Catalyst 4000系列IP电话解决方案

• 引言
• 线上电源快速以太网模块
• 电话侦测
• 冗余可靠性
• 访问网关模块
• Cisco CallManager语音服务
• 高级治理功能
• 服务质量
• 总结

Catalyst 4000 IP电话使企业的配线室和分支办公室也能够拥有Cisco AVVID（语音、视频和集成数据体系结构）的可扩展性

图1 Catalyst 4000企业配线室和分支办公室多服务解决方案

引言

Internet正在改变公司对待客户和参与竞争的方式。Internet正在成为比赛场上的衡量标准。在Internet世纪中生存下来的公司依靠的不是规模、地点或物理资产，而是灵敏或反应迅速。公司必须拥抱Internet并在Internet时代中前进。

Internet时代的运营正在引起供给系统、客户关注服务中心和内部通信系统的变化。这促使企业内部出现以Internet速度进行的集成。

集成将帮助企业提高效率和统一网络基础结构，为"新世界"应用扫清道路。这些新应用的重点将集中在生产效率上，可以增强客户关注服务并使企业获得竞争上的优势。

实现集成的第一步是建立一个牢固的基础：一个多服务通信基础结构。这一基础结构必须能够随业务的增加而成长，并能够支持集成电子商务解决方案所要求的端对端的网络服务。

图2 Catalyst 4000系列产品能够满足企业配线室和分支办公室所有的多服务网络要求

Cisco Catalyst 4000系列扩展了Cisco AVVID的深度和广度。Catalyst 4000系列通过一个与Catalyst主干保持一致的模块化体系结构使公司的配线室和分支办公室也能够实现集成。

Catalyst 4000系列模块化的交换机拥有领先的性能价格比，可以提供一个安全、灵活、集中的解决方案，使网络能够轻易地适应变化和未来的技术。整个企业内部一致的体系结构使在公司各处都可以访问集成解决方案，从而能够支持分支办公室与公司所在地之间实现无缝的通信和协作。

Cisco Catalyst系列局域网（LAN）交换产品能够实现稳定的电话服务和与基础结构的无缝集成。最受欢迎的Cisco Catalyst 交换机提供了业界最广泛的连接选项和网络服务。这些系统提供了可实现最高可用性的冗余和拓扑弹性。它们能够提供性能最高的多层千兆位/快速以太网交换。通过支持高级服务质量（QoS）机制和智能交换功能，它们还可以确保语音的质量。

图3 Catalyst IP电话解决方案

Cisco Catalyst 4000和6000系列模块化交换机提供了一个完整的多服务园区解决方案。Catalyst 4000和6000系列为企业总部和分支办公室的集成LAN、WAN和语音网络服务提供了内部可扩展性。图3说明了Catalyst 4000和6000的可扩展性的广度。Catalyst 4000集成LAN/WAN解决方案简化了治理，降低了网络复杂性，并通过网络合并加快了部署的速度。在WAN接口密度和协议多样性更加重要的分支办公室，Catalyst 4000可与单独的Cisco路由器联合部署，如图4所示。

图4 分支办公室的LAN/WAN体系结构选择

线上电源快速以太网模块

图5 新的Catalyst 4000线上电源解决方案为实现集成和简化IP电话部署提供了基础设施

Cisco Systems率先为Catalyst交换机提供了以太网线上电源。Catalyst 4000系列将这一线上电源功能扩展到了所有的配线室和分支办公室，同时保持了模块化的体系结构。

Catalyst 4003支持与Catalyst 4006同样的所有多服务功能，并使用Catalyst线上电源插入面板来提供线上电源。Catalyst 4006直接通过快速以太网模块提供线上电源。为满足对拥有线上电源功能的电话电源的新需求，Cisco开发了一个辅助的直流电源箱，为Catalyst 4006 提供了IP电话使用的48V直流电。

通过从外部电源为交换机箱提供辅助电源，客户能够更灵活地部署IP电话，而不必影响Catalyst 4006的机器外形或性价比。通过部署线上电源10/100BaseT交换模块，公司的基础设施可以使用线上电源和部署IP电话。添加Catalyst 4000辅助直流电机箱以后，就可以在适当的时间启用线上电源。

48V线上直流电通过标准的5类UTP线缆提供，最大长度100米。象IP电话这样的终端设备没有使用配置了变压器的墙上电源，而是使用Catalyst交换机提供的电源。这一功能使网络治理员能够对电源进行集中控制，这将有助于实现更高的网络可用性。通过在安全的配线室内部署使用了不间断电源（UPS）的Catalyst交换机，网络治理员可以确保当建筑物停电时不会影响到网络电话的连接。

线上电源功能将使用客户现有的5类UTP安装。Catalyst线上电源符合美国和国际安全规定并通过了一致性测试。当没有提供线上电源时，这些模块完全符合802.3标准。802.3标准不包括通过以太网提供电源的规范。Cisco承诺实现基于标准的运行，并在向802.3以太网标准中添加以太网电源规范时支持IEEE。

电话侦测

通过使线上电源功能自动化，Cisco电话侦测功能减轻了网络治理的负担。使用电话侦测功能，Catalyst交换机可以自动检测到IP电话的存在并向其提供线上电源。这样，网络治理员就可以中心控制，而不必以手工方式启动每个端口的线上电源供给功能。电话侦测机制拥有足够的智能，可以区分IP电话和网络接口卡（NIC），不会向一个NIC或其他不使用线上电源的设备提供线上电源供给。网络治理员可以依靠易于部署和维护的线上电源自动化的中心控制机制。

冗余可靠性

为确保可靠、能够容错的网络运行，Catalyst 4000系列支持冗余、负载共享性质的电源供给。Catalyst 4003和4006使用了同样的交流电源单元，这样做不仅可以降低总拥有成本，而且还可以实现备件共享和降低预算支出。使用UplinkFast和PortFast这两种生成树增强功能，可以支持端口冗余。链路冗余是通过快速以太通道和千兆位以太通道技术实现的，可以确保通往路由器、交换机和服务器的要害任务链路在出现故障以后的可用性。

访问网关模块

图6 在Catalyst 4000客户机系列产品中集成了Catalyst 4000访问网关模块，从而为分支办公室提供了一个集成的集成解决方案

Catalyst 4000访问网关模块是Catalyst 4000系列交换机中集成的一个模块化的Cisco IOS路由选择引擎。Catalyst 4000访问网关模块可以提供以下的功能和特性：

功能

• 降低拥有成本-通过LAN和WAN网络基础设施的合并，网络复杂性降低了，从而简化使用和治理。由于访问网关模块与1600/1700和2600/3600路由器系列共享接口卡，所以现场支持也得到了简化。
• 提高生产效率-通过开发一个分支配置模板，可以提高分支办公室集成解决方案的部署效率，从而更好地利用了部署和运营资源。随着企业WAN更早地部署完毕，就可以尽早在企业中部署商业应用。
• 投资保护-通过全面的Cisco支持和模块化的体系结构，访问网关模块为分支机构提供了IP WAN连接以及实现集成的途径。访问网关模块全面支持Cisco IOS IP路由选择功能，可供选择的选项包括：可绕过长途的语音PSTN和PBX连接、用于CallManager语音服务和IP电话的数字信号处理器。
• 扩展性和性能-Catalyst 4000访问网关模块的模块化特性为语音和数据接口以及网络服务提供了可扩展性。支撑这一功能的是一个高性能RISC中心处理器和基于硬件的加密和压缩功能。

Cisco CallManager语音服务

• 音频会议-传统的PBX拥有一个集中处理模型，所有的信令和语音流都经过一个中心设备，这样才可以对会议音频进行混合。由于IP电话在电话之间直接发送语音数据，所以要求一个基于网络的会议网桥来加快多方会议语音的传输速度。访问网关模块为每个分支办公室提供了基于硬件的"找我（meet-me）"和非凡音频会议功能，扩展了公司总部Catalyst 6000的功能。
• 译码-在理想情况下，所有的IP电话设备将支持同样的语音CODEC（编码和解码器），不过事实上并不能做到这一点。不同的设备支持不同的CODEC，为支持这些设备之间的通信就需要进行译码。访问网关模块为每个分支办公室提供了基于硬件的译码功能。

图7概括说明了音频会议和解码服务

• 在Cisco CallManager的控制下提供语音网络服务
• 会议、非凡服务和"找我"服务
• G.723/G.729和G.711之间的译码
• 组合服务答应不同的终端参与到会议中

高级治理功能

Catalyst交换机为多服务基础结构的成功和维护提供了必要的高级网络治理功能。一个可以证实Cisco IP电话技术领先地位的特有功能是辅助虚拟LAN（VLAN）功能。这一功能为IP电话提供了自动化的VLAN配置功能。

这一功能克服了语音拓扑与数据网络重叠带来的复杂性。网络治理员可以轻易地将电话划分到分离的本地网络，即使物理上的数据和语音基础设施是同一个。辅助VLAN功能无需任何终端用户的干预就可以将电话放置到自己的VLAN中。可以无缝地维护这些VLAN划分，甚至是电话被移动到了一个新的地点。用户只需简单地将电话插入到交换机，交换机就可以为电话提供必要的VLAN信息。通过将电话放入自己的VLAN中，网络治理员可以获得网络分段和控制带来的好处。网络治理员还可以为数据终端点保留自己现有的拓扑属性。使用基于标准的动态主机配置协议（DHCP），可以很轻易地将IP电话指定到不同的IP子网。由于电话都位于自己的IP子网和VLAN之中，所以网络治理员可以轻易地确定网络中出现的问题及其原因。此外，网络治理员可以创建并加强QoS或安全策略。通过辅助VLAN功能，Cisco使网络治理员能够获得物理基础设施集成带来的所有好处，同时保持分离的语音和数据终端逻辑拓扑，从而建立了一种最有效的治理多服务网络的方法。

Catalyst 4000提供了一组全面的治理工具，可以提供所需的可视性和网络控制。Catalyst语音模块为语音流提供了扩展的治理功能、统计功能和状态信息。例如，用户可以向交换机提出查询，看一看有多少活动状态中的电话。用户还可以收集有关这些电话的有价值的治理数据，如源/目的地模块、端口和IP地址。通过CiscoWorks可以实现集中治理，而语音网络服务功能的治理可通过Cisco CallManager进行。

Cisco CallManager是一个基于Web 的应用程序，用于在Catalyst 4000内部对语音模块进行集中的配置和治理。策略治理是通过交换机上智能化嵌入式代理程序的组合以及CiscoWorks 2000（一种功能强大的网络治理工具）实现的。CiscoWorks 2000将为所有的Cisco网络服务提供策略治理功能，包括QoS、组播、安全性、网络弹性和移动用户。Cisco资源治理器（Cisco Resource Manager）是另一个基于Web的治理工具，可以提供自动化的清单收集、软件部署、网络变化跟踪、设备可用性检查、以及错误隔离功能。Catalyst 4000系列交换机中智能化的嵌入式代理程序可以支持Cisco发现协议（Cisco Discovery PRotocol），这一功能可以执行网络拓扑发现和映射；这些代理程序还可以支持Cisco虚拟主干协议（Cisco Virtual Trunking Protocol），能够对所有的交换机进行动态VLAN和动态主干配置。每个端口上的嵌入式智能远程监视（RMON）代理程序可以提供强大的通信流监视和控制功能-每个端口支持四个RMON群组，分别是统计、历史、事件和报警群组。

服务质量

Catalyst 4000系列为配线室和分支办公室提供了Cisco IOS软件的性能、可扩展性和智能服务。这些交换机是CiscoAssure端对端QoS和基于策略的安全解决方案的一个有机组成部分，它们可以确定用户应用的身份（如语音应用、企业资源治理（ERP）应用或组播应用），并根据适当的优先级别对其进行分类。交换机支持在配线室中执行进入控制，防止未经授权的应用被转移到网络上。Catalyst 4000系列支持的QoS高级功能还包括多队列、分组分类和标记、时间计划、策略制订和避免拥塞。

Catalyst模块提供了广泛的每端口排队功能，以确保语音流得到最高优先级。可以配置专用语音队列，以在交换机和整个网络中实现端对端的QoS。象Layer 2和Layer 3负载平衡、冗余系统单元和快速故障恢复机制这样的网络弹性功能可以帮助保持最高级别的系统可用性。

QoS策略可以通过Layer 2、3、4信息得到加强，如802.1p、IP优先权以及Layer 4端口编号。在Catalyst 4000内部，拥有可配置阈值的多个队列使用加权随机早期探测（WRED）、加权循环（WRR）以及服务类型/服务级别（ToS/CoS）映射机制来确保分组通过网络时能够得到适当的QoS保证。

总结

Cisco Catalyst解决方案提供了一个将语音和数据集成到园区基础结构并促进向IP电话转换的最佳方法。通过将包括线上电源、语音网关和语音服务在内的电话功能与业界第一个多服务交换平台结合起来，Catalyst系列模块化交换机对市场作出了新的定义。

Catalyst 4000系列将这些模块化结构中的多服务网络功能扩展到了企业配线室和企业分支办公室。

通过先进的多层功能、IP电话线上电源、IP路由选择、语音网关功能和语音网络服务，Catalyst 4000系列可以支持高密度的1000/100Mbps交换。Catalyst系列交换机在集中新的高级治理功能方面处于行业领先地位，这些功能包括电话发现、广泛QoS支持以及辅助VLAN功能。Catalyst 4000系列为那些有爱好部署多服务网络或希望使自己的网络为集成性的未来做好预备的客户提供了一个性能价格比最优的模块化配线室。