MONITOREO DEL SERVICIO DE TELEFONÍA IP DE LA RED DE TELEMEDICINA TUTUPALY:

FASE 1!

Proyecto de tesis previa a la titulación de Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones

AGENDA

• Introducción

• Objetivos

• Antecedentes y descripción del proyecto

• Conceptos básicos sobre la gestión de red

• Conceptos básicos de tecnologías a utilizarse

• Monitoreo de una central telefónica IP

• Metodología de pruebas y escenarios

• Resultados

• Conclusiones

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Determinar e implementar en un entorno de laboratorio similar al de la red de Telemedicina Tutupaly una plataforma de software libre para monitorear el servicio de Voz sobre IP

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Instalar y comprobar la funcionalidad, tanto del software de monitoreo como de un servidor Asterisk similar al instalado en la red de Telemedicina Tutupaly, en una red experimental propia

• Obtener información en tiempo real del rendimiento de la red monitoreada y sus recursos, en el software de monitoreo seleccionado

• Analizar e interpretar los resultados obtenidos en las gráficas consecuentes del monitoreo de la interfaz de la red experimental

• Examinar los resultados adquiridos de las distintas versiones estables del servidor de telefonía IP con las versiones del software de monitoreo, para diseñar la mejor opción del sistema

• Anexar información acerca de cada uno de los pasos a seguir dentro de las instalaciones y configuraciones de los distintos sistemas y ficheros necesarios para el monitoreo de un servidor de Voz sobre IP con el software seleccionado

DEFINICIÓN DEL ALCANCE DEL PROYECTO

• En años anteriores se llevó a cabo la fase 1 del proyecto de Telemedicina Tutupaly, la implementación de un sistema de telecomunicaciones, servicios de Internet y de VoIP en el subcentro de salud Yacuambi, y en los puestos de salud de Tutupali y la Esperanza

• Actualmente la comunicación del servidor de Voz sobre IP se establece mediante enlaces inalámbricos de larga distancia en banda libre

Esquema del subcentro de salud Yacuambi

DEFINICIÓN DEL ALCANCE DEL PROYECTO

• Sin embargo, debido a la gran importancia que tiene la estabilidad de esta red de datos, es indispensable contar con un análisis y monitoreo del sistema que asegure su correcto funcionamiento. Con el fin de dar solución a esta necesidad nace el presente proyecto

“Monitoreo del servicio de telefonía IP de la red de Telemedicina Tutupaly: Fase I”

Debido a que los servicios de telefonía IP son no comerciales, los parámetros de monitorizacion se limitan a conocer el estado de la red de datos y el uso de los recursos de red. Los servicios de telefonía que se pretenden monitorear son:

Llamadas activas y en espera

Llamadas recibidas y rechazadas

Número de canales que cursan la red

Tiempo de duración de las llamadas

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA GESTIÓN DE RED

SISTEMAS DE GESTIÓN

• Define el control de los recursos en una red con la finalidad de evitar que esta llegue a trabajar incorrectamente, degradando sus prestaciones

• Para tener una mayor comprensión de los que es un Sistema de Gestión de Red, hay que tener en claro los diferentes actores que participan en el:

• Estación de gestión (cliente o sistema gestor), encargada de ejecutar la aplicación de gestión, proporcionando incluso acceso remoto a sus funciones

• Estaciones de recolección de datos (agente o elemento gestionado), que se distribuye por todo el entorno y se encarga de la recolección local de los datos.

SISTEMAS DE MONITOREO

• Una Herramienta de Gestión, define un proceso continuo de recolección y análisis de datos con el fin de anticipar problemas en la red

• Se los puede denominar consolas de gestión, no sólo es necesario el intercambio de valores entre un agente y un cliente, sino el uso que se haga de estos valores

• Gracias a los sistemas de monitoreo de red, pueden utilizarse los datos que se obtienen de los sistemas gestionados para poder analizarlos y hacer una gestión de una forma más fácil, integral y dinámica

GESTIÓN DE LOS SERVICIOS DE TELEFONÍA IP

• La gestión de los servicios de telefonía implica conocer el estado de los mismos, conocer el uso de los recursos por parte de los usuarios, y determinar las necesidades de crecimiento de la red. A través de una plataforma de monitoreo se podrá determinar parámetros como:

!

• Llamadas activas y en espera

• Llamadas recibidas y rechazadas

• Número de canales que cursan la red

!

• Al conocer estos parámetros, se puede establecer una política de uso de los servicios de la red de Telemedicina

CONCEPTOS BÁSICOS DE TECNOLOGÍAS A UTILIZAR E

VOZ SOBRE EL PROTOCOLO DE INTERNET (IP)

• La telefonía IP también llamada Voz sobre IP, es una tecnología que permite digitalizar la voz y encapsulara en paquetes de datos para ser enviados a través de redes de datos empleando el protocolo IP (Protocolo de Internet)

• Una de las desventajas de esta tecnología es que el protocolo IP no ofrece QoS por sí solo

• Todas las definiciones de Voz sobre IP concluyen en un punto importante: envió de voz comprimida y digitalizada en paquetes de datos y sobre el protocolo de Internet

PROTOCOLOS DE VOIP

• Existe una gran cantidad de protocolos que proponen formas distintas de establecer y controlar comunicaciones voz sobre redes IP o protocolos de VoIP:

• H.323 - Protocolo definido por la ITU-T

• Protocolo de inicio de sesiones (SIP) - Protocolo definido por el grupo especial sobre ingeniería de internet (IETF)

• Protocolo de intercambio entre Asterisk (IAX) - Protocolo original para la comunicación entre PBXs Asterisk

SERVIDOR DE TELEFONÍA ASTERISK

• Asterisk es un software PBX que utiliza los conceptos de software libre (GPL), se ejecuta en plataformas Linux y Unix con o sin hardware conectado a la red pública de telefonía.

• Quizá uno de los aspectos más importantes de Asterisk, es que soporta muchos protocolos de VoIP como pueden ser SIP, H.323, IAX y MGCP

• Por lo general Asterisk esta compuesta por los módulos siguientes:

!• Asterisk: Núcleo del sistema, ficheros basé del proyecto

• DAHDI: Soporte para hardware. Drivers de tarjetas de telefonía

• Addons: complementos y añadidos del paquete Asterisk. Opcional

• Libpri: Soporte para conexiones digitales. Opcional

PROTOCOLO SNMP

• Es un protocolo de la capa de aplicación que facilita el intercambio de información de administración entre dispositivos de red

• El protocolo de gestión SNMP, facilita de una manera simple y flexible, el intercambio de información en forma estructurada y efectiva

BASES DE INFORMACIÓN DE GESTIÓN (MIBS)

• Una MIB es una base de datos jerárquica de objetos y sus valores, almacenados en el agente SNMP

• Es un tipo de base de datos que contiene información jerárquica, estructurada en forma de árbol de todos los dispositivos gestionados en una red de comunicaciones

IDENTIFICADORES DE OBJETO (OIDS)

• Los OIDs se organizan en una estructura de árbol de gestión de información (SMI) definidos en el estándar SNMP

• El árbol comienza a partir de un nodo raíz, que luego desciende a través de ramas y hojas que cada una añade su propio valor de referencia a la ruta separado por un punto

MONITOREO DE UNA CENTRAL DE TELEFONÍA IP

SOFTWARE PARA ESTE TIPO DE MONITOREO

• Open Network Monitor System (OpenNMS)

• Nagios

• Cacti

• Hobbit

• Munin

• Monit

• VQManager

Descripciones Hobbit Monit Munin Cacti Nagios OpenNMS VQManager

Interfaz Web x x x x X x x

Alertas y notificaciones x x x X x

Basta información en la red x x X x

Flexible -plugins- x x X x

Escalable y robusto x x X x

Complejidad en instalación y!Configuración X x

Gráficas estadísticas x x x x X x x

Reportes x X x x

Autenticación de usuarios x X x

Usado para redes locales x x x x X x x

Usado para redes empresariales x x X x

Licencia libre x x x x X x

Versatilidad x x X x

Potencia x x x

Fácil de usar x x x x x x x

Orientado a VOIP x x x

CARACTERÍSTICAS DE OPENNMS

• Integración con la plataforma de telefonía Asterisk

• Total soporte para el establecimiento de sesiones SNMP, Activos SNMP (automáticamente se recolecta la información a través de los valores OIDs)

• Descubrimiento y aprovisionamiento automático de redes y de nodos

• Soporte para IPv6

• Soporte para bases de datos (Oracle, PostgreSQL, MySQL, SQL, y otros)

• Construido en un servidor WEB para la interfaz de usuario

SERVICIOS MONITOREADOS POR EL SOFTWARE SELECCIONADO

• OpenNMS es capaz de monitorear los servicios de una PBX Asterisk sin importar su versión, mediante las definiciones de las MIBs Digium Asterisk. Estos servicios son:

!

• Datos de la conexión TCP

• Datos del servicio ICMP

• Canales Asterisk activos

• Llamadas Asterisk activas y procesadas

• Estado del sistema. (Procesos, memoria, interrupciones, uso del CPU, etc)

• Bits de entrada y salida de la interfaz SNMP

INFORMACIÓN SNMP PROPORCIONADA POR ASTERISK

• Para todas las versiones del núcleo Asterisk existen las bases de información MIB, en estas se encuentran definidos los OIDs del sistema Asterisk. NET- SNMP a través de la aplicación snmpwalk puede recolectar información del servidor Asterisk por medio de los OIDs.

!• Asterisk provee 5 clases de información a través de SNMP

!• asteriskVersion - Información de la versión del núcleo Asterisk

• asteriskConfiguration - Información de configuración

• asteriskModules - Información de los módulos disponibles

• asteriskIndication - Información de la región de uso

• asteriskChannels - Información de los canales Asterisk

DESCRIPCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA TECNOLÓGICA

• La red de Telemedicina utiliza la banda libre de frecuencias ISM, haciendo uso de un enlace satelital como punto de acceso a Internet con una velocidad de transmisión de datos de 512 kbps de bajada y 128 kbps de subida, los dispositivos de red que la conforman son:

TOPOLOGÍA DE RED

METODOLOGÍA DE PRUEBAS Y ESCENARIOS

METODOLOGÍA DE PRUEBAS

Diseño en base a

especificaciones técnicas

Implementación de la solución

Revisión post-implementación

DISEÑO EN BASE A ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

• Recolección de información en base a los objetivos específicos

• Determinar teóricamente la plataforma de monitoreo que cumple con los estándares y especificaciones técnicas necesarias para el monitoreo remoto de un servidor de telefonía IP

• Disponer del servidor de monitoreo instalado y operativo

IMPLEMENTACIÓN DE LA SOLUCIÓN

• Configuración de módulos y ficheros necesarios para el establecimiento de una sesión SNMP entré el agente gestor (plataforma de monitoreo) y el recurso gestionado (servidor de telefonía IP)

• Monitoreo operativo de los servicios que brinda el servidor de telefonía IP Asterisk a través de una interfaz web (entorno virtual)

• Instalación y configuración de un entorno de laboratorio similar al de la red de telemedicina Tutupaly para el monitoreo remoto de los recursos de telefonía IP en los dispositivos reales

• Monitoreo de Asterisk en un servidor PC Engine Alix-2D2

REVISIÓN POST IMPLEMENTACIÓN

• Comparación de forma práctica entre la plataforma de monitoreo eleg ida y otr a p lataforma que reúna especificaciones similares

• Revisión del proyecto implementado para establecer mejoras y ajustes en diferentes escenarios de pruebas

• Corregir fallos y problemas que se obtienen a lo largo del desarrollo de la revisión post implementación

ESCENARIOS DE PRUEBAS

ESCENARIO 1: PRUEBAS CON DIFERENTES VERSIONES DEL NÚCLEO ASTERISK

• Las distintas versiones del núcleo Asterisk presentan diferencias marcadas en cuanto al soporte del protocolo SNMP

• Se evaluó el monitoreo de Asterisk en las versiones del núcleo 1.4, 1.6, 1.8 y 10

VERSIONES DEL NÚCLEO ASTERISK 1.4 Y 1.6

• Para estas versiones el soporte que se provee por parte de Asterisk esta agotado (2012-04-21)

• Las configuraciones para establecer una sesión SNMP son más complejas

• Al monitorear los servicios de telefonía IP se presentaron problemas con la versión de Asterisk 1.4, razón por la que se opto realizar las pruebas de monitoreo con Asterisk 1.6

MONITOREO CON LAS VERSIONES 1.4 Y 1.6 DE ASTERISK

PARÁMETROS DE MONITOREO

ASTERISK 1.4 ASTERISK 1.6

Llamadas activas x x

Llamadas procesadas x x

Canales activos x

Canales bridge (puente) x

Protocolos de VoIP Sólo SIPTodos los protocolos

presentes

VERSIONES DEL NÚCLEO ASTERISK 1.8 Y 10

• Estas versiones cuentan con soporte actualizado y a largo plazo (cuatro años)

!

!

!

!

!

• Las configuraciones para establecer una sesión SNMP son sencillas

• El soporte para el protocolo SNMP ha sido mejorado

• Estas versiones no son compatibles con distribuciones Linux preliminares

ESCENARIO 2: PRUEBAS CON LAS DISTRIBUCIONES CENTOS Y DEBÍAN DE

LINUX

• En estas dos distribuciones Linux se utilizó Asterisk versión 1.6 como servidor de telefonía

• Se utilizo CentOS en un entorno virtual de laboratorio y Debian de forma práctica con los dispositivos que conforman la red de Telemedicina

• La diferencia entre estas dos distribuciones esta en el soporte que se da al protocolo SNMP

ESCENARIO 2: PRUEBAS CON LAS DISTRIBUCIONES CENTOS Y DEBIAN DE

LINUX

• Mientras CentOS cuenta con una versión actualizada del demonio NET-SNMP (5.7) Debian cuenta con una versión no actual (5.4)

• En Debian se requiere un nivel mayor de configuración para establecer una sesión SNMP, no es el caso con CentOS

• Sin embargo se realizo el proyecto en la distribución Debían, que es la que se encuentra presente en el servidor ALIX-2D2 de la red de Telemedicina

RESULTADOS

MONITOREO CON CACTI

• Cacti ofrece soporté para monitoreo remoto a través de SNMP, sin embargo no es una plataforma orientada a recolectar datos de un servidor de telefonía IP

• Es necesario la configuración de plantillas de monitoreo para cada uno de los servicios que se quieran monitorear, lo cual lleva a errores en las gráficas

• La complejidad para poder monitorear los servicios de telefonía impiden obtener datos seguros y confiables

MONITOREO CON CACTI

MONITOREO CON CACTI

MONITOREO CON OPENNMS

• OpenNMS es la plataforma de monitoreo de l icencia l ibre orientada a la VoIP, todos los resultados se obtuvieron con la versión 1.8 de esta aplicación

• Es una plataforma completa que puede ser utilizada en redes de datos de gran tamaño

• Es fácil de usar

MONITOREO CON OPENNMS

MONITOREO CON OPENNMS

MONITOREO CON OPENNMS

CONCLUSIONES

• OpenNMS resalta una característica importante, la detección automática de interfaces de monitoreo a través de SNMP

• Sin importar la versión del núcleo Asterisk, se puede monitorear los servicios de telefonía mientras se cuente con el subagente propio del servidor de telefonía IP

• Las versiones del núcleo Asterisk 1.6 y OpenNMS 1.8, son plataformas estables y compatibles entre sí.

• La versión del núcleo Asterisk, presente en la red de Telemedicina no cuenta con el soporte necesario para monitorear todos sus recursos

RECOMENDACIONES

• Uso de plataformas estables

• Uso del protocolo SNMP v2

• Reestructuración de equipos de comunicación

• Actualización del núcleo del servidor del telefonía IP

TRABAJOS FUTUROS

• Implementación de la solución de monitoreo en la red de Telemedicina Tutupaly

• Implementación de una política de calidad de servicio QoS