文章目录
- 为什么需要Voice VLAN
- Voice VLAN应用场景有哪些
- Voice VLAN是如何工作的
Voice VLAN是为用户的语音流专门划分的VLAN。
为什么需要Voice 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。
Voice VLAN应用场景有哪些
如下图所示，PC和IP电话同时通过交换机接入网络。因用户对语音的时延和抖动比较敏感，所以需要提高网络中语音数据流的传输优先级，在网络发生拥塞时优先保证语音数据的传输。
Voice VLAN的应用场景
可根据IP电话上送的语音报文是否带Tag选择以下的一种方案：
- 如果IP电话发送的是untagged或Tag0语音报文，可配置基于MAC地址的Voice VLAN。
- 如果IP电话支持通过协议获取交换机上配置的Voice VLAN信息，此时IP电话发送的是带Tag的语音报文，可配置基于VLAN的Voice VLAN。
Voice VLAN是如何工作的
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。
Voice VLAN可以通过以下两种方式来实现对语音数据流的识别：
通过收到报文的源MAC地址，即基于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（Organizationally Unique Identifier）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。通过报文携带的VLAN Tag，即基于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。
以上方案是从方便配置的角度给出的。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。主要区别在于：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
基于MAC地址的Voice VLAN
OUI
OUI指的是MAC地址的前24位（二进制），可以用来表示一个MAC地址段，是IEEE为不同设备供应商分配的一个全球唯一的标识符，各设备厂商再从这个地址段中分配24位，从而形成48位的MAC地址。所以根据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voice-vlan mac-address命令中的mac-address和mask参数相与的结果。实现原理
如下图所示，交换机接收到PC和IP Phone发出的untagged报文后会做如下处理：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；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。
基于MAC地址的Voice VLAN示意图
基于VLAN的Voice VLAN
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的Voice VLAN信息。
IP Phone获取交换机上Voice VLAN信息的方法有很多种，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。
基于VLAN的Voice VLAN示意图
- 如上图所示，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。
- 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。
- IP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。
- 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。
