QoS for voice applications

MUM Brazil 2011

Currculo

Antonio Nivaldo F. Leite Junior

Graduao em Cincias da Computao; Graduao em Comunicao Social c/ nfase em Pub. e Propaganda; Ps-graduao em Segurana da Informao em Redes de Computadores; Mikrotik Certified Consultant: (MTCNA, MTCTCE, MTCUME, MTCRE, MTCINE);

Professor dos cursos de redes e telecomunicaes do SENAI; Gerente Regional Teletalk; Responsvel Tcnico Redes Bradel Distribuio (Mikrotik Official Distributors)

Objetivo

Como aplicar qualidade de servio em aplicaes de voz sobre redes IP baseadas em Mikrotik

Sistema de telefonia analgico

O sistema analgico baseia-se no uso de transdutores que convertem a energia sonora em energia eltrica e vice-versa.

Sistema de telefonia analgico

O sinal eltrico modulado pela voz do usuario;

Depois transmitido pela linha telefnica (loop local) at o DG mais prximo do bairro do assinante onde vrios loops so conectados a um multicabo de N pares;

O sinal transmitido ento para uma central telefnica a qual possui switches que roteiam o sinal para o destino, de acordo com o numero digitado pelo usurio.

Sistema de telefonia digital

Deixa de haver uma analogia entre o sinal acstico e o sinal digital, em vez disso o sinal amostrado periodicamente.

Cada amostra representada por um nmero (dgito)

Cadeias de dgitos ordenados no tempo = sinal de udio digital

Tcnicas de Compresso

Tecnologias de compresso de voz

Classificao de MOS para voz digital

Voz sobre IP

QoS

Qualidade de Servio (QoS) um requisito das aplicaes para a qual exigi-se que determinados parmetros (atraso, vazo, ...) estejam dentro dos limites pr-definidos.

QoS garantido principalmente pela rede, seus componentes e equipamentos.

QoS

Parmetros bsicos de Qualidade de Servio (QoS):

Vazo Atraso Jitter Taxa de Perda, Taxa de Erros... Disponibilidade

QoS

Principais fatores que influenciam no atraso da rede:

Atraso de Propagao

Atraso nas filas

Latncia dos equipamentos

QoS

Jitter :Variaes nos atrasos da informao (na entrega de

Pacotes)Redes IP normalmente impe um jitter bastante

significativo:Pode entregar pacotes fora de ordem

Causa do Jitter:Processamento com tempo varivel nos equipamentos de

rede

QoS

Efeito do jitter nas aplicaes

QoS

Jitter Solues para os problemas

Aplicaes sensveis ao jitter.Aplicaes em tempo real, multimdia ou quaisquer outras que

dependam de processar a informao em perodos bem definidos (ex.: VOIP)

Abordagens para o Jitter.Buffering Buffer JitterProtocolo de controle de entrega da informao:

QoS Sequncia e tempo de entrega RTP Real Time Protocol

QoS em roteadores

FIFO First-In First-OutMtodo padro de gerenciamento de filas (queuing) nos roteadores

Princpio:Pacotes so enviados para fila de sada de acordo com a ordem que chegam

Consideraes:FIFO consome pouca capacidade computacional no roteador

QoS em roteadores

HTB

Princpio:Diferencia entre (fila) classes de servioEvita a ausncia completa de recursos para as classes de servio

(buffer starvation)Variao do PQ

Operao:Define a seqncia de atendimento das filas de sada (classes de

servios):N filas podem ser definidas

QoS em roteadores

Operao: (cont)Define a quantidade de trfego tratado por fila para cada atendimento (bytes)Quantidade de trfego servido por fila implica em uma certa priorizaoCada fila pode ser sub-dividida de forma HierrquicaEfeito positivo:Todas as classes de servios so atendidasAloca efetivamente pores da vazo de sada (trfego) por classe de servio

QoS em roteadores

QoS em roteadores

Vantagens:Modelo mais justo para diferentes classes(trfego)Restringe recursos (vazo) sem elimin-laDesvantagens:Overhead computacional considervel

Arquitetura Diffserv

Conjunto de recomendaes proposto pela IETF com o objetivo de contornar o problema de escalabilidade da arquitetura IntServ

Prover diferenciao de servio escalvel e flexvel atravs da agregao de fluxos individuais em classes de servios

Reduz o nmero de estados que devem ser mantidos nos roteadores da rede

Arquitetura Diffserv

Princpios Bsicos

Conjunto de roteadores que formam um domnio administrativo (por exemplo, ISP)Roteador de Borda:Primeiro roteador da redeClassifica e marca os pacotes no campo Differentiated

Service DS (ToS IPv4 e Traffic Class IPv6)Roteador Central:Repassa os pacotes marcados no campo DSPacote repassado de acordo com a classeRoteador se basear somente na classe dos pacotes

Arquitetura Diffserv

Pacotes so CLASSIFICADOS:Classes de servio

Pacotes so MARCADOS / ROTULADOS:Rtulo -> DSCP Differentiated Service Code Point

Pacotes de origens diferentes podem receber rtulos iguaisRecebem mesmo servio

Pacotes processados e comutados (recebem um servio) de acordo com seu rtulo:Servios:EF Expedited FowrardingAF Assured FowrardingPHB Per-Hop Behavior (comportamento de

encaminhamento)

Click to edit the title text formatClique para editar o ttulo mestre

Click to edit the outline text format

Second Outline Level

Third Outline Level

Fourth Outline Level

Fifth Outline Level

Sixth Outline Level

Seventh Outline Level

Eighth Outline Level

Ninth Outline LevelClique para editar o texto mestreSegundo nvel

Terceiro nvel

Quarto nvel

Quinto nvel

Pacotes expedidos encontram uma rede livre de trfego, mesmo quando houver um congestionamento

Arquitetura Diffserv

Cenrio

Implementao no Mikrotik

BORDER ROUTER

/ip firewall mangleadd action=mark-connection chain=prerouting comment=VoIP disabled=no dst-address=x.x.x.x new-connection-mark=voipC passthrough=yesadd action=mark-connection chain=prerouting disabled=no new-connection-mark=voipC passthrough=yes src-address=x.x.x.xadd action=mark-connection chain=prerouting disabled=no new-connection-mark=voipC passthrough=yes protocol=udp src-port=5060add action=change-dscp chain=prerouting connection-mark=voipC disabled=no new-dscp=46add action=mark-connection chain=prerouting disabled=no dscp=46 new-connection-mark=voipC passthrough=yesadd action=mark-packet chain=prerouting connection-mark=voipC disabled=no new-packet-mark=voip passthrough=no

Implementao no Mikrotik

AP ROUTER

/ip firewall mangleadd action=set-priority chain=postrouting comment=VoIP new-priority=from-dscp passthrough=yes

/interface wireless set wlan01 wmm-support=enable

DSCP no end-point

Agradecimentos

Bradel Distribuio

Teletalk

Email: anjunior@me.comTelefone: 71 9625-1348

mailto:anjunior@me.com

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