IP-PBX ASTERISK INFORMAZIONI TECNICHE. IP-PBX_Asterisk_Informazioni_Tecniche.doc

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1 P ROGETTO V.O.C.I. IP-PBX ASTERISK INFORMAZIONI TECNICHE N O M E F I L E: IP-PBX_Asterisk_Informazioni_Tecniche.doc D A T A: 09/10/2009 A T T I V I T À: S T A T O: U R L: AUTORE/ I : Gruppo VoIP Abstract: Il presente documento contiene le informazioni tecniche per il sistema Asterisk. Sono descritte le principali funzioni disponibili nell IP-PBX, la sintesi dei file da configurare per eseguire le autenticazioni SIP degli UA e le architetture high availability di failover e load balancing. IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 1/13

2 INDICE INTRODUZIONE IP-PBX ASTERISK Funzioni principali presenti in Asterisk Sintesi dei file da configurare per abilitare le autenticazioni degli UAC Architettura High Availability IP Load balancing Failover...11 IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 2/13

3 INTRODUZIONE Il documento contiene le informazioni presenti nel sito WEB del progetto V.O.C.I relative al sistema open-source Asterisk. Sono presentate le funzioni disponibili, le forme di autenticazione SIP con il dettaglio dei file da configurare oltre ad una architettura HA ( High Availability ) IP di failover e di load balancing. Le configurazioni HA prevedono l uso dei tool Heartbeat e del SIP proxy OpenSIPS. IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 3/13

4 1. IP-PBX ASTERISK 1.1. Funzioni principali presenti in Asterisk Di seguito sono elencate le principali 1 funzioni disponibili con un IP-PBX Asterisk (per i rami di release 1.2.X, 1.4.X, 1.6.X). Funzione Descrizione Asterisk 1.2.X Asterisk 1.4.X Asterisk 1.6.X Tipo speciale di SIP User Agent Server che accetta le richieste di registrazione da parte degli utenti, con le quali questi aggiornano la propria posizione nella rete. Le informazioni contenute nel Registrar (1) messaggio REGISTER sono memorizzate (previa autenticazione, laddove presente) in un Location Service. La procedura di registrazione di fatto comporta l associazione tra contact-address (SIP URI che permette di contattare direttamente il SIP UA desiderato) ed address-of-record (SIP URI che permette di risalire al server responsabile del SIP UA desiderato) di un SIP User Agent. Entità che ospita le associazioni tra address-of-record e contactaddress. È consultato ad esempio in fase di consegna delle Location (2) chiamate per stabilire l indirizzo al quale il chiamato risulta raggiungibile. Entità di un archiettura VoIP basata su SIP: ha il compito di inoltrare le Request verso l UAS (entità SIP destinataria del Proxy (3) messaggio) e le relative Response verso l UAC (entità che ha iniziato la comunicazione). X X X Non gestisce il traffico multimediale relativo alla comunicazione, fornisce alle entità terminali le informazioni per scambiare direttamente i flussi audio/video. B2BUA(4) Entità di un architettura SIP che si colloca in mezzo ai partecipanti di una sessione multimediale. È in grado di spezzare la 1 Ulteriori informazioni sono disponibili al link: IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 4/13

5 ENUM (Telephone Number Mapping) (5) Autenticazione basata su file Autenticazione basata su database MySQL Autenticazione basata su Radius server (6) Autenticazione basata su LDAP server (7) Accounting su server MySQL comunicazione in due parti processando come UAS la Request generata dal chiamante e quindi inoltrandola come UAC al destinatario finale della comunicazione. A differenza di un proxy, tiene traccia dello stato dell intero dialogo e partecipa a tutte le transazioni ad esso relative. Diversamente dai proxy può intervenire attivamente nella comunicazione (es. conversione dei formati di incapsulamento dei contenuti multi mediali) in modo da consentire agli utenti di comunicare. ENUM è l'acronimo di telephone NUmber Mapping. La diffusione e l'abitudine degli utenti ai numeri telefonici tradizionali E164 ha implicato l adozione di contatti numerici anche nel VoIP. L applicazione ENUM, le cui specifiche sono riportate nel RFC3761, stabilisce come utilizzare il DNS per costruire delle SIP URI a partire da numeri telefonici tradizionali (standard E.164). In tal modo è possibile associare ad un numero o ad interi blocchi di numeri E.164 l indirizzo SIP in grado di identificare l entità chiamata direttamente o attraverso il server che ne è responsabile. Gli account degli utenti possono essere memorizzati nei file interni ed essere visibili ad Asterisk per eseguire le registrazioni degli UA (User Agent) e la gestione delle chiamate(es. sip.conf per la segnalazione SIP). Gli account degli utenti possono essere memorizzati su database MySQL ed essere visibili ad Asterisk per eseguire le registrazioni degli UA (User Agent) e la gestione delle chiamate. Gli account degli utenti possono essere memorizzati su server esterno Radius ed essere visibili ad Asterisk per eseguire le registrazioni degli UA (User Agent) e la gestione delle chiamate. Gli account degli utenti possono essere memorizzati su server esterno LDAP ed essere visibili ad Asterisk per eseguire le registrazioni degli UA (User Agent) e la gestione delle chiamate. I CDR (Call Detail Report) relativi alle chiamate generate o ricevute da utenti appartenenti al dominio Asterisk possono essere memorizzati all interno di database MySQL. X X X X X IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 5/13

6 Accounting su file in formato CSV (Comma Separated Values) Load balancing (8) I CDR (Call Detail Report) relativi alle chiamate generate o ricevute da utenti appartenenti al dominio Asterisk possono essere memorizzati in formato CSV (Comma Separated Values) all interno del file /var/log/asterisk/cdr-csv/master.csv. Il bilanciamento di carico su almeno due server Asterisk consente la ripartizione della gestione delle chiamate entranti nel dominio VoIP. X X X Connettività rete PSTN (9) Accesso da e verso la rete PSTN. QoS Asterisk può scrivere il campo ToS (Type of Service) dei pacchetti in uscita secondo le opzioni: basso ritardo, affidabilità, throughput, costo minimo o non configurare preference IPv6 (10) Attivazione del protocollo IPv6 sul SIP server. X X La conference consente di condividere audio e video tra più partecipanti. In Asterisk non é possibile creare stanze di conferenza dinamiche; le stanze vanno pianificate e predisposte nei file di configurazione. Conference Le stanze vanno configurate nel sistema eventualmente con PIN di accesso definendo anche un numero nel dialplan che ne consente l accesso. La configurazione del servizio può prevedere la notifica di nuovi ingressi, l uscita di un partecipante, la notifica del numero dei presenti. Il servizio consente di chiamare un utente interno fornendo le prime tre lettere del cognome della persona cercata utilizzando la tastiera del telefono. Rubrica telefonica con ricerca Nel caso ci fossero più alternative, il chiamante può digitare: nominativo 1 per confermare quella corrente * per procedere alla successiva. Eseguita la scelta, è avviata la telefonata verso il contatto telefonico IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 6/13

7 ad essa associato. Voic Portale gestione voic Servizi di riconoscimento vocale odi testo (11) Il servizio fornisce caselle di segreteria telefonica dedicate per ogni utente. La configurazione può prevedere la generazione di una e- mail contenente eventualmente il file audio wav, gsm, wav49 del messaggio vocale registrato dal chiamante. Il servizio consente di gestire (ascoltare, cancellare, rispondere i messaggi presenti o personalizzare) la propria casella di segreteria telefonica. La gestione avviene per via telefonica tramite la tastiera del proprio telefono. Servizi di Speech to Text e Text to Speech X X X Call parking Call pick-up API Il servizio consente al partecipante di una comunicazione di mettere in attesa la chiamata su una estensione di servizio dalla quale è possibile riprenderla. La estensione di servizio è scelta da Asterisk all interno di un set di estensioni dedicate al parking o ai trasferimenti. Il numero scelto è notificato all utente che ha invocato il servizio e può essere comunicato ad altri utenti. In questo modo è possibile trasferire chiamate attive. Il servizio consente di definire gruppi di utenti che possono rispondere alle chiamate entranti su un numero di servizio o numero comune. Servizi AMI (Asterisk Manager Interface) ed AGI (Asterisk Gateway Interface) per la esecuzione di script esterni che chiamano funzioni di Asterisk (AMI) e che sono chiamati da dialplan (AGI). Mixmonitor Servizio di registrazione dell audio di una chiamata in un unico file. Queue Servizio che consente di accogliere in una coda di attesa le chiamate entranti su un numero di servizio o numero comune e ad un insieme di interni detti agent di rispondere alle chiamate presenti. Tabella 1 Sintesi delle funzioni disponibili IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 7/13

8 Note della Tabella 1 (1), (2) Le funzioni registrar e location non richiedono necessariamente la presenza di server esterni (es. MySQL). Esiste tuttavia la possibilità, configurando il file extconfig.conf [ed i file res_mysql.conf o res_ldap.conf] di integrare Asterisk con DB o server esterni al fine di ospitare le informazioni di registrazione. (3) Il comportamento da proxy può essere emulato configurando in ogni account SIP: nat=yes, canreinvite=yes, Dial() senza opzioni kktt dedicate al parking o trasferimenti. (4) Asterisk può comportarsi da back-to-back User Agent traducendo i formati di incapsulamento del flusso RTP di utente. (5) Supportati i campi service di tipo: E2U+service-name e service-name+e2u secondo RFC 3764 (E2U è acronimo di E164 to URI). La funzione che esegue il lookup ritorna il valore ottenuto dalla query al DNS. Sulla base di questo è possibile configurare query in cascata ad alberi DNS multipli (in attesa del golden tree e164.arpa ). (6) Necessario l uso di patch ai sorgenti di Asterisk. Esistente da PortaOne la patch per Asterisk (7) Esistono script ed il modulo perl Asterisk::LDAP non da Digium per la versione 1.2 e 1.4 di Asterisk che consentono la compatibilità con la architettura realtime LDAP (es. ). (8)La distribuzione delle chiamate tra due o più server Asterisk che gestiscono gli stessi blocchi di numeri può richiedere la configurazione di un server esterno che lavora da load balancer. (es. OpenSIPS 2 ) Sono possibili configurazioni nel dialplan, per distribuire le chiamate entranti su base blocco di numerazione (ciascun server Asterisk gestisce quindi un sottoinsieme delle utenze del dominio). (9) La connettività con la rete PSTN (Public Telephone Network) può essere implementata con schede ISDN (PRI Primari Rate Interface o BRI Basic Rate Interface) interne al server su cui è installato Asterisk. La connessione può essere realizzata tramite PBX o direttamente con un operatore telefonico. Sono possibili connessioni PSTN (Public Telephone Network) tramite gateway PSTN/IP direttamente in IP (es. H323 o SIP). (10) Il protocollo IPv6 fino all ultima release di Asterisk (al 09/10/2009) gestita da Digium non è supportato. Viagénie ha realizzato la versione Asteriskv di Asterisk basata sul ramo 1.6.X con supporto IPv6. La esecuzione di test sul software ha messo in evidenza errori relativi alla gestione delle risposte alle interrogazioni SRV. Eseguendo una chiamata verso un dominio configurato su DNS con record SRV (Service Record), dalla CLI (Command Line Interface) di Asteriskv risulta la ricezione (dal DNS) del numero di porta del server destinatario della chiamata ma la SIP-INVITE non è inviata a tale porta. Il problema é stato riscontrato anche variando il tipo di UAC (User Agent Client) chiamante. (11) I servizi possono essere attivati tramite tool esterni invocati da dialplan (es. Festival). Tabella 2 Note della Tabella 1 2 OpenSIPS è disponibile al link IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 8/13

9 1.2. Sintesi dei file da configurare per abilitare le autenticazioni degli UAC L autenticazione SIP (Session Initialization Protocol) in Asterisk può essere basata su ile interno (es. sip.conf), database MySQL o server LDAP. Forma di autenticazione File configurati nell IP-PBX Note Basata su file Sip.conf sip.conf Password cifrata Basata su server MySQL Basata su server esterno LDAP extconfig.conf res_mysql.conf res_ldap.conf (impiego porta LDAP secure) extconfig.conf Tabella 3 Sintesi delle forme di autenticazione studiate Password cifrata Password cifrata Le tre forme di autenticazione non sono mutuamente esclusive. Le interazioni client-ip-pbx (per le prime due forme), client-ip-pbx-server LDAP, avvengono senza trasmissione in chiaro della password di autenticazione 1.3. Architettura High Availability IP Load balancing Il bilanciamento di carico tra almeno due server Asterisk può essere eseguito configurando un SIp Proxy OpenSIPS per distribuire le chiamate entranti o o uscenti nel/dal dominio VoIP. La configurazione del server OpenSIPS va eseguita caricando il modulo dispatcher.so dal file opensips.cfg. Nel file dispatcher.list va inserita una riga contenente indirizzo IP e porta SIP per ciascun server Asterisk al quale il Proxy OpenSIPS deve consegnare le chiamate entranti da IP. IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 9/13

10 Figura 1 Architettura load balancing Il SIP Proxy OpenSIPS di Figura 1 riceve le chiamate del dominio VoIP e le distribuisce ai server Asterisk. In Tabella 4 sono indicate le versioni usate in ambito di progetto per la realizzazione della architettura. Funzionalità HA Denominazione del software Ruolo nella architettura OpenSIPS Vedi SER-Openser-OpenSIPS Load balancer Load balancing Asterisk rc6 Nodo 1 Asterisk rc6 Nodo 2 Tabella 4 Sintesi dei software impiegati per la realizzazione della architettura di Figura 1 IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 10/13

11 Failover La realizzazione di una architettura di failover consente ad uno o più server detti nodi di replicazione di gestire le chiamate del dominio VoIP in caso di guasto del server principale. Nella Figura 2 è allegata una architettura di failover a due nodi. In essa: il server che possiede l indirizzo IP associato al VoIP domain name (ad esempio indicato nel record SRV del dominio VoIP) riceve le chiamate del dominio VoIP. La transizione dallo stato stand by allo stato attivo per il nodo secondario avviene in caso di guasto del nodo primario (interruzione della segnalazione di servizio). Figura 2 Architettura di failover IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 11/13

12 I tool H.A. di failover prevedono lo scambio di segnalazioni dal nodo principale verso il/i nodi di replicazione (ed eventualmente anche dai nodi di replicazione verso il nodo principale) al fine di garantire la attivazione del nodo di replicazione in caso di guasto del nodo precedentemente attivo (che può essere o il nodo principale o uno di replicazione se presente). La realizzazione dell architettura può essere eseguita secondo varie alternative: Heartbeat 3 Ucarp 4 La architettura alta affidabilità richiede la presenza di replicazione a livello del processo Asterisk implementando script che consentono di mantenere allineati i file di sistema (es.sip.conf, voic .conf) e le registrazioni degli UAC (USER AGENT CLIENT) con nodi presenti nella architettura. La configurazione dei sistemi richiede la implementazione di script di gestione di eventuali connessioni tra i server Asterisk e la rete PSTN e di ripristino dell IP sul server primario nel caso in cui questo ritorni sullo stato attivo. La configurazione di Ucarp richiede la implementazione di due script eseguiti in presenza di guasti e all avviamento per ciascun server; gli script devono essere realizzati secondo le indicazioni precedenti. In Figura 2 sono indicate le versioni usate in ambito di progetto per la realizzazione dell architettura. 3 Heartebeat è disponibile al link: 4 Ucarp è disponibile al link: IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 12/13

13 Funzionalità HA Alternative Denominazione del software Ruolo nella architettura Asterisk rc6 Nodo primario. Asterisk rc6 Nodo di ripristino. Failover Heartbeat 1 Heartbeat Gestione della segnalazione di stato, dell indirizzo IP e MAC tra i server. Crond Avviamento periodico degli script di allineamento dei file, delle registrazioni SIP e di rilevazione dello stato di eventuali connessioni con la rete PSTN. Asterisk rc6 Nodo primario. Failover Ucarp 2 Asterisk rc6 Nodo di ripristino. Ucarp Gestione della segnalazione di stato e avviamento degli script di servizio da eseguire in caso di guasto o avviamento di ciascun server. Tabella 5 Sintesi dei software impiegati per la realizzazione della architettura di Figura 2 La realizzazione di una architettura di failover richiede di evitare singoli punti di errore nella infrastruttura di rete impiegata per la connessione dei nodi. Sono possibili varie alternative ad esempio connettere i nodi utilizzando reti distinte oppure una unica rete formata da switch, router e componenti hardware replicati. IP-PBX_ASTERISK_INFORMAZIONI_TECNICHE 13/13