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【摘 要】论文设计中VoIP网络主要由Cisco 4500、交换机3500、支持系统IOS和IP网络等几部分组成. 在实现IP通话的基础上，利用目前QoS实施方法中的MQC方法对提高VoIP电话的通话质量和对网络带宽的充分利用方面进行了一定程度的优化。
【关键词】VoIP；MQC；QoS；IP电话
1.VOIP的基本原理及设计目标
由Voice over IP的字面意义，可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说，它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收[2]。
2.Cisco局域网构建
2.1实验模拟器
在VOIP的设计中主选的设备是： 功能强大的Boson NetSim和 Boson Network Designer是拓扑结构设计器。
Boson NetSim是ITExamPrep.com推荐的路由器模拟软件，可以模拟路由器和部分交换机，而且是它最先提出自定义网络拓扑的功能，大多数人都使用Boson来练手CCNA和CCNP的实验考试试题。
2.2设备选型
基于网络安全和性能稳定考虑论文设计中是选用目前比较先进的Cisco 4500路由器和3500交换机。
Cisco 4500是一个高性能多协议路由器，目标是应用于分支局。4500利用一个RISC处理器得到增加的处理功能，并支持下列基本配置：1～2个以太网或快速以太网端口，1个令牌环端口，或者1个以太网端口/1个令牌环端口。除了内置的LAN端口外，2600还提供2个WAN接口槽，1个网络模块槽和1个高级集成模块槽。Cisco 4500运行Cisco的IOS，并支持ISO的所有功能和服务。语音功能通过1端口或2端口的网络模块来支持。
C3500系列交换机的基本特性包括背板带宽高达10Gbps，转发速率7.5Mpps，它支持250个VLAN，支持IEEE 802.1Q和ISL Trunking，支持CGMP网/千兆以太网交换机，可选冗余电源等等。不过C3500的最大特性在于管理和千兆。管理特性方面，C3500实现了Cisco的交换集群技术。
2.3路由器、交换机的工作原理和基本配置
路由器及交换机的工作原理：
传统地，路由器工作于OSI七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL（Time To Live）域也开始减数，并重新计算校验和。
交换机是通过MAC地址来转发数据的。当连接交换机的两个用户同时发送数据时，交换机先查看交换机的交换机表，里面有记录端口和MAC地址的映射。
2.4路由器配置中的三种模式
2.4.1用户模式
用户模式是路由器启动时的缺省模式，提供有限的路由器访问权限。
2.4.2特权模式
特权模式，也叫使能模式，可对路由器进行更多的操作，使用的命令集比用户模式多。
2.4.3配置模式
配置模式是路由器的最高操作模式，可以设置路由器上的运行的硬件和软件的相关参数；配置各接口、路由协议和广域网协议；设置用户和访问密码等。
2.4.4配置EIGRP协议
启动IGRP路由协议。在配置设置模式下输入router igrp加上自治域号。
EIGRP是将由network指定的子网在各端口中进行传送来交换路由信息，如果不指定子网，则路由器不会将该子网广播给其它路由器。在配置模式下输入network加上子网号，配置参加动态路由的子网。
OSPF协议配置中主要是增加的是：ospf协议的路由域能够被分成称为区域的更小阶段。每个区或都编了号而且必须存在区域，它就是骨干。所有具有连接到骨干的接口的路由器都被称作骨干路由器，所有接口都连接到单个区域的路由器称为区域路由器。
3.VoIP的配置
3.1语音端口
语音端口是带语音功能路由器上的物理接口，它们连接到电话设备。路由器的语音端口处理路由器和电话设备之间的所有物理层功能，包括为模拟电话提供电源、检测摘机状态、产生振铃信号、接收和发送模拟或数字语音呼叫、以及接收或发送拨号数字进行呼叫路由等功能。
3.2模拟语音端口
目前有3种类型的信令可用于模拟系统：FXS、FXO和E&M。在Cisco路由器上，必须小心匹配正确的语音接口卡与应用的要求。下面简单描述FXS和FXO这些信令。
FXS代表外部交换站，标准家庭电话线就被配置为F X S，所以它是我们最熟悉的接口。当路由器连接到标准模拟电话、传真机、键盘系统上的主干端口或PBX上的外部端口时， FXS端口很有用。FXS接口提供振铃、线路电压和拨号音。
FXS特定的命令：
当出现到达的呼叫时， FXS接口负责产生振铃信号。因为一些电子铃可能不响应某些频率，Cisco使用一个命令来调整它按每个语音端口产生的振铃音调的频率。
FXO代表外部交换局，可以被看成与FXS端口相反。FXO端口可以连接到PSTN或PBX的一个模拟站线路。FXO接口功能有点像一个标准电话，它们期望拨号音并使用拨号数字开始电话呼叫。
FXO特定的命令：
FXO接口负责接收来自PST N或另一个交换网络的呼叫，并拨号到PSTN或另一个交换网络。这意味着路由器必须回答呼叫，而且有效地与外部语音网络传递拨号串。Cisco允许管理员调整路由器在回答一个呼叫之前要求的振铃数。Cisco还支持向外拨号的音频方式和脉冲方式。缺省情况下，路由器在一次振铃后回答，并使用双音频多频的音频拨号方式拨号。
3.3模拟语音端口的号码分配
语音端口配置段自动出现在路由器配置中，它们按路由器中的槽号、语音网络模块上的VIC槽号和VIC上的端口号引用，这与IOS处理以太网或令牌环这样的标准接口方法类似。
3.4拨号对等体配置
拨号对等体—简单拓扑如下：
普通电话1—路由器A1—路由器B1—普通电话2
从路由器A1的视角看，它收到语音端口上的一个输入呼叫，并把该呼叫分组，把安路由到外部的VoIP目的地。从路由器B1的视角看，它收到VoIP呼叫，把它解包，然后把它路由到直接连接的语音端口。Cisco把第一类呼叫段称为POTS拨号对等体，把第二类呼叫段称为VoIP拨号对等体。
4.IP服务质量
QOS是一种能够为部分用户或应用（或两者）提供更好或特殊服务而劣化其它用户或应用（或两者）的网络能力。
实施QoS应该完成以下主要工作：
第一步：标识流量类型及其需求。
第二步：基于所标识的需求信息进行流量分类。
第三步：为每种流量类别定义相关的策略。
5.总结
论文是以路由协议为载体，为最终实现VoIP通话而展开设计的.首先我对路由器和交换机的原理和相关配置、OSPF和EIGRP路由协议、POTS拨号对等体、VoIP拨号对等体、Session target拨号对等体进行了学习并实施相关命令配置，同时对于系统通话质量的关键性问题--IP质量服务做了优化，最终实现了VoIP通话。 [科]
【参考文献】
[1]吴章兴，朱红梅.VoIP：现状、问题和趋势.世界电信，2007（08）.
[2]杨毅.VoIP技术的基本原理与应用.现代企业教育，2007（06）.
【关键词】VoIP；MQC；QoS；IP电话
1.VOIP的基本原理及设计目标
由Voice over IP的字面意义，可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说，它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收[2]。
2.Cisco局域网构建
2.1实验模拟器
在VOIP的设计中主选的设备是： 功能强大的Boson NetSim和 Boson Network Designer是拓扑结构设计器。
Boson NetSim是ITExamPrep.com推荐的路由器模拟软件，可以模拟路由器和部分交换机，而且是它最先提出自定义网络拓扑的功能，大多数人都使用Boson来练手CCNA和CCNP的实验考试试题。
2.2设备选型
基于网络安全和性能稳定考虑论文设计中是选用目前比较先进的Cisco 4500路由器和3500交换机。
Cisco 4500是一个高性能多协议路由器，目标是应用于分支局。4500利用一个RISC处理器得到增加的处理功能，并支持下列基本配置：1～2个以太网或快速以太网端口，1个令牌环端口，或者1个以太网端口/1个令牌环端口。除了内置的LAN端口外，2600还提供2个WAN接口槽，1个网络模块槽和1个高级集成模块槽。Cisco 4500运行Cisco的IOS，并支持ISO的所有功能和服务。语音功能通过1端口或2端口的网络模块来支持。
C3500系列交换机的基本特性包括背板带宽高达10Gbps，转发速率7.5Mpps，它支持250个VLAN，支持IEEE 802.1Q和ISL Trunking，支持CGMP网/千兆以太网交换机，可选冗余电源等等。不过C3500的最大特性在于管理和千兆。管理特性方面，C3500实现了Cisco的交换集群技术。
2.3路由器、交换机的工作原理和基本配置
路由器及交换机的工作原理：
传统地，路由器工作于OSI七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL（Time To Live）域也开始减数，并重新计算校验和。
交换机是通过MAC地址来转发数据的。当连接交换机的两个用户同时发送数据时，交换机先查看交换机的交换机表，里面有记录端口和MAC地址的映射。
2.4路由器配置中的三种模式
2.4.1用户模式
用户模式是路由器启动时的缺省模式，提供有限的路由器访问权限。
2.4.2特权模式
特权模式，也叫使能模式，可对路由器进行更多的操作，使用的命令集比用户模式多。
2.4.3配置模式
配置模式是路由器的最高操作模式，可以设置路由器上的运行的硬件和软件的相关参数；配置各接口、路由协议和广域网协议；设置用户和访问密码等。
2.4.4配置EIGRP协议
启动IGRP路由协议。在配置设置模式下输入router igrp加上自治域号。
EIGRP是将由network指定的子网在各端口中进行传送来交换路由信息，如果不指定子网，则路由器不会将该子网广播给其它路由器。在配置模式下输入network加上子网号，配置参加动态路由的子网。
OSPF协议配置中主要是增加的是：ospf协议的路由域能够被分成称为区域的更小阶段。每个区或都编了号而且必须存在区域，它就是骨干。所有具有连接到骨干的接口的路由器都被称作骨干路由器，所有接口都连接到单个区域的路由器称为区域路由器。
3.VoIP的配置
3.1语音端口
语音端口是带语音功能路由器上的物理接口，它们连接到电话设备。路由器的语音端口处理路由器和电话设备之间的所有物理层功能，包括为模拟电话提供电源、检测摘机状态、产生振铃信号、接收和发送模拟或数字语音呼叫、以及接收或发送拨号数字进行呼叫路由等功能。
3.2模拟语音端口
目前有3种类型的信令可用于模拟系统：FXS、FXO和E&M。在Cisco路由器上，必须小心匹配正确的语音接口卡与应用的要求。下面简单描述FXS和FXO这些信令。
FXS代表外部交换站，标准家庭电话线就被配置为F X S，所以它是我们最熟悉的接口。当路由器连接到标准模拟电话、传真机、键盘系统上的主干端口或PBX上的外部端口时， FXS端口很有用。FXS接口提供振铃、线路电压和拨号音。
FXS特定的命令：
当出现到达的呼叫时， FXS接口负责产生振铃信号。因为一些电子铃可能不响应某些频率，Cisco使用一个命令来调整它按每个语音端口产生的振铃音调的频率。
FXO代表外部交换局，可以被看成与FXS端口相反。FXO端口可以连接到PSTN或PBX的一个模拟站线路。FXO接口功能有点像一个标准电话，它们期望拨号音并使用拨号数字开始电话呼叫。
FXO特定的命令：
FXO接口负责接收来自PST N或另一个交换网络的呼叫，并拨号到PSTN或另一个交换网络。这意味着路由器必须回答呼叫，而且有效地与外部语音网络传递拨号串。Cisco允许管理员调整路由器在回答一个呼叫之前要求的振铃数。Cisco还支持向外拨号的音频方式和脉冲方式。缺省情况下，路由器在一次振铃后回答，并使用双音频多频的音频拨号方式拨号。
3.3模拟语音端口的号码分配
语音端口配置段自动出现在路由器配置中，它们按路由器中的槽号、语音网络模块上的VIC槽号和VIC上的端口号引用，这与IOS处理以太网或令牌环这样的标准接口方法类似。
3.4拨号对等体配置
拨号对等体—简单拓扑如下：
普通电话1—路由器A1—路由器B1—普通电话2
从路由器A1的视角看，它收到语音端口上的一个输入呼叫，并把该呼叫分组，把安路由到外部的VoIP目的地。从路由器B1的视角看，它收到VoIP呼叫，把它解包，然后把它路由到直接连接的语音端口。Cisco把第一类呼叫段称为POTS拨号对等体，把第二类呼叫段称为VoIP拨号对等体。
4.IP服务质量
QOS是一种能够为部分用户或应用（或两者）提供更好或特殊服务而劣化其它用户或应用（或两者）的网络能力。
实施QoS应该完成以下主要工作：
第一步：标识流量类型及其需求。
第二步：基于所标识的需求信息进行流量分类。
第三步：为每种流量类别定义相关的策略。
5.总结
论文是以路由协议为载体，为最终实现VoIP通话而展开设计的.首先我对路由器和交换机的原理和相关配置、OSPF和EIGRP路由协议、POTS拨号对等体、VoIP拨号对等体、Session target拨号对等体进行了学习并实施相关命令配置，同时对于系统通话质量的关键性问题--IP质量服务做了优化，最终实现了VoIP通话。 [科]
【参考文献】
[1]吴章兴，朱红梅.VoIP：现状、问题和趋势.世界电信，2007（08）.
[2]杨毅.VoIP技术的基本原理与应用.现代企业教育，2007（06）.