set/02 wra-rnp2gt-voip workshop de redes avançadas da rnp paulo aguiar
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Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
GT-VOIP
Workshop de Redes Avançadas da RNP
Paulo Aguiar
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
End-to-End IP Telephony with Application Enablement
PBXPBX
Legacy PSTN Internetworking
Telefonia Pública
Telefonia Tradicional
Rede telefônica tradicional usa canais TDM para transporte da voz Uma conexão de voz = 64 Kbps Um canal E1(G703/G704) = 30 conexões de
voz
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Eficiência do Transporte TDM
Desperdício de banda Sem congestionamento, banda garantida
Banda Desperdiçada
Vários subcanais TDM por aplicação
LAN
Voz
Vídeo
Legado
Tipos de tráfego
Janelas de tempo
Utilização
50–60%50–60%
PBX
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Eficiência do Transporte por Pacotes
Células/Quadros/Pacotes
LAN
Voz
Vídeo
Legado
Típos de tráfego
Pacotes Individuais
Alta eficiência de banda Banda compartilhada, atrasos variáveis, necessidade de controle
Utilização
90–95%90–95%
FILA
PBX
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
VoIP/VoFR/VoATM
Órgão de PadronizaçãoÓrgão de Padronização
Voz
PadrõesPadrões
Sobre ATMSobre ATM Sobre IPSobre IP Sobre FRSobre FR
ATM ForumATM
ForumIMTCIMTC Frame Relay
ForumFrame Relay
Forum
AAL1/CES
AAL2
AAL5
AAL1/CES
AAL2
AAL5
H.323
RTP
MGCP
SIP
H.323
RTP
MGCP
SIP
FRF.11
FRF.12
FRF.11
FRF.12
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Ethernet
e
IP como Solução Universal
Pacote
Quadro
H.323 Endpoint B
H.323 Endpoint A
R2
R1
TokenRing
ATM ouFrame Relay
Voz
Voz
Voz
Voz
Voz
Voz
Voz
Voz
Voz
UDP RTPIP
UDP RTPIP
UDP RTPIP
UDP RTPIP
UDP RTPIP
UDP RTPIP
UDP RTPIP
TokenRingTokenRing
FR ouATMFR ouATM
802.3802.3
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Migração para Telefonia IP Padrões Relacionados SIP e H.323
Rede WANInstitucional
Rede LocalInstituição 1
LaptopLaptop
Laptop LaptopLaptop
Laptop
Rede LocalInstituição 2
INTERNET
CentralTelefônica
CentralTelefônica
PSTNRede Telefônica
ConvencionalTelefone
Telefone
Fax
Telefone
Separação entre rede telefônica
e rede de dados (Internet)
Separação entre rede telefônica
e rede de dados (Internet)
GatewayIP/PSTN
GatewayIP/PSTN
Transportando tráfego de
voz nas redes de dados
Transportando tráfego de
voz nas redes de dados
ServidorTelefonia IP
ServidorTelefonia IP
Telefone IPem software
Telefone IPem software
Gatekeeper H.323 ou Servidor SIP
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Telefonia IP Em caso de congestionamento ou rede
operando com alta perda, jitter ou alto RTT é necessário aplicar alguma política nos roteadores para garantir QoS ao tráfego de voz
QoS deve ser adequada ao longo de toda a duração da chamada
Picos no tráfego de dados podem afetar VOIP instantaneamente
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Objetivos do GT-VOIP Piloto VOIP
Telefonia IP sobre o backbone da RNP Exercício de QoS como objetivo complementar
Interação e participação em experimentos VOIP na Internet2
P&D: ações visando suporte a ambiente heterogêneo de telefonia
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Estruturação do GT-VOIP Metodologia de ação
Centralizar ações em tornos dos objetivos primários
• Desenvolver equipe VOIP em cada instituição envolvida com o piloto
• Treinamento, experimentação, lista de discussão, grupos de estudo, workshops
• Disponibilizar documentos de referência e recomendações
Laboratório de apoio e testes de interoperabilidade Lab VOIP do NCE/UFRJ
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Lab VOIP NCE/UFRJ GT-VOIP
Paulo Aguiar, Ph.D. (coordenador) Equipe
• Cesar Marcondes, M.Sc.• João Carlos Peixoto (mestrando) • Fabio David (mestrando)• Vitor Brasileiro, José Henrique Melman (estagiários)• Rafael Nocito (apoio telefonia)
Recursos principais Gateways 2600, 3800 (apoio Cisco) PBXs: Philips Sopho (RNP), Ericsson MD-110 (NCE),
NEC NEAX-2400 (NCE, UFRJ) Gateway H.323/SIP (P&D interno) Servidor Microtec GT-VOIP (RNP) Call Manager Cisco (apoio Cisco) Outros ambientes VOIP: Marconi
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Fases do Piloto Fase 0
Medições fim-a-fim sobre estrutura existente Fase 1
Implantação de gateways e operação da telefonia IP
Fase 2 Implantação de gatekeepers, criação de
diretórios de usuários, ampliação do uso peer-to-peer
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Fase 0 Metodologia: sender/receiver Etapas
Estabelecimento de chamada H.225 Negociação da mídia H.245 (fastStart ou não) Envio do áudio RTP nas portas UDP (5000) Relatórios RTCP (5001) [ITU-T H.323,2000]
Sender/Receiver baseados no projeto OPENAM (Open Answer Machine) do OpenH323 [OpenH323, 2002]
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Fase 0
Funcionamento Sender inicia chamada (H.225 e
H.245, porta 1720) e envia PINGs Receiver atende automaticamente,
armazenando a mensagem de voz Parâmetros de perda e jitter salvos a cada
10 pacotes UDP que passam pelo stack RTP Ao final da ligação, logs e arquivo wav
enviados ao monitor, que tem uma interface Web para visualizar os dados
RNP2
SENDER (*)
RECEIVER - POP/CERECEIVER - POP/SCRECEIVER - POP/DFRECEIVER - POP/AMRECEIVER - IMPA/RJRECEIVER - POP/PRRECEIVER - POP/MG
MONITOR (*)
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Fase 0 Coleta (1/hora) por site VOIP
Fluxos UDP bidirecionais de 3 min [Caceres et al., 2000] Log da mensagem de voz recebida no destino permite
avaliação qualitativa de qualidade Ping (1/s) para comparação com RTT obtido via RTCP
Envio e armazenamento das estatísticas em tempo real, com posterior visualização via Web (http://www.voip.nce.ufrj.br/stats/ )
Procedimentos automáticos para identificação de ligações degradadas acima do aceitável Correlação entre jitter, perda e atraso fim a fim
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Fase 0 Parâmetros da pilha RTP/RTCP em log
Round trip time Jitter (em grupos de 10 pcts aprox. 250 ms) Perda de pacotes (idem)
Possível uso de diferentes codificadores de áudio (usando atualmente codificador G.711)
Buffer de compensação de jitter fixo (cerca de 100 ms) [Markopoulou, 2002]
Validação dos parâmetros medidos com outra metodologia (Rude/Crude/Qosplot) [Ubik, 2001]
Futuro: Possível implementação de E-model (MOS automático) [ITU-T G.107, 1998]
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Estatísticas Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de utilização
dos roteadores intermediários da RNP2
Geração Automática
Dos Gráficos de RTT,
Perda e Jitter do Período
Geração Automática
Dos Gráficos de RTT,
Perda e Jitter do Período
Selecionando Localidade,
Período e Direção do Fluxo
Selecionando Localidade,
Período e Direção do Fluxo
Sendo possível detalhar uma
Única ligação do período
Sendo possível detalhar uma
Única ligação do período
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Estatísticas
Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de
utilização dos roteadores intermediários da RNP2
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Estatísticas Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de
utilização dos roteadores intermediários da RNP2
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Situação Atual da Fase 0 Fase 0 em seu início, com duração
prevista de 3 a 4 semanas Prosseguimento
Relatório de avaliação do desempenho do backbone para aplicação VOIP
Testes em laboratório de políticas de QoS para integração VOIP e dados
Recomendação de configuracão experimental de QoS para VOIP no backbone
Reprodução de testes para comparação com medidas anteriores
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Envolve a implantação de gateways e operação da telefonia IP
Gateways VOIP a serem disponibilizados pela RNP Com interfaces digital E1 e E&M (ear and mouth)
Fase 1
RoteadorGW
PBX
Rede IP E1
RoteadorGW
Rede IP
PBXFXO
Com interfaces analógicas FXS/FXO
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Fase 1 Seleção original de participantes
(1a)• Roteadores com E1 ou E&M (R1):
• (A) UFMG, UFGRS, UFBA, UFPA, UFCG (UFPB), UFCE
• (B) MEC, CNPq• (C) UFRJ, UnB
• Roteadores com FXS/FXO (R2): • 17 PoPs nao atendidos, exceto DF, RJ, SP e PE
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Participação no Piloto Compromisso das instituições
Estabelecer equipe VOIP operacional• Facilitar integração interna de dados e voz• Interagir diretamente com GT-VOIP e participar dos
grupos de trabalho e discussões Implantar e operar GW VOIP junto ao PBX Apoiar ações de monitoração, gerência e
coleta de estatísticas de VOIP Programação do PBX para suporte a plano de
discagem do piloto Fomentar VOIP internamente
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Ferramentas de apoio
Cisco VoIP Health Monitor, Cisco Service Assurance Agent (CSSA), Cisco Gateway Management Agent (CGMA), Internetwork Perf Monitor (IPM)
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Diagrama da Fase 1 (Roteadores VOIP)
Roteador VOIP com probe CSSA
Desenvolvido com Cisco ConfigMaker
Roteadores com E1 ou E&M (R1): (A) UFMG, UFGRS, UFBA, UFPA, UFCG (UFPB), UFCE(B) MEC, CNPq(C) UFRJ, UnB
Roteadores com FXS/FXO (R2): 17 PoPs nao atendidos, exceto DF, RJ, SP e PE
Roteador VOIP com E1
(B) CNPq - Brasilia
Roteador VOIP com E1
(B) CNPq - Brasilia
Roteador VOIP com FXS/FXO
PoP-ES
Roteador VOIP com FXS/FXO
PoP-ES
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Diagrama da Fase 1 (zoom) – Plano de Discagem
Desenvolvido com Cisco ConfigMaker
Configuração Automática
Do roteador
Configuração Automática
Do roteador
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Fase 1 Atividades
Domínio tecnológico do gateway Cisco (1d)• Previsão inicial: maio/set• Revisão: maio/dez
Recomendação de QoS para backbone (1c)• Previsão inicial: julho/set• Revisão: out/dez
Treinamento em central Philips (1e)• Previsão inicial: julho• Revisão: outubro (?)
Testes de interoperabilidade entre gateways e PBXs (1d)• Treinamento em PBX Philips será essencial para testes com
entrocamento E1 digital• Previsão inicial: maio/set• Revisão: set/jan2003
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Fase 1 Atividades
Instalação dos gateways e treinamento das instituições (1f)• Previsão inicial: out/dez• Revisão: jan/mar2003
Reprogramação de PBXs (1g)• Previsão inicial: jan/mar2003• Revisão: pendente
Monitoração e políticas de QoS (1h e 1i) • Previsão inicial: out/mar2003• Revisão: mantida
Autenticação e operação restrita do piloto (1j)• Previsão inicial: out/dez• Revisão: set/dez
Outras questões: multicast, sinalização, etc (até abril2003)
Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
Bibliografia [ITU-T H.323, 2000] ITU-T Recommendation H.323, “Packet-Based Multimedia
Communications Systems”, Setembro 1999.
[OpenH323, 2002] http://www.openh323.org
[Caceres et al., 2000] J. van der Merwe, R. Cceres, Y-H. Chu, C. Sreenan. Mmdump - A Tool for Monitoring Internet Multimedia Traffic. ACM Computer Communication Review, 30(4), October 2000.
[Markopoulou, 2002] Athina P. Markopoulou, Fouad A. Tobagi, Mansour J. Karam. Assessment of VoIP Quality over Internet Backbones. IEEE Infocom 2002.
[Ubik, 2001] - Sven Ubik and Vladimir Smotlacha. Low-Cost Precise QoS Measurement Tool. CESNET Technical Report, 2001.
[ITU-T G.107, 1998] ITU-T Recommendation G.107, “The Emodel, a computational model for use in transmission planning”, December 1998.
[ETSI, 2002] ETSI TS 101 329-5. Quality of Service (QoS) measurement methodologies. TIPHON.