的下一跳IP地址。2.封裝話音數(shù)據(jù)包時，使用上一步中的IP地址作為目的IP，同時應(yīng)該采用特定的話音VLAN的mac地址作為源mac地址、采用話音虛擬路由表的網(wǎng)關(guān)mac地址作為目的mac地址。接收時處理。1.識別話音包，條件滿足源mac為話音虛擬路由表網(wǎng)關(guān)mac且目的mac為話音VLAN的mac條件的數(shù)據(jù)包，即為話音包。2.根據(jù)數(shù)據(jù)包特征向話音路由及信令處理單元獲取該話音數(shù)據(jù)包的下一步動作，是本地編解碼還是轉(zhuǎn)入發(fā)送處理。話音虛擬路由表轉(zhuǎn)發(fā)單元該單元負(fù)責(zé)建立獨(dú)立于系統(tǒng)路由表的話音虛擬路由表(如圖3所示)，專門為話音數(shù)據(jù)提供路由并轉(zhuǎn)發(fā)。該單元的具體設(shè)計如下。1.建立話音VLAN，該VLAN內(nèi)應(yīng)包含所有可能參與發(fā)送話音數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)端口。2.將話音VLAN的mac地址劃分入話音VLAN中，所有使用該mac地址作為源地址的數(shù)據(jù)包應(yīng)該都在該VLAN中轉(zhuǎn)發(fā)。3.設(shè)置話音虛擬路由表vrf (Virtue Route Forward)接口，并設(shè)置該接口地址為話音虛擬路由表網(wǎng)關(guān)mac地址，所有使用該地址作為目的地址的數(shù)據(jù)包都應(yīng)該在話音虛擬路由表中轉(zhuǎn)發(fā)。4.話音VLAN中的端口在發(fā)送話音數(shù)據(jù)包時應(yīng)使用話音轉(zhuǎn)發(fā)表，并且在轉(zhuǎn)發(fā)時攜帶vlan標(biāo)簽(如圖4所示)。5.在使用話音虛擬路由表發(fā)送話音數(shù)據(jù)包時，應(yīng)采用第5級優(yōu)先級，優(yōu)先于普通IP數(shù)據(jù)，并未其預(yù)留最多話路數(shù)下的帶寬。
權(quán)利要求
1.一種基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法,其特征在于作用在基于IP的三層交換網(wǎng)絡(luò)，建立話音VLAN和話音虛擬路由表，在發(fā)起呼叫時選擇建立獨(dú)立于系統(tǒng)路由表的呼叫鏈路和備份鏈路，在轉(zhuǎn)發(fā)過程中根據(jù)鏈路狀況進(jìn)行備份鏈路切換，并針對話音數(shù)據(jù)提供高于普通IP數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度服務(wù)，從而提供穩(wěn)定的話音連接和QoS服務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法，其特征在于設(shè)計實(shí)現(xiàn)話音路由及信令處理單元1)通過交互鄰居維護(hù)報文，來獲取鄰居的信息，包括地址信息和鏈路信息，通過發(fā)送呼叫請求報文(如圖5所示)建立呼叫連接；2)呼叫控制采用泛洪的話音路由方式，逐跳建立呼叫鏈路(如圖1所示)；3 )根據(jù)呼叫鏈路建立雙向話音虛擬路由表并在每個節(jié)點(diǎn)添加備份呼叫鏈路，在感知鏈路出現(xiàn)故障時進(jìn)行備份鏈路切換；設(shè)計實(shí)現(xiàn)話音數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送時4)向話音路由及信令處理單元獲取該話音數(shù)據(jù)包(如圖2所示)在本條呼叫連接下的下一跳IP地址；5)封裝數(shù)據(jù)包時，使用上一步中的IP地址作為目的IP，同時應(yīng)該采用特定的話音VLAN 的mac地址作為源mac地址、采用話音虛擬路由表的網(wǎng)關(guān)mac地址作為目的mac地址；接收時6)識別話音包，條件滿足源mac為話音虛擬路由表網(wǎng)關(guān)mac且目的mac為話音VLAN的 mac條件的數(shù)據(jù)包，即為話音包；7)根據(jù)數(shù)據(jù)包特征向話音路由及信令處理單元獲取該話音數(shù)據(jù)包的下一步動作，是本地編解碼還是轉(zhuǎn)入發(fā)送處理；設(shè)計話音虛擬路由表轉(zhuǎn)發(fā)單元8)建立話音VLAN，該VLAN內(nèi)應(yīng)包含所有可能參與發(fā)送話音數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)端口；9)將話音VLAN的mac地址劃分入話音VLAN中，所有使用該mac地址作為源地址的數(shù)據(jù)包應(yīng)該都在該VLAN中轉(zhuǎn)發(fā)；10)設(shè)置話音虛擬路由表vrf(Virtue Route Forward)接口，并設(shè)置該接口地址為話音虛擬路由表網(wǎng)關(guān)mac地址，所有使用該地址作為目的地址的數(shù)據(jù)包都應(yīng)該在話音虛擬路由表中轉(zhuǎn)發(fā)；11)話音VLAN中的端口在發(fā)送話音數(shù)據(jù)包時應(yīng)使用話音轉(zhuǎn)發(fā)表，并且在做中繼轉(zhuǎn)發(fā)時攜帶vlan標(biāo)簽；12)在使用話音虛擬路由表發(fā)送話音數(shù)據(jù)包時，應(yīng)采用第5級優(yōu)先級，優(yōu)先于普通IP數(shù)據(jù)，并為其預(yù)留最多話路數(shù)下的帶寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法，其特征在于步驟3) 中，呼叫鏈路的建立是在呼叫請求的目的節(jié)點(diǎn)在回復(fù)呼叫時，根據(jù)呼叫控制報文建立逐跳的前向路由；當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)收到呼叫請求后，需要根據(jù)收到呼叫請求報文(如圖5所示)中的中間節(jié)點(diǎn)所附加的節(jié)點(diǎn)信息，來確定回復(fù)哪一條呼叫請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法，其特征在于步驟4)中，話音數(shù)據(jù)處理單元與話音路由及信令處理單元應(yīng)建立內(nèi)部通信機(jī)制，用以獲取話音數(shù)據(jù)包的下一跳IP。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法，其特征在于步驟7)中，話音數(shù)據(jù)處理單元需要識別話音數(shù)據(jù)的編解碼格式，如果與本地提供的編解碼方式不同，需要做話音的編解碼轉(zhuǎn)換，如G. 729或CVSD轉(zhuǎn)PCM。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬路由與話音VLAN的QoS方法，其特征在于步驟11)中，話音數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)是指使用呼叫連接建立的鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)過程中所經(jīng)過的端口應(yīng)該識別并交換攜帶VLAN標(biāo)簽的話音數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于虛擬路由與話音VLAN的QoS服務(wù)方法。該方法作用于基于IP的三層交換網(wǎng)絡(luò)，通過三層交換網(wǎng)絡(luò)，提供面向話音數(shù)據(jù)流并基于虛擬話音路由的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，以及轉(zhuǎn)發(fā)過程中的鏈路備份切換與優(yōu)先級調(diào)度服務(wù)，從而提供穩(wěn)定的話音連接和QoS服務(wù)。本發(fā)明的有益效果是提出了在話音流基于逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)以及負(fù)載狀況可以被及時感知，并通過采用逐跳的虛擬話音路由替代傳統(tǒng)路由，使話音流可以避開問題鏈路，大大提高了話音流連接的穩(wěn)定性和話音質(zhì)量，使得IP電話的QoS得到較大的改善。
文檔編號H04L12/851GK103001866SQ201210541549
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者王亞昕, 袁星勇, 李洪超, 陳量, 廖紅云 申請人:重慶金美通信有限責(zé)任公司