Monitoramento baseado em análise estatística para avaliação da qualidade da fala em um ambiente de voz sobre IP

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1 Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços 2005 Monitoramento baseado em análise estatística para avaliação da qualidade da fala em um ambiente de voz sobre IP Ana Flávia M. de Lima 1, Francisco Raphael Ribeiro 2, Maiquel S. de Melo 2, Leandro S. G. de Carvalho 3, Regeane Aguiar 3, José Neuman de Souza 1,2 e Edjair de Souza Mota 3. 1 Departamento de Teleinformática (DETI), Universidade Federal do Ceará (UFC) Caixa Postal Fortaleza - CE - Brasil. 2 Departamento de Computação (DC), Universidade Federal do Ceará (UFC) Fortaleza - CE - Brasil. 3 Departamento de Ciência da Computação, Universidade Federal do Amazonas (UFAM) Manaus - AM - Brasil. anaflavia@deti.ufc.br, raphael@pop-ce.rnp.br, maiquel@lia.ufc.br, leandrogalvao@ufam.edu.br,{rba,edjair}@dcc.fua.br e neuman@ufc.br Abstract. Monitoring call quality in a Voice over IP (VoIP) environment has great importance to collect information about those calls on the network. Packet loss at the network and de-jitter buffer, delay and subjective speech evaluation using the E-Model will enable the manager to verify the quality level of the calls. This article proposes the development of an agent which implements objetcs with statistical information in real time about the speech quality evaluation in a VoIP environment. Resumo. Monitorar a qualidade das chamadas no ambiente de voz sobre IP (VoIP) é de grande importância para se obter informações sobre as mesmas na rede. Perdas de pacotes na rede, perdas ocasionadas pelo buffer de compensação de jitter, atraso e avaliação subjetiva da fala usando o modelo E, permitem que o gerente tenha condições de avaliar o nível de qualidade que está ocorrendo nas chamadas. Este artigo vem propor o desenvolvimento de um agente que implemente objetos com informações estatísticas sobre a avaliação de qualidade da fala no ambiente de voz sobre IP em tempo real. Palavras-chaves: Voz sobre IP, Qualidade da fala, Monitoramento, Gerência. 1. Introdução Voz sobre IP (VoIP) é uma tecnologia que permite a transmissão de voz humana utilizando redes de dados IP como meio de comunicação entre pessoas no mundo inteiro. A grande contribuição que a VoIP permite aos usuários é a significativa redução de custo na comunicação de longa distância. Como a localização do usuário é transparente pelo uso do endereçamento IP, o custo de uma chamada usando essa tecnologia não é calculado pela distância entre os pontos chamado e chamador. Com isso, uma chamada considerada local ou de longa distância por uma concessionária telefônica não tem distinção com uso da VoIP. Existem alguns protocolos que são responsáveis pela sinalização das chamadas VoIP, sendo eles a recomendação H.323 ITU-T (International Telecommunication Union 21

2 X WGRS - Novas Redes, Novos Serviços, Novos Desafios, Novas Soluções de Gerência Telecom Standardization Sector) [1], SIP (Session Initiation Protocol) do IETF (Internet Engineering Task Force) [2] e a recomendação H do ITU-T [3]. Cada um deles contém sua própria arquitetura e conjunto de entidades que são responsáveis pela sinalização na rede. Não é objetivo deste artigo descrever esses protocolos e suas entidades. O gerenciamento nas redes VoIP também se faz necessário, principalmente por se tratar de uma rede com transmissão em tempo real, característica que deve ser levada em consideração quando o serviço é disponibilizado aos usuários, que estimam tê-lo sempre apto ao uso. A ITU-T padronizou a MIB H.341 [4], que contém um conjunto de MIBs (Management Information Base) para o gerenciamento nos sistemas multimídia baseados no H.323. Cada uma dessas MIBs contém um conjunto de objetos responsáveis por retornar alguma informação relevante ao módulo implementado. Os vários grupos de trabalho do IETF também definem uma série de MIBs específicas para o gerenciamento de equipamentos, protocolos, serviços e aplicações [5]. MIBs desenvolvidas por fabricantes dos equipamentos utilizados em redes VoIP podem atender às necessidades não previstas nas MIBs definidas pelo IETF. Este artigo apresenta um agente para o monitoramento e análise de qualidade da fala na rede VoIP da RNP/UFC. Para alcançar esse objetivo, uma ferramenta coleta pacotes em tempo real e armazena esses dados em um banco de dados. Um daemon constrói "resumos" a partir de modelos estatísticos como: média, mediana, moda e desvio padrão. O gerente tem acesso a esses dados através do agente. A grande vantagem deste agente é que o mesmo é adaptável, ou seja, novos modelos estatísticos poderão ser agregados sem que seja preciso alterar a estrutura da MIB e do agente. A próxima seção comenta alguns dos trabalhos relacionados à pesquisa realizada para a confecção deste artigo. A Seção 3 descreve os fatores que influenciam na qualidade da fala nas redes de voz sobre IP. A seção 4 apresenta um ambiente de gerência de monitoramento baseado em análise estatística para a avaliação da qualidade da fala. A seção 5 traz as conclusões e sugestões de trabalhos futuros. 2. Trabalhos Relacionados Alguns trabalhos sobre gerenciamento nas redes de voz sobre IP têm sido desenvolvidos. Em [5] realizou-se todo um levantamento de um ambiente de gerência, analisando as possíveis MIBs a serem implementadas. Também se descreveu um modo de operação de tarifação e ainda uma proposta de ferramenta de gerência para as redes VoIP. A partir deste trabalho é que surgiu a idéia da implementação de um agente para monitoramento na rede VoIP na UFC. Pois no trabalho [5] nos fornece uma gama de informações inicialmente úteis para o gerenciamento em voz sobre IP. Em [6], foram apresentadas algumas ferramentas de geração, monitoramento e coleta estatística para verificação do nível de qualidade de ligações VoIP. O presente artigo implementa a arquitetura agente/gerente através do protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol), no qual o agente irá fornecer ao gerente informações estatísticas de um determinado período, em tempo real. Esta abordagem de gerência não foi explorada em [6], onde foi implementada uma ferramenta Web que retornava estatísticas com diferentes granularidades a partir das seguintes informações: atraso, perda e jitter. No atual trabalho, os parâmetros de avaliação da qualidade da fala são: atraso, perda ocasionada 22

3 Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços 2005 pela rede, perda ocasionada pelo buffer de compensação de jitter e MOS (Mean Opinion Score); tornando o monitoramento mais detalhado para o gerente, de modo a obter informações mais precisas sobre os seguintes fatores: atrasos sofridos por pacotes de voz e a avaliação da qualidade da chamada. Uma ferramenta de medição de qualidade de chamada baseada no Modelo E estendido foi desenvolvida por [7], que utilizou as informações a seguir: MOS, atraso e perda. O presente trabalho reutilizou essas informações, porém, separando as perdas em: perdas ocasionadas pelo buffer de compensação de jitter e perdas ocasionadas pela rede. Além disso, esses dados são implementados num ambiente de gerência SNMP para análise estatística. O diferencial do trabalho apresentado, em relação aos trabalhados citados, é a implementação de um ambiente de gerência em tempo real utilizando o protocolo SNMP. 3. Fatores que influenciam na qualidade da fala em VoIP Na rede de telefonia sobre o IP (Internet Protocol) vários desafios têm que ser vencidos para que o resultado final da chamada telefônica ganhe a credibilidade do usuário. A Internet por si só não garante a entrega confiável dos pacotes ao destino e, em se tratando de uma aplicação em tempo real como a de voz, alguns fatores têm que ser levados em consideração para tentar prover qualidade no serviço. A escolha do codec a ser utilizado, o atraso fim a fim e a perda de pacotes que podem ser ocasionados pela rede ou pela reprodução dos pacotes de voz através do buffer de compensação de jitter, podem afetar diretamente na qualidade final da fala. Portanto, esses fatores devem ser avaliados quando se tenta garantir uma qualidade na rede VoIP. Codificadores de voz - são algoritmos de codificação do sinal de voz e podem realizar compressão da fala. Eles podem estar divididos em três categorias: codificadores de forma de onda, codificadores de fonte e codificadores híbridos [9] [10]. Para desempenhar uma boa taxa de compressão, os algoritmos codificadores têm que guardar um certo número de amostras para poder formar um quadro. Dessa forma, o codificador insere na comunicação em curso um certo atraso correspondente ao tempo de formação do quadro de voz [8]. Os fatores que devem ser levados em conta, quando se compara diferentes técnicas de vocoding, ou vocoders são: taxa de bits, atraso, complexidade dos algoritmos e qualidade [10]. Atraso - o atraso na comunicação ocorre pelo modo como os pacotes trafegam na rede. Os pacotes de voz podem conter um ou mais quadros de voz. Após sua formação, são entregues a uma fila de transmissão, na qual aguardará sua vez de ser enviado pelo enlace físico da rede. O limite do atraso fim a fim para uma comunicação de voz com qualidade é de 150ms. A entrega de um pacote grande provoca um grande atraso e com isso produz um significativo impacto na qualidade da fala. Para amenizar essa situação, os pacotes grandes podem ser fragmentados de tal maneira que os pacotes de voz menores possam ser intercalados com os maiores. Após aguardar um tempo na fila de transmissão, o pacote é enviado ao próximo nó de destino. Na camada física, esse pacote deverá ser serializado bit por bit, introduzindo assim um atraso de serialização. Após a serialização, os bits levarão um tempo fixo para se propagarem até o próximo nó da rede de dados. Desta forma o tempo total da rede é a soma dos tempos de fila, serialização e propagação. [7]. 23

4 X WGRS - Novas Redes, Novos Serviços, Novos Desafios, Novas Soluções de Gerência De acordo com [10], atrasos entre 150 ms e 400 ms podem ser aceitáveis, mas não é o ideal, e atrasos que excedem 400 ms podem atrapalhar seriamente a interatividade em conversações de tempo real. O receptor de aplicação de VoIP em geral desconsiderará quaisquer pacotes cujos atrasos ultrapassarem um determinado patamar, por exemplo, 400 ms. Assim, os pacotes atrasados são efetivamente perdidos. Um componente importante do atraso fim a fim é o atraso de fila dos roteadores. Por causa desses atrasos variáveis da rede, o tempo decorrido entre o momento em que o pacote é gerado na fonte e o momento em que é recebido no destino pode variar de pacote para pacote. Essa variação de atraso é denominada jitter [11]. O problema da variação do atraso pode ser resolvido pelo buffer de compensação de jitter, que tem a função de armazenar os pacotes de voz por um determinado período, atrasando suas reproduções por um tempo suficiente para que a maioria dos pacotes seja recebida entes do seu ponto de reprodução agendado. Os pacotes que chegam após o seu tempo de reprodução agendado pelo buffer, são considerados perdidos. E aqueles que são recebidos antes aguardam sua vez de serem entregues ao decodificador. Perda de pacotes a perda de pacotes de voz também é um fator impactante na qualidade da fala transmitida numa rede VoIP. Basicamente, os pacotes de voz podem se perder por três motivos: erros de transmissão, descarte pelos roteadores da rede ou ainda pelo buffer de compensação de jitter [7]. A perda de pacotes de voz não deve ultrapassar de 5% para toda a comunicação. Caso a taxa de perdas ultrapasse esse limite, ocorrerão problemas de interatividade, comprometendo a qualidade da conversa. Para amenizar o problema de perda de pacotes ocasionados pela rede, algumas técnicas de reparação de pacotes perdidos podem ser implementadas. No caso de perdas ocasionadas pelo buffer de compensação de jitter, tem que ser levado em consideração o tamanho (duração) do buffer, uma vez que ele influencia nos dois mais importantes parâmetros relacionados à qualidade da fala: atraso fim a fim e perda de pacotes [12]. Buffer de compensação de jitter - com os atrasos inseridos pelo sistema operacional e pelo enfileiramento de pacotes nos nós da rede IP ocasiona-se o problema do jitter. Caso os pacotes sejam tocados imediatamente à sua chegada ao lado receptor, a qualidade da comunicação ficará ininteligível. A necessidade de fornecer uma reprodução síncrona dos pacotes de voz é alcançada armazenando-os temporariamente em um buffer, atrasando suas reproduções por tempo suficiente para que a maioria dos pacotes tenha sido recebida antes do seu ponto de reprodução agendado. Esse buffer é conhecido como buffer de compensação de jitter [7]. O atraso da reprodução das porções de áudio recebidas deve ser suficientemente longo para que a maioria dos pacotes seja recebida antes de seu tempo de reprodução. Este atraso pode ser fixo para todo o período de duração de uma chamada ou pode variar de maneira adaptativa [11]. Independente do algoritmo utilizado (fixo ou adaptativo), o buffer de compensação de jitter elimina por completo o problema do jitter, transformando-se em um atraso maior, porém fixo, e em maior perda de pacotes [7]. 24

5 Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços 2005 Método subjetivo de qualidade da fala O método MOS (Mean Opinion Score) é derivado do método ACR (Absolute Category Rating) para estimar a qualidade de sistemas de transmissão de voz. Este método que está definido na Recomendação ITU-T P.800[13] requer que algumas pessoas avaliem a qualidade geral de exemplos de fala submetidos a vocoders para propósitos de comunicação telefônica. Os avaliadores atribuem uma pontuação de 5 (excelente) a 1 (pobre) à qualidade da fala reproduzida pelo sistema de comunicação em teste [8]. O objetivo deste teste pessoal é apresentar uma figura da opinião pessoal dos jurados observando o sinal como transmitido pelo sistema de comunicação ou pelo algoritmo sendo testado [14]. Apesar de parecer um método bastante claro, a pontuação MOS é um procedimento de difícil reprodução. Tem-se optado pelo desenvolvimento e implementação de métodos objetivos para estimá-la em sistemas de comunicação que utilizam a tecnologia de voz sobre IP. Entre esses métodos objetivos, destaca-se o Modelo E, definido nas Recomendações G.107 [15] e G.108 da ITU-T [16]. O modelo E baseia-se no conceito de que fatores psicológicos numa escala subjetiva são aditivos, ou seja, cada contribuição ocasionada por um fator de perda na degradação de um sistema de comunicação de voz pode ser computada separadamente, embora isso não implique que tais fatores não estejam correlacionados. O final do cômputo dos fatores de perda é um fator escalar R, que varia de 0 (pior caso) a 100 (excelente). O fator R é obtido pela seguinte fórmula: R = Ro Is Id- Ie +A Onde, Ro representa os efeitos da relação sinal-ruído (SNR); Is representa as perdas simultâneas ao sinal de voz; Id representa as perdas associadas ao atraso fim a fim; Ie representa as perdas associadas ao equipamento utilizado; e A corresponde ao fator de vantagem, ou fator de expectativa. O fator R pode ser convertido para a escala de pontuação MOS através da seguinte expressão de terceiro grau [15]: Para R < 0: MOS = 1 Para 0 R 100: MOS = 1 + 0,0035 R R (R-60) (100-R) Para R > 100: MOS = 4,5 Normalmente, o fator R é descrito em categorias de valores, tal como pode ser visto na Tabela 1. 25

6 X WGRS - Novas Redes, Novos Serviços, Novos Desafios, Novas Soluções de Gerência 4. Gerência VoIP Tabela 1: Categorias de transmissão da fala. Fonte: [15]. Fator R MOS Satisfação do usuário 90 R < 100 4,34 4,50 Muito satisfeitos 80 R < 90 4,03 4,34 Satisfeitos 70 R < 80 3,60 4,03 Alguns insatisfeitos 60 R < 70 3,10 3,60 Muitos insatisfeitos 0 R < 60 1,00 3,10 Quase todos insatisfeitos Com o crescimento e expansão das redes voz sobre IP, torna-se necessário a existência de um gerenciamento, para que o serviço apresente uma qualidade que justifique o seu uso. Para gerenciar dispositivos em redes IP, o protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) [17] é comumente utilizado. Esse protocolo tem seu funcionamento baseado em dois mecanismos: pooling, através de interações requisição/resposta; e event reporting, indicando a ocorrência de eventos importantes, iniciados pelos agentes [18]. Um ambiente de gerência baseado no monitoramento de análise estatística para avaliação da qualidade da fala em VoIP, será apresentado na Sub-seção 4.1, que irá descrever em detalhes cada entidade participante da arquitetura. 4.1.Ambiente de Gerência para o monitoramento da avaliação da qualidade da fala em voz sobre IP O gerenciamento proposto para a rede VoIP no escopo deste artigo é composto por seis entidades funcionais, as quais estão relacionadas entre si. A Figura 1 ilustra a arquitetura do ambiente de gerência. Figura 1: Arquitetura do ambiente de gerência 26

7 Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços 2005 Aplicação VoIP a aplicação utilizada é o OhPhone [19], uma versão em linha de comando do OpenPhone [20]. É configurada para salvar um arquivo de log (trace) de todos os eventos acontecidos desde sua inicialização, incluindo as chamadas, que posteriormente são filtrados pela ferramenta coleta. Foi escolhida por ser software livre e possuir uma versão para o sistema operacional Linux. Ferramenta Coleta - este módulo analisa o trace gerado pela aplicação VoIP OhPhone e atualiza o banco de dados com informações sobre as ligações ocorridas, em tempo real, para serem utilizadas nos cálculos estatísticos e acessadas pelo agente. O trace é um arquivo texto que contêm algumas informações de uma chamada sendo realizada, assim como: timestamp, perda de pacotes, atraso, identificador de chamada, dentre outras. Esta ferramenta é constituída por duas partes: o filtro e o parser. A primeira apenas separa do trace as informações relevantes sobre as ligações para a avaliação de qualidade da fala. Esta parte foi adaptada a partir do trabalho [7] para filtrar em tempo real os logs gerados pelo OhPhone. A segunda parte processa a saída do filtro e atualiza o banco de dados com os parâmetros de qualidade da fala nas ligações. A saída do filtro do trace apresentado na Figura 2, contém as sinalizações dos eventos da aplicação VoIP relacionadas com as chamadas. O início do trace é filtrado, pois mostra o timestamp da inicialização do aplicativo, necessário, pois os demais timestamps são marcados a partir deste. AdmissionRequest e AdmissionConfirm sinalizam o registro no gatekeeper da tentativa de uma chamada entre a origem e o destino, que são os números associados ao chamador e ao chamado respectivamente. CallAnswerd sinaliza o estabelecimento da chamada. Pt indica o tipo do codec utilizado, psz é o tamanho do pacote em bytes, ts mostra o tempo de voz em cada pacote (em milissegundos). As próximas linhas se referem a informações estatísticas recebidas de cada pacote de voz: número de seqüência, timestamp relativo ao timestamp do inicio do trace, lost (perda de pacotes pela rede), toolate pacotes descartados pelo buffer de compensação de jitter) e atraso em milissegundos respectivamente. CallEnd sinaliza o final da chamada. O parser é uma máquina com dois estados: espera e ligando. É acionado ao mesmo tempo da aplicação VoIP e do filtro, e inicia no estado 'espera'. Na saída do filtro as sinalizações consecutivas de requisição e confirmação de uma chamada, presentes, alteram o estado do parser para o modo 'ligando'. Nesse modo o fator R é calculado como sugerido em [21], mapeado para o MOS [22] e atualizado no banco de dados. Ao final de uma ligação, o estado passa de 'ligando' para 'espera'. Figura 2: Saída do Filtro 27

8 X WGRS - Novas Redes, Novos Serviços, Novos Desafios, Novas Soluções de Gerência Para coleta em tempo real foram utilizados pipes [23], entre o OhPhone e o filtro, e entre o filtro e o parser. As saídas da aplicação VoIP e do filtro são consumidas durante a ligação, enquanto são escritas. O filtro está sendo desenvolvido em Perl aproveitando o trabalho [7], enquanto o parser está sendo construído em PHP [24] pela facilidade de interação com o banco de dados MySQL [25] através da interface de comunicação nativa do próprio PHP, que é bem documentado e também é um software livre. Banco de Dados - Este módulo tem função de armazenar os dados recebidos do parser e disponibilizá-los para os cálculos do daemon estatístico. As informações após serem calculadas ficam armazenadas para que o agente as busque quando for necessário. De acordo com a figura 1, o ambiente de gerência necessita de um servidor de dados para que as informações sejam concentradas e o agente possa acessá-las. A tabela Estatisticasdasligacoes que se refere às informações das estatísticas calculadas pelo daemon. O software utilizado como banco de dados foi o MySQL, pois é um software livre, leve, rápido, seguro prático e possui uma vasta documentação. Figura 3: Tabelas das ligações e das estatísticas Na Figura 3, a chave ao lado dos atributos (periodo, parametro e modeloestatístico) significa que estes são chave primária da tabela, e o losângulo representa os atributos comuns (valor e rowstatus). Daemon estatístico - este módulo é responsável por aplicar os modelos estatísticos: média, mediana, moda e desvio padrão, sobre as ligações e armazenar os resultados no banco de dados. O agente, que tem acesso ao banco de dados, disponibiliza essas informações estatísticas ao gerente. Como o objetivo deste trabalho não é apresentar uma análise do melhor modelo estatístico para a avaliação da qualidade da fala, e sim um ambiente de monitoramento para as ligações VoIP, esses quatros modelos foram escolhidos com propósito de validar a proposta deste trabalho. Os modelos estatísticos são aplicados sobre as informações: MOS, atraso, perda na rede, perda pelo buffer de compensação de jitter; das ligações ocorridas dentro de um período. As estatísticas proporcionarão ao gerente um monitoramento da avaliação da qualidade das ligações. O daemon está sendo desenvolvido em PHP pela facilidade de interação com o banco de dados MySQL através da interface de comunicação nativa do próprio PHP, é bem documentado e também é um software livre. 28

9 Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços 2005 Agente - o módulo agente foi desenvolvido com a linguagem de programação Java [26] por ser multiplataforma. O protocolo de gerência utilizado foi o SNMPv3, pois ele implementa melhorias de segurança em relação às versões anteriores. Foi utilizado o ambiente de desenvolvimento de agentes da AdventNet [27], pois é uma ferramenta que possibilita um rápido desenvolvimento e fornece um conjunto de aplicativos integrados: modelador de MIBs SMI (Structure of Management Information), gerador de código do agente e uma ferramenta gráfica de consulta a agentes SNMP. Basicamente, o agente disponibiliza as informações armazenadas no banco de dados para que qualquer aplicação gerente SNMP tenha acesso aos dados estatísticos. Quando uma consulta é realizada sobre algum identificador da MIB, o agente acessa o banco de dados MySQL por meio da tecnologia JDBC[28], capturando os resultados e os transformando em respostas SNMP, a serem enviadas ao gerente. O conjunto de informações disponibilizadas pelo agente foi modelado em SMI v2. Os detalhes desse modelo pode ser observado na Figura 4. Figura 4: Árvore da MIB VoIP QoS Os objetos estão especificados na tabela estatisticasdasligacoestable, sendo cada linha representada por um objeto estatisticasdasligacoesentry. Em estatisticasdasligacoesentry, estão as informações que permitem ao gerente monitorar a rede VoIP. O período informa os intervalos (minuto, hora, dia, semana) em que as informações estão sendo analisadas; parâmetro representa o indicador de qualidade que está sendo analisado (MOS, perda na rede, perda no buffer de compensação de jitter ou atraso); modeloestatistico indica o modelo estatístico utilizado (média, mediana, moda e desvio padrão); valor apresenta o resultado de cada cálculo estatístico; rowstatus é uma convenção textual (TEXTUAL-CONVETION) usada para controlar a criação, alteração e exclusão de linhas pelo gerente, definida pelo RFC 2579 [29]. O agente retorna a tabela estatisticasdasligacoestable, definida na MIB. Os dados podem ser recuperados pela primitiva GetBulk, além da forma tradicional por chamadas sucessivas da primitiva GetNext. Um exemplo de como essa tabela pode ser visualizada é apresentada na Figura 5. 29

10 X WGRS - Novas Redes, Novos Serviços, Novos Desafios, Novas Soluções de Gerência Figura 5: Tabela estatisticadasligacoestable Este agente tem a vantagem de ser adaptável, ou seja, de acordo com a necessidade, novos modelos estatísticos poderão ser acrescentados sem alterar a estrutura da MIB. Para isto, será necessário incluir no daemon uma nova rotina que trate um novo modelo estatístico, ou então, adicionar um novo filtro que recupere novas informações. Gerente este módulo tem acesso às informações estatísticas do agente por meio de operações get do SNMP. Essas informações poderão ser visualizadas dependendo do gerente utilizado, por exemplo, poderão ser dispostas graficamente com a utilização de programas como MRTG [30] ou Whatsup [31]. 5. Conclusões e Trabalhos Futuros Este artigo apresentou um ambiente de monitoramento baseado em análise estatística para a avaliação da qualidade da fala em redes de voz sobre IP. Para isso, foi desenvolvida uma ferramenta de coleta que busca parâmetros para a qualidade da fala a partir de traces. Um banco de dados foi utilizado para armazenamento das informações do parser e algumas outras calculadas pelo daemon estatístico. Uma MIB foi especificada para a construção do agente. Este foi desenvolvido em Java utilizando o ambiente AdventNet. Um gerente, que pode apresentar graficamente as informações monitoradas se comunica com o agente através do protocolo SNMP. O objetivo do trabalho não é descrever os protocolos de sinalização de chamadas VoIP (H.323, SIP, entre outros.). Está sendo desenvolvido um estudo para a implantar neste ambiente de gerência o monitoramento das chamadas sinalizadas pelo SIP, pois a coleta dos dados se baseou nas sinalizações H.323. Desse modo o trabalho não se restringe a apenas uma forma de sinalização. Como continuação deste trabalho, sugere-se o desenvolvimento de uma aplicação gerente Web que forneça um monitoramento personalizado e flexível, pois a aplicação poderá ser acessada através de qualquer máquina conectada à Internet. Ainda é planejada a criação de um Web Service [32]; pois, atualmente, existem pesquisas que apontam essa tecnologia como uma arquitetura que possa substituir o modelo de gerência do SNMP [33]. Seria também interessante fazer a substituição da API do AdventNet por uma que seja software livre, como o Mibble [34] e o SNMP4J [35], assim como foi feito com o banco de dados e o daemon estatístico. Outra sugestão futura é criar uma baseline das informações da rede VoIP, para o desenvolvimento de uma ferramenta de gerência próativa que notificará o gerente através da operação de traps e/ou alarmes quando algo estiver comprometendo o bom funcionamento da mesma. 6. Agradecimentos Os autores agradecem ao Ponto de Presença da RNP no Ceará pela estrutura física e pelo suporte técnico. Em especial agradecemos a Wellington Albano e Marcos Frota. 30

11 Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços Referências Bibliográficas [1] ITU-T Recommendation. H.323. Packet-based multimedia communications systems. Genève, maio de [2] SIP - Session Initiation Protocol. Disponível em: rfc/rfc2543. Acesso em agosto de [3] ITU-T Recommendation. H Gateway Control Protocol. Genève, março de [4] ITU-T Recommendation. H.341. Multimedia management information base. Genève, maio de [5] Costa, J.C.P.A. Implementação e Gerência de uma Arquitetura de Voz sobre IP. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ, setembro de [6] Marcondes, C.A.C.; Rodrigues, P.H.A.; David, F. & Costa, J.C.P.A. Ambiente para Simulação e Monitoração de Ligações Telefônicas IP. Anais do 21º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores SBRC 03 Natal RN, maio de p [7] Carvalho, L.S.G. Implementação do Modelo E para Avaliação Objetiva da Qualidade da fala em Redes de Comunicação VoIP. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Amazonas UFAM, setembro de [8] Hersent, O.; Guide, D. & Pierre P.J. Telefonia IP Comunicação Multimídia Baseada em Pacotes. Addison-Wesley, [9] Balbinot, R.; Silveira G. J.; Castello C. F.; Santos M. P. & Quadra, S. A. Voz sobre IP - Tecnologia e Tendências, Mini-curso 21º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores SBRC 03 Natal RN, maio de p [10] ITU-T Recommendation G.114. One-way transmission time. Genève, maio de [11] Kurose, J.F. & Ross, K.W. Redes de Computadores e a Internet - Uma nova abordagem. Addison-Wesley, p [12] Choudhury, G.L. & Cole, R.G. Voice over IP performance monitoring. Computer Communications 27, fevereiro de p [13] ITU-T Recommendation P.800. Methods for subjective determination of transmission quality. Genève, novembro de [14] Oliveira, S.; Júnior, C. J. N. C. & Loureiro, A.A.F. Telefonia IP para ambientes móveis usáveis. Anais do 19º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores SBRC 01 Florianópolis SC, maio de p [15] ITU-T Recommendation G.107. The E-Model, a computational model for use in transmission planning. Genève, março de [16] ITU-T Recommendation G.108. Application of the E-model: A planning guide. Genève, setembro de [17] A Simple Network Management Protocol (SNMP). Disponivel em: Acesso em abril de [18] Stallings, W. SNMPv1, SNMPv2, SNMPv3 and RMON1 and 2. Addison-Wesley,

12 X WGRS - Novas Redes, Novos Serviços, Novos Desafios, Novas Soluções de Gerência [19] Openh323 Project - Ohphone - Command line H.323 client. Disponível em: Acesso em março de [20] Openh323 Project - Openphone - Command line H.323 client. Disponível em: Acesso em novembro de [21] Markopoulou, A.; Tobagi, F. & Karam, M. Assessment of VoIP Quality over Internet Backbones, in: Proceedings of Infocom New York, junho de p. [22] Lustosa, L.C.G.; Carvalho, L.S.G.; Rodrigues, P.H.A. & Mota, E. Utilização do Modelo E para avaliação da qualidade da fala em sistema de comunicação baseados em voz sobre IP. Anais do 22º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores SBRC 04 Gramado RS, maio de 2004, p [23] Pipe (computing). Disponível em: Acesso em março de [24] PHP: Hyper-text Pre-processor. Disponível em:: Acesso em março de [25] MySQL Network Disponível em: Acesso em fevereiro de [26] Java Techonology. Disponível em: Acesso em fevereiro de [27] AdventNet SNMP Agent Toolkit Java Edition 6, Disponível em: Acesso em fevereiro de [28] JDBC Technology. Disponível em: Acesso em Fevereiro de [29] Textual Conventions for SMIv2. Disponivel em: rfc2579.txt. Acesso em abril de [30] Multi Router Traffic Grapher. Disponível em: ~oetiker/webtools/mrtg/. Acesso em: março de [31] Whatsup. Acesso em: março de [32] Christensen, E., Curbera, F., Meredith, G., Weerawarana, S. Web Services Description Language (WSDL) 1.1. Disponível em: < [33] Pavlou, G., Flegkas, P., Gouveris, S., Liotta, A. On Management Technologies and the Potential of Web Services. IEEE Communications Magazine, julho de [34] Mibble. Disponível em: Acesso em: março de [35] The SNMP API Java. Disponível em: Acesso em: março de