Infra-estrutura de telefonia IP. Eng. Alessandro Coneglian Bianchini

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1 Infra-estrutura de telefonia IP Eng. Alessandro Coneglian Bianchini

2 Apresentação Alessandro Coneglian Bianchini exerce a função de engenheiro na NEC Brasil, atuando na elaboração de projetos e implantação de VoIP, Wireless, Redes e Segurança da informação; formado em engenharia elétrica com ênfase em telecomunicações pela Escola de Engenharia Mauá-SP, pós-graduado em segurança da informação pelo IBTA-SP e também pós-graduado em engenharia de rede e sistema de telecomunicações pelo INATEL-MG; Possui certificações de fabricantes como Cisco,Allied Telesyn, Fortinet e Vmware. 2

3 Certificações VCP 4 Vmware Certified Professional 4.0 VCP 3 Vmware Certified Professional 3.0 ITIL v3 Foundation CCNP - Cisco Certified Network Professional CCDP - Cisco Certified Design Professional CCVP - Cisco Certified Voice Professional CCSP - Cisco Certified Security Professional CCNA - Cisco Certified Network Associate CCDA - Cisco Certified Design Associate CAWDS Cisco Advanced Wireless Design Specialist CAWFS Cisco Advanced Wireless Field Specialist CISS - Cisco Information Security Specialist CIOSSS - Cisco IOS Security Specialist CFWS - Cisco Firewall Specialist CIPSS - Cisco IPS Specialist FCNSA- Fortinet Certified Network Security Administrator CAIR Certified Allied installation Router CAIS Certified Allied installation switch CASE Certified Allied system engineer 4011 Recognition - CNSS (Committee on National Security Systems) 4013 Recognition CNSS (Committee on National Security Systems) 3

4 Agenda Objetivo Requisitos da telefonia tradicional Requisitos da infra-estrutura física para VOIP Conceito de VoIP x ToIP Conceitos gerais de VoIP QOS Marcação de pacote Política de QOS Aplicação das políticas Analise de funcionalidade dos dispositivos de rede existentes Switch Roteador Wireless Firewall Gerenciamento 4

5 Objetivo Tutorial tem por objetivo demonstrar de uma maneira prática e objetiva os cuidados que devemos ter em projetos de Voz sobre IP nos mais diversos ambientes. 5

6 Requisitos da telefonia tradicional PSTN DG Ramais par 6

7 Requisitos da infra-estrutura física para VOIP PABX IP switch Fonte Alternativa de energia 7

8 Interligação de Telefonia Tradicional Matriz Filial PSTN 8

9 TOIP x VOIP O que é VOIP? Voz sobre IP O que é TOIP? Telefonia sobre IP 9

10 VoIP x ToIP Matriz Filial PSTN V V PABX IP WAN PABX IP 10

11 Arquitetura Centralizada x Distribuída Distribuída PABX IP WAN PABX IP Centralizada PABX IP WAN 11

12 Conceitos Básicos de VoIP

13 Pacote de VOZ IP 20B UDP 8B RTP 12B VOZ 160B G.711 (20 ms) 20B G.729 (20 ms) 13

14 Data-Link Overhead Frame-Relay Ethernet 802.1Q 6 Bytes 18 Bytes 22 Bytes 14

15 Outros Overhead Protocolo Overhead IPSEC Modo transporte 30-53B IPSEC Modo Túnel 50-73B L2TP/GRE 24B MPLS 4B PPoE 8B 15

16 Propriedade da fala Silence Compression fala silêncio fala sem pacote pacote pacote Economia de ± 35% Com VAD 16

17 CODEC Padrão G.711 G.729 G.723 GSM TDMA CDMA Data aprovação Taxa de transmissão Tipo de codificador 64K 8K 6.3K/5. 3K PCM CS- ACELP CS- ACELP 5.6K 7.95K 8/4/2/1 VCELP VCELP Qualcom CELP Qualidade de voz (MOS) /

18 Ocupação de Banda 18

19 Efeito Jitter mesmo tempo entre pacotes tempos diferentes entre pacotes WAN IP Jitter = Variação do Atraso 19

20 Conceito de Buffer Estático Dinâmico 20

21 Efeito Jitter mesmo tempo entre pacotes tempos diferentes entre pacotes Buffer WAN IP Recomendado: Inferior 30ms mesmo tempo entre pacotes 21

22 Perda de pacote Enviou 6 pacotes WAN Recomendado: Inferior 1% Recebeu 5 pacotes

23 Analise dos requisitos 23

24 Conceito 24

25 Algoritmos de Filas FIFO (Firt in, First out) PQ (Priority queuing) RR (Round Robin) Weighted Round Robin (WRR) 25

26 Análise de funcionalidade dos dispositivos de rede

27 Dispositivos de Rede Switch VLAN Spanning-tree QOS Redundância Power Over Ethernet(POE) 27

28 Efeito do Broadcast 28

29 VLAN 29

30 Efeito do Broadcast com VLAN Vlan 2 Vlan 1 Vlan 2 Vlan 1 Vlan 1 30

31 VLAN 31

32 Spanning-tree 32

33 Spanning-tree 33

34 Funcionalidade de QOS do Switch 802.1P Mapeamento de IP precedence para COS Mapeamento de DSCP para COS Rate-limit ACL (lista de Acesso) MIB especifica de QOS Mecanismo de descarte RED/WRED 34

35 Análise de QOS D V 35

36 Redundância Cluster Fonte Alternativa De energia 36

37 Alimentação do Telefone IP Fonte AC/DC Power Injector Switch com Power Over Ethernet 37

38 Power Over Ethernet Tipos Cisco Inline power (CILP) proprietário Cisco IEEE 802.3af - padrão 38

39 Dispositivos de Rede Roteador / gateway Tipos de interface de Voz QOS Remarcação de pacote Tipos de Fila Fragmentação Manipulação de dígitos 39

40 Interface de Voz Analógicas FXS Foreign Exchange Station Interface que gera tom de linha FXO Utilizada para conexão de aparelhos telefônicos e posição de tronco em PABX's Foreign Exchange Office Interface que recebe tom de linha Utilizada para conexão de posição de ramais de PABX's e de linhas telefônicas analógicas E&M Ear and Mouth Eficiência depende de parametrizações detalhadas no PABX e no GW 40

41 Interface de Voz Digitais E1 30 Canais de voz R2 MFC (Brasil) T1 24 canais de voz PRI Primary rate interface T1 (23B + 1 D) E1 (30B + 1D) B (64Kbps) + D (64Kbps) BRI Basic rate interface 2B (64Kbps) + D (16Kbps) 41

42 QOS roteador / gateway Funcionamento similar dos switch Tipos de fila LLQ WFQ Política de descarte RED WRED Velocidades baixas Frame-Relay PPP HDLC ISDN (BRI ou PRI) 42

43 Remarcação de pacote DSCP AF31 EF IP3 IP5 43

44 Fragmentação 56K FXS R1 s0 WAN s0 R2 FXS X X4321 Tempo de espera de um pacote VOIP = 188 ms Pacote de DADOS de 1500 Bytes Fragmentação e Interleaving com FRF

45 Recomendação Banda (Kbps) Fragmentos (byte) acima Não é necessário 45

46 Manipulação de dígitos Transformação dos dígitos do usuário ,

47 Dispositivos de Rede Wireless Interferência Roaming Site survey QOS Wireless Outdoor 47

48 802.11b/g 48

49 a Lower band: 5.15Ghz à 5.25Ghz Uso indoor 4 canais nonoverlapping Middle band: 5.25Ghz à 5.35Ghz Uso indoor e outdoor 4 canais nonoverlapping Upper band: 5.725Ghz à 5.825Ghz Uso outdoor 4 canais nonoverlapping 49

50 Interferência Wireless Controller RF canal 1 RF canal 6 RF canal 11 50

51 Wireless handoff Subnet A Router Subnet B Wireless Cont. ))))) ))))) ))))) ))))) Recomendado: inferior 50 ms Intersecção: Dados: 5% à 10 % Voz 15% à 25% 51

52 Site survey Requisitos de survey para dados e voip são diferentes. Potência de transmissão e sensibilidade dos terminais wireless, podem ser diferentes dos notebooks. 54M 54M 48M 36M 48M 36M 52

53 Site survey Throughput a Distancia da (Mbps) Ap (m) b/g Distancia da Ap (m) x ,5 x x x

54 QOS em wireless e 8 filas padrão WMM Subset e 4 filas 54

55 QOS em Wireless 55

56 Mapeamento DSCP / 802.1P/802.11e 56

57 Enlace Wireless outdoor Tipo de enlace: Ponto à ponto Ponto-Multiponto (HUB and Spoke) 57

58 Ponto à ponto Freqüência utilizada Obstáculos Interferência Mecanismo de QOS 58

59 Ponto - Multiponto 59

60 Dispositivos de Rede Firewall ALG (Application layer gateway) NAT Segurança 60

61 Modem Bank Modem Bank Protocolo H GW1 GW Frame Relay * 8 # * 8 # Gateway FXS \24 Gateway FXS \24 H.225 Endereço H :

62 Modem B ank Modem B ank Protocolo H GW1 NAT NAT GW * 8 # * 8 # Gateway FXS \ Gateway FXS \24 H.225 Endereço H :

63 Exemplo H323 63

64 Mode m Ba nk Modem Bank Protocolo SIP 3344 GW1 GW Frame Relay * 8 # * 8 # Gateway FXS \24 Gateway FXS \24 Invite C=IN IP M=áudio RTP/AVP OK ACK Porta G

65 Exemplo - SIP 65

66 Segurança Registration of Terminal (First REGISTER Process) NEAX 2400 IPX/SV7000 Tentative Encryption Key Send Signaling Encryption Key Making a Call ( Session Establishment) Signaling Encryption Key NEAX2400 IPX/SV7000 Signaling Encryption Key Call Established Voice RTP Encryption Key Voice RTP Encryption Key will be sent by each call. NEAX2400 IPX/SV7000 Voice RTP Encryption Key Secure RTP(SRTP) 66

67 Gerenciamento Protocolo SNMP MIB especificas de QOS Roteador Switch Firewall Wireless 67

68 Protocolo SNMP Ethernet Frame IP Packet UDP Datagram SNMP Message CRC UDP Port SNMP Messages UDP Port SNMP Trap Messages SNMP tem basicamente seis comandos (1) GetRequest (GET) (2) GetNextRequest (GetNext) (3) GetResponse (Response) (4) SetRequest (Set) (5) Trap (6) SNMP Walk 68

69 SNMP - GET manager get agent MIB response Get Response ( PABX IP) Gerenciador SNMP -NMS 69

70 SNMP - TRAP manager agent trap Gerenciador SNMP -NMS

71 Gerenciamento 71

72

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