Ambiente para simulação e monitoração de ligações telefônicas IP

Transcrição

1 Ambiente para simulação e monitoração de ligações telefônicas IP Autores: Cesar Marcondes Paulo Aguiar Rodrigues Fabio David João Carlos Peixoto Costa 22/05/2003 SBRC 2003

2 Motivação Projeto GT-VOIP/RNP Provisionamento do novo serviço no backbone Criação de Baseline de VoIP na RNP Desenvolvimento de um ambiente de medições usando software livre Subsidiar a engenharia de tráfego no backbone, de modo a detectar automaticamente a origem do problema da degradação de VoIP Aprimoramento de modelos de avaliação da qualidade. Onde existe uma correlação entre os parâmetros da QoS e a qualidade percebida pelos usuários SBRC

3 Mecanismos de Feedback de Qualidade de Serviço RTP (Real-Time Control Protocol) é um protocolo intermediário entre a aplicação e transporte provendo serviços para aplicações que têm restrições de tempo; Ele não provê sozinho quaisquer mecanismo que garanta a qualidade Em conjunto com o RTP, o RTCP monitora a qualidade de serviço transportando uma série de informações estatísticas: Pacotes SenderReport e ReceiverReport SBRC

4 Características dos Relatórios e Feedback de Qualidade SR e RR provêem subsídios para que na indicação de perda de QoS, possamos modificar os buffers na recepção e transmissão, ou trocar o codificador, baseando-se neste feedback; Faz uso de contabilidade cumulativa dos parâmetros, onde a diferença entre duas medidas pode estimar tanto o QoS mais recente, quanto períodos mais longos; A perda de pacotes rastreia congestionamentos persistentes, e a medida de jitter vai rastrear congestionamentos transientes. SBRC

5 Cálculo do jitter pelo algoritmo do RTCP O jitter entre chegadas J é definido como: a diferença D correspondente ao espaço de tempo entre a chegada de um par de pacotes, comparado com os tempos estampados neste par de pacotes no momento do envio; A RFC do RTP realiza um cálculo de jitter que permite filtrar ruído, entretanto este não é apropriado como entrada em modelos de avaliação objetiva da qualidade de voz sobre IP como o e-model. Pois esconde valores instantâneos de jitter em detrimento das médias. SBRC

6 Evolução do RTCP RTCP Extended Report (Melhorias no monitoramento da qualidade em Voz sobre IP) Diferencia a perda de pacotes pela rede e pelo buffer de compensação de jitter; Analise o grau de burstiness na perda de pacotes; Métricas de Atraso incluindo a soma dos atrasos de codicação, buffer de compensação, decodificação e playout; Outras informações relacionadas com a qualidade nos equipamentos como nível de ruído e eco residual; Envio do MOS calculado objetivamente em seus pacotes. SBRC

7 Proposta do Trabalho O objetivo deste ambiente é prover uma infraestrutura capaz de obter métricas detalhadas de QoS para VOIP. Permitir comparação de desempenho do backbone sob diferentes políticas de QoS e validação de modelos de VOIP para operação adaptativa em tempo real no futuro. SBRC

8 Metodologia de Geração e Captura Princípio: Realizar ligações VOIP simuladas entre pontos e mapear a qualidade de serviço que será percebida pelos usuários. SBRC

9 Modificações Efetuadas para Melhorar a Precisão das Medidas Modificação no código do Open Answer Machine para que ele pudesse realizar ligações ao invés de receber Configuração da frequencia de geração do feedback RTCP a cada segundo Coleta de todos os pacotes RTP do período, incluindo o valor cumulativo de perdas entre pacotes consecutivos Obtenção do valor do jitter a cada par de pacotes RTP sem o uso da filtragem RTCP Possibilidade de configurar o buffer de compensação de jitter SBRC

10 Análise dos Arquivos de Áudio para obtenção de MOS Os arquivos de áudio podem ser visualizado com a ferramenta Audacity, que foi concebida para realizar a análise de algoritmos de áudio, e que, no nosso caso, ajuda a comparar "visualmente" os arquivos de referência edegradado. SBRC

11 Integração com medidas complementares Integra informações sobre o estado da rede nos nós intermediários para facilitar a exploração da origem de certa falha No início e fim de cada ligação é feito um teste de rota, com traceroute, se nesta rota, tivermos alguns dos roteadores do backbone da RNP, também coletamos, neste instante, do site de estatísticas MRTG, o estado de utilização daqueles links. SBRC

12 Arquivos de Logs Medidas Instantâneas Medidas Médias (RTCP) Traceroute e MRTG Buffer de Compensação de Jitter SBRC

13 Visualização das Estatísticas com diferente granularidade Ambiente em Javascript para selecionar o sentido do fluxo e o codificador; Agregação das Medidas por Dia com Valores Máx., Min., Média e Desvio Padrão; Possibilidade de Realizar zoom em uma medida específica; Criação automática dos gráficos usando scripts Perl com GD.pm e GDGraph.pm SBRC

14 Visualização de Resumo de 24 ligações ao longo de um dia Exemplo de Resumo RTT (Round Trip Time), Packet Loss e Jitter ao longododia 13/11/2002 entre Brasília e Rio de Janeiro. OeixoX representa a hora da ligação. SBRC

15 Detectando gargalos em pontos intermediários SBRC

16 Visualização das Estatísticas de Uma Ligação em Particular SBRC

17 Pesquisa de Ligações pelas Variáveis de Interesse SBRC

18 Outras ferramentas: MMdump e NetIQ Mmdump desenvolvida pela AT&T, ferramenta passiva que analisa os fluxos de sinalização H.323 e captura em quais portas UDP estará sendo feita uma conexão VoIP Chariot-NetIQ tem uma abordagem ativa com geração de chamadas através de probes e análise da qualidade pelo uso do modelo e-model SBRC

19 Resultados Obtidos Foram realizadas 3 semanas de testes, cerca de 3500 ligações H.323, totalizando 11GB entre logs e áudio; Participação nos Testes dos PoPs da RNP: SC, PR, DF, MG, CE, AM e NOC-RJ; Ligações realizadas a cada hora com diferentes codificadores de áudio (G.711, GSM, G.723.1) durante 3 min; Gravação do arquivo de áudio no trecho mais congestionado; Integração com medidas MRTG (RNP) Seçãp GTVOIP-RNP -> Resultados de Medições SBRC

20 Conclusões Estudo dos parâmetros de feedback de qualidade de serviço utilizado pelo protocolo RTP/RTCP. A modificação do programa de secretária eletrônica (openam) do projeto OpenH323 aumentando a precisão das medidas, bem como viabilizando uma flexibilização da geração de relatórios RTCP em um intervalo pequeno, e modificando o buffer de compensação de jitter. Foi desenvolvido um sistema de visualização online das ligações simuladas com diferente granularidade, em uma máquina com excelente poder de processamento e armazenamento. SBRC

21 Trabalhos Futuros Configuração e Ativação de novos testes sob demanda via website e Sistema de visualização de múltiplas chamadas, usando um ou vários codecs Estudo da correlação entre as variáveis de interesse (perda, atraso, jitter) e a qualidade percebida pelo usuário Determinação de QoS em tempo real, usando o modelo E- model (ITU-T) para VOIP Evolução para ambiente de medições passivas Usando um software de captura de pacotes, interpretando os fluxos VoIP, coletando estatísticas detalhadas e simulando o buffer de compensação de jitter SBRC

22 Perguntas? Obrigado! Visite o website do laboratório de Voz sobre IP SBRC