Практическая работа №4. План адресации

Тема: разработка плана IP-адресации, VLAN и QoS для системы ВКС.

Цель: научиться проектировать сетевую инфраструктуру, обеспечивающую качественную передачу видео FullHD.

Вариант 2:

Параметр	Значение
Количество гео-сайтов	2
Требуемая задержка	≤150 мс
Допустимый джиттер	≤30 мс
Канал между сайтами	500 Мбит/с
Конференций одновременно	2
Участников в конференции	60

Расчетные формулы:

1. Подсеть /24 → 254 адреса, /28 → 14 адресов, /29 → 6 адресов

2. DSCP: Видео/аудио RTP → EF (46), SIP → AF31 (26), Управление → AF11 (10)

3. R_требуемая = N_потоков × R_поток × 1,1

4. Если R_требуемая > R_канала → требуется компрессия или снижение битрейта

Задачи:

1. Разработать план IP-адресации для выделенных подсетей.

2. Назначить DSCP-метки для разных типов трафика ВКС.

3. Рассчитать, хватит ли канала для заданного числа конференций.

4. Предложить настройки QoS на коммутаторе.

Решение:

1. План IP-адресации

Назначение	Размер (адресов)	Маска
Сайт 1	14	/28
Сайт 2	14	/28
Управление (межсайтовое)	6	/29

Предполагаемый набор оборудования для одного сайта:

Устройство	Количество
Кодеки (терминалы ВКС)	4–6
MCU (если размещён на этом сайте)	1–2
Сервер управления (VCS, Gatekeeper)	1–2
Прокси/шлюз SIP	1
Маршрутизатор для подсети	1

2. DSCP-метки

Тип трафика	Протокол	DSCP (Dec)	DSCP (PHB)
Видео RTP	RTP	46	EF
Аудио RTP	RTP	46	EF
Сигнальный SIP	SIP	26	AF31
Управление	TCP/UDP	10	AF11

3. Расчёт канала

Битрейт одного потока – 720р30 (HD) => R_поток = 1,5 Мбит/с

Входящих на MCU: 60 участников × 1 поток = 60 потоков

Исходящих с MCU: 60 участников × 1 поток = 60 потоков

Всего 120 потоков на одну конференцию.

Для 2 конференций одновременно:

N_потоков = 120 × 2 = 240 потоков

R_требуемая = N_потоков × R_поток × 1,1 = 240 × 1,5 × 1,1 = 396 Мбит/с

396 Мбит/с < 500 Мбит/с => компрессия или снижение битрейта не требуется

4. Настройки QoS на коммутаторе

1. Определение (классификация) трафика

На входном интерфейсе коммутатора (со стороны локальной сети каждого сайта) нужно научиться различать три типа трафика ВКС:

• Видео и аудио (RTP)

• Сигнальный трафик (SIP)

• Управляющий трафик

Коммутатор узнаёт эти типы по:

• DSCP-меткам: EF для RTP, AF31 для SIP, AF11 для управления

2. Назначение приоритетов (политика обработки)

На выходном интерфейсе, который смотрит в сторону другого сайта (межсайтовый канал 500 Мбит/с), настраиваются очереди:

• Самая высокая приоритетная очередь (LLQ) - туда попадает трафик RTP. Ей выделяется 70% ширины канала (то есть примерно 350 Мбит/с).

• Вторая очередь (CBWFQ) - для SIP-сигнализации. Выделяется 10% канала (50 Мбит/с).

• Третья очередь - для управляющего трафика (SSH, HTTP, SNMP). Выделяется 5% канала (25 Мбит/с).

• Оставшиеся 15% (75 Мбит/с) - для всего остального трафика (файлы, печать, веб-сёрфинг)

3. Дополнительные механизмы защиты

• Ограничение буферизации — для RTP-очереди настраивается небольшая глубина буфера (например, 256 пакетов), чтобы пакеты не задерживались внутри коммутатора. Это уменьшает джиттер.

• Управление перегрузками — если приоритетная очередь превышает свои 350 Мбит/с (например, из-за атаки или ошибки в настройках), лишние пакеты отбрасываются, чтобы защитить канал.

• Ручная настройка на кодеках — дополнительно на каждом терминале ВКС устанавливается адаптивный джиттер-буфер, который сглаживает оставшиеся неравномерности задержки.

Контрольные вопросы

1. Почему для видео-трафика рекомендуется метка EF (46), а не AF41?

Ответ: EF (Expedited Forwarding) гарантирует минимальную задержку и джиттер за счёт обработки в строгой приоритетной очереди (LLQ). AF41 (Assured Forwarding) допускает некоторую задержку при перегрузках, что критично для интерактивного видео. Видео (RTP) требует EF - только строгий приоритет даёт нужные параметры. AF41 допустим для аудио в некоторых схемах или для сигнализации, но не для реального видео.

2. Как VLAN помогает в обеспечении качества обслуживания (QoS) для ВКС?

Ответ: VLAN изолирует ВКС-трафик от других видов трафика (данные, печать, гостевой Wi-Fi), позволяя применять к нему специальные QoS-политики на межсайтовых каналах и внутри LAN.

3. Что делать, если расчётная пропускная способность превышает доступный канал?

Ответ: Можно применить следующие методы:

• Компрессия видео (снижение битрейта или разрешения)

• Ограничение числа конференций или участников

• Приоритезация (скинуть некритичные потоки)

• Докупка канала (апгрейд линка)