GT-VOIP Relatório I.9: Avaliação do Ambiente Sphericall da Marconi Setembro de 2002 Objetivo deste estudo é realizar testes de análise de performance, funcionalidade, confiabilidade e sinalização com o ambiente Sphericall, comercializado pela empresa Marconi. RNP/REF/0204
Sumário 1. Introdução 2. Metodologia Utilizada 3. Procedimento de Inicialização Detalhado 4. Avaliação da Performance (Usando Programas de Avaliação do Próprio Equipamento) 5. Configurações e Funcionalidades Adicionais Testadas Anexo 1. Keep Alive UDP usando Multicast (entre PhoneHub 146.164.247.194 e Sphericall Manager 146.164.247.205) 2. TCP aberto sem nenhuma sinalização com o PhoneHub Parado 3. Ligação de um Telefone no PhoneHub (4001) para outro Telefone no PhoneHub (4003) 4. Ligação para Telefone no PhoneHub (4003), sem que ninguém atenda, totalizando 5 toques 5. Ligação do 3354 (Central NEC) para 3191 (BranchHub Entrada), sendo atendido pelo 4001 (PhoneHub) 6. Serviço de Conferência (Sendo Atendido Inicialmente pelo Telefone do PhoneHub (4003)) 7. Serviço de Conferência (Sem ninguém atendendo) 8. Ligação Externa (via BranchHub) para Telefone Celular (Esperando o tom de discagem, após o código de escape 0) 9. Ligação Externa (via BranchHub) para Telefone Celular (Completada a Chamada) 3 4 5 8 9 10 10 11 11 12 12 13 13 13 GT-VoIP Relatório I.5 2
1. Introdução Atualmente existem várias soluções para implementar telefonia sobre Internet no mercado. Nesse trabalho mostraremos os resultados dos testes de performance, funcionalidade, sinalização, utilização da rede, qualidade e confiabilidade, realizados no ambiente Sphericall, da empresa Marconi. Esta tecnologia implementa um sistema de telefonia completo utilizando uma infra-estrutura de rede baseada em Ethernet, o sistema Sphericall. Sphericall é composto por um conjunto de equipamentos onde três módulos são conectados em rede, tendo cada um, certa utilidade específica. São eles: Telefone Telefone Telefone Tronco Telefonico UFRJ Central Telefônica NCE PhoneHUB Rede Local Sphericall Manager BranchHUB PhoneHUB: disponibiliza uma interface de telefonia onde é possível conectar aparelhos telefônicos. Cada um destes é considerado para o ambiente como um ramal virtual, de modo que, ligações telefônicas possam ser estabelecidas entre eles. BranchHUB: dispositivo capaz de integrar o ambiente de telefonia Internet com a Rede de Telefonia Pública, permitindo a interoperabilidade entre estas redes, para que usuários do ambiente Marconi possam realizar e receber chamadas através de alguma operadora local. Sphericall Manager: computador especialmente preparado para configurar e gerenciar o ambiente de telefonia Marconi, sendo equivalente em software e hardware à uma central telefônica convencional. Através deste as chamadas telefônicas são redirecionadas tanto para os ramais virtuais quanto para outros dispositivos (como o BranchHUB) usando a rede Internet. Entre suas características, ele pode gerar relatórios administrativos da utilização do ambiente, e também implementar tolerância à falhas e balanceamento de carga das chamadas, através de redundância, algo bastante utilizado nas centrais telefônicas convencionais, fazendo uso de mais de um Manager simultaneamente. Os testes realizados tiveram a finalidade de informar sobre as características gerais do equipamento em diversas condições de utilização. Além disso, foram feitas análises mais detalhadas, como a interpretação dos pacotes trocados entre os módulos do sistema. Assim, com um maior GT-VoIP Relatório I.5 3
entendimento do funcionamento do ambiente, pode-se verificar se a tecnologia utilizada pela Marconi está em conformidade com as diversas soluções de telefonia sobre Internet disponíveis no mercado. Veremos que como o ambiente não implementa o padrão de telefonia IP H.323, idealizamos uma proposta de extensão ao Sphericall, onde poderia ser implementado um gateway permitindo que o ambiente da Marconi interoperasse com outros equipamentos possibilitando uma integração de diversas tecnologias em um ambiente único. 2. Metodologia Utilizada Utilizamos como metodologia de análise a captura e interpretação de pacotes trocados entre os módulos do ambiente utilizando o Ethereal em diversas condições de utilização. Nos testes realizados fizemos a captura e interpretação dos pacotes de rede trocados entre os módulos do equipamento para descobrirmos que padrões estes usavam. Constatamos que os módulos usam como protocolo de transporte de áudio o RTP (Real Time Protocol) e como codificador de áudio o G.711. Ambas tecnologias usadas em diversos equipamentos de telefonia sobre Internet, como os roteadores Cisco, tornando o ambiente Sphericall compatível na camada de transporte de rede com outras tecnologias. Entretanto, na camada de aplicação, ou seja, no processo de sinalização para o estabelecimento de chamada, constatamos que os módulos Marconi usam um padrão proprietário, impossibilitando a plena interoperação com outros equipamentos de telefonia IP. A sinalização utilizada é de difícil compreensão, pois não utiliza palavras-chaves. Por exemplo: Quando se deseja chamar alguém, diversos ambientes de telefonia sobre Internet utilizam a sintaxe invite nome_do_usuário, no caso do ambiente da Marconi, essa chamada de usuário seria descrita por código nome_do_usuário, onde código é um número definido previamente que exerce alguma função dentro do sistema. Existem diversos números definidos, um para cada evento realizado, tornando trabalhoso o entendimento completo da sinalização utilizada. Uma vez tendo compreendido todo o escopo da sinalização proprietária Marconi, pode ser feito um mapeamento entre a sinalização padrão (H.323/SIP) e o padrão proprietário Marconi, para futuramente realizar a interoperação com outros equipamentos de telefonia IP. GT-VoIP Relatório I.5 4
3. Procedimento de Inicialização Detalhado 1. Teste de memória. 2. Poll: Troca de pacotes multicast (239.193.0.0) na porta UDP 57344 para descobrir o IP do Sphericall Manager (responde na porta UDP 57345). Nessa etapa o HUB faz uma escolha do Sphericall Manager menos sobrecarregado. GT-VoIP Relatório I.5 5
3. TFTP: Download da configuração telefônica (vbx.image) através do Sphericall Manager. 4. Envia pacotes UDP na porta 69 e recebe na porta 17459. 5. Booting: Carrega as configurações e inicializa o equipamento. GT-VoIP Relatório I.5 6
6. Waiting Finder: Troca de pacotes multicast (239.193.0.0) na porta UDP 57344 para descobrir o IP do Sphericall Manager (responde na porta UDP 57345). Nessa etapa o HUB faz uma escolha do Sphericall Manager menos sobrecarregado. 7. Connect: Uma conexão TCP é estabelecida entre o MG e o MGC na porta 2000. GT-VoIP Relatório I.5 7
4. Avaliação da Performance (Usando Programas de Avaliação do Próprio Equipamento) Utilização de 2% do CPU sem nenhuma ligação, no PhoneHub, aumentando gradativamente para cada ligação simultânea (ex. 4% do CPU com 4 ligações) Spherical Manager não varia a utilização da CPU e memória durante as ligações. Apenas durante o processo de alteração das configurações, e o processo de carga. Utilização de Rede Pior Caso o Carga Útil (12 x 64 kb/s = 768 kb/s (cada direção) = 1,536 Mb/s) o Overhead de cabeçalho (20 ms intervalo entre pacotes, com tamanho 200 bytes sendo 40 bytes de cabeçalho e 160 bytes de carga útil) o Total de utilização de rede (200/160 x 1,536 Mb/s = 1,920 Mb/s) GT-VoIP Relatório I.5 8
5. Configurações e Funcionalidades Adicionais Testadas 1. Conferência, onde o usuário digita uma tecla previamente configurada e estabelece uma conferência entre todos os usuários; 2. Chamada em espera, onde o usuário pode atender ou fazer outra ligação enquanto a chamada anterior fica em espera; 3. Discagem rápida (tecla de atalho), onde o usuário disca um determinado número, e o sistema o redireciona para outro número pré-configurado. Utilizada quando um certo número é discado com grande freqüência. 4. Integração com um servidor de voicemail, porém essa característica não foi testada por não possuirmos um servidor desse tipo em nosso laboratório. GT-VoIP Relatório I.5 9
ANEXOS 1 Keep Alive UDP usando Multicast (entre PhoneHub 146.164.247.194 e Sphericall Manager 146.164.247.205) 2 TCP aberto sem nenhuma sinalização com o PhoneHub Parado GT-VoIP Relatório I.5 10
3 Ligação de um Telefone no PhoneHub (4001) para outro Telefone no PhoneHub (4003) 4 Ligação para Telefone no PhoneHub (4003), sem que ninguém atenda, totalizando 5 toques GT-VoIP Relatório I.5 11
5 Ligação do 3354 (Central NEC) para 3191 (BranchHub Entrada), sendo atendido pelo 4001 (PhoneHub) 6 Serviço de Conferência (Sendo Atendido Inicialmente pelo Telefone do PhoneHub (4003)) GT-VoIP Relatório I.5 12
7 Serviço de Conferência (Sem ninguém atendendo) 8 Ligação Externa (via BranchHub) para Telefone Celular (Esperando o tom de discagem, após o código de escape 0) 9 Ligação Externa (via BranchHub) para Telefone Celular (Completada a Chamada) GT-VoIP Relatório I.5 13