當(dāng)提到IP音頻(AoIP)時,造成很大混亂的一個方面是某項技術(shù)是工作在第二層還是在第三層。我們中的大多數(shù)都知道這些層其中之一把我們限制于一個網(wǎng)絡(luò)段,而另一層則不,而在對AoIP技術(shù)及它將在其上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)做出決定時,了解它們中的每一個的運(yùn)行方式很重要。
OSI模式
這兩個層之間的差異可歸結(jié)為在它們上面運(yùn)行的協(xié)議以及它們與其它設(shè)備的通信方式。它們只是構(gòu)成開放系統(tǒng)互連(OSI)模式的7個層之兩個,但它們至關(guān)重要,原因是它們確保源和目標(biāo)設(shè)備之間成功的數(shù)據(jù)傳輸。
為弄懂OSI模式(或協(xié)議棧),我喜歡把它撂在一邊,認(rèn)為它更像傳統(tǒng)的信號流。事實上所有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程都涉及雙向通信,因此協(xié)議棧通常處理收發(fā)時的雙向數(shù)據(jù)。協(xié)議棧本身就是處理網(wǎng)上數(shù)據(jù)收發(fā)所要求的專門任務(wù)的協(xié)議組或協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。將此協(xié)議棧構(gòu)建為7個層意味著隨著更高效或改進(jìn)版本出現(xiàn),這些協(xié)議可在不打亂協(xié)議棧其余部分的情況下得到升級或替換。

OSI協(xié)議棧信號流
物理層(1)在第二層數(shù)據(jù)幀和傳輸類型(網(wǎng)絡(luò)所要求的電、光或射頻)之間相互轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)鏈路層(2)在同一網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)的設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù),并且處理數(shù)據(jù)進(jìn)出物理層的任務(wù)。保證任何網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備順利交換數(shù)據(jù)的工作落在網(wǎng)絡(luò)層(3)。傳輸層(4)分割和重建數(shù)據(jù)并且保持主設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間的會話。
隨著數(shù)據(jù)在此協(xié)議棧向下移動,它被封裝,帶有標(biāo)頭、標(biāo)尾、在第三層和第二層尋址和錯誤校驗形式的其它信息。當(dāng)數(shù)據(jù)被接收和信息被閱讀、驗證和在返程被移除時,此封裝過程被顛倒過來。最后三層——會話層(五)、呈現(xiàn)層(六)和應(yīng)用層音頻·燈光Prolight·Sound(七)全都準(zhǔn)備數(shù)據(jù)供接收主機(jī)使用。在OSI協(xié)議棧中定義的應(yīng)用依然只是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,但它們推動網(wǎng)絡(luò)用戶應(yīng)用,從事廣播的人都將熟悉這些應(yīng)用,如FTP、HTTP和IMAP等等。
第二層提供核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,包括如何從和向物理層移動數(shù)據(jù)包以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用彼此的獨特物理地址(通常為設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)的媒體訪問控制(MAC)地址)互相通信的能力。物理地址使第二層設(shè)備被束縛于一個網(wǎng)絡(luò),原因是本地網(wǎng)外的設(shè)備不尋找MAC地址。在AoIP領(lǐng)域,一個全第二層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)易于建立和維持,但網(wǎng)絡(luò)規(guī)模將受限,并且沒有一旦網(wǎng)絡(luò)達(dá)到飽和擴(kuò)展它的能力。超越本地網(wǎng)需要采用第三層設(shè)備,它們使用IP邏輯地址,而非物理地址,在設(shè)備之間發(fā)送數(shù)據(jù),同時也提供將第二層物理地址與IP地址相關(guān)聯(lián)的能力。
就像第二層設(shè)備,每個第三層設(shè)備在網(wǎng)上須有一個獨特的地址供識別,在這種情況下是IP地址。第三層也帶來用一個默認(rèn)網(wǎng)關(guān)路由器路由數(shù)據(jù)到其它網(wǎng)絡(luò)的能力。該默認(rèn)網(wǎng)關(guān)保持一個包含本地網(wǎng)上正在使用的一系列設(shè)備的路由表及其最近遇到的其它遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)路由器,但它一般不了解遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。
與遠(yuǎn)程設(shè)備通信
在一個本地設(shè)備想與一個遠(yuǎn)程設(shè)備通信時,它向本地默認(rèn)網(wǎng)關(guān)路由器發(fā)送一個包含其源MAC和IP地址以及只有的遠(yuǎn)程目標(biāo)設(shè)備IP地址(因為它并不知道此目標(biāo)設(shè)備的MAC地址)的PDU。
本地路由器使用自己的IP地址作為返回地址,接觸其它路由器,查看在它們的網(wǎng)絡(luò)上是否有一個有目標(biāo)設(shè)備的IP地址的設(shè)備。每個網(wǎng)關(guān)路由器知道其網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的IP和MAC地址,并且當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個匹配設(shè)備時,遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)路由器讓本地路由器知道它可發(fā)送數(shù)據(jù),開啟這兩個設(shè)備之間的第四層通信會話。
正如你所看到的,第三層網(wǎng)絡(luò)比第二層要復(fù)雜一點,但伴隨著這復(fù)雜性而來的是全球擴(kuò)展性,這種超越本地網(wǎng)和與世界任何地方的設(shè)備互動的能力允許第三層網(wǎng)絡(luò)增長相當(dāng)大。
盡管第三層使我們脫離小的單區(qū)網(wǎng)絡(luò),但我們不能忽視其對第二層的依賴性,原因是當(dāng)全部路由和IP地址分配完成后,硬件地址最終被用于實際的設(shè)備通信。
在計劃一個AoIP項目時,無論是建立一個純音頻網(wǎng)絡(luò)(作為更大的視頻IP設(shè)施的一部分),還是為了并不比在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上懸掛一些音頻設(shè)備要復(fù)雜的東西,記住最終的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以及建立一個大網(wǎng)絡(luò)的意義很重要。
各種AoIP技術(shù)也可能有應(yīng)該考慮的固有的規(guī)模和帶寬限制。最終,網(wǎng)絡(luò)比我們剛剛考察的這兩個網(wǎng)絡(luò)層要復(fù)雜得多,因此,在部署一個網(wǎng)絡(luò)前,必須再三斟酌,最重要的是考慮業(yè)務(wù)的優(yōu)先次序。