山東廣播電視大學現代教育技術中心 張學林
摘 要：視訊會議是基于網絡的應用，在不增加設備投資的情況下，如何保證原有網絡數據、語音應用的同時傳輸流暢清晰的視訊會議圖像與聲音，這就需要對原有的網絡進行一系列的優化，文章從工程實踐的角度出發，對視訊會議在三網合一應用中的網絡優化作了一定的探討。
關鍵詞：H.323 MCU 視訊會議終端 QoS
信息技術應用的推廣，使得許多行業和單位根據自己的需求，建立了覆蓋本系統區域的專網網絡，用于日常辦公和業務系統的應用運行和數據交換。隨著網絡硬件資源（如路由器設備、專線帶寬等）的提升，與相對寬裕的網絡資源相比，單一的傳統應用逐漸顯得單薄。用戶需要在原有的網絡上擴展充實新的業務，實現對線路投資的更充分的利用。與此同時，隨著人們對溝通和交流的需求不斷提高，用戶希望能夠借助網絡平臺實現更直觀的面對面的交互，而不是簡單的文字交互。雙向視訊會議就可以滿足這一要求，它可以跨越時空界限，提高辦事效率，節省會議經費，讓人們如同親臨現場一樣，提供面對面的交互，為人們提供網上會議、遠程教學、遠程醫療、遠程會商、生產調度、軍事指揮等諸多用途，正是由于需求的劇增，最近一個時期是網絡應用的主要增長點。
H.323視訊會議技術的發展使得這一需求變為現實，通過視訊會議系統可以依托原有的IP網絡召開覆蓋全網的多點視訊會議，實現雙向的實時交互；并能夠借助該系統實現遠程電視教學、遠程圖文共享及網上會見等功能。與傳統的基于電路交換的H.320技術不同，H.323是一種基于IP網絡包交換的視頻會議技術標準，它為音頻、視頻及數據在IP網絡——Lan、Intranet、Extranet和Internet上的通信制定了規范，其目的是使不同廠商的多媒體產品和應用能夠互操作。H.323標準以其組網靈活、會議調度和終端管理簡單、性價比高等特點，逐漸取代H.320，成為視頻會議技術的發展方向和用戶的首選。
然而，凡事總有其兩面性，H.323環境下網絡資源共用的另外一種解釋就是網絡資源的爭用，特別是對于視訊會議這種高帶寬的實時業務來說，應用程序運行對網絡資源的沖擊是顯而易見的。正是由于這個原因，在許多案例當中用戶會很感覺到，“原來的網絡是很好的，上了視訊會議之后忽然變慢了。”因此，在視訊會議系統實施過程中，合理地進行網絡優化，是有效保障視訊會議自身的圖像和聲音效果，以及在召開視訊會議的同時正常運行原有數據業務的關鍵所在。
根據以往的工程經驗，可能影響視訊會議質量的網絡因素包括：線路問題、設備問題、OoS策略設置、其他網絡應用的沖擊等。視訊會議應用中的網絡優化也將根據具體環境，有針對性的從上述的這些方面入手。
一、網絡線路優化
目前絕大多數的廣域網線路都是靠租用運營商的線路獲得，類型不外乎ATM、SDH、DDN和FR幀中繼等幾種。地市網點所處的偏遠程度、用戶端光電設備（如光端機、基帶Modem、G.703-V.35協議轉換器等）的質量和兼容性、運營商的施工質量都會對網點的廣域網線路質量造成影響。線路質量上的差距，在上視頻會議系統之前，單純運行一些基于TCP的低帶寬非實時應用時，并不會有太明顯的感覺，這也是為什么用戶總是在說“原來的網絡是很好的”，而這其實只是一個假象。
在進行視頻會議系統的調試過程中，如果網絡中發現在沒有特殊應用運行時，某個網點的圖像質量明顯低于其他網點，出現馬賽克、圖像抖動、聲音斷續現象時，可以嘗試用大數據包（如1000byte）PING遠端路由器，如果時常有超時丟包現象發生，那么我們有理由懷疑是線路質量問題。在這種情形下，需要協調中心點和相應網點的運營商技術人員，利用更為專業的線路測試儀器，通過在不同的參考點“打環路”的方法進一步確認是否存在線路問題，確定故障的具體位置，以便采取相應的優化措施（如更換用戶端設備、局部重新施工等），使線路質量達到要求。
二、設備配置優化
設備配置優化包括網絡設備（如路由器、交換機等）和視頻設備（如MCU、視頻會議終端等）的優化，體現在硬件選型和軟件配置兩個方面。
對于一個已經處在實施階段的視頻會議系統來說，再談硬件選型似乎顯得沒有意義，但我們仍有必要關注一下網絡設備的某些指標參數，確認是否因為設備處理能力上的瓶頸導致視頻會議質量的下降，是否有必要對網絡設備進行軟硬件升級或更換。中心路由器的背板能力、邊緣路由器的端口包轉發率、局域網交換機的第三層包轉發能力（當視頻設備與路由器以太口不在同一個VLAN時）等都是影響網絡設備性能的關鍵參數。
在硬件設備確定的前提下，軟件配置參數的優化將更大限度地實現對硬件能力的利用。設備配置參數的優化最重要的方面是網絡QoS策略的設置，這部分隨后單獨討論。此外，在條件允許的情況下，盡量簡化MCU與所有視頻會議終端之間的網絡拓撲，減少路由跳數也是一種簡單而有效的辦法。
在可能的條件下，將MCU和視頻會議終端與路由器以太口置于同一個VLAN內，將視頻設備的缺省網關直接指向路由器地址，是經過實踐測試的比較好的做法。這是因為，交換機的路由能力遠不及路由器，而所謂“線速的第三層交換”盡管在理論上擁有比路由技術高10~100倍的包轉發能力，但是由于各網絡設備廠商的ASIC芯片設計原理存在較大差異，設備兼容性上難下斷語。此外，有些設備的第三層交換功能需要借助額外的板卡、另外付費的操作系統軟件等可選件方能實現，而在當初定購交換機設備時并沒有采購這些選件，因此，“線速交換”往往只是有名無實。基于以上的理由，將路由表繞開第三層交換機總歸是一個好的策略。
三、QoS策略優化
在一個“三網合一”的網絡系統上不僅要承載語音、視頻等實時業務，還要承載諸如Web訪問、電子郵件、OA辦公、處室業務和文件傳輸（FTP）等對實時性要求不高的數據業務，這樣對整個系統的QoS提出了較高的要求。
實時業務與數據業務的一個重要分別是實時業務對時間延遲、到達目的地的時間間隔和順序等參數非常敏感，如果這些參數的值超過了特定的范圍，會出現諸如圖像或者話音失真、圖像抖動等現象，嚴重時將導致不能忍受的結果。因此必須對網絡的業務數據的傳輸進行有效地管理和控制，以保證實時業務的傳輸質量。
QoS技術可分為保證型和盡力型兩種。保證型的QoS在終端雙方通信之前先要建立連接，確保通信過程中的網絡帶寬（如IP網絡中的Int－Serv/RSVP）。一旦連接建立，通信中所需的帶寬就能保證，與連接相關的應答時間、時延要求也能保證。如果網絡不能提供所需的帶寬，它就會拒絕建立連接。盡力型的QoS技術不能確保帶寬（如IP網絡中的Diff－Serv），通常用在非連接型通信中，例如在IEEE802．1p／Q的標記幀或IP分組頭中的TOS域有3位的優先級，供路由器或LAN交換機進行優先級控制，由于采用這種方法不能在通信中確保帶寬只是按優先級順序進行交換或轉發，因此也稱為CoS（Class of Service）以區別能保證帶寬的狹義的QoS技術。
綜合服務（Int－Serv）盡管可以提供一個端到端的帶寬保證機制，但在實際應用過程中，存在諸多不便。一方面由于Int－Serv下的預留狀態是與業務流的個數成正比，這使得路由器的負擔會隨著網絡的擴大、業務流的增加而加重。另一方面資源預留協議還要求沿途的每個路由器為每一個數據流都維持一個“軟狀態（Per－flowsoftstate）”，從而會線性地增加對路由器內存資源的占用。另外，Int－Serv需要進行端到端的資源預留，必須要求從發送者到接收者之間的所有路由器都支持所實施的信令協議，因此所有路由器必須實現RSVP、許可控制、MF（Multi－Field）分類和包調度，這對路由器的實現要求太高。
因此，在實際的QoS優化過程中，可操作性較強且容易見效的差分服務模型（Diff－Serv）實現起來更為現實。DiffServ借鑒了IntServ的教訓，擯棄了流的概念，僅僅根據預先確定的規則對數據流進行分類，將多種應用數據流綜合為有限的幾種數據流類別，然后為不同的類別進行區分服務。DiffServ的組件主要包括分類（classifying）、策略（policing）、標記（marking）、排隊（queuing）、丟棄（discarding）和整形（shaping）。在差分服務中，網絡的邊緣設備對每個分組進行分類、標記DS域，用DS域來攜帶IP分組對服務的需求信息。在網絡的核心節點上，路由器根據分組頭上的DS碼點選擇碼點所對應的轉發處理。資源控制器配置了管理規則，為客戶分配資源，它可以通過服務級別協定（SLA）與客戶進行相互協調以分享規定的帶寬。
在實際的QoS優化操作時，可以在邊緣路由器上簡單地將IP數據包是否來自于特定的視頻會議終端和MCU作為數據流分類的規則，對視頻會議的數據包標記較高的優先級，在優先級較高的隊列中進行轉發。
另外，實時業務的服務質量還不僅僅取決于網絡的傳輸，還與視頻會議系統設備（視頻終端、MCU等）能夠提供的功能和性能有關。因此，在視頻會議系統的QoS優化過程中，需要充分挖掘視頻設備支持的QoS特性，與承載其數據的網絡系統很好的配合，才能保證視頻會議系統數據的傳輸質量，保證視訊會議系統的整體效果。
四、網絡應用優化
在一個負載達到一定水位的網絡當中，一些“另類”網絡應用的沖擊也會對視頻會議和正常數據應用造成明顯的影響。這些“另類”應用既包括網絡病毒、蠕蟲等破壞型應用，也包括網絡游戲、網絡電影這些業務無關的娛樂型應用，還包括有一定業務用途但對網絡沖擊較大的應用（如內部FTP服務）。
為了捕捉到這些應用的痕跡，可以在網絡繁忙時借助類似Sniffer這樣的軟件進行抓包，利用其統計功能找出一段時間內網絡流量較大的節點，甚至可以對其數據包的特征進行深度分析，找出那些侵占網絡資源比較大的“另類”應用，再根據具體情況采取相應步驟，如：殺毒、封殺某些服務或限制服務帶寬、加強上網制度管理等。
最后，我們需要指出，視頻會議應用中的網絡優化不是一蹴而就的，而是隨著網絡規模、應用的系統變化以及技術的發展而不斷改進的。在系統試運行后，需要不斷的交流學習和實踐摸索，積累更多的經驗，在技術保障的同時，通過制定一系列的管理措施，才能使視頻會議在應用過程中得到進一步的提高，發揮更大的效益。
