Requisitos de rede para Telefonia IP

Agenda

Motivação Redes dos dias de hoje Requisitos de qualidade Fone 2012 - componentes Como priorizar os pacotes de telefonia IP

para o fone2012 Nat, Firewall e Media-Proxy Considerações finais

Como está a utilização dos enlaces do backbone da RNP?

• Link entre SC e SP – 08/2013

• Link entre SP e PR – 08/2013

Links de alta capacidade e não congestionados—› boa qualidade para rodar Telefonia IP

Utilização inferior a 30%

Então...

Quando se preocupar com qualidade de rede para atender a telefonia IP (GWT) ?

Agora e Sempre!!!

• Link entre RJ e SP – 08/2013

• Link entre SP e MG – 08/2013

Enlaces do backbone podem apresentar indisponibilidade, provocando congestionamento em outros

SP MGAumento do One-Way-

Delay (OWD), devido maior trajeto

Sem perdasMG SPAumento OWD,

congestionamento, descartes de pacotes

MEDIÇÕES MOSTRAM QUE...

• Links WAN– 08/2013

No melhor esforço:Aplicações Web

podem até funcionar muito lentamente, mas:

VoIP, Video Conferência somente funcionarão se houver priorização

Latência Tempo que um pacote leva para trafegar de um

ponto a outro em uma rede.Recomendado menos de 300ms (Bidirecional) e 150ms (Unidirecional)

Jitter (Variação de Atraso) Média de variação do atraso entre pacotes

sucessivos de dados.Recomendado menos de 100ms

Quais métricas medir?

Perdas Percentual de pacotes perdidos. Tipos de perdas:

Em rajada – Perda contínua impacta mais na qualidade das chamadas

Aleatória – Pequenas perdas durante a chamada impacta menos na qualidade da chamada, muitas vezes passando despercebidas

Recomendado perdas inferiores a 1%

Quais métricas medir? (2)

MOS “Mean Opinion Score” Representação de medida de 1 até 5 sobre a

qualidade da voz

Recomendado MOS >= 4

Quais métricas medir? (3)

MOS Qualidade5 Excelente4 Bom3 Razoável2 Ruim1 Péssima

Quais métricas medir? (4)Ex: Codec x MOS x BandaFonte: Cisco, modelo adaptado

Codec Largura de Banda

Codec & Bit Rate MOS Voice Payload Size PPS Bandwidth

IP+UDP+RTP Bandwidth Ethernet

G722 (64 Kbps) 4.13 160 Bytes 50 80.0 Kbps 87.2 Kbps

G.711 (64 Kbps) 4.1 160 Bytes 50 80.0 Kbps 87.2 Kbps

G.729 (8 Kbps) 3.92 20 Bytes 50 24.0 Kbps 31.2 Kbps

G.723.1 (6.3 Kbps) 3.9 24 Bytes 33.3 17.05 Kbps 21.9 Kbps

G.726 (32 Kbps) 3.85 80 Bytes 50 48.0 Kbps 55.2 Kbps

MOS Qualidade

5 Excelente

4 Bom

3 Razoável

2 Ruim

1 Péssima

Utilização de CODECs apropriados para cada cenário G.729 para enlaces de baixa capacidade e G.711 enlaces de

maior capacidade De-jitter/Playout buffer

Utilizar buffer nos receptores para minimizar o impacto do jitter na chamadas (telefones IPs/softphones já vem com um valor padrão, que pode ser alterado)

QoS na rede Provê prioridade ao tráfego selecionado para otimizar o uso

da banda disponível controlando o jitter e atraso

Técnicas para melhorar a qualidade da telefonia IP

Enlaces de baixa capacidade Realizar upgrade de link $$$$ Pode demandar tempo

Filtrar/limitar aplicações não necessáriasP2P, filtro de conteúdo, etc

É essencial ter uma equipe para gestão integrada do serviço – Rede

e Telefonia (Convencional x IP)

Técnicas para melhorar a qualidade da telefonia IP (2)

Sinalização SIP em UDP e/ou TCP

Áudio Transportado pelo RTP ou SRTP em UDP

Codificado Através de um codec (G711, GT29, ILBC, etc...)

Telefonia IP - Características

• Componentes

– SRC- Roteador SIP-Central

– SRL - Roteador SIP-Local

– GWT - Gateway TDM-IP

Transparente

– PBX-IP - SIP Proxy

Fone@RNP-2012 – Visão Geral

fone@RNP-2012

• Piloto– RNP– MAST– UFSC– Integração

fone@RNP

Cenários de VoIP

Onde classificar e priorizar

Telefonia IP - Características

CENÁRIO - 1SIP P2PÁudio P2P

BOB@1.1.2.3 ANA@2.1.2.3

Classificação e priorização não triviais.

CENÁRIO - 2SIP RoteadoAudio P2P

SIP ROUTERSIP: “Fácil” Classificação, priorização e controleRTP: Melhor atraso e

otimização de rede Difícil de ser

Classificado e priorizado

PBX-IP PBX-IP

CENÁRIO - 3SIP RoteadoAudio Roteado

SIP ROUTER

SIP: “Fácil” Classificação e priorização e controleRTP: Não otimiza a rede

Dois ramais locais precisam ir até um ponto central para rotear o audio

Gasto desnecessário de banda

Pode gerar perda de qualidade

PBX-IP PBX-IP

CENÁRIO – 4SIP RoteadoAudio P2P LocalAudio Roteado WAN

SRL

SRC

SRL

SIP: Fácil Classificação e priorizaçãoRTP: Melhor atraso e

otimização de rede Classificação e

Priorização para chamadas que utilizam o link WAN

PBX-IP

PBX-IP

Utilizar o modelo Diffservice permitindo assim o mapeamento “direto” para o TOS

Em redes locais, utilizar o 802.1P Sinalização

Priorizar os pacotes SIP, AF41

Áudio Priorizar os fluxos RTP

EF

Recomendações priorização

PBH   DSCP Precedência IP

 Default   000000      0

Assured Forwarding

  Low Drop Probability

Medium Drop Probability

High Drop Probability  

Classe 1 001010 – AF11 001100 – AF12 001110 – AF13 1

Classe 2 010010 – AF21 010100 – AF22 010110 – AF23 2

Classe 3 011010 – AF31 011100 – AF32 011110 – AF33 3

Classe 4 100010 – AF41 100100 – AF42 100110 – AF43 4

Expedited Forwarding   101110 - EF     5

Mapeamento de Diffservice para ToS

SIPRTP

Realizar a priorização do tráfego de voz e sinalização

Se possuir enlace com o PoP da RNP, o serviço deverá ser solicitado ao mesmo

Para circuitos congestionados isso é mandatório

Utilizar o modelo SIP e RTP roteados para chamadas Inter Campi ou Instituições P2P Somente rede local

Será necessário somente priorizar Instalação Mínima: IP do GWT Instalação Recomendada: IP dos SRLs

WAN

Switches com 802.1P Vlans para telefonia, sempre que possível Telefones IPs podem marcar os pacotes MTU

Sempre respeitar a mesma MTU para o mesmo segmento de rede.

OBS: O pacote SIP pode passar de 1500Bytes e ser fragmentado ou remontado

LAN

NAT & NAT Helper Realidade praticada por muitas instituições, apesar de existir

certa flexibilidade de blocos válidos Algumas implementações de NAT com suporte a SIP

conseguem reescrever o pacote L7 após a tradução Media Proxy

Ajuda resolver os problemas mais comuns de NAT Força todo o fluxo de áudio passar por um ponto em comum Facilita a classificação do tráfego para QoS Não otimiza o tráfego de rede Pode gerar retardos desnecessários

NAT, Media Proxy

Firewall SIP

Geralmente UDP / 5060 No Fone@2012 é possível trocar as portas dos

Componentes RTP

Portas UDP > 1024, alocadas de forma aleatória Pode ser controlada nos Sistemas Finais e Intermediários

Solução ideal é um Firewall L7 que suporte SIP+RTP

Firewall

Teste sua rede Planeje onde e como implantar Priorizar o tráfego de voz Lembre-se:

As chamadas podem ser encaminhadas para o fone@RNP de forma transparente

Se a rede estiver ruim irá afetar a qualidade do serviço

Considerações Finais

Equipe: Edison Melo

Guilherme RhodenMurilo Vetter

Tel: +55 (48) 3721-6335 / rhoden @ pop-sc .rnp.br

PoP-SC/RNPwww.pop-sc.rnp.br

Paulo Brandtner

Luis CordeiroGerson Souza

Estefania Borm

Apresentador: Guilherme Eliseu Rhoden