Dnes se podíváme na špičkové nástroje určené k dohledu nad sítěmi VoIP. Technologie Voice over IP, známá jako VoIP, si v posledních letech neustále získává na oblibě. Tato technologie, jak již její název napovídá, umožňuje přenášet hlas prostřednictvím IP sítí. Vznikl tak zcela nový typ telefonních systémů, které k propojení využívají datovou síť. Hlavní výhodou spojení hlasu a dat ve stejné síti je, že odpadá nutnost používat dvě oddělené sady kabeláže.
Z pozice začínajícího pracovníka na helpdesku jsem se setkal s mnoha případy, kdy si uživatelé stěžovali, že se jejich počítače nemohou připojit k síti. Po zjištění se ukázalo, že problémem bylo připojení k nesprávnému konektoru. Situace byla ještě složitější u starších notebooků s integrovanými modemy, kde uživatelé používali telefonní konektor doma a síťový konektor v kanceláři. Dalším problémem byly vyšší náklady spojené s vedením dvou oddělených sad kabeláže. Rychle se tedy ukázalo, že přenášení hlasového signálu v datových sítích představuje značnou výhodu.
Na rozdíl od dat, kde mohou jednotlivé fragmenty dat dorazit na místo určení v jiném pořadí, než byly odeslány, a následně být složeny zpět do srozumitelného celku, je nutné hlasová data přenášet v reálném čase. Hlasová data se sice také dělí na menší části, protože takto fungují datové sítě, avšak tyto části musí dorazit ve správném pořadí a včas. Technologie VoIP vyžaduje bezchybné fungování sítě a několik aspektů, které u přenosu dat nejsou tolik důležité, hrají u hlasového provozu klíčovou roli. Proto je monitorování sítí VoIP nezbytné a vyžaduje specializovaný software, který dokáže hlídat všechny tyto důležité parametry.
V následujícím textu se zaměříme na kvalitu VoIP hovorů a na to, jaké faktory ji mohou ovlivnit. Tyto faktory je pak nutné sledovat. Podrobně si rozebereme i MOS skóre, tedy systém, který se používá v telefonním průmyslu k vyjádření kvality hovoru. V závěru se seznámíme s nejlepšími nástroji pro monitorování sítí VoIP, včetně přehledu hlavních funkcí jednotlivých nástrojů.
Kvalita VoIP hovorů
Než budeme pokračovat, zastavme se a podívejme se na problematiku kvality hovoru. Telefon byl vynalezen již koncem devatenáctého století a od té doby se neustále vyvíjí. Jeho dnešní úroveň je považována za samozřejmost a každý uživatel očekává křišťálově čistou konverzaci. Skutečnost, že některé hovory probíhají prostřednictvím VoIP a nikoli tradiční telefonní linky, na tom nic nemění. Subjektivní vjem uživatele z telefonního hovoru se obvykle nazývá kvalita hovoru. To vyjadřuje, jak dobře je řeč slyšet a jak srozumitelně jí lze rozumět. Kvalitní hovor by měl obsahovat jen malý nebo žádný statický šum, a co je důležitější, nemělo by docházet k žádným výpadkům zvuku.
Faktory, které mají vliv na VoIP sítě a kvalitu hovorů
U technologií VoIP může kvalitu hovoru ovlivnit řada faktorů. Některé z nich souvisejí s volbou technologie, zatímco jiné souvisejí s provozními vlastnostmi sítě. Podívejme se tedy na hlavní faktory, které mohou ovlivnit kvalitu hovorů.
Kodek
Kodek je zkratka pro slova kódování a dekódování. Jedná se o komponentu, která převádí analogovou řeč na digitální data a naopak, což umožňuje její přenos prostřednictvím datové sítě. Různé kodeky poskytují různé výsledky. Některé nabídnou vyšší kvalitu hovoru, avšak za cenu většího objemu dat, zatímco jiné objem dat zmenší, ale na úkor kvality hovoru. Nejvyšší kvalitu běžně dosahuje kodek G.711. Jeho vysoká kvalita je dána tím, že nepoužívá kompresi dat, což z něj zároveň činí kodek s nejvyššími nároky na šířku pásma. Tento kodek pro každý hovor vyžaduje šířku pásma 90 kb/s. Často se používají i kodeky G.729, G.726 a G.723.
Šířka pásma
Na kvalitu hovoru má v menší míře vliv i dostupná šířka pásma. Například je pravděpodobné, že použití LAN přepínačů s porty 1 Gbps zajistí lepší kvalitu hovoru než přepínače s porty 100 Mbps. Ačkoli konverzace využívá méně než 100 kb/s šířky pásma, jak zjistíme při zkoumání dalších faktorů, může značně trpět přetížením. Vzhledem k tomu, že sítě jsou zřídka vyhrazeny pouze pro VoIP, jakékoli nadměrné využití se okamžitě projeví na kvalitě hovoru.
Stručně řečeno, sítě by měly mít dostatečnou šířku pásma pro přenos datového i hlasového provozu. Pomocí nastavení QoS lze vyhradit určitou šířku pásma pro hlas a chránit ho před ostatními „žrouty“ šířky pásma, ale pravidlem zůstává zajistit dostatečnou šířku pásma, aby nedocházelo k přetížení. Proto monitorovací nástroje VoIP často sledují využití šířky pásma.
Jitter
Jitter, tedy kolísání zpoždění paketů, označuje nepravidelnosti ve zpoždění doručování datových paketů od zdroje k cíli. V ideálním případě by přenos každého datového paketu ze zdroje do cíle měl trvat přesně stejnou dobu. Ve skutečnosti k tomu ale dochází jen zřídka a z různých důvodů se často objevují rozdíly v době přenosu mezi jednotlivými pakety. Toto kolísání se nazývá jitter.
Jitter ovlivňuje kvalitu hovoru, protože data VoIP se přenášejí v reálném čase, a ačkoli se data dokážou přizpůsobit určité míře jitteru, jakákoli větší změna ve zpoždění přenosu způsobí trhaný zvuk. Trhaný zvuk je jedním z nejvíce rozpoznatelných projevů špatné kvality hovoru.
Latence
Latence označuje jakékoli zpoždění, které se projeví na cestě dat od zdroje k cíli. Ačkoli data teoreticky putují rychlostí světla a přechod z jednoho bodu do druhého by měl trvat přesně stanovenou dobu, v reálném životě tomu tak není. Na zpoždění přenosu má vliv řada faktorů, nejčastěji přetížení a fronty, ale viníkem může být i přetížení zařízení.
Pravidelná latence má na kvalitu hovoru jen malý dopad, avšak může způsobit zbytečná zpoždění, která mohou být vnímána jako problémy s kvalitou hovoru. To platí zejména v případech, kdy latence dosahuje vysokých hodnot v řádech tisíců milisekund. Proto je latence dalším parametrem, který by nástroje pro monitorování VoIP měly pečlivě sledovat.
Ztráta paketů
Ztráta paketů je s největší pravděpodobností největším problémem technologií VoIP. Zatímco datový provoz se ze ztráty paketů často zotaví tak, že příjemce zjistí chybějící data a požádá o jejich opětovné odeslání, v případě provozu VoIP to není možné, protože vše probíhá v reálném čase. Jakýkoli ztracený paket se projeví ztrátou části zvuku. Pokud se tak stane jen občas, nemusí si toho uživatelé všimnout, ale vysoká míra ztráty paketů bude mít na kvalitu hovoru nesmírně negativní vliv. Uživatelům bude z rozhovoru chybět část informací.
MOS skóre – „Objektivní“ hodnocení kvality hovoru
Kvalita hovoru je vysoce subjektivní pojem. Například jeden uživatel může určitou míru zhoršení zvuku považovat za přijatelnou, zatímco jiný bude trvat na křišťálově čistém zvuku. Aby se do tohoto subjektivního konceptu vnesla určitá míra objektivity, přišel telefonní průmysl s konceptem průměrného skóre hodnocení, neboli MOS.
Průměrné skóre hodnocení (Mean Opinion Score) udává číselnou hodnotu vyjadřující vnímanou kvalitu přijímaného hlasu po jeho přenosu a komprimaci pomocí kodeků. Toto měření je výsledkem působení základních síťových atributů na datový tok a je užitečné pro předpovídání kvality hovoru a identifikaci problémů, které mohou mít na kvalitu VoIP negativní vliv.
Hodnoty MOS se pohybují v rozmezí 1 až 5, přičemž hodnoty 4 nebo vyšší obvykle znamenají uspokojivou kvalitu hovoru. Hodnoty mezi 3 a 4 obvykle signalizují určitou míru nespokojenosti uživatelů, zatímco hodnoty pod 3 znamenají většinou neuspokojivou kvalitu hovoru. Některé z nejlepších nástrojů pro monitorování VoIP dokážou hodnotu MOS vypočítat.
Nejlepší nástroje pro monitorování sítí VoIP
Nyní, když lépe rozumíme rozdílům mezi monitorováním sítí VoIP a obecným monitorováním sítí, jsme připraveni podívat se na některé z nejlepších nástrojů, které jsou k dispozici. Některé z nástrojů v našem seznamu jsou specializované nástroje pro VoIP, zatímco jiné jsou víceúčelové nástroje pro monitorování sítí, které mají buď vestavěné funkce pro monitorování VoIP, nebo nabízejí moduly s touto funkcí.
1. SolarWinds VoIP a správce kvality sítě (bezplatná zkušební verze)
SolarWinds je mezi správci sítí známé jméno. Společnost za posledních 20 let vyvinula jedny z nejlepších nástrojů pro správu sítí. Její vlajkový produkt, Network Performance Monitor, je platforma pro monitorování SNMP, která se dlouhodobě umisťuje mezi špičkou na trhu. Společnost je také známá mnoha bezplatnými nástroji, které jsou vyvíjeny pro specifické potřeby síťových administrátorů, mezi něž patří například TFTP server nebo kalkulátor podsítí.
SolarWinds VoIP and Network Quality Manager je specializovaný nástroj pro monitorování VoIP, který je nabitý skvělými funkcemi. Nástroj se dá použít ke sledování metrik kvality hovorů VoIP, včetně jitteru, latence, ztráty paketů a MOS skóre. Nástroj lze také využít k řešení problémů s výkonem hovorů VoIP díky tomu, že spojuje problémy s hovory s výkonem WAN. Systém dále nabízí monitorování WAN v reálném čase pomocí technologie Cisco IP SLA. Vizuální funkce trasování cesty hovoru VoIP uživatelům umožňuje vidět a přesně určit problémy s voláním podél celé síťové trasy.
Nastavení nástroje SolarWinds VoIP and Network Quality Manager je snadné a lze ho provést pomocí několika kliknutí myší. Systém automaticky rozpozná síťová zařízení Cisco IP SLA a obvykle je nasazen za méně než hodinu. Jakmile je systém v provozu, poskytuje uživatelům velmi podrobný přehled o síťovém prostředí VoIP.
Tento nástroj umožňuje monitorování výkonu WAN mezi jednotlivými místy v reálném čase a také nabízí funkce pro odesílání upozornění, které informují o jakékoli nestandardní situaci. Může pomoci zajistit, aby okruhy WAN fungovaly podle očekávání, s využitím metrik Cisco IP SLA, testování syntetického provozu a nastavení prahových hodnot výkonu a výstrah. Má také vizuální trasování opravy VoIP hovorů, což je neocenitelný nástroj pro odstraňování problémů.
SolarWinds VoIP and Network Quality Manager nejen monitoruje WAN okruhy, ale také dokáže zobrazit využití a metriky výkonu bran VoIP a PRI trunků. Může pomoci při plánování kapacit tím, že uživatelům umožňuje změřit kvalitu hlasu před nasazením nových řešení VoIP.
Cena nástroje SolarWinds VoIP and Network Quality Manager začíná na 1 615 USD za maximálně 5 zdrojových zařízení IP SLA a 300 IP telefonů. K dispozici jsou také další úrovně licencování, včetně licence pro neomezený počet zařízení. Stejně jako u většiny nástrojů SolarWinds je k dispozici bezplatná 30denní zkušební verze, kterou můžete využít k otestování produktu před jeho zakoupením.
2. PRTG
Paessler Router Traffic Grapher, známý také pod zkratkou PRTG, je oblíbený systém pro monitorování sítí. Dokáže však mnohem víc, než jen sledovat využití šířky pásma. Díky senzorům dokáže PRTG monitorovat mnoho různých parametrů sítí a systémů. Tento nástroj dokáže monitorovat jakýkoli systém, zařízení, provoz a aplikaci ve vaší IT infrastruktuře. Pro monitorování sítí VoIP nabízí dva specifické senzory. Senzor QoS měří parametry, jako je ztráta UDP paketů, jitter, latence ethernetu atd. Jak si jistě pamatujete, jde o důležité parametry pro VoIP sítě. Pro zařízení Cisco s podporou IP-SLA existuje senzor IP-SLA, který čte podobné metriky ze zařízení Cisco. Obě metody vám ukážou kvalitu připojení VoIP a umožní definovat, jaká úroveň latence, jitteru atd. je přijatelná. Kdykoli je prahová hodnota překročena, budete o tom informováni a můžete přijmout vhodná opatření k řešení situace. Oznámení lze zasílat prostřednictvím e-mailu nebo SMS, nebo je lze odesílat na mobilní zařízení pomocí bezplatné klientské aplikace dostupné pro Android, iOS a Windows Phone.
Společnost Paessler uvádí, že se sledováním pomocí PRTG můžete začít během několika minut od instalace. Systém automatického vyhledávání prohledá segmenty sítě a automaticky rozpozná širokou škálu zařízení a systémů. Poté vytvoří senzory z předdefinovaných šablon zařízení. Následně je nutné nastavit specifické senzory VoIP, což instalaci sice trochu prodlouží, nicméně jde stále o jeden z nejrychlejších nástrojů k nastavení.
PRTG je k dispozici v bezplatné, plně vybavené verzi, která je však omezena na 100 senzorů. V rámci PRTG se každý monitorovaný parametr počítá jako jeden senzor. Například monitorování šířky pásma na každém portu 48portového přepínače se bude počítat jako 48 senzorů. Pokud potřebujete monitorovat více než 100 senzorů, budete si muset zakoupit licenci. Dále je nutné si uvědomit, že pro každé síťové zařízení VoIP, které chcete monitorovat, budete potřebovat jeden senzor QoS nebo jeden senzor IP-SLA. Cena se zvyšuje s počtem senzorů, přičemž začíná na 1 600 USD za 500 senzorů a může dosáhnout až 14 500 USD za neomezený počet senzorů. K dispozici je bezplatná 30denní zkušební verze bez omezení počtu zařízení.
3. ManageEngine OpManager
ManageEngine OpManager je dalším z nejznámějších nástrojů pro monitorování sítí. Dokáže sledovat vitální funkce vašich serverů (fyzických i virtuálních), vaše síťová zařízení a upozorní vás, když se něco nebude chovat podle zadaných specifikací. Nástroj se vyznačuje intuitivním uživatelským rozhraním, které vám umožní snadno najít informace, které potřebujete. Produkt také zahrnuje vynikající nástroj pro vytváření zpráv, a to jak předem vytvořených, tak i vlastních. Dokonalost balíčku doplňují velmi kompletní výstražné funkce tohoto systému.
Co se týká monitorování VoIP, možnost monitorování VoIP od ManageEngine OpManager se hladce integruje s OpManager a aktivně monitoruje a hlásí kapacitu vaší infrastruktury pro zpracování hovorů VoIP. Nástroj využívá Cisco IP SLA k nepřetržitému sledování kritických parametrů kvality služeb sítí VoIP. Mezi sledované parametry patří ztráta paketů, zpoždění, jitter, průměrné skóre mínění (MOS) a doba oběhu (RTT).
Cena ManageEngine OpManager se stanovuje na základě počtu monitorovaných zařízení. Ceny se pohybují od 715 USD za 25 zařízení až po 14 995 USD za 1000 zařízení. Možnost monitorování VoIP vyžaduje doplatek 125 USD za zařízení, které tuto funkci potřebuje. Stejně jako u většiny plnohodnotných komerčních monitorovacích nástrojů, je k dispozici bezplatná 30denní zkušební verze.
4. VoIPmonitor
VoIPmonitor je open source nástroj pro analýzu síťových paketů, který disponuje komerčním rozhraním a dokáže monitorovat většinu protokolů VoIP. Nástroj, který funguje na Linuxu, je navržen k analýze kvality hovorů VoIP na základě síťových parametrů, jako je kolísání zpoždění (jitter) a ztráta paketů, v souladu s modelem ITU-T G.107 E, který předpovídá kvalitu pomocí stupnice MOS. Informace o hovorech se spolu s relevantními statistikami ukládají do databáze MySQL. Volitelně lze každý hovor uložit do souboru pcap (formát pro zachycení souboru, který lze otevřít pomocí jiných analytických nástrojů, jako je Wireshark), přičemž je možné uložit buď pouze protokol SIP, nebo protokoly SIP, RTP, RTCP, T.38 a udptl. VoIPmonitor také dokáže dekódovat řeč a přehrát ji pomocí webového rozhraní GUI, stejně tak ji dokáže uložit na disk jako soubor .WAV. Nativně podporuje kodeky G.711 alaw a ulaw a komerční pluginy pak přidávají podporu pro kodeky G.722, G.729a, G.723, iLBC, Speex, GSM, Silk, iSAC a OPUS. VoIPmonitor umí také převést T.38 FAX do PDF.
Rozhraní VoIPmonitor GUI je dostupné buď jako lokálně hostovaný server s cenami začínajícími na 42 USD/měsíc za 10 kanálů a končícími na 917 USD/měsíc za 6000 kanálů, nebo jako cloudová služba s cenami od 20 USD/měsíc za 3 kanály do 200 USD/měsíc za 200 kanálů. Obě verze jsou k dispozici v bezplatné, neomezené 30denní zkušební verzi.
5. VQmon/EP
VQmon/EP se od ostatních nástrojů pro monitorování VoIP liší tím, že je integrován do vašich zařízení. Společnost tvrdí, že se jedná o nejpoužívanější technologii pro sledování kvality a výkonu živých hovorů VoIP. Systém je integrován do řady IP telefonů od společností Avaya, Mitel, Polycom, Cisco a několika dalších výrobců. Nabízí vestavěnou podporu průmyslových standardů protokolů SIP QoE (RFC 6035) a RTCP XR (RFC 3611), což umožňuje správcům sítí monitorovat kvalitu hovorů odkudkoli v síti bez nutnosti používat sondy. VoIP Spear
VQmon/EP dokáže detekovat ztráty paketů a události vyřazení jitter bufferu. Dále dokáže extrahovat klíčové informace ze softwaru DSP a vytvářet skóre kvality hovorů a diagnostická data v reálném čase. Nástroj generuje MOS skóre kvality poslechu a konverzace i R faktory a širokou škálu diagnostických dat. Kromě toho VQmon/EP nabízí prahové hodnoty kvality hovorů v reálném čase, které podporují generování výstrah nebo automatickou konfiguraci.