Системи за мониторинг на трафик в VoIP мрежи. Част втора — принципи на организация

Здравейте, колеги!

В предишния В материала се запознахме с един особено полезен и, както може да се забележи, доста необходим елемент от VoIP инфраструктурата, а именно системата за мониторинг на трафика, или по-кратко, СМТ. Научихме какво представлява, какви задачи решава и също така посочихме най-ярките представители, представени от разработчиците на ИТ света. В тази част ще разгледаме принципите, според които се осъществява внедряването на СМТ в ИТ инфраструктурата и мониторингът на VoIP трафика с нейните средства.

Архитектура на системи за мониторинг на VoIP трафика

Строихме, строихме и накрая построихме. Ура!
От анимационния филм „Чебурашка и крокодил Гена“.

Както беше отбелязано по-рано, в областта на комуникациите и телекомуникациите съществува достатъчно на брой продукти, които принадлежат на съответната категория. Въпреки това, ако абстрахираме от наименованията, разработчиците, платформите и т.н., може да се забележи, че всички те са повече или по-малко еднакви от гледна точка на тяхната архитектура (най-малкото тези, с които авторът е имал работа). Следва да се отбележи, че това е свързано именно с простото отсъствие на каквито и да било други методи за извличане на трафика от елементите на мрежата за последващ детайлен анализ. В същото време последното, според субективното мнение, в по-голяма степен е определено от текущото развитие на различни области в предметната индустрия. За по-ясно разбиране ще разгледаме следната аналогия.

От момента, в който великият руски учен Владимир Александрович Котельников създаде теоремата за измервания, човечеството получи грандиозна възможност да извършва аналого-цифрови и цифро-аналогови преобразувания на речеви сигнали, благодарение на което можем напълно да се възползваме от такъв забележителен вид комуникация като IP телефония. Ако погледнем развитието на механизмите за обработка на речеви сигнали (известни като алгоритми, кодеци, методи на кодиране и т.н.), можем да забележим как цифровата обработка на сигнали (ЦОС) направи принципна крачка в кодиране на информационни съобщения – реализиране на възможността за предсказание на речевия сигнал. Тоест, вместо просто оцифровка и използване на a- и u-правила за компресия (G.711A/G.711U), сега имаме възможност да предаваме само част от измерванията с последващо възстановяване на всичкото съобщение, което значително пести честота. При връщане на темата за СМТ, можем да отбележим, че в момента няма аналогични качествени промени в подхода към улавянето на трафика, освен определени видове зеркалиране.

Нека се обърнем към графиката, представена по-долу и илюстрираща какво е построено от специалистите в съответните области.

Графика 1. Общата схема на архитектурата на СМТ.

Практически всяка СМТ се състои от два основни компонента: сървър и агенти за улавяне на трафика (или пробници). Сървърът приема, обработва и съхранява VoIP трафика, който идва от агентите, а също така предоставя на специалистите възможност да работят с получената информация в различни формати (графики, диаграми, Call Flow и т.н.). Агентите за улавяне приемат VoIP трафика от оборудването на ядрата на мрежата (например SBC, softswitch, шлюзове и др.), преобразуват го в формат, използван в приложимия софтуер на системата и го предават на последния за последващи манипулации.

Както композиторите в музиката създават вариации на основните мелодии на произведенията, така и в този случай са възможни различни варианти на реализиране на представената схема. Многообразието им е значително и основно се определя от характеристиките на инфраструктурата, в която се развива СМТ. Най-често срещаният вариант е този, при който не се инсталират и не се настройват агенти за улавяне. В този случай анализираният трафик се насочва директно към сървър или например, сървърът получава необходимата информация от pcap-файлове, генерирани от мониторинговите обекти. Този метод на доставка обикновено се избира, когато не е налична възможност за инсталиране на пробници. Мястото за разполагане на оборудването, недостатъчността на ресурсите за виртуализация, дефектите в организацията на транспортната IP мрежа и, съответно, проблемите с мрежовата свързаност и т.н., всичко това може да бъде причина за избора на посочения вариант за организация на мониторинга.

Разбирайки как СМТ може да бъде въведена в IT инфраструктурата от архитектурна гледна точка, сега ще разгледаме аспекти, които са по-подходящи за системните администратори, а именно начините за разгръщане на софтуерните системи на сървърите.

В процеса на подготовката на решението за реализиране на разглеждания компонент от мрежата за мониторинг, у изпълнителите винаги възникват много въпроси. Например, какъв трябва да бъде съставът на хардуерното осигуряване на сървъра, достатъчно ли е инсталирането на всички компоненти на системата на един хост или е по-добре да ги разделим помежду им, как да извършим инсталацията на софтуерното осигуряване и т.н. Споменатите по-горе, както и много други свързани въпроси, са изключително обширни, а отговорите на много от тях действително зависят от конкретните условия на експлоатация (или проектиране). Въпреки това, ще се опитаме да обобщим конкретиката, за да получим общо разбиране и представа за тази страна на деплоя на СМТ.

И така, първото нещо, което винаги интересува специалистите при внедряването на СМТ, е с какви ТТХ да се използва сървърът? Като се има предвид широко разпространеното свободно софтуерно решение, този въпрос се задава толкова пъти, че по популярност вероятно може да се сравни с въпроса „Какво да правим?“, зададен от Николай Гаврилович Чернишевски... Основният фактор, влияещ на отговора, е количеството медиасесии, което платформата за телефония обработва или ще обработва. Числената и осезаема характеристика, даваща конкретна оценка на посочения фактор, е параметърът CAPS (Call Attempts Per Second) или броя на обажданията в секунда. Необходимостта от отговор на този въпрос е преди всичко обусловена от факта, че именно информацията за сесиите, изпратена в системата, ще създава натоварване на нейния сървър.

Вторият въпрос, който възниква при вземането на решение относно характеристиките на хардуерните компоненти на сървъра, е съставът на софтуерното осигуряване (операционни среди, бази данни и т.н.), което ще функционира на него. Сигналният (или медиа) трафик постъпва на сървъра, където се обработва (разбор на сигналните съобщения) от някое приложение (например, Kamailio), а след това форматираната по определен начин информация се записва в базата данни. За различните СМТ, като приложения, произвеждащи дефрагментация на сигнални единици, така и приложения, осигуряващи съхранение, могат да бъдат различни. Въпреки това, всички те са обединени от една природа на многопоточност. Все пак, поради особеностите на такъв елемент от инфраструктурата, какъвто е СМТ, в този пункт следва да се отбележи, че броят на операциите за запис на диск значително превъзхожда броя на операциите за четене от него.

И накрая… «Как много в това слово»: сървър, виртуализация, контейнеризация… Последният и много важен аспект, засегнат в тази част на статията, са възможните начини за инсталиране на компонентите на СМТ при нейното разгръщане. Технологиите, изброени до цитата от безсмъртното произведение на А.С. Пушкин, са широко разпространени в различни инфраструктури и проекти. От една страна, те са тясно взаимосвързани помежду си, а от друга страна – значително се различават по много критерии. Въпреки това, всички те, в една или друга форма, са представени от разработчиците като налични варианти за инсталиране на своите продукти. Обобщавайки за изброените в първата част на статията системи, ще отбележим следните начини за разгръщането им на физически сървър или виртуална машина:
— използване на сценарии за автоматична инсталация или самостоятелна инсталация и последваща настройка на съответния софтуер,
— използване на готов образ на ОС с предварително инсталирано ПО на СМТ и/или агент,
— използване на технология за контейнеризация (Docker).

Изброените средства за инсталация имат свои предимства и недостатъци, а специалистите имат свои предпочитания, ограничения и конкретни условия, при които се намира експлоатираната или внедряваната от тях инфраструктура, за да могат да изразят някакви препоръки. От друга страна, представеното описание на пътищата за разгръщане на системите за мониторинг на SIP-трафика е доста прозрачно и на текущия етап не изисква по-подробно разглеждане.

Така се получи още една статия, посветена на важен и интересен елемент от VoIP-мрежата – системата за мониторинг на SIP-трафика. Както винаги, благодаря на читателите за оказаното внимание към този материал! В следващата част ще се опитаме да се задълбочим още повече в конкретиката и да разгледаме продуктите HOMER SIP Capture и SIP3.

Източник: habr.com