Set/02 WRA-RNP2GT-VOIP Workshop de Redes Avançadas da RNP Paulo Aguiar

Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP

GT-VOIP

Workshop de Redes Avançadas da RNP

Paulo Aguiar


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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]


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 (*)


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


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]


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


Estatísticas

Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de

utilização dos roteadores intermediários da RNP2


Estatísticas Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de

utilização dos roteadores intermediários da RNP2


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


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


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


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


Ferramentas de apoio

Cisco VoIP Health Monitor, Cisco Service Assurance Agent (CSSA), Cisco Gateway Management Agent (CGMA), Internetwork Perf Monitor (IPM)


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


Diagrama da Fase 1 (zoom) – Plano de Discagem

Desenvolvido com Cisco ConfigMaker

Configuração Automática

Do roteador

Configuração Automática

Do roteador


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


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)


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.

Documents

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