Network World, США

Кое-кто с высокомерием отзывается об IP-телефонии как еще об одном приложении в сети передачи данных. Но представьте себе, что произойдет, если качество вызовов VoIP начнет стремительно падать или, хуже того, сервис пакетной телефонии вообще перестанет быть доступным для сотрудников компании.

Мы протестировали представителей нарождающегося класса продуктов, к которым применимо собирательное название «средства анализа вызовов VoIP». Они помогают администраторам сетей VoIP осуществлять упреждающий мониторинг и устранять неполадки в среде IP-телефонии, добиваясь постоянной доступности сервиса.

На приглашение участвовать в испытаниях откликнулись семь компаний — Agilent Technologies, Brix Networks, ClearSight Networks, Fluke Networks, Touchstone Technologies, Viola Networks и WildPackets. Победителем оказалось ПО ClearSight Analyzer фирмы ClearSight благодаря чрезвычайной простоте использования и способности анализировать большое число протоколов VoIP. Пакет OptiView производства Fluke Networks уверенно разместился на втором месте, продемонстрировав умение извлекать огромное количество информации о вызовах VoIP. Правда, работать с ним было довольно утомительно. На третье место могли претендовать решения сразу трех компаний — Agilent, Touchstone и WildPackets. Они обеспечивают более полный анализ трафика VoIP в среде SIP (Session Initiation Protocol), нежели при работе с патентованными протоколами.

Протоколы имеют значение

Инструменты анализа вызовов VoIP ориентированы на работу в среде с вполне определенными протоколами пакетной телефонии. Интерпретация последовательностей, управляющих обработкой вызовов, представляет для них значительные трудности, ведь формат и содержание соответствующих сообщений сильно меняются в зависимости от используемого протокола.

Каждое средство анализа тестировалось на протяжении двух месяцев в четырех средах VoIP при использовании трех патентованных протоколов и двух — на базе SIP. Различия продуктов, связанные со способностью осуществлять мониторинг трафика VoIP и регистрировать его параметры в среде SIP, оказались гораздо большими, чем при использовании фирменных протоколов. Исключением стали лишь ClearSight Analyzer и Fluke OptiView, одинаково успешно функционировавшие как в стандартной (SIP), так и в патентованной среде VoIP.

Зонд Distributed Network Analyzer MX (DNA MX) и приложение Telephony Network Analyzer (TNA) компании Agilent, а также ПО EtherPeek VX фирмы WildPackets в различных протокольных средах могли регистрировать лишь часть телефонного трафика VoIP. Дело в том, что даже в среде с разными протоколами используется стандартный формат сеансов VoIP. Речь идет о двунаправленных потоках протокола Real-Time Transport Protocol (RTP), функционирующего поверх User Datagram Protocol (UDP). Они без труда диагностируются и дешифруются при помощи инструментария, распознающего потоки RTP даже в том случае, когда IP-УАТС использует патентованный протокол сигнализации.

Включение в работу

Протестированные средства анализа в основном представляют собой специальные приложения для ПК. Многие из них дополняют сетевые анализаторы тех же производителей и позволяют распознавать и обрабатывать как сами вызовы VoIP, так и относящуюся к ним служебную информацию.

Так, компания Agilent реализовала функции анализа трафика VoIP на базе приложений мониторинга пакетов RTCP (Real-Time Transport Control Protocol) и RTP, допускающих простую интеграцию с популярным пакетом Network Analyzer. Средства анализа трафика VoIP могут быть инсталлированы на ноутбуке, подключенном к зеркальному порту коммутатора, либо выполняться на аппаратном зонде, установленном на входе в ключевые сегменты опорной сети. Для тестирования нам досталось 100-Мбит/с устройство DNA MX, поддерживающее практически любые сетевые интерфейсы, обрабатывающее трафик гигабитных каналов с физической скоростью линии и допускающее удаленное управление из произвольной точки сети. Приложение TNA было запущено на отдельном компьютере, который взаимодействовал с зондом DNA MX по сети.

Программный анализатор производства ClearSight был установлен на ноутбуке под Windows XP. Он воспринимал проходящий трафик, перехватывал все передававшиеся по сети пакеты, анализировал их с целью выявления голосовых IP-пакетов и соотносил с соответствующими сеансами. Обычно такой ноутбук подключается к зеркальному порту коммутатора, на который копируется и перенаправляется трафик из основных каналов связи.

OptiView компании Fluke может выполняться на ПК или на специальном аппаратном зонде, который размещается на входе магистрального соединения. Он осуществляет захват и анализ пакетов. В тестировании участвовали как гигабитный зонд стоимостью около 21 800 долл., так и ноутбук с ОС Windows 2000 и инсталлированным на нем ПО OptiView, который был подключен к зеркальному порту коммутатора. Приложение для анализа трафика VoIP в обоих случаях было одним и тем же, хотя конфигурация с автономным зондом больше приспособлена для распределенных сред.

Еще одной разработкой, которая основана на просмотре и захвате пакетов, является WinEyeQ компании Touchstone. В нашем случае она функционировала в среде Windows 2000 и просматривала проходящий трафик через зеркальный порт коммутатора. Этот продукт в большей степени ориентирован на анализ трафика VoIP, чем конкурирующие разработки, поскольку все элементы его экранного интерфейса спроектированы непосредственно для анализа трафика пакетной телефонии.

Инструментарий EtherPeek VX фирмы WildPackets также представляет собой Windows-приложение. Оно тестировалось в той же конфигурации, что и предыдущий продукт.

А вот разработка BrixMon производства Brix требует обязательного использования аппаратных зондов, которые сама компания именует верификаторами. Они генерируют модельный трафик VoIP, основываясь на заранее подготовленных тестах, которые допускают адаптацию к условиям конкретной сети. Модельный трафик циркулирует только между верификаторами, но представители компании заверяют, что BrixMon способен выполнять мониторинг и генерировать отчеты о реальном трафике VoIP. К сожалению, проверить это заявление при использовании различных сценариев оказалось непросто.

Наконец, продукт NetAlly фирмы Viola представляет собой программный пакет, генерирующий потоки VoIP, которые пересылаются между распределенными ПК-клиентами.

Применение модельного трафика исключает прямой мониторинг вызовов VoIP, инициируемых пользователями, поэтому продукты компаний Brix и Viola индифферентны к применяемым протоколам. Это свойство может оказаться полезным, если вы планируете задействовать средства анализа VoIP на этапе пилотной эксплуатации IP-УАТС, дабы оценить возможные изменения в функционировании существующей инфраструктуры при появлении в ней трафика VoIP. Но когда дело дойдет до передачи по сети реального трафика пакетной телефонии, эти разработки не смогут предоставить вам такие же инструменты для детального анализа протоколов и реального трафика, какие имеются в решениях других компаний.

В данной категории самые высокие оценки получили продукты Agilent и Fluke, прежде всего благодаря поддержке дополнительных сетевых топологий и функций. И наоборот, систему BrixMon оказалось крайне сложно установить и заставить работать надлежащим образом.

Мониторинг в режиме реального времени

Тестирование было призвано оценить, в какой мере данные продукты помогают выполнять мониторинг трафика VoIP в режиме реального времени. Нас интересовала точность информации, которая описывает:

  • управление вызовами VoIP (инициация вызовов и управляющая сигнализация),
  • состояние текущих вызовов VoIP,
  • параметры текущих вызовов (вызываемый абонент, используемый голосовой кодер и т.д.),
  • полосу пропускания, занимаемую вызовами VoIP,
  • IP-адреса основных узлов и оконечного оборудования VoIP (контроллеров вызовов, шлюзов, IP-телефонов),
  • задержку, ее неравномерность и долю потерянных пакетов для вызовов VoIP между двумя территориально разнесенными точками.

Инструментальные средства, способные выдавать информацию в режиме реального времени, продемонстрировали наилучшие результаты в среде SIP. Победителем оказалось ПО EtherPeek VX компании WildPackets, в частности — благодаря своему приятному графическому интерфейсу, отображающему статус SIP-вызовов. Ненамного отстал продукт фирмы ClearSight, выдававший такой же объем информации. Однако определить с его помощью, какие звонки уже завершились, а какие остаются активными, не так-то просто. С управлением вызовами на основе SIP неплохо справились продукты Agilent, Fluke и Touchstone.

А вот компания Viola мало что может предложить пользователям для мониторинга и анализа трафика VoIP в среде SIP и патентованных протоколов, поскольку ее продукт работает с искусственно генерируемым трафиком. То же справедливо в отношении инструментария фирмы Brix, хотя последний в некоторой степени способен выполнять мониторинг пользовательских потоков VoIP.

В тесте на отслеживание трафика в среде с фирменными протоколами управления вызовами безусловным победителем стал ClearSight Analyzer. Помимо формальной поддержки полудюжины протоколов VoIP это приложение обеспечивает классификацию вызовов, основываясь и на дополнительных патентованных протоколах, воспринимая их в качестве общих средств управления вызовами. Второе место мы отдали продукту компании Fluke, успешно отслеживавшему патентованные протоколы, но классифицировавшему их как неизвестные средства управления вызовами. ClearSight Analyzer выводил ключевые параметры вызовов VoIP на один экран, тогда как в пакете фирмы Fluke для просмотра всех параметров, связанных с данным вызовом, использовались дополнительные окна.

Если говорить об отслеживании состояния вызовов и генерации соответствующих отчетов, то в среде SIP пальма первенства досталась фирме WildPackets. Выбрав при помощи мыши тот или иной вызов VoIP, вы увидите удачно спроектированное окно, в котором выводятся график флуктуаций задержки передачи, имя сервера, IP-адреса устройств, между которыми сформировано соединение, и другие сведения. В этом отношении заслуживает упоминания и инструментарий корпорации Agilent, представляющий информацию о вызовах в табличном виде. Отчеты, разработанные программистами из Fluke и Touchstone, содержат похожие сведения, но навигация по экрану для их просмотра недостаточно проста и удобна.

В средах с патентованными протоколами две верхние строчки снова заняли продукты ClearSight и Fluke, предоставлявшие исчерпывающую информацию о вызовах VoIP. Разработки Agilent и WildPackets неплохо справились с мониторингом вызовов, осуществлявшихся при помощи патентованных протоколов, прежде всего благодаря встроенным средствам анализа данных. Ни один из остальных продуктов не мог предоставлять достаточную информацию о вызовах VoIP, если протоколы управления ими не являлись стандартизованными.

Способность выдавать сведения об использовании полосы пропускания также зависела от протокола. Наилучший результат показало приложение ClearSight Analyzer: доля пропускной способности, а также величины задержек, амплитуда их флуктуаций, процент потерянных пакетов и другие параметры можно просматривать как в патентованной, так и в SIP-среде. Ненамного отстала разработка фирмы Fluke: объем информации оказался таким же, но выводилась она в менее удобной форме.

В среде SIP инструментальные средства Touchstone, Agilent и WildPackets продемонстрировали отличные результаты как при анализе сообщений, управлявших вызовами VoIP, так и при генерации отчетов, содержавших статистические данные о параметрах вызовов.

Тесты на мониторинг и вывод данных об условиях QoS заставили отдать пальму первенства продуктам Fluke, причем независимо от использовавшегося протокола. Мониторинг QoS неплохо выполняли и системы ClearSight, Viola и Brix, но их информация не всегда оказывалась точной. Так, BrixMon и NetAlly оценивали условия QoS, исходя из генерировавшегося ими модельного трафика, и оказались нечувствительными к управляющему протоколу VoIP, который применялся в IP-УАТС.

В стандартной среде, основанной исключительно на протоколе SIP, наиболее точные и полные сведения об ухудшении параметров функционирования сети и условий QoS выдавали продукты компаний WildPackets и Fluke. Что касается остальных разработок, значения параметров QoS иногда были некорректными.

Четкий и разборчивый

Требования к средствам анализа трафика и вызовов VoIP не ограничиваются точным мониторингом параметров, интересующих пользователя. Эти продукты должны быстро находить требуемые данные и представлять их в ясной форме. Как оказалось, по простоте в работе и удобству навигации разработки сильно различаются.

Первое место занял продукт ClearSight. Все данные и измерения параметров трафика VoIP поступали от апплетов, запускаемых с одного экрана. Потоки VoIP были представлены в виде таблицы, напоминающей файл регистрации событий. Выбрав интересующий его поток, пользователь может перейти к более подробной информации. Все графики отличаются высокой наглядностью. В общей таблице выводятся суммарные сведения об использовании полосы пропускания и вызовах. Выбор и повторный просмотр любого потока VoIP осуществляется одним нажатием мыши.

Продукт EtherPeek VX ненамного отстал от победителя. Его интерфейс позволяет четко отличить активные вызовы от уже завершенных, что особенно полезно при диагностике. В режиме реального времени администратор может без труда узнать, кто говорит по телефону. Сильной стороной EtherPeek VX является функция построения карты, позволяющая получать динамическое графическое представление потоков и соединений в режиме реального времени.

При работе с потоками протоколов SIP или H.323 пользователь оценит удивительную простоту навигации, реализованную в интерфейсе приложения Touchstone WinEyeQ. Единый удачно организованный «экран VoIP» содержит семь закладок для вызова отдельных апплетов. Структура интерфейса привязана к конкретным вызовам, что заметно облегчает захват, отслеживание, регистрацию и удаление относящихся к ним данных.

Интерфейс, реализованный разработчиками из Agilent, предоставляет массу технических деталей, но отыскать в них требуемые данные довольно сложно. Работа с этим продуктом может вызвать затруднения, да и от системы экранных подсказок могло быть больше пользы.

Система OptiView производства Fluke способна работать в режимах мониторинга и захвата трафика, и довольно трудно определить, какой из них используется в данный момент. Выдаваемые данные зависят от режима, что сильно мешает работе с продуктом. Как и в случае с решением Agilent, обилие получаемых данных впечатляет, но в них трудно отыскать то, что вас интересует. Набор недавно появившихся приложений, включающий в себя VoIP Properties и Call and Channel Details, проще в использовании и навигации, чем прежний анализатор данных, на котором базируется OptiView (в него входили модули Capture Views, Network Monitoring и Expert Views).

Интерфейс и представление данных в программе NetAlly компании Viola, при всей ограниченности собираемой информации, отличаются ясностью и простотой навигации. Пользовательский интерфейс инструментария BrixMon адаптирован к разным тестам, но на освоение методов экранной навигации с использованием гиперссылок и многочисленных клавиш требуется время.

Генерация отчетов

Кроме собственно мониторинга трафика VoIP в режиме реального времени мы пытались оценить дополнительные, но весьма полезные функции генерации отчетов, в том числе способность автоматически определять относительное качество выбранных вызовов VoIP. Тестировавшиеся продукты предоставляли такую информацию с разной степенью детализации, используя не всегда логичную смесь метрик и шкал. Они простирались от общепринятой схемы выставления баллов по шкале MOS до относительно новых «эзотерических» метрик вроде фактора Network R, алгоритма E Model, спецификации ITU G.107 и некоторых патентованных методов (см. «Сети», 2004, № 8, с. 33).

В нашу задачу не входило последовательное тестирование всех этих методов оценки качества вызовов. Мы ограничились сравнением оценок, которые продукты присваивали вызовам VoIP при отсутствии искажений, с оценками аналогичных вызовов после существенного ухудшения характеристик сетевой среды. Оказалось, что в большинстве случаев добавления помех вычисленное значение качества вызовов снижалось на соответствующую величину.

Самые высокие баллы в этой категории получили продукты Brix и ClearSight, самые низкие — решения Viola и Fluke. В рамках поддерживаемых тестов система BrixMon оценивает ряд уникальных параметров, заимствованных из мира традиционной телефонии, например интервал времени между завершением набора номера и звонком телефона вызываемого абонента. Приложение ClearSight Analyzer предоставляет в распоряжение администратора ряд заранее настроенных отчетов о долговременных трендах. Они будут полезны для мониторинга параметров контрактов об уровне обслуживания (SLA). Инструментарий Agilent способен генерировать записи CDR по всем анализируемым вызовам VoIP. Аналогичная возможность реализована в продукте Touchstone, а представители Viola заверили нас, что программа NetAlly при анализе вызовов VoIP способна обращаться за информацией к записям CDR, генерируемым системой Cisco CallManager.

Специальные функции

В части протестированных продуктов реализованы уникальные функции, которые не попали ни в одну из описанных категорий. Так, ПО ClearSight Analyzer способно напрямую декодировать вызовы VoIP, передаваемые по беспроводной сети Wi-Fi. Кроме того, эта программа выполняет детальные мониторинг и анализ видеотрафика. Администратор может задать отправку на контроллер вызовов модельных последовательностей сообщений, управляющих формированием соединений, чтобы проверить доступность и время реагирования контроллера. Аналогичные функции, обеспечивающие имитацию процедуры установления соединений и мониторинга, поддерживает инструментарий BrixMon и NetAlly.

Приложение EtherPeek VX компании WildPackets позволяет варьировать флуктуации задержки при ретроспективном воспроизведении вызова VoIP с целью проанализировать их влияние на качество вызовов. Фирма Fluke реализовала возможность развертывания и централизованного опроса нескольких распределенных зондов. А Touchstone разработала специальную вспомогательную программу анализа тонов DTMF (Dual Tone Multi-Frequency) для исследования работы систем интерактивного речевого ответа.

Подводя итоги тестирования, следует отметить значительную вариабельность возможностей и производительности средств анализа трафика VoIP в зависимости от управляющих протоколов. Пока SIP не станет повсеместно распространенным стандартом пакетной телефонии (по мнению большинства экспертов, это произойдет года через два), пользователям придется всякий раз соотносить приобретаемый инструментарий с используемыми в их организации протоколами, IP-УАТС и другими средствами VoIP.

Процедура тестирования

На протяжении двух месяцев средства анализа трафика VoIP были подключены к среде тестирования, объединявшей четыре IP-УАТС:

  • Nexspan L компании EADS Telecom, использующую фирменный, основанный на управляющих воздействиях протокол управления вызовами VoIP;
  • SX-200 ICP производства Mitel Networks, которая для управления вызовами использует патентованный протокол MINET, базирующийся на обмене сообщениями;
  • Univerge 7000 корпорации NEC, которая применяет патентованный протокол управления вызовами PROTIMS, основанный на управляющих воздействиях, но способна поддерживать и SIP-телефоны при наличии отдельного SIP-контроллера;
  • SIPxchange фирмы PingTel, базирующуюся исключительно на стандарте SIP.

Конфигурация среды тестирования включала в себя две подсети, моделировавшие штаб-квартиру и региональный офис компании. Для связи подсетей служили маршрутизаторы фирмы Cisco и коммутаторы Extreme Networks. Канал Глобальной сети имитировался при помощи устройства Hurricane IP Network Emulator производства PacketStorm Communications. Оно позволило варьировать параметры сетевой среды, моделируя разные сценарии ухудшения условий передачи путем изменения задержки, ее неравномерности и доли потерянных пакетов.

Зеркальный порт был сконфигурирован в подсети «штаб-квартиры». Он использовался для подключения пяти из семи тестировавшихся средств анализа трафика VoIP, а продукты Brix и Viola имели соединения с обоими концами тестового канала Сети. Генерируя модельный трафик между собственными оконечными устройствами, эти два продукта оценивали пропускную способность и другие параметры соединения.

Для создания реального потока вызовов VoIP между двумя подсетями служили минимум восемь IP-телефонов. Кроме того, некоторые звонки осуществлялись локально, в пределах первой подсети. Одновременно в сети были активными до четырех телефонных или конференц-вызовов VoIP. До формирования, в процессе поддержания и после разрыва соединений средства анализа VoIP использовались для определения характеристик потока вызовов. Они позволяли представить на экране монитора процессы инициации и установления вызова, обмен сигнальной информацией и сведения о производительности, относившиеся к реальным сеансам связи по сети пакетной телефонии.