更新时间:2023-12-07
1.功能简介
Voice VLAN 是为用户的语音流专门划分的 VLAN。
网络中经常有数据、语音、视频等多种流量同时传输。因为丢包和时延对通话质量的影响很大,用户对语音的质量比数据或者视频的质量更为敏感,因此在带宽有限的情况下就需要优先保证通话质量。
通过配置 Voice VLAN,交换机可识别语音流,将语音流加入到 Voice VLAN中传输,并对其进行有针对性的 QoS 保障,当网络发生拥塞时可以优先保证语音流的传输。
两种常见组网方案:
一般来说,IP 电话分为两大类:
发送带 Tag 语音报文的 IP 电话(如 Cisco 7960),发送 untagged 语音报文的 IP 电话(如华为 MC850)。
若要提高语音数据流的传输优先级,首先要能识别出语音数据流。识别出语音数据流后,再对语音数据流提升优先级后传输。
2.Voice VLAN 识别语音数据流的两种方式
2.1.基于MAC地址的方式
设备可以根据进入接口的数据报文中的源 MAC 地址字段来判断该数据流是否为语音数据流。源 MAC 地址匹配系统设置的语音设备的组织唯一标识符 OUI 的报文被认为是语音数据流。用户需要预先设置 OUI,适用于 IP 电话上送 untagged 语音报文的场景。
根据 OUI 识别 IP 电话机的原理就是根据 IP 电话厂商申请的 MAC 地址段来识 别哪些报文是电话机发送的,以此来判断哪些报文属于语音报文。
Voice VLAN 中的 OUI 有别于上述的通常意义的 OUI,这个 OUI 是由用户来配 置的,而且可以使用掩码,即不需要一定是 24 位掩码的,掩码长度用户可以自己指定。OUI 的值为 mac-address 和 mask 参数相与的结果。
基于 MAC 地址的 Voice Vlan 实现原理:
如下图 1 所示,交换机接收到 PC 和 IP Phone 发出的 untagged 报文后会做如下处理:
① 如果源 MAC 匹配交换机上配置的 OUI(源 MAC 地址与配置的 OUI 掩码进行 与运算后等于 OUI 视为匹配),则为该报文加上 Voice VLAN 的 Tag,并提升报文优先级;
② 如果不匹配,就会为其加上 PVID 的 VLAN Tag,从而保证语音报文的优先发送。
图 1 基于 MAC 地址的 Voice VLAN 示意图
Voice VLAN 的工作模式可分为安全模式和普通模式:
安全模式: 同时匹配 VLAN、OUI 的报文允许通过,提升优先级。
普通模式: 匹配 VLAN 报文允许通过,匹配 OUI 报文提升优先级。
不建议将语音和数据业务规划在同一个 VLAN 里面。如确有此需要,请确认Voice VLAN 工作在普通模式。
2.2.基于VLAN的方式
若有大量 IP 电话接入交换机,配置 IP 电话的 OUI 就可能会非常繁琐。可在交换机上配置基于 VLAN 来提升语音报文的优先级,此时设备会根据进入接口的报文的 VLAN ID 来判断该数据报文是否为语音报文。当 VLAN ID 匹配系统配置的Voice VLAN 后,则认为是语音数据流。
这种方式实现的前提是 IP 电话支持获取交换机上配置的 Voice VLAN 信息的功能,在大量 IP 电话接入的情况下,可以简化配置。
基于 VLAN 的 Voice VLAN 实现原理为:
交换机收到 PC 和 IP Phone 发来的报文后会判断报文的 VLAN ID 与接口上配置的 Voice VLAN ID 是否相同,如果相同则认为此数据流为语音数据流并提升优先级,PC 发出的 Untagged 报文则会被加上 PVID 的 VLAN Tag。
因此基于 VLAN 的 Voice VLAN 需要 IP Phone 可以获取交换机上配置Voice VLAN 信息。
以下以 IP Phone 通过 LLDP 协议获取交换机 Voice VLAN 信息为例介绍一下实现过程。如下图 2 所示:
① IP 电话上线会主动发送 LLDP 报文,以获取交换机上配置的 Voice VLAN 信息;
② 交换机收到 IP 电话发送的 LLDP 报文,会在相关字段填充 Voice VLAN 信息发给 IP 电话;
③IP 电话收到携带 Voice VLAN 信息的 LLDP 报文后,再次发送语音报文时就会带 Tag 发送;
④ 交换机收到带 Tag 的语音报文,如果 Tag 和交换机上配置的 Voice VLAN 匹配,则为其提升优先级后转发。交换机收到 untagged 报文,仍然会加入到 PVID 所在的 VLAN 中。
这样,当发生网络拥塞的时候交换机就能保证语音报文的优先发送。
2.3.两种方式的主要区别:
实际上,不管 IP 电话上送的语音报文是否带 VLAN Tag,基于 MAC 地址和基于 VLAN 的 Voice VLAN 都可以实现。
当 IP 电话上送的是 untagged 语音报文时,必须配置 OUI,才能把语音报文和数据报文区分开来;
如果 IP 电话上送的是带 Tag 语音报文,则可配置基于 VLAN 的 Voice VLAN,这样在大量 IP 电话接入的情况下,就不用配置繁琐的 OUI,简化配置。
3. 交换机(胖瘦)配置案例
3.1.案例1:
我是公司销售客服,网络发生拥塞时,即使不能加载网页,但是还是需要保证办公网的电话业务不中断,我希望可以通过 Voice Vlan 的 OUI 保证网络通信。
3.1.1.场景描述
我是公司销售客服部,我希望在公司网络发生拥塞时,依然能够保障我司销售客
服部的电话业务不受影响,保障服务质量 。
3.1.2.环境准备
资源准备:WAC、交换机、电话机 1、电话机 2
3.1.3.策略配置
1)第一步:新增 Voice vlan 配置,选择电话机 VLAN ID,选择电话机接入的语音流端口,新增对应的电话 MAC OUI(根据实际情况配置电话 OUI),在高级选项中配置需要规划语音流量的优先级。
3.1.4.验证步骤
使用电话机 1 与电话机 2 通讯,获取电话机 1 的语音流量报文,查看报文优先级。
3.1.5.验证结果
电话机 1 与电话机 2 通讯,获取到电话机 1 的语音流量报文 802.1P 优先级为 5,DSCP 优先级为 46。
3.2.案例2:
我是 IT 管理员,公司历年来采购了不同厂商的支持 LLDP 的 VoIP 电话,量太多了,我不想去逐个收集 OUI,太麻烦,我希望能通过 LLDP 功能保障这些电话的通话质量。
3.2.1.场景描述
我是 IT 管理员,我希望支持 LLDP 的 VoIP 电话可以使用 LLDP 功能来保障电话的通话质量 。
3.2.2.环境准备
资源准备:WAC、交换机、电话机 1、电话机 2
3.2.3.策略配置
新增 Voice vlan 配置,选择电话机 VLAN ID,选择电话机接入的 Tagged 语音流
端口,勾选启用 LLDP 功能,在高级选项中配置需要规划语音流量的优先级。
3.2.4.验证步骤
使用电话机 1 与电话机 2 通讯,获取电话机 1 的语音流量报文,查看报文优先级。
3.2.5. 验证结果
电话机 1 与电话机 2 通讯,获取到电话机 1 的语音流量报文 802.1P 优先级为 5,DSCP 优先级为 46。