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

Здравейте, колеги!

В предишният В предишния материал се запознахме с полезен и, както можем да забележим, доста необходим елемент от VoIP инфраструктурата, като системата за мониторинг на трафика или, за краткост, СМТ. Научихме какво е това, какви задачи решава и също така отбелязахме най-известните представители, представени от разработчиците на IT света. В тази част ще разгледаме принципите, според които се осъществява внедряването на СМТ в IT инфраструктурата и мониторинга 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 посочено по-рано, в сектора на комуникациите и телекомуникациите се предлагат достатъчно продукти, които попадат в съответната категория. Въпреки това, ако се абстрахираме от името, разработчика, платформата и т.н., можем да забележим, че всички те до известна степен са еднакви от гледна точка на архитектурата си (поне тези, с които авторът е имал работа). Следва да се отбележи, че това се дължи именно на простото отсъствие на каквито и да било алтернативни начини за извличане на трафик от елементите на мрежата за последващ детайлен анализ. В същото време, последното, по субективно мнение, е в значителна степен определено от текущото развитие на различните области от предметната индустрия. За по-ясно разбиране ще разгледаме следната аналогия.

В момента, в който великият руски учен ученик Владимир Александрович Котельников създаде теоремата за измерванията, човечеството получи грандиозна възможност да извършва аналогово-цифрово и цифрово-аналогово преобразуване на речеви сигнали, благодарение на което можем напълно да използваме такъв чудесен вид свързаност като IP телефонията. Ако погледнем развитието на механизмите за обработка на речеви сигнали (познати като алгоритми, кодеци, методи на кодиране и др.), можем да забележим как ЦОС (цифрова обработка на сигнали) направи принципна крачка напред в кодиране на информационни съобщения – реализация на възможността за предсказване на речеви сигнал. Тоест, вместо просто да цифровизира и да използва a- и u-закони за компресия (G.711A/G.711U), сега имаме възможността да предаваме само част от измерванията с последващо възстановяване на цялото съобщение, което значително економисва честотната лента. Връщайки се на темата за СМТ, трябва да отбележим, че към настоящия момент няма аналогични качествени изменения в подхода към улов на трафик, освен различни видове отразяване.

Нека да се обърнем към илюстрацията, представена по-долу, която илюстрира какво е било построено от специалистите в съответните предметни области.

Рисунок 1. Общата схема на архитектурата на СМТ.

Практически всяка СМТ се състои от два основни компонента: сървър и агенти за улавяне на трафик (или пробници). Сървърът извършва приемане, обработка и съхранение на VoIP трафик, който идва от агентите, както и предоставя на специалистите възможност за работа с получената информация в различни визуализации (графики, диаграми, Call Flow и др.). Агентите за улавяне приемат VoIP трафик от оборудване на ядрото на мрежата (например, SBC, softswitch, шлюзове и др.), преобразуват го в формат, използван в приложеното софтуерно решение на системния сървър, и го предават за последващи манипулации.

Както композиторите в музиката създават вариации на основните мелодии на произведения, така и в случая могат да се реализират различни варианти на представената схема. Разнообразието им е значително и основно се определя от характеристиките на инфраструктурата, в която се внедрява СМТ. Най-често срещаният вариант е този, при който не се инсталират и не се конфигурират агенти за захващане. В този случай анализираният трафик се насочва директно към сървъра или, например, сървърът получава необходимата информация от pcap файлове, генерирани от обектите за мониторинг. Този метод за доставка обикновено се избира, когато няма възможност за инсталиране на сензори. Местоположението на оборудването, недостигът на ресурси за виртуализация, недостатъците в организацията на транспортната IP мрежа и, следователно, проблемите с мрежовата свързаност и т.н., всичко това може да бъде причината за избора на посочения вариант за организация на мониторинга.

След като разбрахме как може да бъде внедрена определена СМТ в IT инфраструктурата от архитектурна гледна точка, ще разгледаме аспектите, които в по-голяма степен попадат в компетенцията на системните администратори, а именно начините за разгръщане на системния софтуер на сървъри.

По време на подготовката на решението за реализиране на разглеждания компонент на 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 добре да ги разделим, как да извършим инсталацията на софтуера и т.н. По-гореспоменатите и много други свързани въпроси са много обширни, а отговорите на много от тях наистина зависят от конкретните условия на експлоатация (или проектировка). Въпреки това, ще се опитаме да обобщим конкретиката, за да получим общо разбиране и представа за тази страна на деплоя на СМТ.

Така, първото нещо, което винаги интересува специалистите при реализирането на СМТ – с кои ТТХ да се използва сървърът? С оглед на широкото разпространение на свободен софтуер, този въпрос се задава толкова често, че по популярност вероятно може да се сравни с въпроса „Какво да правя?“, зададен от Николай Гаврилович Чернышевски... Основният фактор, влияещ на отговора, е количеството медийни сесии, които 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 броят на повикванията в секунда. Необходимостта от отговор на този въпрос е преди всичко обусловена от факта, че именно информацията за сесиите, насочена към системата, ще създава натоварването на нейния сървър.

Вторият въпрос, който възниква при вземането на решение за характеристиките на хардуерните компоненти на сървъра, е съставът на софтуера (операционни среди, бази данни и т.н.), който ще функционира на него. Сигналният (или медия) трафик постъпва на сървъра, където се обработва (разбор на сигнални съобщения) от някакво приложение (например, Kamailio), а по-късно информацията, формулирана по определен начин, се поставя в база данни. За различни СМТ, както приложенията, които извършват дефрагментация на сигналните единици, така и приложенията, осигуряващи съхранение, могат да бъдат различни. Въпреки това, всички те са обединени от една природа на многопоточността. При това, поради особеностите на такъв елемент на инфраструктурата, като СМТ, в този пункт следва да се отбележи, че броят на записите на диск значително надвишава броя на четенията от него.

И накрая... „Колко много във това слово“: сървър, виртуализация, контейнеризация... Последният, но много важен аспект, обсъден в тази част на статията, е възможните методи за инсталиране на компонентите на SMT при нейното разгръщане. Изброените до цитата от безсмъртното произведение на А.С. Пушкин технологии са широко разпространени в различни инфраструктури и проекти. От една страна, те са тясно свързани помежду си, а от друга – се различават драстично по много критерии. Все пак, всички те, в една или друга форма, са представени от разработчиците като налични опции за инсталиране на техните продукти. Обобщавайки за посочените в първата част на статията системи, да отправим внимание към следните методи за разгръщане на физически сървър или виртуална машина:
— използване на скриптове за автоматична инсталация или самостоятелна инсталация и последваща настройка на съответния софтуер,
— използване на готов образ на ОС с предварително инсталиран софтуер SMT и/или агент,
— използване на технология за контейнеризация (Docker).

Изброените методи за инсталиране имат своите предимства и недостатъци, а специалистите имат свои предпочитания, ограничения и конкретни условия, в които се намира експлоатираната или внедряваната от тях инфраструктура, за да посочат някакви препоръки. От друга страна, представеното описание на пътищата за разгръщане на системи за мониторинг на SIP трафик е достатъчно прозрачно и в момента не изисква по-подробно разглеждане.

Така се получи още една статия, посветена на важния и интересен компонент на VoIP мрежата – системата за мониторинг на SIP трафик. Както винаги, благодаря на читателите за проявения интерес 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