通信品質の確保

Y社は、機械製品の輸入及び国内販売を行う社員数500名の商社であり、本社のほかに5か所の営業所（以下、本社及び営業所を拠点という）をもっている。このたび、Y社では、老朽化した電話設備を廃棄して、Z社の音声クラウドサービス（以下、電話サービスという）を利用することで、電話設備の維持管理コストの削減を図ることにした。情報システム部のX主任が、電話サービス導入作業を担当することになった。

X主任は、既設の電話設備の内容について総務部の担当者から説明を受け、現在の全社のネットワーク構成をまとめた。Y社のネットワーク構成を、図1に示す。

Y社のネットワークの使用方法を次に示す。

• 社員は、本社のDMZのプロキシサーバ経由でインターネットにアクセスするとともに、本社のサーバ室の複数のサーバを利用している。
• 拠点間の内線通話は、IP-GWを介して広域イーサ網経由で行っている。

次に、X主任は、電話サービスの仕様を基に、図2に示す、電話サービス導入後のネットワーク構成を設計した。

図2中のaにはVLAN10、bにはVLAN15、c、d、eにはVLAN20、fにはVLAN100、gにはVLAN150、hにはVLAN25、iにはVLAN200、jにはVLAN210というVLANがそれぞれ設定されている。
ITELは、PoEの受電機能をもつ製品を導入してITEL用の電源タップを不要にする。PCは、ITELのPC接続用のポートに接続する。①営業所のL2SW及び本社のL2SW01とL2SW02は、PoEの給電機能をもつ製品に交換する。
電話サービス導入後は、音声を全てIPパケット化し、データパケットと一緒にLAN上に流す。Y社が利用するVoIP（Voice over Internet Protocol）では、音声の符号化にG.729として標準化されたCS-ACELPが使用される。CS-ACELPのビットレートは、akビット／秒であり、音声をIPパケット化してLAN上に流すと、イーサネットフレームヘッダのほかに、IP、b及びRTPヘッダが付加されるので、1回線当たり34.4kビット／秒の帯域が必要となる。しかし、全社員が同時に通話した場合でも、本社のLANの帯域には余裕があると考えた。
電話サービスには、本社のIPsecルータ経由で接続する。電話サービスは、Y社から送信された外線通話の音声パケットをGWで受信し、セッション管理を行う。

X主任は、図2の構成への変更作業完了後、電話サービスの運用テストを実施し、問題なく終了したので、電話サービスに切り替えた。

電話サービスへの切替後のあるとき、eLNサーバで提供する動画コンテンツの情報セキュリティ基礎コース（以下、S基礎コースという）を、3日間で全社員に受講させることが決まった。受講日は部署ごとに割り当てられた。
受講開始日の昼過ぎ、本社や営業所の電話利用者から、通話が途切れるというクレームが発生した。X主任は、S基礎コースの受講を停止させて原因を調査した。調査の結果、eLNサーバからS基礎コースの動画パケットが大量に送信されたことが分かった。大量の動画パケットがL3SW0に入力されたことによって、L3SW0で音声パケットの遅延又はcが発生したことが原因であると推定できた。
そこで、X主任は、本社のITEL、L3SW0、L2SW01及びL2SW02と、全営業所のITEL、L3SW及びL2SWに、音声パケットの転送を優先させる設定を行うことにした。例として、本社と営業所1に設定した優先制御の内容を次に示す。
（レイヤ2マーキングによる優先制御）

• ITEL、L2SW01、L2SW02及びL2SW1に、CoS（Class of Service）値を基にしたPQ（Priority Queuing）による優先制御を設定する。
• ITELにはVLAN機能があるので、音声フレームとPCが送受信するデータフレームを異なるVLANに所属させ、②ITELのアップリンクポートにタグVLANを設定する。
• L2SW01に接続するITELには、VLAN100とVLAN105を、L2SW02に接続するITELには、VLAN150とVLAN155を、L2SW1に接続するITELには、VLAN210とVLAN215を設定する。
• ITELは、音声フレームとデータフレームに異なるCoS値を、フレーム内のTCI（Tag Control Information）の上位3ビットにマーキングして出力する。
• ITELとL3SWに接続する，L2SW01，L2SW02及びL2SW1のポートには、それぞれキュー1とキュー2の二つの出力キューを作成し、キュー1を最優先キューとする。最優先の設定によって、キュー1のフレーム出力が優先され、キュー1にフレームがなくなるまでキュー2からフレームは出力されない。
• L2SW01，L2SW02及びL2SW1ではCoS値を基に、③音声フレームをキュー1、データフレームをキュー2に入れる。

（レイヤ3マーキングによる優先制御）

• L3SWに、DiffServ（Differentiated Services）による優先制御を設定する。
• 優先制御は、PQとWRR（Weighted Round Robin）を併用する。
• L3SWのf〜jには、キュー1〜キュー3の3種類の出力キューを作成し、キュー1はPQの最優先キューとし、キュー2とキュー3より優先させる。キュー2には重み比率75%、キュー3には重み比率25%のWRRを設定する。a〜eの出力キューでは、優先制御は行わない。
• アから受信したフレームにはCoS値がマーキングされているので、CoS値に対応したDSCP（DiffServ Code Point）値を、IPヘッダのdフィールドをDSCPとして再定義した6ビットにマーキングする。
• イから受信したパケットは、音声パケット、eLNサーバのパケット（以下、eLNパケットという）、その他のデータパケット（以下、Dパケットという）の3種類に分類し、対応するDSCP値をマーキングする。
• L3SWの内部のルータは、受信したパケットの出力ポートを経路表から決定し、DSCP値を基に、音声パケットをキュー1、④eLNパケットをキュー2、Dパケットをキュー3に入れる。

上記の設定を行った後にS基礎コースの受講を再開したが、本社及び営業所の電話利用者からのクレームは発生しなかった。X主任は、優先制御の設定によって問題が解決できたと判断し、システムの運用を継続させた。