O crescimento em grande proporção de redes VoIP (Voice Over IP - Voz sobre IP) por todas as empresas requer uma boa qualidade neste serviço. Esse artigo relata um caso de uso de uma grande instituição financeira em como aprimorar o processo de monitoração e detecção de problemas da infraestrutura de telefonia baseada em VoIP, para diagnosticar atrasos, indisponibilidade ou qualquer outra falha que afete o usuário final. A técnica de monitoração empregada utiliza equipamentos de AaNPM (Application Aware Network Performance Management – Gerenciamento de Desempenho de Redes com conhecimento da Aplicação) e se baseia no espelhamento de tráfego de redes, garantindo a identificação do problema ou indisponibilidade apontando detalhes de métricas e parâmetros importantes, ao associar os eventos a grupos de negócios da instituição.

1. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
Apresentação
Kleber Silva
25/11/2015
Monitoramento de rede VOIP - estudo de
caso com uma solução de AaNPM
(Application aware Network Performance
Management)

2. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
Agenda
1. Introdução
2. Motivação
3. Indicadores e Métricas de VoIP
4. Técnicas de Monitoração
5. Estudo de Caso
6. Conclusão

3. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
• Uma das aplicações em maior adoção e
crescimento nas redes de computadores é
a tecnologia VOIP - “Voz sobre IP” (Voice
Over Internet Protocol).
• VOIP exige um monitoramento da
qualidade das chamadas por se tratar de
uma infraestrutura importante
nas organizações que a tem
utilizado em larga escala,
visando economia de custo.
1 - Introdução

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• Novas técnicas, serviços e protocolos
passaram a ser usados na tecnologia VoIP,
tornando-a complexa.
• VoIP utiliza o protocolo UDP na camada
de transporte, por ser um protocolo mais ágil
2 - Motivação
que o TCP e porque um vídeo ou
uma chamada pode se sujeitar a
perda ou desvios de alguns
pacotes, sem impacto
significativo na qualidade do vídeo
ou da chamada.

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• O TCP é orientado a conexão e troca
confirmações de recebimentos (ACKs),
fornece retransmissão e controle de fluxo,
reordena os segmentos, por isso é
considerado confiável: usado pela maioria
das aplicações: email, web, banco de dados
• O UDP não possui nenhum dessas
características, ou seja, é um protocolo não
confiável. Sua vantagem é a rapidez, já que
possui menor consumo de tempo nessas
verificações: usado por VoIP, DNS, DHCP
2 - Motivação

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• Consequência: quando ocorre algum
problema na rede, a ligação perde um pouco
da qualidade mas não chega a ser um
problema, pois o usuário pode retransmitir a
fala que o outro lado não entendeu.
• Porém não deve se tornar uma
constante! Justamente devido a isso, a
monitoração da qualidade das
ligações se torna fundamental!
que é o objetivo desse trabalho.
2 - Motivação

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3 - Indicadores e Métricas
• MOS: (Mean Opinion Score): descreve
métodos e procedimentos que possibilitam uma
avaliação da qualidade de transmissão de um
sinal de voz, usando Pontos.
• É o indicador básico utilizado pelas
ferramentas de monitoração VoIP.
• É capaz de identificar a
interferência causada pelo
atraso, Jitter e pela perda de
pacotes.

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3 - Indicadores e Métricas
• Jitter: variação média do atraso fim-a-fim.
• Esta variação pode levar os pacotes de voz a
chegarem numa ordem não-coerente, fazendo
com que o usuário
tenha a sensação
de que existe a
superposição ou
mesmo a perda
de uma parte da
fala.

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3 - Indicadores e Métricas
• Perda de pacotes: Como já mencionado
anteriormente, uma vez que o VoIP utiliza UDP
na sua camada de transporte, a perda de
pacotes inerentes da rede, principalmente WAN,
impacta na qualidade do serviço das ligações.
• Descarte de pacotes: Por padrão, os
equipamentos VoIP tem uma tolerância a
eventuais atraso de pacotes de redes na faixa
de 100ms a 300ms (dependendo do fabricante) .
Os pacotes que chegarem com um tempo
superior, poderão ser descartados.

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4 – Técnicas de Monitoração
• No estudo de caso, o equipamento de
monitoração recebe e armazena o tráfego de rede
e aplicações por meio da técnica de espelhamento
de portas de rede (Port Mirroring).
• Diferentes fornecedores de switches suportam o
recurso de espelhamento de portas e um exemplo
é o Cisco Catalyst que traz o nome SPAN
(Switched Port Analyzer). Apesar de ser um termo
da Cisco, é usado no mercado genericamente.
•OBS.: alguns administradores de Rede não
aprovam o espelhamento de portas diretamente no
switch, pois pode elevar o seu processamento.

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4 – Técnicas de Monitoração
Equipamento
de monitoração
Servidor de
Gerenciamento
de chamadas
Telefone IP
• Como solução mais viável, o espelhamento do
tráfego pode ser feito por meio de TAP (Test Access
Port) e Agregadores inteligentes de tráfego.

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4 – Técnicas de Monitoração
• Os Agregadores desduplicam pacotes iguais e
podem filtrar apenas o tráfego de interesse.

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4 – Técnicas de Monitoração
• AaNPM (Application aware Network Performance
Management) é a Gestão do Desempenho de Redes
com conhecimento da Aplicação ao longo do seu
ciclo de vida e pelo conhecimento de seus
indicadores e métricas específicas, garantindo o
menor uso de recursos, principalmente focando na
experiência do usuário final.
• Como a tecnologia VOIP é uma Aplicação, pelo
fato de agir diretamente na experiência do usuário
em suas chamadas de voz, uma solução específica
de AaNPM apresenta melhores resultados que o
Gerenciamento de Redes apenas (NPM - Network
Performance Management).

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5 – Estudo de Caso
• Grupos de Negócios: foram divididas as redes
de origem das ligações em grupos, e com isso
quando alguma métrica VoIP apresentar redução de
qualidade, o administrador do ambientes consegue
saber exatamente qual área está sendo afetada.
• Estudo de caso real de monitoramento de redes
VoIP em uma grande instituição financeira em São
Paulo usando a abordagem de AaNPM.

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5 – Estudo de Caso
• 4 primeiras ligações: Ruim ou Pobre (MOS entre
1 e 2). Usuários que iniciaram essa chamada
optaram por desligar e utilizar outro meio de
contatar o destinatário da ligação (no caso da 2ª e
4ª da lista, ligações rápidas) ou ficaram repetindo
as frases até que o outro lado compreendesse a
mensagem já que durou 6 e 10 minutos no caso da
1ª e 3ª da lista (porém gerando um desgaste).

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5 – Estudo de Caso
• Neste caso, o administrador de Redes pode
utilizar a ferramenta para abrir os pacotes de
redes relacionados somente a cada ligação ruim
(no Wireshark por exemplo), e então realizar o
diagnóstico de problemas (troubleshooting)
baseado nas dicas e explicações que a ferramenta
oferece conforme figuras seguintes.

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5 – Estudo de Caso
•“O canal de voz está com uma qualidade pobre de
conversação. A qualidade leva em consideração
qualquer disfunção ocorrida durante uma chamada e
o impacto da dificuldade”.
•“Tais disfunções incluem situações de conversas
sem sentido devido a grandes atrasos (como por
exemplo em links com alta latência) e efeitos de
eco. Outras métricas, como Delay/Jitter e perda de
pacotes podem dar uma ideia adicional da causa raiz
do baixa qualidade da chamada”.

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5 – Estudo de Caso
• “O canal de voz está usando uma codificação
(codec) com uma taxa de amostragem muito
baixa, a qual irá impactar a qualidade da ligação.
Baixas taxas de amostragem introduzem distorção
ao sinal original. Se não há requisito de link de rede
que realmente demanda uma codificação dessas, a
sugestão é usar amostragens maiores e com isso
prover uma qualidade melhor de sinal”.

19. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
5 – Estudo de Caso
• “O fator Atraso excessivo é entendido como
tipicamente causado por links de alta latência ou
congestionados. Se a rede possui links de satélite
(conhecido por possuir alta latência) por exemplo,
esse comportamento é esperado. Se o motivo é
congestionamento, então a solução seria configurar
um melhor QoS para os protocolos de VoIP”.
• “Por fim, o fator Eco se refere ao nível de eco da
rede após os pontos terminadores podem ser
interpretados como eco de linha (no caso de
gateway) ou eco de acústica (no caso de um headset
– conjunto de microfone e fone de ouvido)”.

20. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
5 – Estudo de Caso
• Os equipamentos e
cabeamento de rede
devem ser investigados
mediante verificação
dos pacotes
coletados e
filtrados.
• Essa figura mostra
os índices de perda de
pacotes daquela
ligação, assim como os
pacotes perdidos ou
descartados. (não há
dicas de diagnósticos
na ferramenta).

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5 – Estudo de Caso
• O próximo indicador é o Jitter que mostra duas
métricas com valores altos na casa de segundos
(mais de 1.000 milissegundos) em sua média e
máximo: Round-Trip (Ida e Volta) na média de 2.7s e
máximo de quase 5s e One-Way (Ida) com 1.4s de
média e 2.5s de pico.
• OBS.: As dicas de diagnósticos da ferramenta já
foram apresentadas anteriormente na segunda
métrica degradação, quando aborda o atraso.

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5 – Estudo de Caso
• A ferramenta apresenta os codificadores (codecs)
utilizados G.729A / G.729AB com a taxa de
amostragem em 8000 por segundo. De acordo
com a métrica degradação essa é uma taxa baixa e
deve ser melhorada.

23. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
5 – Estudo de Caso
• A métrica de QoS mostra os bytes de ToS (Type
of Service – Tipo de Serviço) que são enviados no
cabeçalho dos pacotes de VoIP para identificar a
classe de serviço daquela ligação, chamado de
DSCP (Differentiated Services Code Point). No caso
da ligação selecionada o valor é o 46 (EF - Expedited
Forwarding). A ferramenta também apresenta o
modelo equivalente, antecessor do ToS, no campo IP
Precedence com o valor 5.

24. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
6 – Conclusão
• Esse trabalho teve como objetivo
demonstrar um caso de sucesso na
monitoração e diagnóstico de uma rede
VoIP em uma instituição financeira.
• Com a adoção em larga escala desse
tipo de solução devido a redução de custos
operacionais, nota-se a importância de se
controlar e gerenciar a qualidade das
chamadas para que os usuários tenham
uma boa experiência na utilização do
serviço, caso contrário a tecnologia pode
cair em descrédito e os usuários adotariam
soluções alternativas, mais caras.

25. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
6 – Conclusão
• As técnicas e exemplos de monitoração
abordados, sugerem uma maneira de se atingir tal
sucesso, mesmo com a complexidade presente na
tecnologia VoIP.
• Ferramenta AaNPM
de fato realizando o
gerenciamento do
desempenho de redes
com foco em aplicações apresentando painéis e
gráficos, divididos por Grupos de Negócios, com
os principais indicadores e métricas de VoIP,
atuando como um repositório de pacotes de rede
recebidos por espelhamento de tráfego.

26. Proibida cópia ou divulgação sem permissão escrita do CMG Brasil.
Kleber Silva
Systems Engineer
kleber.silva@servix.com
Dúvidas