Dynamisches Session Management

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Nicht alle Anwendungen und Kommunikationsbeziehungen sind gleich und das Netzwerk kann mit QoS und Anrufsteuerung nur „einen“ Beitrag zur Qualitätssicherung beisteuern. Es wird daher eine neue Architektur benötigt.

Aktuelle Kommunikationsarchitekturen, die auf VoIP/SIP beruhen, behandeln alle bestehenden Sessions gleich. Dies führt jedoch zu einer Limitierung der optimalen Benutzererfahrung aufgrund der verfügbaren Netzwerkkapazität.

Da UC-Anwendungen – wie Sprache und vor allem Video – in Summe ein gewisses Maß an Netzwerkbandbreite verbrauchen, sollten Netzwerkressourcen daher nach betriebswirtschaftlichen Aspekten zugewiesen werden.

Eine neue, aufstrebende Methode für die Bereitstellung dieser Flexibilität wird als dynamisches Session-Management bezeichnet und wird definiert als die Fähigkeit, Prioritäten zu setzen, zu begrenzen und Kommunikationsbeziehungen in Echtzeit zu optimieren, ohne das Netz zu überlasten. Unternehmen sollten daher in Ergänzung zum bestehenden QoS und der statischen Anrufsteuerung (CAC) mit Überlegungen in Richtung eines dynamisches Session Management beginnen.

Traditionell ist einer UC-Lösung nicht bewusst, welche Netzkapazitäten zur Verfügung stehen. Man nutzt daher CAC um die Nutzung von Netzwerkverbindungen für Kommunikations-Anwendungen zu beschränken: Einer UC-Lösung wird dabei eine vordefinierte Grenze für die Anzahl von Sprach-und Video-Sessions auferlegt, welche über einen Link transportiert werden können. Zudem wird das Wide Area Network so ausgelegt, dass die vorhergesagten Datenströme ohne Verluste verarbeitet werden.

Da WAN-Bandbreite immer noch teuer ist, werden in der Regel zusätzlich hoch komprimierende Sprach-und Video-Codecs verwendet, welche die Qualitätserfahrungen der Endnutzer stark senken, während sich gleichzeitig eine maximale Anzahl von Sitzungen über einen Netzwerklink realisieren lässt.

Obwohl in der meisten Zeit ausreichend Bandbreite für eine höherwertige Endbenutzererfahrung verfügbar wäre (Nutzung eines weniger stark komprimierenden Codecs), hemmt die vordefinierte, statische Konfiguration des Netzwerks die Nutzung der verfügbaren Link Ressource.

In einer VoIP/SIP-Verbindung wird in der Regel – sobald ein Sprach-/Video-Sitzung aufgebaut ist – der Medien-Datenstrom direkt Peer-to-Peer ausgetauscht. Der Codec-Typ und alle anderen Kommunikationsparameter werden vorher, während der Signalisierung, ausgehandelt. Gelangt nun das Netzwerk während der Session an seine Kapazitätsgrenze, dann leidet die Kommunikation, entweder durch Qualitätsverschlechterung (Packet Drop) oder durch Abbruch des Gesprächs.

Als Antwort hierauf wurden adaptive Codecs eingeführt, um dieses Problem zu lösen, so dass selbst über Netzwerk-Links die starken Nutzungs-Schwankungen unterworfen sind, möglichst jederzeit kommuniziert werden kann (wenn auch in schlechter Qualität).

Der Fehler in diesem Modell ist aber die Prämisse, dass alle aufgebauten Sitzungen gleich sind und sich daher alle in der gleichen Art und Weise anpassen müssen. Die Realität aber ist, dass in Unternehmen nicht alle Sitzungen gleich sind und dass selbst bei einer Netzüberlast einige Sitzungen mit einer hohen Qualität erhalten bleiben sollen, während andere durchaus in einer schlechteren Qualität weitergeführt werden können.

Die Lösung: Dynamisches Session Management
Ein dynamischer Session-Manager würde die Funktionen und Aufgaben sowohl eines SBC als auch eines SIP-Proxys kombinieren.
SBCs stellen immer eine „Back-to-Back User Agent“ Funktion zur Verfügung und liegen damit sowohl im Signalisierungs- wie auch im Mediendatenstrom.

Im Gegensatz zu einem SIP-Proxy aka Session Manager, der nur am Session Set-up beteiligt ist, kann ein SBC die gesamten Sitzung inkl. des Medienaustausches verwalten. Aufgrund der Tatsache, dass Medien mit hohem Bandbreitenbedarf involviert sein könnten, ist ein SBC damit die richtige Plattform, um ein dynamisches Qualitätsmanagement um- und durchzusetzen.
Hier ist ein Beispiel, wie dies in der Praxis funktionieren könnte:

  • Die Richtlinienregel lautet: eine Verbindung, die 300 G.729 (8 kbps) Telefonverbindungen unterstützt, nutzt zunächst den G.722 (64 kbps) Codec für die ersten 75 Sessions und G.729 für die nächsten 25.
    Wenn die Anzahl der gleichzeitigen Telefonverbindungen 100 übersteigt, dann soll ein SIP Re-Invite für die G.722 Verbindungen durchgeführt werden mit dem Ziel, dass diese im weiteren Verlauf des Gespräches G.729 verwenden, so dass mehr Verbindungen ermöglicht werden.
    Beim Erreichen von 280 Sessions werden zudem keine weiteren neue Telefonkonferenzen zugelassen und bei 300 parallelen Verbindungen werden interne Anrufe unterbrochen, um neue externe Anrufe, z.B. zu Kunden, zu ermöglichen.

Dieses Modell erfordert, dass alle Medien durch die SBC laufen und nicht Peer-to-Peer zwischen den Endpunkten. Das mag wie eine Abkehr vom Ideal der IP-Kommunikation sein, aber es ist eigentlich ein typisches Verhalten, welches bei der Bereitstellung von IP Diensten häufig anzutreffen ist.

Durch die Nutzung modernen Konferenz-, Collaboration- und 3rd Party-Lösungen werden mehr als 90% der Echtzeitdaten über solche zentralen „Kommunikations-Sammelpunkte“ geführt. „Peer-to-Peer“-Kommunikation ist daher eigentlich eine Seltenheit in der Unternehmenskommunikation und wird auch zukünftig keine Änderung erfahren.

Wenn nun aber alle Medienströme durch die SBC gehen, stehen entsprechende zusätzliche Funktionen zur Verfügung:

  • Dynamisches Session Management: Die Fähigkeit, Codecs zu ändern und Sessions zu priorisieren, nachdem diese aufgebaut worden sind.
    Beispiel: Video-Konferenz
    Bei einem Netzwerkengpass wird der Video Teil einer Sitzung unterbrochen und nur der Audio-Stream aufrechterhalten, bis wieder genügend Netzkapazität zur Verfügung steht, um den Video Anteil wieder zu aktivieren. Dies ist allemal weniger störend als ein Videobild, das alle 10 Sekunden einfriert und sich dabei negativ auf die Audioqualität auswirkt.
  • Echtzeit Auslastungsanalyse: Gerade bei Videodaten ist es nicht nur wichtig zu wissen , wie viele Sitzungen gerade aktiv sind, sondern man muss auch erkennen, welche Codecs gerade verwendet werden und wie viel Netzkapazität verbraucht wird, da eine Abhängigkeit besteht zwischen dem Codec Typ und der Auflösung eines Videos und der daraus resultierenden Bandbreite.

Die meisten Organisationen vermeiden derzeit die Nutzung von Desktop-Video und minimieren zusätzlich die Video Kommunikation über das Internet um ihre Ressourcen zu schonen. Da aber im Consumer Markt immer mehr Video Kommunikation nachgefragt wird, kommt dem Thema eine entscheidende Bedeutung zu.

Es zeichnet sich gerade beim Thema Zusammenarbeit mit anderen (Kunden wie Unternehmen) eine zunehmende Bedeutung dieses Themas ab.
Daraus folgt, dass zukünftig dem Thema Video eine höhere Priorität eingeräumt werden muss.

Da Video aber einen höheren Anspruch an die Netzkapazität stellt, wird eine Aufteilung des Verkehrs zwischen Sprach-, Video- und Daten-Paketen benötigt, um eine zufriedenstellende Performance für alle Bereiche zu gewährleisten.

Diese kann mittels dynamischen Session Management umgesetzt werden, denn nicht alle Anwendungen und Kommunikationsbeziehungen sind gleich und das Netzwerk kann mittels QoS und CaC nur seinen Beitrag zur Qualitätssicherung beisteuern.

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