IР-телефония на базе операционной системы AstLinux

РЕФЕРАТ Текстовая часть дипломной работы: с. 58, рис. 15, источников 13. Целью работы является проведение анализа современного состояния использования IP- телефонии и исследования принципов построения IP-телефонии, а также разработка этапов постройки IP-телефонии на базе ОС AstLinux. Дипломная работа посвящена вопросом анализа применение ир телефонии, рассмотрения ее преимуществ перед традиционной телефонией а также методам борьбы с недостатками. Исследованию принципов постройки IP- телефонии сточки зрения протоколов, на которых базируется VoIP телефония, основных характеристик прохождение голосового трафика в сети, основных программных решений для развертывание IP-телефон систем да организации IP-телефонии на базе ОС AstLinux Стек ПРОТОКЛЕЙ VOIP, ПРОТОКЛОЛ SIP, СЕРЕВЕР IP- ЗВОНИЕ ASTLINUX, ВИРТУАЛЬНАЯ АТС ASTERISK, Софтфон PORTSIP СОДЕРЖАНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ 7 ВВЕДЕНИЕ 9 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИР-ТЕЛЕФОНИИ 11 1.1 Перспективы развития IP-телефонии 11 1.2 Ключевые принципы сети Интернет и роль ИР протокола в нем 12 1.3 Ключевые принципы пакетной коммутации голосовых сообщений 15 1.4 Преимущества сетей IP-телефонии 17 1.5 Недостатки сетей IP-телефонии 19 1.6 Выводы к раздела 1 20 2 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИР-ТЕЛЕФОНИИ 22 2.1 Стек протоколов VoIP 22 2.2 Качество передачи голосовой информации по протоклоу VoIP 24 2.3. Задержка пакетов и меры ее уменьшения 25 2.4. Явление джитера, да уменьшение его влияния на прохождение сигналов 27 2.5. Влияние кодека и количества переданных пакетов в кадры 31 2.6 Решение для развертывание телефонной сети 33 2.7. Варианты построения IP-телефонных систем 34 2.8 Выводы к раздела 2 35 3 ПОСТРОЕНИЕ IP-телефонии НА БАЗИ ОС ASTLINUX 37 3.1 Описание ОС AstLinux 37 3.2 Этапы установки да настройка IP-телефонии на базе OC AstLinux 41 3.2.1 Этап 1. Определение выходных данных 41 3.2.2 Этап 2. Развертывание виртуальной машины и установка OC Astlinux 42 3.2.3 Этап 3. Первичное настройка OS Astlinux 47 3.2.4 Этап 4. Настройка конфигурационных файлов. 48 3.2.5. Этап 5. Тестовое установка соединение. Оценка качества связи 53 3.3 Выводы к раздела 3 53 ВЫВОДЫ 55 ПЕРЕЧЕНЬ Ссылок 57 ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ CLI Command Line Interface – интерфейс командного строки DHCP Dynamic Host Configuration Protocol – протокол динамической конфигурации узла DNS домашний Name System – система доменных имен HTTPS HyperText Transfer Protocol Secure – защищенный протокол передачи гипертекстовых документов IOS iPhone OS– операционная система iPhone IP, IPv4 Internet Protocol version 4– межсетевой протокол четвертой версии IPv6 Internet Protocol version 6– межсетевой протокол шестой версии ISDN Integrated Services Digital Network – Цифровая сеть интегрированных услуг LAN Local Area Network – локальная вычислительная сеть MLPP Multi-Level Precedence and Preemption – многоуровневая категория срочности и прерывание сообщение LLQ Low-latency queuing – организация очередей с малышкой задержкой NAT Network Address Translation – транслирование адрес сетей RTP Real-time Transport Protocol – транспортный протокол реального времени SIP Сессия Initiation Protocoll – протокол установка сеанса SRTP Secure Real-time Transport Protocol – безопасный транспортный протокол в режиме реального времени SSH Secure Shell – безопасна оболочка TCP Transmission Control Protocol – протокол управления передачей UDP User Datagram Protocol – протокол дотаграмм пользователя VLAN Virtual LAN – виртуальные локальные вычислительные сети VM Virtual Machine – виртуальная машина VoIP Voice over IP – IP-телефония, голос сверху IP VPN Virtual Private Network – виртуальная частная сеть WI Web Interface– веб интерфейс АТС Автоматическая телефонная станция ОС Операционная система ТМЗК Телефонная сеть общего пользование ВВЕДЕНИЕ В наше время невозможно представить работу разного вида фирм и корпораций без использование телефонной связи. Это обязательный инструмент для организации. поботы коллектива i выполнение корпоративных зaдaний. Традиционный телефонный связок практически полностью уступает своим местом IP телефонии, базирующейся на передателе по интернет-протоколу. Больше всего это коснулось корпоративного сегмента - компании массово отказываются от аналоговой телефонии и заменяют ее современными VoIP системами. Миграция с традиционной телефонии на IP телефонию обустроена необходимостью компаний сокращать расходовать нa связок i повышaть эффективность коммуникации. IP-телефония – это телефонная связь через Интернет по протоколу IP. Под IP-телефонией подразумевается набор коммуникационных протоколов, VoIP оборудование, программного обеспечение, технологий и методов, что обеспечивают традиционные для телефонного связи функции: набор номера, дозвон и двустороннее голосовое общение, а также видеообщение через сеть Интернет или любой другой IP-сетью. Сигнал по каналу связи передается в цифровом виде и, как правило, перед передачей преобразуется (сжимается) с тем, чтобы удалить избыток информации и снизить нагрузка на сеть передачи данных. преимущество IP- телефонии в понижении расходов на связь. Во многих случаях VoIP-связь – бесплатный. К основным преимуществам, благодаря которым IP-телефония быстро заняла свое место в сфере коммуникации, относят простоту использования таких сетей, относительно небольшую стоимость построения да обслуживание таких меpеж в сравнения с аналоговыми системами передатели голосового связи, возможность подключение большой количества абонентов до одной локальной сети, a тоже относительная надежность таких систем связи (в сравнения с другими системами передатели голосовой связи). Все эти преимущества IP-телефонии дают возможность производить, что VoIP повышает эффективность ведение бизнеса благодаря возможности организации связи между всему пособниками компании, создание центров технической поддержки пользователей, интеграция с разными дополнениями, т.е. Поэтому развитие исследований в данном направлении представляется своевременным и уместным. Данная работа обобщает и систематизирует известные на сегодняшний день результаты. исследований в отрасли проектирования сетей IP-телефонии. Для того чтобы максимально снизить расходы на организацию корпоративного телефонного связи, рекомендуется использовать программное обеспечение с открытым выходным кодом для развертывание сервера телефонии на базе дистрибутива AstLinux. AstLinux – это специальный дистрибутив Linux, основанный вокруг Asterisk, АТС с открытым выходным кодом. AstLinux имеет множество функций, которые делают его лучшим для встроенных и коммерческих решений на основе Asterisk благодаря его структуре, встроенным дополнительным программам да высокий гибкости настроек. В данной работе приведенный подробный описание этого программного обеспечение, а также пример настройки локальной сети IP-телефонии Целью работы является проведение анализа современного состояния использования IP- телефонии и исследования принципов построения IP-телефонии, а также разработка этапов построения IP-телефонии на базе ОС AstLinux. Объектом исследования являются процессы функционирования IP-телефонии на базе ОС AstLinux Предметом исследования является разработка этапов применения IP-телефонии. базе ОС Astlinux. 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ IP-ТЕЛЕФОНИИ 1.1 Перспективы развития IP-телефонии Состоянием на сегодня, компаниям для эффективной, защищенной да экономически выгодной работы требуется не только офисное помещение, выход к сети Internet и наличие персонального рабочего телефона у служащих компании. Современный бизнес нуждается наличии собственной защищенной корпоративной сети, какая: - предоставляет каждому работнику компании доступ к огромной документальной базы файлов компании; - имеет серверы для хранения, обработки, распространения и предоставления удаленного доступа к файлам служащих; - на базе которой реализовано разнообразное программное обеспечение и сервисы, от онлайн-курсов для повышения квалификации сотрудников к системе распределение отпусков; - защищена firewall'ом, для безопасного доступа к всемирной сети Internet, и фильтрации трафика снаружи; - разрешает на базе специального программного обеспечения организовывать голосовые, видео и конференс звонки. В настоящее время невозможно представить фирму, не обладающую подобным спектром. систем в своему распор. Это нет удивительно, поэтому что невзирая на финансовый и человеческий ресурс, который тратится на создание и поддержку такой системы, она дает возможность компании решить сразу большую количество потребностей и проблем служащих, тем самым увеличивая количество задач, что могут выполнять работники, да увеличивая целесообразность предприятия. Реализация работы таких корпоративных систем нуждается использование технологий IP-телефонии, а неугомонная потребность компаний в корпоративных системах гарантирует наличие спроса на использовании IP- телефонии. Также нет стоит забывать о стремительное рост популярности мессенджеров, практически полностью заменивших использование SMS и активно пытаются завоевать рынок голосовых услуг. И это нет удивительно, ведь мессенджеры позволяют отправлять огромную количество сообщений и тратить много часов на звонки при относительно невысокой стоимости, в то время как SMS и традиционные звонки по сотовым сетям обходятся дороже и предоставляют меньший спектр услуг. Меньше стоимость, более высокая скорость передачи данных, лучшая помехоустойчивость и проще схема реализации обеспечивают будущее IP- телефонии нет только в виде приложений для мобильных телефонов на компьютерах, но и в области сотового связи. В Украине операторы мобильной связи стремительно переходят к реализации голосовой связи через сети третьего и четвертого поколение (уходя от связи второго поколение), в которых голосовая связь осуществляется по пакетным данным (что, по существу, является IP-телефонией), а ориентация тарифов операторов на использование мессенджеров да социальных сетей еще раз подтверждает стремительное спрос на системы IP-телефонии. 1.2 Ключевые принципы сети Internet и роль ИР протокола в нем Общий развитие информационных коммуникаций привел к необходимости обмена и хранения большого количества информации. Это обусловило появление компьютерных сетей разного назначение (финансовых, научных, коммерческих, образовательных и т.п.). Единая глобальная сеть, которая может соединить все меньшие компьютерные сети, называется Интернет. Каждый ПК или серверный компьютер, подключенный к определенной локальной сети, может использовать большую количество разных технологий для подключение (например, Ethernet, ISDN, беспроводные технологии, прямое соединение точка-точка тому подобное). Для интеграции таких физических систем используется разное программное обеспечение да программные сценарии, которые остаются незамеченными для обычных пользователей, но результат этого программное обеспечение рассматривает пользователя как возможность работать в обширной физической системе. Таким образом подключается много малых физических систем и все они называются Интернетом. Основой Интернета является Интернет- протокол (IP), какой соединяет множество малых сетей. Для подключение нескольких сетей, а потом подключение их к Всемирной паутины используются специальные микрокомпьютеры – маршрутизаторы (или их еще называют роутеры, от английского router), которые за помощью специального программного обеспечение физически соединяют или сети и осуществляют переадресацию пакетов между сетями Технологически для подключение к Всемирной паутины вам нет нужно перестраивать небольшие сети для определенных технологий, топологий да протоколов, нет нужно определять центральные точки коммутации, это нет требуется физический связь непосредственно между малыми сетями. Для подключение к Всемирной паутины для небольшой сети нужен маршрутизатор с топологией данных Интернета за пределами малых физических сетей, а затем, чтобы установить соединение с другой физическим сетью, маршрутизатор ищет пакетный маршрут на основе одного точки назначение адреса сети. Каждый компьютер в Интернете имеет свою уникальный адрес (универсальный уникальный идентификатор), с помощью которого любая физическая машина может соединяться между собой. Внедрение самой Всемирной паутины базируется на системе протоколов TCP / IP. В стек TCP / IP определено 4 уровни (рис 1.1). Каждый с этих уровней несет определенное нагрузка на решение главного Задача - организации надежной да производительной работы композитной сети, части которой строятся на основе разных сетевых технологий. Уровень сетевого интерфейса устанавливает подключение небольшой сети к Всемирной паутины. на этом уровни всю работу выполняет устройство, которое с помощью собственного программного обеспечения должно подготовить информацию небольшой сети до передачи через Интернет. Сетевой уровень – это уровень, ответственный за маршрутизацию, Поиск правильного пути для доставки пакетов от отправителя к принимающей сети. Основным протоколом на этом уровне является протокол IP, на основе которого осуществляется Поиск маршрута. Протокол IP делает все необходимое для доставки пакета к места назначение, но нет устанавливает прямой связи с пунктом назначения и не гарантирует надежности доставки (пакеты могут быть потерянные, продублированные, доставлены неправильно, доставлены из ошибками и т.п.). Надежная доставка пакетов обеспечивается транспортным уровнем, где основными протоколами есть TCP да UDP. Целью этих протоколов есть установка прямого связи между отправителем да получателем да обеспечение точности и целостности доставки. Прикладной уровень реализует получение и декодирование доставленного пакета, а также превращение пакета в понятную для пользователя информацию. Как правило, прикладной уровень реализуется в разных клиент-серверных моделях или приложениях. Такие дополнительные средства реализуют принцип протокола IP и Интернета: несмотря на то, в какой сети и с использованием какой технологии был создан пакет, и несмотря на то, что какой сети и какую технологию использует получатель пакета, пользователю в приложения все отображается как единственная глобальной физической информационная сеть. 1.3 Ключевые принципы пакетной коммутации голосовых сообщений Аналоговые телефонные сети построены за принципом распределения непрерывного физического канала для голосовой сессии между двумя абонентами. Это включало распределение каналов на каждой АТС, а также в сети межстанционных каналов, необходимых для передачи сообщений Таким образом, для создание голосового сеанса некоторый время использовался большой технический ресурс, пока один из абонентов не отключился, несмотря на то, что под время пауз в голосовом канале нет было полезной информации. Да есть использование было неэффективным с точки зрения использование полосы пропускание. Переход от аналоговой к цифровой технологии и последующий переход к коммутации пакетов помогли решить эту проблему. В сетях с коммутацией пакетов ни один физический канал не выделяется для голосовой сессии. В таких системах только информация о полезное нагрузка, кодированная отдельными пакетами (или кадрами, или ячейками, в зависимости от протокола), передается по каналам на отдельных виртуальных каналах, не зависящих от отдельных физических связей. В системе через протоколы IP все данные кодируются пакетами. Каждый терминал в такой системе имеет свою уникальную IP-адрес, какая указано в заголовка отправленного пакета и эти пакеты маршрутизируются по сети на основе этой IP-адреса. Пакеты передаются по отдельности один от одного. Различные пакеты с одного сеанса связи могут передаваться по отдельных физических каналах. Много пакетов от разных отправителей к разных получателей могут передаваться одновременно по одному физическому каналу, независимо от содержимого этих пакетов. В общем, передачу голоса через IP-телефонию можно разделить на несколько. этапов Первый этап. Преобразование голоса. В этот момент звуковые колебания, поступающие к микрофону, оцифровываются и обрабатываются (устраняются ненужные паузы, снижается уровень фонового шума), после чего данные сжимаются. Этот шаг необходимый для уменьшение физического размера данных. Второй шаг. Полученные данные делятся на пакеты. Служебная информация сохраняется в пакетах. Затем пакеты хранятся, пока нет накопится количество данных, необходимых для передачи. Третий шаг. Прямая передача пакетов системой связи. Четвертый шаг. Пакеты поступают получателю. Затем проверяется номер последовательности пакетов и создается логическая последовательность пакетов. Поскольку сети, что используют протоколы IP, нет гарантируют времени, необходимого для доставки пакета, пакеты, как правило, поступают в неправильном порядке на принимающей стороне. Также не исключение то, что некоторые пакеты теряются во время доставки, а затем приостановки (получатель слышит паузу и может воспринять это как разъединение). После постройки логической последовательности с ряда пакетов или пакеты одновременно испытывают обратного превращение. Полученная последовательность гораздо более низкого качества, часто неполная или плохо декодирован и задерживается. Однако, благодаря ряду преимуществ перед аналоговыми голосовыми системами, а также исходя из мировых тенденций на рынке телекоммуникаций, операторы связи все чаще внедряют эту технологию в свои системы связи 1.4 Преимущества сетей IP-телефонии Пользователи IP-телефонии имеют доступ к многих функций, которые невозможно реализовать через сотовые да фиксированные сети. Первое и очень часто главное преимущество IP-телефонии над традиционными системами связи – это низкая стоимость внедрения. Это объясняется тем, что физический канал не выделяется для одного звонка, как это имеет место в системах аналоговой связи Это позволяет оператору использовать один физический канал для большого количества абонентов. Поэтому для обеспечения быстрой работы сети да одновременного обслуживание большой количества абонентов оператору нужно гораздо меньше физических каналов, что позволяет оператору обслуживать гораздо больше абонентов без расширения своей сети. Это в свою очередь снижает стоимость связи для абонентов. Это тоже позволяет совершать междугородние звонки без увеличения цены в минуту (и дешевые звонки за границу). Оптимизация использование ресурсов канала. С введением голосового связи с коммутацией пакетов физические каналы нет работают в режиме ожидание под время одного голосового сеанса, хочет большинство полезной информации не передается (как это было в системах аналоговой связи), но постоянно используются для передачи данных абонентов. Кроме того, использование различных типов модуляции, кодирования и сжатия информации, имеющиеся в цифровых системах связи, может повысить эффективность каналов Универсальность и гибкость. Сам принцип постройки систем IP- телефонии дает смогу подключать абонентов, которые используют разные технологии связи. Кроме того, IP-телефония может гарантировать непрерывность голосового сеанса, даже если физические каналы, что используются на начала сеанса, не работающих, протокол IP найдет обходные пути доставки голосовых сообщений. Безопасное соединение. В аналоговых проволочных системах связи для голосового сеанса назначен единственный физический канал, за помощью которого данные передаются в незашифрованном виде. А чтобы прослушать приватную разговор, нужно было только найти физический выход из сети и подключить к ней телефон. В системах коммутации голосовых пакетов, прежде всего, определена группа пакетов одновременно посылается по многим каналам, что само по себе усложняет злоумышленникам узнать, какая информация передается. Во-вторых, IP-телефония имеет возможность использовать различные типы криптографических кодов для шифрование переданных сообщений, что дает вам уверенность в конфиденциальности передаваемых данных, хотя злоумышленники все еще имеют доступ к данным. VoIP также позволяет использовать защищенные VPN для звонков, которые не могут быть обеспечены аналоговыми сетями Управление трафиком. IP-телефония разрешает использовать ряд дополнительных функций для управление трафиком, таких как: - переадресация звонков за определенными пользователем параметрам; - создание черного списка абонентов и отправить любое указанное сообщение абоненту с этого списка; - сохранить как данные разговора, да и саму разговор; - биллинговые функции. Сбор статистики звонков как для отдельных абонентов, так и для групп абонентов, сбор статистических данных о использование автоматической телефонной станции, сбор статистических данных о качество соединение и т.п.; - возможность создание голосовой почты; - возможность конференц-звонков (присоединение нескольких абонентов к одного звонка); - цифровая передача факса на телефон / компьютер; - возможность создание кол-центров для телефонного номера; - возможность создание электронной очереди в колл-центрах. Все эти характеристики дают IP-телефонии значительное преимущество перед другими типами голоса да обеспечивают будущее этой технологии. Но VoIP – нет идеальная технология, и она может обнаружить ряд слабых сторон. 1.5 Недостатки сетей IP-телефонии Среди всех недостатков IP-телефонии есть несколько важных. Проблемы с качеством вызова и задержкой сообщений. О том, что в системе с коммутацией пакетов голосовые сообщение передаются на пакеты, а или пакеты направляются группам и различным физическим каналам, участвующим, могут принимать пакеты в неправильном порядка. Для борьбы с этим явлением, необходимо хранить (до определенного количества) полученные пакеты, затем организовать их за правильным порядком, а потом только декодировать да воспроизвести звук для абонентов. Как результат, абонент, что принимает, слышит абонента с действующими задержками. Также вы можете получить пакеты с большой количеством ошибок, потерять пакеты или получить пакет, отправление в другой пункт назначение через перегрузка каналов, физическое перевод каналов под время транспортировка пакетов, ошибки пакетов под время транспортировка, неправильную идентификацию конечного заказ пакета. В связи с этим, голосовой звонок, требования к задержке сообщений имеют быть суровые, поэтому организация, что предоставляет услуги, нет посылает запрос на повторную передачу ошибочных и утраченных пакетов. При такому применении нужно математически да алгоритмически восстанавливать потеряны пакеты, или, как часто бывает, потерянный пакет заменяется паузой в голосовых сообщениях. Как результат, качество связи системы IP-телефонии может частично нет отвечать установленным стандартом. Еще одна компания может использовать IP-телефонии в экстренных службах (Министерство образования, пожарная служба, полиция, скорая помощь, служба газа). При совершении звонка по аналоговым системным связям АТС делает звонок в ближайшем центре вызовов, поскольку через IP-телефонию звонок не может быть направлен в ближайший порождающий центр дополнительную задержку в работе аварийных служб. Экстренные службы также могут использовать информацию о местонахождении пользователей в системе VoIP, что важно определить местонахождение пользователей. Замена идентификатора абонента (CID). Системы IP-телефонии сохраняют данные под определенным номером пользователей (CID). Если установить связь между двумя абонентами, абонентские устройства, присылают свою информацию CID одному. В настоящее время злоумышленники могут использовать некоторые специализированные программы для просмотра этой информации CID, а в будущем злоумышленники могут присылать похищенный CID другими сторонами при установленном объединении, представляющем таким образом другие пользователи. Несовершенство системы защиты терминалов. В связи с тем, что терминалами системы IP-телефонии должны быть компьютеры для смартфонов. Как правило, производители этих устройств используют стандартные методы защиты слабых устройств, чтобы злоумышленники могли быть легко взятые под контроль этого состояния и, таким образом, узнать о содержание частных пользователей. 1.6 Выводы к разделу 1 IP-телефония – относительно новая технология, какая быстро перешла на рынок телекоммуникаций, предложите новую программу спектра и услуги, которые раньше нет были доступными. Некоторые из этих уникальных особенностей: - обеспечение услуг видео связи; - возможность организации видеоконференций (общение нескольких абонентов); - инструменты контроля трафика; - сбор статистических данных; - использование криптографических методов для защиты информации; - возможность создание колл-центров. В настоящее время в системе IP-телефонии есть много нерешенных вопросов по качества обслуживание, целесообразности, экономичности да уникальности этой технологии, что заставляет команды разработчиков в всему мире Искать новые пути решение этих проблем. Ввиду на проблему решение качества голосовой связи в IP-телефонии, сегодня актуальна информация об этой новой методику да инструменты для улучшение качества голосового связи в системах VoIP. 2 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ IP-ТЕЛЕФОНИИ 2.1 Стек протоколов VoIP При использовании протоколов, непосредственно имеющих дело с VoIP, важно правильное понимание спецификации, вносимой этими протоколами. На рис. 2.1 показан стек протоколов VoIP. Здесь отсутствует верхний уровень, который подразумевает в себе любые голосовые данные. Данный рисунок характеризует исключительно передачу голосовых данных. На физическом уровни технология VoIP может работать в любому физической среде, которая может быть использована для передачи обычной протоколом IP. Такие среды могут быть представлены в виде кабеля крученый пары (используемой в традиционном Ethernet), телефонных проводов, беспроводных соединений (протокол IEEE 802.11) и проч. Второй уровень сетевой модели – канальный уровень. Он указывает, что протокол IP для создания фреймов может использовать разные протоколы и форматы кадров Как показано на рис. 2.1, он включает многоканальный PPP (Multilink PPP), Frame Relay (FR) и ATM. При проектировании сети возможны и другие варианты, поскольку передавать голос могут также Ethernet, Wi-Fi и другие технологии локальных сетей. На третьем, сетевом уровне используется протокол IP как способ передачи голоса, однако обычный IP должен быть дополнен специальными средствами. Поскольку существуют проблемы с задержкой, протоколу IP требуется использовать любой способ установления очередности для того, чтобы голосовыми данными не пришлось ожидать передачи в условиях конкуренции со обычными данным. на маршрутизаторы должна быть использована очередность с малой задержкой (Low-Latency queuing – LLQ) или любая другая современная схема установки очередности, чтобы голосовые данные отправлялись раньше обычных данных. Кроме того, должны использоваться схемы маркировка (marking) с задачей приоритетов (coloring), так называемые IP- приоритетами, для обеспечение того, чтобы голосовые данные рассматривались системой как более важные для первоочередной передачи, нож обычные данные. Следующим уровнем является уровень транспорта. Поскольку для передачи голоса используется протокол UDP, системе не хватает механизма установки очередности пакетов, чтобы пакеты доставлялись в необходимый последовательности. Транспортный протокол реального времени (Real-Time Transport Protocol – RTP) для выполнения этого требования добавляет номер пакета в последовательности передачи и механизм расстановки временных меток. Также может использоваться протокол резервирование (Resource Reservation Protocol – RSVP) для резервирование полосы пропускания вдоль пути прохождения голоса по IP- сети. Данный протокол исключает использование зарезервированной полосы пропускание пакетами других данных. Пятый уровень модели – сеансовый. На сегодняшний день сети VoIP переходят из стандарта ITU-T H.323 на другой протокол инициирования сеанса (Session Initiation Protocol – SIP) и протокол описания сеанса (Session Description Protocol – SDP). Шестым уровнем модели является уровень представлений. Как определено в модели OSI, Уровень представлений анализирует и интерпретирует форматы данных. В терминах передачи голоса уровень представлений обеспечивает методы кодирование и сжатие, что используются для передачи голоса. Все уровни стека протоколов совместно применяются для того, чтобы решить проблемы минимизации задержки и обеспечить необходимый порядок прохождение пакетов 2.2 Качество передачи голосовой информации по протоклоу VoIP IP-телефония: одна из областей передачи данных, где все процессы передачи информации должны происходить в режиме реального времени, и особенно важна динамика передачи сигнала, гарантированная современными методами кодирования и передачи информации; как результат, пропускная способность канала увеличивается в сравнении с традиционными телефонными сетями. Факторы, влияющие на качество IP-телефонии, хорошо изучены. Их можно разделить на две категории: 1. Качество сети IP характеризуется: - максимальная пропускная способность: максимальный объем данных, переданных через IP-сеть; - задержка: время, необходимый для передачи пакета по сети; - джиттер – задержка между двумя последовательными пакетами; - потеря пакетов: пакеты или данные, потеряны под время передачи через сеть. 2. Качества шлюза характеризуются: - необходимой пропускной способностью; - задержкой: время, необходимое процессору сигналов DSP для кодирования и декодирование голосового сигнала; - размером буфера джиттера для хранения пакетов данных до получения всех пакетов; тогда можно будет передавать часть голосовой информации в необходимый последовательности и таким образом минимизировать дрожь; - возможность потери пакетов: потеря пакетов во время сжатия и/или передачи в оборудовании IP-телефонии; - наличие эхо-функции, какая препятствует передачи в сети. В сетях передачи данных IP протокол TCP может решить проблемы с прекращением пакетов, но для передачи голоса используется UDP (User Datagram Protocol), а нет TCP. Использование UDP в технологии VoIP связано с тем, что состояние отправки не требует ожидания подтверждения с устройства получателя перед отправкой следующих пакетов. Данные VoIP передаются следующим образом само, как при передачи аудио или видео через Интернет. Потеря небольшой количества голосовых пакетов считается допустимой и может быть компенсировано механизмом кодирование / декодирование, а также разными методами голосовой интерполяции, есть заполнение отсутствующих звуков технологией. DSP, какой анализирует форму звуковых колебаний и нет выдает звука. 2.3. Задержка пакетов и мероприятия ее уменьшение ITU-T серьезно исследовал проблемы, связанные с задержкой передачи голос через сеть. В результате был разработан стандарт ITU-T G.114, какой рекомендует, чтобы задержка передачи голоса в одному направлении нет превышала 150 миллисекунд. Стандарт также рекомендует считать задержку от 150 до 400 миллисекунд приемлемой, если предсказатель и слушатель понимают задержку и готовы ее принять. Когда задержка достигает 400 миллисекунд или более того, это становится заметно. Для сравнения можно предложить спутниковый связь: задержка спутниковой передачи в одному направлении составляет примерно 170 миллисекунд; при этом нет учитывается задержка, какая возникает с оборудованием на земле. Стандарт также утверждает, что задержка передачи голоса больше 400 миллисекунд нет есть приемлемой. Задержка (или время задержки) определяется как время, необходимый для прохождение языковым сигналом расстояния между диктором да слушателем. Мы показываем, что и как это влияет на количественные свойства этого интервала времени. Можно определить следующие причины задержки передачи голоса от источники к получателя: - задержка накопление (иногда ее называют алгоритмической задержкой): эта задержка оговоренная необходимостью собирать кадр языковых образцов, какой выполняется в языковом кодеры. Задержка определяется типом языкового кодера и колеблется от небольших значений (0,125 мкс) к единиц миллисекунд; - задержка обработки – процесс кодирования и сбора пакетно кодированных образцов для передачи по пакетной сети создает определенные задержки. Кодирование или задержка обработки зависит от скорости процессора и типа алгоритма обработки; - сетевая задержка – задержка оговоренная физическим средой да протоколами, что используются для передачи голосовых данных и буферами, используемыми для удаления пакетов на приемном концы. Важно указать, что задержки в сетях с коммутацией пакетов влияют не только на качество голосового трафика в режиме реального времени. Не менее важно, что в определенных ситуациях эти задержки могут препятствовать нормальном функционированию телефонных сигнальных устройств на цифровых маршрутах, таких как E1 / T1, когда голосовые шлюзы подключены к устройств в коммутируемой телефонной сети. 2.4. Явление джитера, да уменьшение его влияния на прохождение сигналов Когда голос или данные делятся на пакеты для передачи через IP-сеть, пакеты обычно поступают к места назначение в разный время и в разный последовательности. Это приводит к разному времени доставки упаковки – джитеру. Джитер приводит к специфическим речевых нарушений, они воспринимаются как трещины и щелчки. Существует три формы джитера: 1. Зависимый от данных джитер (DDJ): Возникает через проблемы с ограниченной пропускной способностью или сбои в сетевых компонентах. 2. Искажение рабочего цикла (DCD): Из -за задержки распространение между передачами сверху вниз и наоборот. 3. Джитер случайный (RJ) есть результатом теплового шума. Значения задержки и их вероятность важны для организации процедуры обработки и выбора параметров обработки Понятно, что временная структура потока голосовых пакетов меняется. Есть потребность использовать буфер для фильтрации пакетного трафика, какой перегруженный переходными задержками канала и возможными перестановками пакетов в непрерывном естественном речевом сигнале в режиме реального времени. Параметры буферной памяти определяются компромиссом между задержкой телефонного сигнала в двунаправленном режиме да процентом потерянных пакетов. Потеря пакетов – еще одно серьезное отрицательное явление в IP-телефонии. Можно определить такие причины джитеру: 1. Влияние сети. Время пакетного прохождение через сеть нестабильный и плохо прогнозируемый. Когда нагрузка на сеть относительно низкое, маршрутизаторы и коммутаторы могут обрабатывать пакеты почти сразу, а линии связи почти всегда доступны. Если нагрузка на сеть относительно большое, пакеты могут долго ждать в очереди. Чем больше маршрутизаторов, коммутаторов и линий проходит на своем пути пакет, тем большее время его задержки и большая вариация этого времени, есть джитер. 2. Влияние операционной системы Большинство программ IP-телефонии (особенно программы клиентской телефонии) – это обычные программы, работающие в любой операционной системе, такие как Windows или Linux. Или программы получают доступ к периферийных устройств (голосовых карт, выделенных сигнальных карт) через программный интерфейс для взаимодействия с драйверами этих устройств и доступа к IP-сети через интерфейс розетки. Большинство операционных систем не могут контролировать распределение времени. процессора между разными процессами в течение десяти миллисекунд и не могут одновременно обрабатывать более одного прерывания из внешних устройств. Это задерживает поток данных между сетевым интерфейсом и внешним устройством вывод языки, независимо от используемого алгоритма кодирование языки, значение того самого порядка или даже больше. Из этого следует, что выбор операционной системы является фактором общей задержки. Чтобы минимизировать влияние операционной системы, некоторые производители IP- телефонов и шлюзов используют операционные системы режима реального времени, имеющих лучшие механизмы распределения времени процессора, более быструю реакцию на отключение и более быстрый обмен данными между процессами. Также будет эффективнее передать все функции, которые необходимо выполнять в жесткие временные рамки (обмен данными между языковыми кодеками и сетевым интерфейсом, поддержка RTP тому подобное), в отдельный, специализированный высокоскоростной процессор В этом случая голосовые данные передаются через выделенный сетевой интерфейс периферийного устройства, а операционная система рабочей станции поддерживает только алгоритмы управления соединениями да протоколы сигнализации, есть Задача, которые нет требуют жестких временных рамок. 3. Влияние буфера джиттер. Проблема джиттера есть достаточно важной в пакетно-ориентированных сетях. Отправитель голосовых пакетов отправляет их с фиксированными интервалами (например, каждые 20 мс), но задержки пакетов при прохождении через сеть неодинаковые, поэтому они поступают к места назначение с разными интервалами. Задержка пакетов в сети может быть представлена как сумма постоянной составляющей T (время распространения и плюс среднее время задержки в очередях) и переменной j , Какая есть результатом джитера: = T ± j. Чтобы компенсировать эффект джитера, конечные устройства используют да так называемые джитер-буферы. Этот буфер сохраняет получены пакеты в памяти течение времени, определяемое его объемом. Пакеты, которые поступают слишком поздно, когда буфер заполняется, отвергаются. Интервалы между пакетами восстанавливаются на основе значений временной отметки пакета RTP. Функция джитера буфера обычно предполагает восстановление начального порядка пакетов, если они были «смешанные» под время сетевого транзита Рисунок 2.4 - Джиттер буфер Слишком короткий буфер приводит к слишком частой потере "поздних" пакетов и дополнительной задержки, какая слишком длинная (недопустимо длинная). Отсюда одно с главных противоречий между провайдерами IP-телефонии да пользователями. С точки зрения провайдера, все пакеты доставляются абоненту, чтобы не было потерь. Для устройств VoIP разница во времени между пакетами намного больше, нож буфер джитера. Так что на самом деле есть ущерб. на практике потеря больше 1% вызывает некоторые неприятные ощущения. Со 2% разговор труден для восприятия. При значениях выше 4% разговор почти невозможна. Алгоритм расчета джиттер-буфер приведено ниже. Случайная задержка распространения Ji для i -го пакета может определяться по формулой: где: , D – отклонение от ожидаемого времени прибытие i -го пакета. Отклонение от ожидаемого времени прибытие i -го пакета определяется за формулой: , где: R – время прибытие пакета в метках времени RTP, S – временная метка RTP, взята с пакета. Приведем пример расчета ожидаемого размера случайной задержки распространение 5-го пакета, на основе двух предыдущих. Пусть J 4 = 10 мс; R 4 = 10, R 3 = 11, S 4 = 6, S 3 = 5, тогда D 5 будет равен (10-11) - (6-5) = - 2. В среднем, случайная задержка времени распространения для одного пакета в текущем примере составит 10 мс (точнее можно сосчитать по формуле, приведенной выше). Тогда для того, чтобы ни один пакет не был отвергнут, размер джитер буфера должен быть равным 10 мс. Для определение необходимого размера джитер буфера в мегабайтах, умножим полученное значение на 100 Мбит/сек – среднее пропускную способность сети: кбит Размер джитер-буфер должен быть больше, нож флуктуация транзитного времени в сети Например, если для 10 пакетов время транзита колеблется от 5 до 10 мс, то буфер должен быть хотя бы 8 мс, чтобы ни один пакет не был потерян. Лучше, если буфер еще больше, например 12 мс, тогда сможет работать механизм перезапроса утраченных пакетов. 2.5. Влияние кодека и количества переданных пакетов в кадры Самые эффективные алгоритмы кодирования/декодирования языка направлены передачу информации кадрами, а не последовательностью отдельных отсчетов. Итак, последовательность цифровых мысленных отсчетов должна накапливаться в течение периода времени, определяемого длиной кадра кодека. Кроме того, некоторые кодеки требуют предварительного анализа большего лингвистической информации, чем та, которая будет включена в кадре. Это неизбежное время настройки и время ожидание включаются к общего бюджета на продолжительность задержки пакетов. на первый взгляд кажется, что чем более короткая длина кадра, тем меньшей должна быть задержка. Из-за большого количества служебной информации, что передается в пакетах RTP / UDP / IP, передача небольших объемов данных есть очень неэффективной, поэтому кодеки с короткой длиной кадра должны упаковывать несколько кадров в один пакет. Кроме того, кодеки с больше длиной кадра являются более эффективными, поскольку они "видят" сигнал дольше, и потому могут имитировать этот сигнал более эффективно. ITU-T определил требования к качеству передачи голоса в Рекомендации G.114. Считается хорошим, если время сигнала нет превышает 150 мс в одному направлении (рис. 2.5). Современные устройства IP-телефонии имеют задержку отклика (два шлюзовых устройства непосредственно подключены) примерно 60-70 мс. Итак, когда пакет IP передается от отправителя к пункту назначения, все еще существует окно для задержки сети около 90 мс, что указывает на возможность обеспечение высококачественной передачи голоса за условия достаточного уровня технологий. Временные задержки – это проблема только IP-телефонии. Итак, на рис 2.5 показаны индивидуальные характеристики передачи спутниковых данных, когда сигнала нужно примерно 170 мс, чтобы добраться к спутника и вернуться на землю (без времени обработки сигнала). Поэтому общий время задержки превышает 250-300 мс. Соответственно к рекомендации G.114, эта задержка превышает допустимый язык передачи. Однако ежедневно осуществляется значительное количество спутниковых звонков. Следовательно, приемлемое качество речи также определяется требованиями пользователей, которые вынуждены принять происшествия. 2.6 Решение для развертывание телефонной сети Asterisk IP PBX Asterisk – программная АТС, способная коммутировать как VoIP вызовы, так и вызовы, которые осуществляются между IP-телефонами и традиционной телефонной сетью общего использование. Поддерживаемые протоколы: IAX, SIP, H.323, Skinny, UNIStim. Поддержка кодеков: G.711 (ulaw и alaw), G.722, G.723, G.729, GSM, iLBC, LPC-10, Speex. Asterisk – динамически развивается открытое программное обеспечение, какое может быть установлено без обзора на лицензирование. Это делает дану программную АТС привлекательной для малого и среднего бизнеса. Количество абонентов в сети может достигать 2000 и ограничена только мощностью сервера. Еще одно преимущество Asterisk – возможность гибкой настройки. Весь необходимый функционал или уже реализованный, или может быть дописан самостоятельно без существенных временных и денежных затрат. Этому способствует принцип: одна задача – один программный модуль. В сравнить с решениями от таких вендоров, как Cisco или Avaya, Asterisk привлекательный еще и стоимостью развертывание. Фактически все расходы возводятся только к покупки телефонных аппаратов и сервера, способного обеспечить необходимую нагрузку на сеть. Сама программа абсолютно бесплатная. Cisco Unified Communication Manager (CallManager) CallManager назначен скорее для больших сетей, что включают к 30000 абонентов. Данный программно-аппаратный комплекс обеспечивает надежность работы и разрешает конфигурировать множество параметров, таких как переадресация звонков или голосовое меню. Существует и "облегченная" express версия, назначена быстрее для небольших офисов. С преимуществ Cisco CallManager след отметить в первую очередь известную техническую поддержку корпорации Cisco. При соответствующем уровне контракта на обслуживание, любая проблема, начиная с вопросов по настройке и заканчивая выходом из строя оборудование, будет решено практически мгновенно. Поэтому Cisco CallManager подойдет компаниям, готовым платить немалые деньги, но и получать при этом высокую качество обслуживание. Avaya IP Office Система IP Office может стать неплохим выбором для среднего размера телефонной сети Количество абонентов здесь ограничено как мощностью сервера, но и количеством приобретенных лицензий. Лицензировать необходимо практически все – платы расширения, используемые приложения и т.д. доставить определенные неудобства. Конфигурация может осуществляться через ряд программ, но наиболее популярная и просто в обращения – Avaya IP Office Manager. Также возможное управление через консоль за помощью Avaya Terminal Emulator. В целом, продукция компании Avaya не ограничивается одним IP Office. Avaya, в 2009 году злилась с еще одним известным производителем Nortel, есть признанным лидером на рынке оборудование для IP-телефонии. 2.7. Варианты постройки IP-телефонных систем Практически реализуются две базовые схемы IP-телефонии. Данные решения позволяют совершать звонки между абонентами, используя Интернет или любую другую IP-сеть. Голос при передаче "помещается" в пакеты формата IP и передается, минуя телефонные линии обычной АТС. Используя сервис IP-телефонии, предоставляемый интернет-провайдерами (ISP), можно заметно снизить расходы на телефонные переговоры на дальние дистанции. Более комфортные условия создаются за счет ведение телефонных переговоров в дуплексном режиме. Надежный сервис и контроль позволяют звонить как с одного компьютера на другой, да и с компьютера на любой обычный аналоговый телефон. Первая базовая схема связана с организацией телефонных переговоров между пользователями персональных компьютеров, оснащенных мультимедийным оборудованием (гарнитура) и / или специальными программными (программно- аппаратными) средствами. На данный момент протокол SIP – безусловный лидер по поддержке со стороны. оборудование и приложения для конечных пользователей. Существуют следующие типы терминалов с его поддержкой: 1. Программные телефоны (Softphones). Это программы, которые, будучи установленные на компьютере могут использовать микрофон и наушники вместо телефонной трубки, интерфейс пользователя компьютера в качества номеронабирателя и сетевую плату в качества аппаратного ресурса передачи голосовых сообщений. на данный момент это, по-видимому, самый популярный и доступный тип SIP-терминала. 2. Адаптеры для работы аналоговых телефонов в сетях VoIP. Это специальные устройства, которые эмулируют телефонную линию (FXS) и позволяют подключать к ним обычные телефоны. С другого конца к такому устройству подключается обычно кабель Ethernet. Применение телефонных адаптеров, например, DVG-2001S, шлюза VoIP за поддержки SIP-протокола разрешает объединить телефонную сеть ТМЗК с сетью VoIP и использовать традиционные аналоговые телефонные аппараты для совершения звонков по Интернету. Такой комплект оборудования имеет 1 порт FXS и 1 порт Fast Ethernet и обеспечивает удобство и экономию средств компаний, которые нуждаются частых междугородных и международных деловых звонках. 2.8 Выводы к разделу 2 Организация сети IP-телефонии выполняется на основе правил, да называемых протоколов VoІР телефонии. по аналогии с моделью OSI определенные протоколы отвечают определенным уровням, создавая тем самим стек протоколов VoIP На качество передачи голосовой информации влияют разные факторы, которые можно разделить на 2 группы: характеристики ИР сети, да характеристики шлюза Одной из основных характеристик передачи голосовой информации есть задержка. Считается, что задержка до 150 мс оптимальна. Максимальная доступная задержка голоса – 400 мс. Есть несколько причин для появления общей задержки Их можно разделить на группы, в зависимости от места их возникновение: задержка накопление, задержка обработки, сетевая задержка. Из-за явление задержки возникает эффект джитера. Джитер – это разница в времени между прохождением разных пакетов от отправителя к получателя. Для борьбы с джитером на конечном оборудовании создается джитер буфер, где определенное время, в зависимости от конфигурации, сохраняются пакеты голосовых данных. Это сделано для того, чтобы собрать в кучу определенную количество пакетов, разместить его в верном порядке и выдать получателю. В зависимости от финансовых возможностей, или потребностей следует выбирать решение для организации телефонии. Для небольших офисов хорошим решением будет Астерик. Он полностью бесплатный. Для большого количества абонентов следует подумать о Cisco CallManager. Он рассчитан количество до 30 тысяч абонентов. Это решение есть платным, но техническая поддержка Cisco готова решить мило вопрос в кратчайшие сроки. 3 ПОСТРОЕНИЕ IP-ТЕЛЕФОНИИ НА БАЗЕ ОС ASTLINUX 3.1 Описание ОС AstLinux AstLinux – это ОС с открытым исходным кодом, созданная на базе ядра Linux. Основным полем применения этой операционной системы является развертывание. сервера телефонии. Дистрибутив состоит из таких основных элементов как Linux Kernel, Asterisk (SIP), Prosody (XMPP), dnsmasq (DNS/DHCP), OpenSSH (SSH), lighttpd (HTTP/HTTPS), OpenSSL, OpenVPN, PHP да много других. Как и большинство программ с открытым кодом, AstLinux был создан для удовлетворение потребности. После открытия Asterisk в июне 2004 года Кристиан Кильгофное (создатель этого дистрибутива) увлекся возможностями многопротокольный инструментарий телефонии и Linux. Основная проблема Asterisk состоит в поэтому, что без ядра да другого базового программного обеспечение (дистрибутива) он Ничего нет делает. Это приложение, но для фактического рабочего решения требуется гораздо больше, чем приложение. Некоторые специалисты используют подход, заключающийся в установлении общего дистрибутива общего назначения Linux и установке Asterisk. Этот подход имеет несколько проблем. Самая большая из этих проблем – избыточность такой. системы, и, как следствие, сложность в администрировании да нерациональное использование ресурсов аппаратного и программного обеспечение. Большинство дистрибутивов общего назначения включают все – от Apache до Samba да много другого. Это все отличные программы, но это нет то, что нужно установить или запустить на своей АТС. Кроме того, конфигурация всегда была проблемой. Чтобы получить полное решение Asterisk с общим дистрибутивом, нужно знать много о Linux, Asterisk да сетевые Протоколы. На основе потребностей в решении этих проблем было создано решение Astlinux. Эта ОС складывается только с компонентов, что необходимы для функционирование собственной АТС. Файлова система Astlinux разбита на 3 раздела: - раздел /dev/sda1 – это ваши выходные дни данные FAT16, созданы путем установка astlinux-XXX.img через ISO; - разделом /dev/sda2 есть раздел Unionfs, наложение R/W для /etc да /stat; - раздел /dev/sda3 предназначен для /mnt /kd /, по существу все ваши данные конфигурации. С этого факта следует еще один плюс использование ОС AstLinux – автоматическое монтировка диска. В Linux есть Да есть понятие как «монтаж» диска. Для доступа к файлам на этом диске. Суть монтирования в потому, что в файловой системе создается новая директория (обычная папка), допустим, это папка /mnt/kd. А затем командой mount указывается, что теперь, например, диск /dev/sda смонтирован в директорию /mnt/kd. После этого можно получить доступ к файлам диска /dev/sda открыв папку /mnt/kd. С помощью такого подхода – когда любой диск может быть любой. какой папкой в системе, можно делать очень гибкое настройки. Самый частый пример, что встречается на практике: файлы пользователя хранятся в папке /home/имя пользователя/, например /home/mial/. При установке операционной системы я могу сделать так, что мой второй или третий диск (а не системный) будет смонтирован в точку /home/mial/. То есть вся операционная система будет располагаться на одному диска, а все мои пользовательские файлы – на другом. Таким образом, в случае переустановка системы, возможно снова настроить монтаж диска с файлами в папку /home/mial/ и в результате в новой, только что установленной системе, уже будут на месте все документы пользователя mial Поскольку часто слабым местом в мощных компьютерах есть скорость чтение с диска, то на серверах с высокой нагрузкой практикуется перенос файлов баз данных (например, /var/lib/mysql/ на другой диск), возможна перенос файлов сервера (/srv/http/ ) на третий диск, файлов логов (/var/log/httpd/) на еще один диск да проч. Это разрешает добиться того, что данные с баз данных считываются независимо от журналах, есть пока выполняются операции чтения-записи для одного процесса, другому процессу не требуется ждать своей очереди - все выполняется одновременно. Еще монтирование позволяет выбрать разные режимы, например, диск можно смонтировать в режиме «только чтение» – в результате с него можно будет просматривать файлы, но испортить этот диск невозможен. Огромным преимуществом между других серверных ОС есть наличие веб интерфейса для администрирования сервера и АТС Информационные блоки а также блоки для редактирование размещены в распределенных вкалдках интерфейса. Основная информация о состояние системы: координаты подключение да базовые настройка сети, количество пространства, что занимает система, параметры NTP, количество активных каналов, статусы пиров отображается в режиме реального времени в владельцы "Status" Рисунок 3.1 - Вкладка Status веб-интерфейса Astlinux В владельцы “CDR logs” можно Найти записи успешных звонков, фильтровать их за разными критериям да выгрузить на персональную машину в *.csv формате. Вкладка «Blacklist» разрешает устанавливать правила недозвона на номера. Например, при звонке на номер отдать ответ «Но Answer», или сразу направлять звонок на голосовую почту. Вкладка "Network" разрешает в удобном режиме выполнить настройки сети, удовлетворяющие потребностям предприятия, такие как тип подключение, настройка VLAN, Firewall, NTP, VPN и т.д. Рисунок 3.2 - Вкладка Network веб-интерфейса Astlinux Функцией вкладки "Edit" есть удобный Поиск необходимого конфигурационного файла да его изменение. на отличие от CLI, где для редактирование определенного конфигурационного файла, необходимо знать его место расположение в директории, и редактировать путь к определенному файлу, в WI этого делать не нужно, так как все конфигурационные файлы собраны в одном месте и конкретный файл удобно найти за помощью поиска по странице Ctrl+F. Также следует отметить, что вводимый текстовый редактор бразурера значительно удобнее за утилиты редактирование текста *nix систем, которые используются для редактирование текста через CLI (например, утилита nano). На вкладке «Prefs» можно добавить/убрать отображение параметров системы в других вкладках, например в вкладке статус можно убрать отображение заполнения диска, или добавить мониторинг состояния аппаратного обеспечение. Вкладка "System" разрешает изменять пароль для пользователей, перезапустить систему, или модуль Asterisk, проверить переменные конфигурации системы. 3.2 Этапы установки да настройка IP-телефонии на базе OC AstLinux 3.2.1 Этап 1. Определение выходных данных Задано: - назначение да основные варианты применение сети IP-телефонии; - требования к количества линий; - список существующего сетевого оборудование; - программное обеспечение (состав и характеристики) Необходимо: - построить действующую сеть IP-телефонии на базе операционной системы AstLinux. Ограничение: - необходимо использовать оборудование да программное обеспечение известных производителей. Сеть IP-телефонии будет обрабатывать звонки внутренних пользователей в локальной сети Количество линий: 2, с последующей возможностью расширения. Связь между узлами сети на физическом уровне должна реализовываться по протоколом IEEE 802.11. В качестве конечного оборудования использовать софтфоны. Аппаратное обеспечение: WiFi роутер да ПК, что будет выступать сервером телефонии. Для рационального использование аппаратного ресурса, на ПК будет запущена виртуальная машина, в рамках которой будет сконфигурирован сервер IP- телефонии. 3.2.2 Этап 2. Развертывание виртуальной машины и установка OC Astlinux Развертывание сервервера телефонии будет происходить на виртуальной машине Virtual окно. VirtualBox – это программное обеспечение, имитирующее настоящее обратное обеспечение, дающее возможность пользователю устанавливать, запускать и использовать другие операционные системы, как обычные приложения. Виртуальная машина создает определенное изолированное окружение на компьютере, состоящее из виртуальных компонентов реального компьютера: жесткого диска, видеокарты, оперативной памяти, разных контроллеров устройств и т.д. Таким образом, установленная в VirtualBox операционная система будет полностью уверена в поэтому, что она работает на реальном аппаратном обеспечении. В первую очередь, на официальном портале Astlinux https://www.astlinux- project.org/ необходимо скачать ISO образ ОС Guest VM x86-64bit (Video Console), который будет использоваться для установки ОС Astlinux по нашей ВМ. В программе VB, создадим новую виртуальную машину. Важно: В поле «Версия» выбрать параметр «Other Linux», так как в VirtualBox не имеет уже готового сборника Astlinux и мы будем устанавливать его собственноручно. В следующем окне необходимо указать максимально возможный объем видеопамяти, который может использовать наша виртуальная машина. Необходимо соблюдать баланс между ресурсами хоста и гостевой ВМ для их корректной работы. Для реализации нашего проекта будет достаточно 1024 МБ (минимум 512 МБ) «Физическое «реальное» оборудование, на котором работает виртуальная машина, называют «хостом», а виртуальную машину, эмулированную на этой машине, называется «гостевой системой». Хост может эмулировать несколько гостевых систем, каждая с которых может эмулировать разные операционные системы и аппаратные платформы. Рисунок 3.3 - Окно для создание виртуальной машины В следующих окнах создаем новый виртуальный жесткий диск. VDI (динамический) для максимальной экономии ресурса хоста. По завершению проекта ВМ будет иметь не более 1,4 ГБ пространства жесткого диска, но не соображений резервирования, было решено установить максимально доступное объем 8 ГБ. После этого виртуальную машину можно считать созданной, но для корректной работы виртуальной системы этого мало, поэтому необходимо установить дополнительные настройки. Из-за комбинацию клавиш Ctrl+S переходим к настройкам ВМ. Во вкладке система (процессор) рекомендую увеличить количество процессоров к двух, а в вкладке дисплей объем видеопамяти до 128 МБ. Важнейшим параметром настройки является сеть. За по умолчанию VB для сети использует NAT-трансляцию, если оставить тип подключения таким, вызовы не будут доходить до нашего сервера, через что он нет сможет прорабатывать их. Для того чтобы обойти это ограничение, необходимо установить тип подключение «Сетевой мост» и выбрать необходимый адаптер, через какой хост и ВМ смогут выйти в Интернет. В моем случае в качества адаптера установлена WiFi-карта, да как выход в сеть Интернет организованный через Wi-Fi роутер. После сохранение перемен, настройка ВМ можно считать исполненным. Рисунок 3.4 - Окно настройка виртуальной машины После первого запуска ВМ, VB предложит выбрать загрузочный диск, для установка ОС. Необходимо выбрать раньше загружен образ Astlinux. Рисунок 3.5 - Окно выбора загрузочного диска После этого начнется процесс установки. В процессе установки будет предложено 3 версии Asterisk по выбору. Рекомендую установить последнюю версию, так как только последнюю версию можно считать наиболее защищенной и наименее уязвимой к багам прошлых версий ПО. Также в ходе установки нужно будет переписать диск /dev/sda. Это можно сделать в соответствующем окне установки. Большинство дистрибутивов Linux имеют почти идентичную структуру каталогов через Стандарт иерархии файловой системы (англ. Filesystem Hierarchy Standard, сокращ. FHS). FHS определяет структуру и содержание каталогов в UNIX-подобных операционных системах. Он основанный на более старому стандарте FSSTND (Стандарт файловой системы). Дистрибутивы Linux обычно строго следуют FHS. Например, файлы конфигурации находятся в одном месте вне зависимости от дистрибутива Linux (обычно в каталоги /etc). Это значительно упрощает разработку программного обеспечение для Linux, поскольку разработчикам программного обеспечения не нужно писать разные версии приложений для каждого дистрибутива. В FHS все файлы и каталоги появляются в корневом каталоге (/). Вот список наиболее важных каталогов: /boot – содержит файлы, связанные с первоначальном загрузке компьютера; /bin – содержит определенные важные выполняемые файлы, такие как ls, cp и mount; /dev – содержит файлы устройств, такие как жесткие диски или компакт-диски. диски; /sbin – аналогичный / bin, но содержит программы, которые обычно запускаются только системным администратором; /etc – содержит файлы конфигурации; /home – домашний каталог пользователя; /lib – содержит программные библиотеки; /media – точка монтировка съемного носителя; /usr – содержит большинство назначенных для пользователя утилит и приложений; /var – файлы переменных, например журналы; /tmp – содержит временные файлы; sd – сокращение от «Small Компьютер System Interface (SCSI) mass- storage driver» (драйвер запоминающего устройства SCSI). То есть, простыми словами, /dev/sda – название жесткого диска. После перезаписи жесткого диска установка AstLinux завершится автоматически. Поскольку ранее был установлен загрузочный диск, наша ВМ при каждом последующем запуске по умолчанию будет обращаться к ISO оскорбления для запуска, что приведет к бесконечного цикла повторных установок ОС AstLinux. Для того чтобы избежать этого, после успешной установки ОС, необходимо выключить ВМ, зайти у нее настройка (владка (Носители) и удалить ISO файл из списка носителей. После этого при включении ВМ будет запускаться уже установлена ОС, а нет ее установочный файл. Рисунок 3.6 - Удаление загрузочного оскорбления с параметров запуска 3.2.3 Этап 3. Первичное настройка OS Astlinux Одним из преимуществ OS Astlinux является гибкая форма администрирования системы, как через веб-интерфейс, да и через командный строчка. В ходьбе первичного настройка будут продемонстрированы 2 этих варианта. После запуска ВМ система приглашает логин и пароль для входа. При входе через командную строку, стандартный логин: root, пароль: astlinux. того чтобы узнать IP адрес нашего сервера необходимо воспользоваться утилитой ifconfig (аналог ipconfig для Windows). Для проверки наличии Интернет соединение можно использовать утилиту ping. Для более удобной работы через терминал, в нашему случае это возможности пользоваться курсором, копировать/вставлять текст необходимо воспользоваться дополнительным ПО PuTTY. PuTTY – это клиент для организации удаленного доступа к хостов. Доступ обеспечивается благодаря протоколам SSH, Telnet и т.д. Данный инструмент является одним из основных в работе системных адмистраторов, да как разрешает нет зависеть от физического расположение аппаратного обеспечение. Загрузить можно за ссылкой https://www.putty.org/ . Рисунок 3.7 - Вывод команды ifconfig После этого нам нужно поочередно выполнить следующие команды: $ initial-setup status ok-format /dev/sda – ожидаемый вывод команды $initial-setup format separate /dev/sda 256 – форматирует приведенный диск $reboot – приведет к перезапуска системы $initial-setup configure /dev/sda – выполняет настройка диска $reboot Дальнейшая настройка сервера телефонии будет происходить через веб- интрефейс. Для входа в интрфейс в любому удобном браузеры нужно перейти по ссылке https://pbx.local/admin/setup.php где вместо pbx.local необходимо ввести IP-адрес сервера. Для входа через веб-интерфейс в поле логин/пароль необходимо вводить admin/astlinux. С помощью веб-интерфейса в вкладке «Система» необходимо изменить пароль для роли admin (root для CLI). После чего будет предложено войти за помощью нового пароля. Последним пунктом базового настройка Astlinux есть установка звуковых пакетов Asterisk В той же вкладке «Система» необходимо выбрать параметры звукового пакета (например, core-english-ulaw), выбрать действие (например, Обновить / установить), а потом подтвердить внесение изменений нажав кнопку Звуковой пакет. При условии наличия выхода в Интернет, Установка звуковых пакетов пройдет автоматически и. После этого первично настройка ОС Astlinux считается исполненным. 3.2.4 Этап 4. Настройка конфигурационных файлов. Файл конфигурации sip.conf – определяет каналы SIP. каналов SIP в Asterisk, как для входящих, так и исходящих звонков. Каждый SIP клиент или сервер определяется в этом файле как текстовый блок, по типу приведенного ниже: [хxx] type=yyy parameter1=value parameter2=value Учетные записи в sip.conf могут быть трех типов: user, peer и friend peer: SIP запись, какой Asterisk может использовать для осуществление исходящих звонков (например, SIP-провайдер). А также для входящих вызовов, если Вам необходимо сопоставить эту запись не с именем пользователя с поля FROM, а с IP адресом, указанным для этой записи. Для записи этого типа, для входных вызовов, никогда нет будет проверяться соответствие имени пользователя и пароля, а только соответствие с IP адресом и номером порта источники вызова SIP клиент, типа peer, входящего звонка, если использует авторитизацию, если она будет востребована вызванной стороной. user: SIP запись, по которой вызовы могут поступать извне в Asterisk (телефон, который может только совершать вызовы). Пользователи, для которых назначены доступны им сервисы в определенных для них контекстах. friend: Запись, которая одновременно и user и peer. Этот тип наиболее подходит для телефонов и других устройств Для SIP пользователей этого типа Asterisk создаст два объекты, один типа peer и один типа user, с одинаковыми именами. Для демонстрации работы сервера телефонии были созданы два SIP клиенты 1001 и 1002. Эти пользователи были заданы в файле sip.conf следующим образом: [1001] type=friend regexten=1001 secret=1234 context=outcoling host=dynamic callerid="1001" <1001> disallow=all allow=alaw allow=ulaw language=ru callgroup=1 pickupgroup=1 qualify=yes canreinvite=yes call-limit=4 nat=no [1002] type=friend host=dynamic insecure=invite username=1002 secret=45678 context=outcoling disallow=all allow=alaw Файл extensions.conf – план набора (Dialplan) Конфигурация плана набора содержится в файле конфигурации Asterisk – extensions.conf. Это один из важнейших конфигурационных файлов. В нем определяется обработка и маршрутизация входящих и исходящих вызовов. Этот файл управляет поведением всех соединений проходят через Вашу АТС. Содержание файла "extensions.conf" разбито на секции, в которых могут быть или определены статические настройка и определение или выполняемые команды плана набора, в этом случае они называются контекстами. Секции, назначены для статических параметров, называются general и globals, а имена контекстов определяются системным администратором системы. Специальный тип контекстов – это макрос, обозначен для пользователя определенным именем с префиксом macro. Это многократно выполняемые шаблоны, подобные процедурам в языке программирование. Каждая секция в файле extensions.conf начинается со строки именем секции, заключенного в квадратные скобки. Структура контекста следующая: exten=>МАСКА,ПОРЯДОК,ДЕЙСТВИЕ. Где: МАСКА – маска номера, или статически заданный номер; ПОРЯДОК – порядок действия для конкретной МАСКИ (возможна последовательность действий); ДЕЙСТВИЕ – команда, какая выполняется системой в случае попадание звонка на данном правило. В нашем случае план набора выглядит следующим образом: [outcoling] exten=>_XXXX,1,Dial(SIP/${EXTEN},,m) После каждого изменения в файлы конфигураций необходимо сохранять измененный файл и перезапускать процесс Asterisk'а. Все эти процедуры удобно делать черз веб интерфейс путем редактирование текстовой информации в специальном окне и нажатием соответствующих кнопок меню. Рисунок 3.8 - Выбор конфигурационного файла в веб-интерфейсе Для осуществление вызовов кроме сервера телефонии с настроенной Виртуальной АТС необходимо конечное оборудование. Для дипломной работы в качества конечного оборудования использовались софтфоны. Софтфон – класс программного обеспечение для персонального компьютера, илисмартфона, для осуществление телефонных или видеозвонков через Интернет без использования дополнительного аппаратного обеспечение. Главным плюсом использование софтфона есть отсутствие зависимости аппаратного обеспечение, что означает отсутствие излишних затрат. Среди множества возможных софтфонов был выбранный Port SIP UC по следующим причинам: 1. Это полностью бесплатный продукт, на отличие многих аналогов. 2. Отсутствие зайфых фунуций и отсутствие необходимости создавать дополнительные профили компании, что уменьшает временный и человеческий ресурс на ведение учетного записи. 3. Позволяет выполнять звонки в локальной сети без необходимости создание транка с провайдером. 4. Простой и быстрый способ подключение конечного оборудование к сети Интернет телефонии. 5. Наличие версий программы для персональных компьютеров, смартфонов с ОС Android и ОС IOS. Для начала работы достаточно всего лишь SIP-логин, пароль и адрес SIP-сервер. Рисунок 3.9 - Регистрация линий через PortSIP 3.2.5. Этап 5. Тестовое установка соединение. Оценка качества связи После выполнимая всех перечисленных выше шагов звонки в локальной сети будут производиться корректно. CDR'ы этих звонков можно удобно увидеть и выгрузить в *.csv формате через веб интерфейс Выполнение тестовых звонков можнооценить следующим образом: 1. Качество связи: высокое; собеседники хорошо слышали друг друга; посторонних шумов, которые могли бы мешать распизанию слов собеседника обнаружено. 2. Задержка : минимальная, неощутима. Рисунок 3.10 – CDR записи динков 3.3 Выводы к раздела 3 Операционную систему Astlinux можно охарактеризовать следующими принципам: - минимизация раздутие кода. AstLinux включает только необходимы для работы АТС пакеты и дает возможность выключать те пакеты, чьи функции не используются; - безопасность да исправление ошибок обеспечиваются одним обновлением прошивки, а не серией запутанных обновлений пакетов; - дизайн наложенного программного обеспечение, обновленный образ микропрограммы устанавливается только для чтение, тогда как пользовательские данные налагаются на чтение-запись; - возвращение к предыдущей прошивки разрешает быстро восстановить работоспособность системы, если обновление микропрограммы вызвало проблему; - управление осуществляется с помощью браузера HTTPS для общих задач да доступа к командному строки через SSH или консоль; - поддерживаются собственные сборки, что позволяют начальные инсталляции да обновление микропрограммы с помощью приватного хранилища. Использование веб-интерфейса значительно упрощает конфигурирование собственной АТС, через возможность быстрой навигации между вкладками, да удобном доступ к редактированию конфигурационных файлов.По желанию, а также для улучшение самой архитектуры сервера, например, создание резервных копий диска или установлены дампу трафика, остается возможность выполнять настройки через командный строчка. Базовое настройка собственной сети телефонии на базе данной операционной системы требует минимум времени благодаря большому спектру авто- настроек под время установки ОС Astlinux. Девочки, что обрабатываются системой отвечают современным ожиданиям и потребностям абонентов в качестве голосовой информации, уровню шумов, да времени задержки в прохожие голосового трафика ВЫВОДЫ IP-телефония – относительно новая технология, какая быстро перешла на рынок телекоммуникаций, предложите новую программу спектра и услуги, которые раньше нет были доступными. Некоторые из этих уникальных особенностей: - обеспечение услуг видеосвязи; - создание голосовых и видеоконференций (общение нескольких абонентов); - инструменты контроля трафика; - сбор статистических данных; - использование криптографических методов для защиты информации; - возможность создание колл-центров; В настоящее время в системе IP-телефонии есть много нерешенных вопросов по качества обслуживание, целесообразности, экономичности да уникальности этой технологии, что заставляет команды разработчиков в всему мире Искать новые пути решение этих проблем. Ввиду на проблему решение качества голосовой связи в IP-телефонии, сегодня актуальна информация об этой новой методику да инструменты для улучшение качества голосового связи в системах VoIP. Организация сети IP-телефонии выполняется на основе правил, да называемых протоколов VoІР телефонии. по аналогии с моделью OSI определенные протоколы отвечают определенным уровням, создавая тем самим стек протоколов VoIP На качество передачи голосовой информации влияют разные факторы, которые можно разделить на 2 группы: характеристики ИР сети да характеристики шлюза Одной из основных характеристик передачи голосовой информации есть задержка. Считается, что задержка до 150 мс оптимальна. Максимальная доступная задержка голоса – 400 мс. Есть несколько причин для появления общей задержки Их можно разделить на группы, в зависимости от места их возникновение: задержка накопление, задержка обработки, сетевая задержка. Из-за явление задержки возникает эффект джитера. Джитер – это разница в времени между прохождением разных пакетов от отправителя к получателя. Для борьбы с джитером на конечном оборудовании создается джитер буфер, где определенное время, в зависимости от конфигурации, сохраняются пакеты голосовых данных. Это сделано для того, чтобы собрать в кучу определенную количество в кучу, расположить их в верном порядке и выдать получателю. В зависимости от финансовых возможностей, или потребностей следует выбирать решение для организации телефонии. Для небольших офисов хорошим решением будет Астерик. Он полностью бесплатный. Для большого количества абонентов следует подумать о Cisco CallManager. Он рассчитан количество до 30 тысяч абонентов. Это решение есть платным, но техническая поддержка Cisco готова решить мило вопрос в кратчайшие сроки. Удачным решением есть организация IP-телефонии на базе операционной системы Astlinux Это решение имеет существенные преимущества над конкурентами, такие как бесплатность, отсутствие избыточности системы, автоматизация настроек при установке, удобные методы конфигурирования системы. Что самое главное, сети IP-телефонии на базе данной операционной системы отвечают потребностям в качества связи на основании выше сказанного считаю, что цель дипломной работы достигнута. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Основы IP-телефонии, базовые принципы, термины и протоколы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://habr.com/ru/post/183152/ 2. Астерик. Начало. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://habr.com/ru/post/264981/ 3. Studying the Архитектура and Signaling Flow of SIP. [Электронный ресурс]. Режимдоступа: https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/496236/Studying% 20SIP.pdf?sequence=2&isAllowed=y 4. Virtual machine. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_machine#:~:text=System%20virtual%20mac hines,- See%20also%3A%20Hardware&text=The%20physical%2C%20%22real%2Dworl d,operating%20systems%20and%20hardware%20platforms . 5. Файл конфигурации sip.conf. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://asterisk.ru/knowledgebase/Asterisk+config+sip.conf 6. файл extensions.conf. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://asterisk.ru/knowledgebase/Asterisk+config+extensions.conf 7. ПРИНЦИПЫ IP ТЕЛЕФОНИИ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://alley- science.ru/domains_data/files/1July2020/PRINCIPY%20IP%20TELEFONII.pdf 8. IP-ТЕЛЕФОНИЯ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ ОФИСА НА 72 ХОСТЫ. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://biblio.onat.edu.ua/bitstream/handle/ 123456789/1553/Sekciyi3_2013.PDF?sequence=1&isAllowed=y#page=49 9. Обозначения дисков и дисковых разделов в системах Linux. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://avreg.net/howto_linux-hard- disks.html 10. New Installation. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doc.astlinux-project.org/userdoc:new-install 11. AstLinux Project. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.astlinux-project.org/about.html 12. Перспективы использование IP-телефонии. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ir.lib.vntu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/17536/2880.pdf?sequence=3 13. Команда mount в Linux или все о монтировании разделов, дисков, образов ISO и SMB ресурсов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://itshaman.ru/articles/3/mount