VoIP路由器

            当谈及VoIP的QoS问题时，所涉及的内容远不止本章前面所叙述的6个QoS参数。另外，还有一个很重要的问题，就是VoIP路由器问题。由于Internet和其他的IP网络实际上是用路由器把许多原来互不相连的网络连接起来，这些路由器只根据本地网络信息来转发每个分组，因此，当一个路由器将分组转发到相邻的路由器时，很有可能使分组进入本来已经十分拥塞的链路，从而带来一系列的时延、抖动和分组丢失等问题。这正是路由器在大多数情况下的工作方式。即使使用存有全网路由信息的路由器，由于需要访问和更新一个很大的路由表，所以也会引起相当大的时延。

            实际上，IP网络上的分组丢失并不仅仅是因为链路的差错效应或路由器的拥塞。IP分组头包含一个名为存活时间（TTL）的域，这个域限制了一个分组在到达目的地前可以经过的路由器的个数（即跳数）。每个路由器在处理分组之前，先将分组的TTL域的值减一（TTL域实际上是一个记录分组跳数的计数器)。如果分组的TTL域的值在减一后变成零，那么分组被丢弃，并通知发送端。但这对不能重发分组的实时应用(如VoIP)的帮助不大。

大多数VoIP技术为每个呼叫每秒产生20个到40个分组。每个分组包含10ms至50ms的语音信息，确切值取决于分组大小和编码方式。分组经过20个到30个路由器才到达接收端的情况并不少见。路由器不需要知道分组所包含的具体信息，特别是早期的路由器，它们只负责尽快地把分组转发到目的地，因此，语音分组和数据分组的传输方式是一样的。语音信息即使丢失8%到10%的分组仍然是有用的，而且高级的编解码器能恢复3%到5%的丢失分组。对于传真业务，大于4%的分组丢失率就会引起用户的抱怨，如果分组丢失率大于15%,那么该传真将作废。

当使用路由器来传输VoIP业务时，将会岀现以下四类问题:

(1)路由选择不对称。
            如果VoIP的分组需要多个ISP提供服务的话,那么这些分组在不同的ISP网络中的出网和入网时延将相差很大，或者说是不对称的。这主要是因为每个ISP总是想尽快地将分组传送至下一个ISP,但是不同的ISP网络的话务负荷和路由跳数等是不同的。还有一个问题就是大部分的IP工具计算单向分组丢失数目和时延的时候，都简单地认为单向分组丢失数目和时延是来回分组丢失数目和时延的一半，但是由于每个方向上途径的ISP网络不同，所以每个方向的传输时延差别很大，所以这样计算出来的结果是不准确的。研究表明：在分组传输的过程中，有50%的时间用于出入不同的城市，30%的时间用于出入不同的ISP网络。

(2)路由环路。
            分组从一个路由器转发到另一个路由器，在某些情况下又重新回到原来把它转发出去的路由器，这就是所谓的环路问题。当网络链路或路由器发生故障，致使路由表信息不能及时得到更新的时候，就会出现环路问题。但是分组依然能够到达接收端，因为当分组回到环路的起始路由器时，该路由器的路由表很可能已经得到更新了。即使环路问的服务质量题依然存在，那么当分组头的TTL域的值减少至零时，分组也会被自动丢弃。大多数Internet环路问题持续不到3小时，但已经会对VoIP业务产生相当大的影响。环路问题一般出现在Internet交换中心的周围(如华盛顿地区)

(3)路由抖动。
            Internet路由的快速改变被称为路由抖动。例如，从美国发送至澳大利亚的分组，本来是途经日本的，很有可能不到一分钟的时间就改为途经欧洲。这种平衡数据链路的传输负荷的方法，将会给语音业务带来较大的时延抖动。这一现象在IPv4的选路方法中较为普遍。目ISP所使用的较新的选路协议还未能解决路由抖动问题。

(4)路由不稳定性。路由器在发现链路或其他路由器发生故障时,

            可以动态地重新选择路由。因此，当只剩下某段链路有效时，该段链路的路由器可能拥有一个非常庞大的转发记录，但数据业务的用户却完全不介意，因为文件照样能发送至接收端。然而，语音业务的用户却对网络路由的稳定性具有较高的要求。路由是每天都要发生变化，还是每个月都要发生变化呢？传输路由在一段时间内保持一致的现象叫做路由的普遍性，路由器在一段时间内不改变转发路由的现象叫做路由的持久性。如果说路由的持久性是对路由稳定性的短期度量的话，那么路由的普遍性则是对路由稳定性的长期度量。对于VoIP业务来说，自然希望传输路由既能保持—定的普遍性也能保持一定的持久性。在Internet±,大多数路由能保持一定的普遍性(成千上万的分组经过同一条路由进行传输)，但路由的持久性却总是在发生变化。VoIP用户除了改变所连接的ISP外，没有其他的办法可以解决路由器的传输问题。然而，VoIP用户怎么判断出现的问题是由ISP引起的呢？VoIP用户可以通过什么方法来测量和判断有关路由器的问题呢？

            幸运的是，出现了很多可用于这方面的工具。这些工具一般用于&网管，但也可用于测量VoIP业务的性能。关心VoIP的QoS问题的工作人员可使用这些工具来进行有关路由器方面的测量。可以通过运行ping命令来测得分组至目的语音网关的来回时延。如果在路由的双方向上都运行ping命令，就能发现路由的不对称性。可以在VoIP终端节点的双方向上定期地运行路由追踪软件，从而发现路由的环路问题和抖动问题。反复地使用路由追踪软件将能测量出路由的普遍性和持久性。