[发明专利]一种基于虚拟路由与话音VLAN的QoS方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟路由与话音VLAN的QoS服务方法。

背景技术

传统的软交换话音流承载是基于目的IP地址提供的端到端的转发，该机制下话音连接的稳定性受限于网络上的链路状态与路由的收敛性，话音质量受限于逐跳路径上的链路负载。如果系统路由表中的某条链路出现异常，并且该链路被某条话音连接使用，则在系统路由表重新学习到新的链路前，该条话音连接将出现异常，导致通话故障甚至连接断开，同时，如果某条链路负载过大，则话音的质量将得不到保证。

发明内容

本发明提出一种基于虚拟路由与话音VLAN的QoS服务方法，使用基于IP的交换网络，通过对话音数据流提供基于虚拟话音路由的逐跳转发服务，以及提供转发过程中的链路备份切换与优先级调度服务，使话音连接不再受限于端到端逐跳路径上的链路质量，提高了话音流连接的稳定性与话音质量。

该方法作用于基于IP的三层交换网络，通过三层交换网络的话音路由及信令处理单元探测话音连接可用的邻居并建立呼叫链路和备份链路，同时配置交换芯片的话音虚拟路由表；通过话音数据处理单元进行话音包的逐跳封装、解封装和话音编解码，提供面向话音数据流并基于虚拟话音路由的逐跳转发；通过话音虚拟路由表单元针对话音数据提供区别于系统路由表的转发服务，并在转发过程中针对链路情况实现对话音数据流的备份链路切换并提供优先级调度。

本发明的有益效果是：提出了在话音流基于逐跳转发的机制，网络链路状态以及负载状况可以被及时感知，并通过采用逐跳的虚拟话音路由替代传统路由，使话音流可以避开问题链路，提高了话音流连接的稳定性和话音质量，使得IP电话的QoS得到较大的改善。

附图说明

图1、话音信令泛洪过程。

图2、话音数据流包格式。

图3、系统路由表与话音路由表。

图4、VLAN标签的格式。

图5、呼叫请求报文的格式。

具体实施方式

为了实现该方案，需要话音路由及信令处理单元、话音数据处理单元和话音虚拟路由表转发单元三个单元完成。

话音路由及信令处理单元：该单元负责呼叫控制的基本信令服务，以及话音虚拟路由表的建立。该单元的具体设计如下。

1.         通过交互邻居维护报文，来获取邻居的信息，包括地址信息和链路信息，通过发送呼叫请求报文(如图5所示)建立呼叫连接。

2.         呼叫控制采用泛洪的话音路由方式，逐跳建立呼叫链路 (如图1所示)。

3.         根据呼叫链路建立双向话音虚拟路由表并在每个节点添加备份呼叫链路，在感知链路出现故障时进行备份链路切换。

话音数据处理单元：该单元负责软交换中话音数据包(如图2所示)的发送和接收。该单元的具体设计如下。

发送时处理。

1.向话音路由及信令处理单元获取该话音数据包在本条呼叫连接下的下一跳IP地址。

2.         封装话音数据包时，使用上一步中的IP地址作为目的IP，同时应该采用特定的话音VLAN的mac地址作为源mac地址、采用话音虚拟路由表的网关mac地址作为目的mac地址。

接收时处理。

1.         识别话音包，条件满足源mac为话音虚拟路由表网关mac且目的mac为话音VLAN的mac条件的数据包，即为话音包。

2.         根据数据包特征向话音路由及信令处理单元获取该话音数据包的下一步动作，是本地编解码还是转入发送处理。

话音虚拟路由表转发单元：该单元负责建立独立于系统路由表的话音虚拟路由表(如图3所示)，专门为话音数据提供路由并转发。该单元的具体设计如下。

1.         建立话音VLAN，该VLAN内应包含所有可能参与发送话音数据的以太网端口。

2.         将话音VLAN的mac地址划分入话音VLAN中，所有使用该mac地址作为源地址的数据包应该都在该VLAN中转发。

3.         设置话音虚拟路由表vrf(Virtue Route Forward)接口，并设置该接口地址为话音虚拟路由表网关mac地址，所有使用该地址作为目的地址的数据包都应该在话音虚拟路由表中转发。

4.         话音VLAN中的端口在发送话音数据包时应使用话音转发表，并且在转发时携带vlan标签(如图4所示)。

5.         在使用话音虚拟路由表发送话音数据包时，应采用第5级优先级，优先于普通IP数据，并未其预留最多话路数下的带宽。