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Directives relatives à la qualité de service
Table des matières
1. Introduction
Le but de ce document est de fournir des informations pour garantir que la qualité de service (QoS) est correctement déployée dans les réseaux d’entreprise pour prendre en charge le trafic des communications unifiées.
2. Exigences de performance des chemins de réseau de bout en bout
Les exigences énoncées dans le tableau 2.1 doivent être satisfaites afin d’optimiser le chemin d’accès au réseau pour la VoIP et le trafic multimédia vidéo lors de l’utilisation des services de communications unifiées RingCentral. Pour la communication vidéo, des exigences identiques ou légèrement assouplies peuvent être imposées pour assurer le transfert synchrone avec la voix.
| Tableau 2.1. Exigences de performance des chemins de réseau de bout en bout | |
| Propriété réseau | Exigence |
Capacité de liaison
|
Chaque liaison des chemins de bout en bout doit avoir une capacité symétrique (bidirectionnelle) supérieure au trafic réseau généré par le nombre maximal d’appels vocaux et vidéo simultanés. Cela s’ajoute à la capacité pour d’autres types de trafic et de croissance en temps non réel (section 5).
|
Retard
|
< 150 ms (sens unique)*. Cela se traduit par une latence aller-retour de < 300 ms.
Un temps plus long est possible, comme dans le cas des liaisons satellitaires géosynchrones, mais les interlocuteurs doivent accepter un délai de communication extrêmement long.
|
Perte de paquets
|
< 1 %
|
Gigue
|
< 30 ms
|
*https://www.itu.int/rec/T-REC-G.114-200305-I/en, Annexe II.
3. Directives relatives au déploiement, à la configuration et à l’évaluation
Pour garantir le respect des exigences de performances des chemins de bout en bout, il faut suivre un ensemble de directives de déploiement, de configuration et d’évaluation :
- Les périphériques et configurations pris en charge doivent être utilisés (Configuration réseau requise).
- Les configurations de domaines, d’adresses IP et de ports doivent être appliquées aux périphériques réseau, y compris les pare-feu, les routeurs et les commutateurs de couche 3 du réseau et de l’ordinateur (Configuration réseau requise).
- Le balisage DSCP doit être appliqué et respecté par les réseaux d’entreprise (section 4).
- Une capacité suffisante doit être disponible sur toutes les liaisons réseau traversées par le trafic de communications unifiées, sans dépasser le plafond (section 5).
- L’évaluation du réseau doit être effectuée sur les sites de l’entreprise si cela est jugé nécessaire (section 6).
4. Politiques de classification de la QoS et du traitement du trafic
Le trafic des services de communications unifiées doit être classé et traité de manière appropriée dans les réseaux d’entreprise et des fournisseurs de services afin de garantir le respect des exigences de QoS de bout en bout pour les services de communication basés dans le cloud et ainsi minimiser les problèmes intermittents de qualité de service dus aux transferts de fichiers ou d’e-mails volumineux.
La QoS de la VoIP et de la vidéo impose les contraintes les plus sévères au réseau, car il faut répondre aux exigences en matière de retard, de perte de paquets et de gigue. Le trafic de signalisation dispose d’exigences de QoS moins élevées, car les exigences en temps réel ne s’appliquent pas et les paquets peuvent être retransmis en cas de perte. D’autres types de trafic de services, tels que les services de messagerie et de répertoire, peuvent être traités davantage comme du trafic de données.
Les sections suivantes indiquent comment le trafic des services de communication devrait être classé et traité dans le contexte du réseau d’entreprise et du réseau étendu. Dans la pratique, vous ne pourrez sans doute que respecter partiellement les exigences de traitement et la classe de trafic de QoS avec la limitation des points de terminaison, des dispositifs de réseau et des réseaux des FAI/opérateurs. Des recommandations pour traiter ces cas sous-optimaux sont également fournies.
Les conventions suivantes concernant la direction du flux de trafic des communications unifiées sont utilisées :
- Le trafic sortant est dirigé depuis le point de terminaison de l’entreprise ou déployé à distance (téléphone/PC) vers le service cloud de communications unifiées.
- Le trafic sortant est dirigé depuis le service cloud de communications unifiées vers le point de terminaison de l’entreprise ou déployé à distance.
4.1 Classification du trafic
La classification des paquets identifie et catégorise le trafic dans une classe spécifique. Le tableau 4.1.1 indique les classes de trafic différenciées pour les services de communications unifiées. La classe nécessitant le traitement prioritaire (multimédia VoIP) est indiquée en haut. Dans la couche 2, le balisage de l’en-tête de la trame de la classe de service (CoS) est indiqué, tandis que le marquage de paquets DSCP est disponible dans l’en-tête IP de la couche 3.
Dans les considérations suivantes, le balisage au niveau de la couche 2 et le marquage au niveau de la couche 3 sont généralement appelés marquage. Les médias vidéo se voient attribuer une priorité légèrement inférieure à celle de la voix, car il est jugé plus important d’avoir une communication vocale de haute qualité en cas de conditions de réseau défavorables.
CoS est un champ 3 bits dans l’en-tête de la trame Ethernet avec des valeurs possibles allant de 0 à 7. DSCP est un champ 6 bits dans l’en-tête de paquet IP avec des valeurs possibles allant de 0 à 63.
La sécurité est implémentée au-dessus de la couche IP, par exemple, le multimédia VoIP sécurisé est transporté en tant que SRTP/UDP/IP (SRTP est la version sécurisée de RTP), ce qui n’affecte pas les valeurs CoS et DSCP.
| Tableau 4.1.1 - Types de trafic et classification | ||||
| Couche 2 | Couche 3 | |||
| Classe de trafic | CoS Valeur décimale |
DSCP Valeur décimale |
Nom |
Probabilité de baisse |
Multimédia VoIP - Temps réel |
5 |
46 |
EF |
S.O. |
Multimédia vidéo - Temps réel |
4 |
34 |
AF41 |
Faible |
SIP |
3 |
26 |
AF31 |
Faible |
Transactionnel : • Service de temps réseau • Synchronisation des données des applications mobiles • Service de répertoire LDAP |
2 |
18 |
AF21 |
Faible |
Meilleur effort : configuration du téléphone et mise à jour du firmware |
0 |
0 |
ÊTRE |
Indéterminé |
4.2 Ordonnancement du trafic
L’ordonnancement du trafic dans les périphériques réseau détermine comment différents trafics de différentes classes est hiérarchisé lorsqu’il est transmis à une interface. Le trafic VoIP doit être transmis avant tout autre type de trafic. Cela garantit que les exigences détaillées dans le tableau 2.1 sont remplies.
La visioconférence est interactive et doit être séparée des services de streaming vidéo à sens unique. L’expérience de l’utilisateur final ne sera pas affectée si le trafic est retardé lorsqu’un utilisateur regarde ce type de contenu.
4.3 Contraintes pratiques
Idéalement, les valeurs de balisage CoS et de marquage DSCP indiquées dans le tableau 4.1.1 sont utilisées sur l’ensemble du réseau entre les points de terminaison et les serveurs dans le cloud. Lorsque le trafic est traité selon cette classification, on parle de respect du marquage. Cependant, dans la pratique, cela n’est souvent pas tout à fait possible car :
- Certains périphériques réseau ne prennent pas en charge les capacités de QoS suffisantes. Les routeurs bas de gamme en sont des exemples.
- Les valeurs CoS ne sont souvent pas gérées dans de petits réseaux.
- Les FAI peuvent changer les marquages DSCP le long du chemin Internet, p. ex., de DSCP 46 à 0.
- Dans les réseaux d’entreprise de grande taille, avec des sites connectés à un réseau MPLS ou Metro-Ethernet, un mappage DSCP ⇔ CoS doit être effectué par les dispositifs périphériques du réseau WAN. Ces mises en correspondance peuvent ne pas conserver les valeurs CoS-DCSP exactes et optimales indiquées dans le tableau 4.1.1.
- Certains types de paramètres ne balisent pas encore la valeur CoS/DCSP (section 4.4).
Certaines recommandations et exigences pratiques relatives à la classification du trafic, au marquage DSCP et à une description des interconnexions WAN de couche 2 sont présentées dans les sections suivantes afin de répondre à ces contraintes.
4.4 Méthodes de classification du trafic
Les capacités QoS du périphérique de réseau local déterminent la classification du trafic et la méthode d’ordonnancement qui peuvent être utilisées.
- Classification multibande - La hiérarchisation maximale du trafic à destination et en provenance des serveurs cloud est mappée conformément au tableau 4.1.1. Fournir une livraison optimale du trafic pour cinq types de trafic :
- Voix
- Video
- Signalisation
- Transactionnel
- Meilleur effort
- Voix
- Modèle à trois classes de trafic - Le trafic en provenance et à destination des serveurs cloud est mappé conformément au tableau 4.4.1.
- Modèle à deux classes de trafic - Le trafic UDP vidéo et vocal en temps réel et le trafic TCP SIP provenant ou à destination des serveurs multimédias de communication dans le cloud sont tous classés comme DCSP 46. Le reste du trafic est classé comme trafic de données non prioritaire avec une valeur DSCP et CoS égale à 0. Ce modèle est indiqué dans le tableau 4.4.2.
La classification multibande offre le meilleur moyen de gérer la QoS dans les grands réseaux d’entreprise, à condition que les équipements du réseau le permettent. Le modèle à deux classes de trafic est relativement simple à mettre en œuvre et fonctionne bien dans la plupart des environnements SoHo et d’entreprise avec des terminaux avec des capacités de QoS limitées.
Dans la mesure du possible, l’extension des classes pour différencier la VoIP de la vidéo et d’autres trafics améliorera la fonctionnalité de qualité de service dans un réseau d’entreprise.
| Tableau 4.4.1 - Modèle à trois classes de trafic | ||||
Classe de trafic |
CoS Valeur décimale |
DSCP Valeur décimale |
Nom |
Probabilité de baisse |
Multimédia VoIP - Temps réel SIP |
5 |
46 |
EF |
S.O. |
Multimédia vidéo - Temps réel |
4 |
34 |
AF41 |
Faible |
Transactionnel : • Service de temps réseau • Synchronisation des données des applications mobiles • Service de répertoire LDAP • Meilleur effort : configuration du téléphone et mise à jour du firmware |
0 |
0 |
ÊTRE |
Indéterminé |
| Tableau 4.4.2 - Modèle à deux classes de trafic | ||||
Classe de trafic |
CoS Valeur décimale |
DSCP Valeur décimale |
Nom |
Probabilité de baisse |
Multimédia VoIP - Temps réel Multimédia vidéo - SIP en temps réel |
5 |
46 |
EF |
S.O. |
Transactionnel : • Service de temps réseau • Synchronisation des données des applications mobiles • Service de répertoire LDAP • Meilleur effort : configuration du téléphone et mise à jour du firmware |
0 |
0 |
ÊTRE |
Indéterminé |
4.5 Contraintes de marquage de trafic DSCP pour les points de terminaison et Internet
Les types de marquage DSCP suivants sont appliqués par les points de terminaison, les serveurs multimédias cloud et les fournisseurs d’accès à Internet :
- Points de terminaison
- Les téléphones utilisent le marquage IP Differentiated Services Code Point 46 (Expedited Forwarding - EF) pour les paquets multimédias UDP (RTP). Ainsi, les routeurs d’un réseau d’entreprise peuvent donner la priorité au trafic multimédia VoIP par rapport au trafic de données au meilleur de son effort.
- Les points de terminaison logiciels (téléphones logiciels, client vidéo, MVP et clients Google Chrome) marquent les paquets multimédias UDP en fonction du marquage de priorité approprié. Cependant, le système d’exploitation peut les réinitialiser sur la valeur DSCP 0. Pour atténuer ce problème, l’une des deux options suivantes peut être appliquée :
- Une stratégie de système d’exploitation (stratégie de groupe) doit être configurée pour remplacer ce comportement
.
- Le premier périphérique de couche 3 éloigné du point de terminaison logiciel doit être configuré pour
remarquer le trafic de manière appropriée.
- Les téléphones utilisent le marquage IP Differentiated Services Code Point 46 (Expedited Forwarding - EF) pour les paquets multimédias UDP (RTP). Ainsi, les routeurs d’un réseau d’entreprise peuvent donner la priorité au trafic multimédia VoIP par rapport au trafic de données au meilleur de son effort.
- Serveurs multimédias : les serveurs multimédias cloud marquent le trafic UDP comme DSCP 46 (voix) ou DSCP 34 (vidéo).
- Les applications mobiles marquent le trafic avec une valeur DSCP conformément au tableau 4.1.1.
- Fournisseurs d’accès à Internet : les fournisseurs d’accès à Internet remarquent fréquemment les valeurs de priorité DSCP à des valeurs différentes (inférieures), ce qui entraîne les conséquences suivantes :
- Direction sortante : le trafic arrive souvent dans le cloud RingCentral avec un marquage incorrect.
- Direction entrante : le trafic Internet peut arriver sur un site d’entreprise incorrectement marqué depuis Internet et doit donc être immédiatement remarqué par le dispositif périphérique du réseau d’entreprise. Cela garantit qu’il sera transféré à l’intérieur du réseau interne en respectant la bonne priorité par rapport aux autres trafics.
4.6 Politique de marquage DSCP
Cette section décrit les politiques de traitement du trafic pour (re)marquer des valeurs DSCP dans les réseaux d’entreprise. La politique de marquage et de respect de DSCP suivante (c’est-à-dire, conserver la valeur DSCP attribuée et la transférer en fonction de la priorité de la valeur attribuée) doit être mise en place dans les commutateurs, les routeurs et les pare-feu dans le chemin de communication de bout en bout entre les points de terminaison et les serveurs dans le cloud :
- Direction sortante : remarquer le trafic sur la valeur DSCP correcte le plus près possible du point de terminaison, si le point de terminaison ne marque pas la valeur correcte, à l’aide des instructions de la section 4.4. Ce nouveau marquage peut se produire sur des périphériques réseau tels que les points d’accès, les commutateurs d’accès, les routeurs et les pare-feu.
- Direction entrante : remarquer le trafic sur la valeur DSCP correcte dès qu’il entre dans le réseau d’entreprise via une liaison WAN opérateur ou un point d’accès Wi-Fi.
- À l’intérieur du réseau local : respectez les marquages DSCP sur l’ensemble du réseau d’entreprise dans la direction entrante et sortante.
- Réseau WAN : tout mappage entre DCSP et CoS et inversement doit être effectué afin que les exigences de QoS des chemins de bout en bout soient maintenues.
Les tableaux des superréseaux et de mise sur liste blanche figurant dans Configuration réseau requise | MVP doivent être utilisés dans les ACL entrantes et sortantes pour définir les politiques de QoS indiquées. Les plages d’adresses des sous-réseaux locaux ne doivent pas être utilisées pour définir des politiques de QoS, car toute modification apportée aux sous-réseaux nécessiterait une modification de la politique.
Certains fabricants de pare-feu ne prennent pas en charge le remarquage de DSCP, mais peuvent prendre en charge la hiérarchisation de la transmission des paquets en fonction des adresses IP sources et des plages d’adresses IP, ce qui nécessite également que les superréseaux soient utilisés dans la définition de la politique de QoS.
4.7 Gestion de bande passante
La plupart des routeurs prennent en charge la gestion de la bande passante, qui peut être utilisée pour garantir la capacité de certains types de trafic, même dans des conditions de saturation. Si les routeurs prennent en charge la gestion de la bande passante, il est conseillé d’activer cette fonctionnalité et de définir comme bande passante pour le trafic le nombre obtenu à partir à la section 5. Si la classification du trafic et les politiques sont configurées conformément aux recommandations et exigences énoncées dans les sections précédentes et que le trafic dépasse la bande passante configurée, le trafic peut toujours être hiérarchisé par rapport au trafic de données régulier, bien que la bande passante ne soit pas garantie pour tous les appels (cela dépend du routeur et des paramètres).
Il est essentiel que la valeur de bande passante validée de la liaison du FAI/de l’opérateur soit configurée dans le routeur/pare-feu de périphérie, car il n’a pas d’autre moyen de déterminer avec précision la capacité du circuit. La valeur de rafale du FAI/de l’opérateur ne doit pas être utilisée car il n’y a aucune garantie qu’elle sera respectée et le trafic sera rejeté. Une fois que la bande passante maximale engagée a été saisie, des portions de cette capacité peuvent être balisées pour le trafic avec DSCP 46 (voix), DSCP 34 (vidéo) et DSCP 26 (signalisation).
Un site d’entreprise peut produire un trafic supérieur à la bande passante engagée d’un lien réseau externe, mais le FAI/l’opérateur ignore généralement le trafic excédentaire quel que soit son type.Par conséquent, le routeur/pare-feu de périphérie de l’entreprise doit être configuré pour interrompre le trafic sortant de faible priorité pour éviter que le FAI/l’opérateur ignore les paquets de flux multimédia voix/vidéo.
4.8 Interconnexion WAN de couche 2
Les grands réseaux d’entreprise s’appuient souvent sur les réseaux MPLS de couche 2 ou WAN Metro-Ethernet pour interconnecter les réseaux de couche 3. Pour veiller à ce que les performances de chemin réseau de bout en bout (section 4) soient respectées, plusieurs conditions doivent être remplies à la frontière d’entrée et de sortie de ces réseaux :
- Mise en correspondance des classes de trafic et des priorités : assurez-vous que le nombre de classes de trafic et de valeurs CoS correspondent aux directives fournies dans la section 4.4.
- Mise en forme du trafic : veillez à ce que la bande passante réseau de couche 3 maximale produite pour chaque classe de trafic ne dépasse pas la capacité de liaison WAN. Cela peut être réalisé par la mise en forme du trafic, à condition que la bande passante moyenne ne dépasse pas la capacité WAN configurée.
Si la condition de correspondance des classes de trafic et des priorités ne peut pas être remplie, certaines valeurs DSCP de couche 3 doivent être mappées à une valeur CoS supérieure.
5. Évaluation de la bande passante et de la capacité réseau
Deux méthodes peuvent être utilisées pour déterminer la bande passante produite par le trafic sur les liaisons LAN et WAN et leur capacité nécessaire pour acheminer le trafic de communications unifiées.
La méthode préférée et la plus précise consiste à déterminer la charge de trafic de pointe à partir des journaux ou des données réseau extraites d’un système vocal/vidéo existant encore déployé. Vous pouvez également utiliser une procédure de calcul de la bande passante et de la capacité (Évaluation de la bande passante et de la capacité réseau).
6. Évaluation de la préparation du réseau
Les exigences de QoS des chemins de bout en bout énoncées à la section 2 peuvent être validées en effectuant une évaluation de la préparation du réseau, qui détermine la qualité du LAN et du réseau des fournisseurs de services. Deux types d’évaluations de la préparation du réseau peuvent être effectuées pour évaluer la capacité d’un chemin réseau à prendre en charge les services de communications unifiées :
- Évaluations instantanées de la préparation du réseau : ces évaluations donnent une impression de la capacité et de la qualité du réseau pour chaque direction du trafic VoIP et vidéo entre un site de test et le cloud de communications unifiées sur un intervalle de temps de quelques minutes. Deux outils de test sont fournis :
- Évaluation complète de la préparation du réseau : dans ce cas, une sonde est installée sur le site du client local. En exécutant cette sonde sur un intervalle de temps plus long (par exemple, une semaine ouvrable complète), on obtient une meilleure impression de la qualité de bout en bout, ainsi que de la qualité des sauts de réseau intermédiaires dans les deux sens de l’appel. Des recommandations détaillées et ciblées sur l’amélioration du réseau peuvent être fournies en fonction des résultats de ce type d’évaluation.
Le premier type d’évaluation peut être effectué par l’entreprise, mais fournit un aperçu minimal de la QoS de bout en bout au fil du temps. Le deuxième type d’évaluation du réseau, qui est recommandé pour minimiser la probabilité que l’utilisateur perçoive des problèmes de QoS, nécessite la participation des RingCentral Professional Services.
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