ОСОБЕННОСТИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ ПРИОРИТЕЗАЦИИ ИНТЕРНЕТ-ТРАФИКА В СИСТЕМЕ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ VоIP

FEATURES OF RESERVING AND IMPLEMENTING INTERNET TRAFFIC PRIORITIZATION In the VIP ADMINISTRATION SYSTEM

В настоящее время услугами IP-телефонии за рубежом пользуются тысячи компаний. Цифровые стандарты связи используют повсеместно более 40% предприятий в России. С IP-телефонией аппаратное обеспечение телефонной сети реализуется при минимальных затратах, функциональные возможности обеспечиваются на основе современных облачных технологий.

Внедрение IP-телефонии способствует уменьшению затрат на связь, формированию сетей с высокой степенью защиты, реализации видеосвязи и систем обработки звонков на основе искусственного интеллекта, созданию объединенных информационных сетей предприятий и филиалов.

Сдерживают развитие IP-телефонии  три фактора: стоимость оборудования, надежность, меньшая по сравнению с УАТС (телефонной системой для частного пользования) и трудоемкость замены существующего оборудования. Однако, используя традиционные аналоговые каналы передачи данных с помощью конвергентных сетей, можно снизить влияние данных факторов.

Системы IP-телефонии строятся на основе продуктов компаний Cisco, Avaya и Asterisk. Cisco позволяет создавать уникальные решения, достаточные для того, чтобы реализовать цифровую систему связи на основе архитектуры AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data). К данной системе можно подключить требуемое количество телефонных аппаратов, управляемых с помощью CallManager – главного приложения серверного уровня.

Avaya применяет одноименную архитектуру систем связи – Avaya Communication Architecture. При проектировании систем максимально используется имеющаяся инфраструктура предприятия-заказчика, в связи с этим предусмотрены возможности взаимодействия TDM и IP сетей, наряду с IP-enabled применяются pure-IP сервера. Avaya Communication Manager поддерживает как ISDN - интерфейсы сетей общего пользования, так и Q-SIG - российские цифровые и аналоговые линии.

Asterisk – это набор серверных решений компьютерной телефонии, которые находятся в свободном доступе и поддерживаются как разработчиками, так и группами программистов [1, с. 3] .

На качество связи VoIP отрицательно влияют задержки пакетов в сети, однако потери отдельных пакетов незначительно ухудшают качество передаваемой речи. Например, передаваемый речевой сигнал не  искажается при потерях до 5 % пакетов.

Рассмотрим требования, предъявляемые к передающим телефонным каналам связи согласно технологии VoIP:

  1. скорость установленного соединения;
  2. качество соединения, одним из показателей которого является задержка передаваемой речи, максимально допустимое значение которой составляет 250 миллисекунд.

Величина задержек передаваемых голосовых сообщений по сети IP определяется, в основном, особенностями транспорта пакетов. Как известно, на транспортном уровне работают два протокола: TCP – протокол управления передачей  и UDP – протокол пользовательских датаграмм. TCP обеспечивает гарантированную доставку пакетов, однако является относительно медленным и для передачи голосовых сообщений не используется. UDP – протокол негарантированной доставки данных. Он не обеспечивает восстановление потерянных пакетов, но является быстродействующим. Применительно к передаваемой речи это выражается в потерянных частях разговора при обратном преобразовании звуковых сообщений. Кроме того, при невысокой пропускной способности IP-сети и одновременной нагрузке её несколькими пользователями увеличивается так называемый “джиттер” – параметр, описывающий отклонения в периоде поступления-приёмки пакетов, и возникают значительные потери пакетов.

Для повышения качества соединения, а именно уменьшения задержки в IP-сети в работе предложено использовать механизмы резервирования сетевых ресурсов (на время соединения запрашиваются и резервируются необходимые ресурсы) и приоритезацию трафика (разделение трафика в сети на классы с приоритетным порядком обслуживания некоторых из них). На первый взгляд данный подход является тривиальным, однако при его реализации возникает множество нюансов, требующих отдельного описания. Рассмотрим распространенную ситуацию, когда Asterisk размещается внутри локальной компьютерной сети за маршрутизатором MikroTik. Администрирование сервера обычно выполняется из его консоли. Предположим, что в этот момент администратору понадобилось скачать некий объем данных из Интернет или, наоборот, отправить куда-либо большой объем трафика. В этом случае трафик приоритезируется на MikroTik так же, как и полезный трафик от PBX, что в итоге приводит к проблемам с IP-телефонией.

В подобных ситуациях автор предлагает выполнять приоритизацию трафика во время транспорта в одной сети с помощью пометки IP-пакетов, генерируемых только Asterisk в поле “Type of Service” так, чтобы MikroTik мог это “увидеть” и приоритезировать только его, а также использовать изменяемый джиттер-буфер необходимой длины, который позволяет накапливать пакеты и выдавать их снова с нормальной периодичностью.

Рассмотрим теперь процесс резервирования каналов от двух интернет-провайдеров. Каждому системному администратору, использующему данный подход, знакома ситуация, имеющая название «Connection tracking» и заключающаяся в следующем: когда основной ISP по какой-либо причине выходит из строя, трафик переключается на резервный сервер. При этом все интернет-сервисы остаются в работоспособном состоянии, но SIP-регистрации не поднимаются. Команды «sip reload» и «core restart now» не приводят к желаемому результату. Причина происходящего заключается в том, что в механизме «Connection tracking» зависают записи от основного интернет-канала и их нужно удалить, после чего регистрации успешно поднимутся и звонки начнут проходить.

Таким образом, внедрение приоритезации Интернет-трафика и резервирования сетевых ресурсов позволило минимизировать задержку передаваемой речи по IP-сети, а также обеспечило стабильную работу VoIP телефонов при переключениях трафика с основного сервера на резервный и наоборот.

Список литературы:

  1. Дерезуцкий А.С., Овсянников А.С. Asterisk IP-PBX как основа реализации VоIP-телефонии . Инновационное развитие современной науки: проблемы, закономерности, перспективы. Сборник статей Международной научно-практической конференции. – Петрозаводск: Новая Наука, 2019. – С. 64 – 67.