End-to-End VoIP Quality ovvero come garantire la Toll Quality.

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1 End-to-End VoIP Quality ovvero come garantire la Toll Quality 1

2 Chi è NetPerF Consulting Maurizio Malinconi Owner & Technical Director NetPerF Consulting Maurizio Malinconi ha maturato la propria esperienza all interno di Decision Systems International, società del gruppo Olivetti, ricoprendo diversi ruoli per oltre un decennio; inizialmente nell ambito della direzione tecnica nell area Sistemi Midrange IBM e successivamente nel Marketing come Product Manager Networking, coordinando lo sviluppo di progetti di Internetworking, dal disegno delle architetture alle realizzazioni finali. Dal 1997 al 2009 ha ricoperto il ruolo di Senior Product Support in Fluke Networks Italia con la responsabilità di tutte le attività di formazione, presale e supporto tecnico, nonché di focal point per la South Region per tutti i prodotti inerenti la gestione e la ricerca guasti su LAN/WAN (hardware e software), nonché l analisi delle prestazioni delle applicazioni transazionali, VoIP e WiFi. Oggi è titolare della NetPerF Consulting, azienda attiva nell Application & Traffic Performance Analysis, con diverse tipologie di servizi. 2

3 Agenda Agenda Introduzione Analogie tra sistema di cablaggio e VoIP Quali sono i requisiti Come monitorare il traffico Come si valutano le prestazioni VoIP Come evitare spiacevoli sorprese a deployment ultimato Come si effettua un VoIP assessment Come si effettua la misura della End-to-End VoIP Quality in modo oggettivo La soluzione Fluke Networks Demo live 3

4 Analogie tra sistema di cablaggio e VoIP 4

5 Chi sono i nemici di un cablaggio strutturato performante? Cattiva progettazione Cattiva realizzazione Materiali scadenti o non sufficientemente performanti Ubicazione non completamente idonea Mancato controllo e verifica Certificazione assente o dati inconsistenti 5

6 Quali sono le metriche in gioco? Wire Map Resistance Length Propagation Delay and Delay Skew Insertion Loss (Attenuation) NEXT (Near-End Crosstalk) ACR-N (Attenuation to Crosstalk Ratio at the Near End) Return Loss PS NEXT (Power Sum Near End Crosstalk) PS ACR-N (Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio, Near End) ACR-F (Attenuation to Crosstalk Ratio, Far End) PS ACR-F 6 6

7 Come si valuta la VoIP Call Quality? E-Model Mouth to ear transmission quality measurement Produces an R factor typically in the 50 (bad) to 95 (good) range R factor can be related to MOS score ITU G.107/ G.108 and ETSI ETR250 VoIP Sample Trace 7

8 Come si valuta la VoIP Call Quality?

9 Come si valuta la VoIP Call Quality?

10 Chi sono i nemici di un End-to-End VoIP di Qualità? Cattiva progettazione Cattiva realizzazione WAN Traffic Analysis, totalmente assente o non completa VoIP Assessment, totalmente assente o non completo WAN Assessment, totalmente assente o non completa Valutazione preventiva degli impatti, VoIP vs Altre Applicazioni Informazioni dal Carrier, incomplete, non coerenti, non verificate Controllo assente o dati inconsistenti Mancato controllo e verifica 10

11 Chi sono i nemici di un End-to-End VoIP di Qualità? Delay Overloaded WAN links WAN bandwidth Compression Routers Encryption Prioritization Jitter buffers And more Lost packets Discarded Packets Jitter Echo 11

12 Quali sono i requisiti 12

13 Chi sono i nemici di un End-to-End VoIP di Qualità? 13

14 Ottimizzazione dei percorsi WAN Selezione del percorso migliore, Due o più percorsi WAN Access Links Are Biggest End-to-End Bottleneck! Headquarters SP A SP B By Default BGP Chooses Best Path Based on Fewest AS-Path Hops! SP D SP E SP C Remote Office Bottlenecks! Shortest Path Is Not Always the Best Path in Terms of Performance Telecommuter

15 Ottimizzazione dei percorsi WAN Campus Path ISP A ISP B ISP C Remote Office Si Si Si MPLS or Primary ISP Bottlenecks Best Metric Path SQL Path Performance monitoring Active, Passive or Both Active Monitoring fornito da IPSLA Passive Monitoring usa NetFlow Molti utenti utilizzano entrambi : Active and Passive SOHO 15

16 Ottimizzazione dei percorsi WAN Headquarters BR SP A PfR Path SP B SP C MC/BR BR Remote Office MC BR SP D SP E Bottlenecks! PfR Components BR Border Router MC Master Controller (decision maker) Optimize by: Reachability, Delay, Loss, Jitter*, MOS*, Throughput, Load, and/or $Cost MC/BR Telecommuter 16

17 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? L integrazione Voce e Dati, va oltre il semplice acquisto di telefoni VoIP e di un Call Manager, se vogliamo ottenere chiamate VoIP End-to- End di Qualità Quando aggiungiamo una nuova applicazione, spesso ci limitiamo a considerare il nuovo fabbisogno in tema di banda e risorse server I servizi VoIP richiedono performance di un certo tipo e costanti nel tempo Ignore IP Telephony Network Assessments at Your Own Risk Through 2012, up to 70% of enterprises that do not perform an initial network assessment will experience service problems, unplanned additional costs and time delays of their IP telephony implementations. Gartner Research 10 March

18 Le caratteristiche del traffico Voce di tipo Real Time A differenza delle applicazioni dati, che solitamente si basano su TCP. Le applicazioni VoIP utilizzano il protocollo RTP Le applicazioni VoIP inviano pacchetti dati di piccole dimensioni Le applicazioni VoIP sono estremamente esigenti in termini di delay Le applicazioni VoIP richiedono la QoS 18

19 La reale VoIP Bandwidth 19

20 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? Sulla rete potrebbero esistere dei problemi che influenzeranno negativamente la Call Quality, che potrebbero quindi essere percepiti dagli utenti E assai più difficile fare il troubleshooting dei problemi inerenti il VoIP mentre sono in contesa con il traffico di produzione Problemi che influenzano la Call Quality, potrebbero essere mascherati in tutto o in parte dal traffico di rete 20

21 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? Il rischio deployment è eliminato Otteniamo una indicazione del livello di servizio che avremo, prima di effettuarne il deployment Fissiamo le aspettative dell azienda e ne documentiamo i risultati Riduciamo i costi di investigazione, risoluzione, disservizio che si manifesterebbero a posteriori. 21

22 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? Il tuo target? Risparmiare tempo e soldi! Testa la tua rete per verificare che sia VoIP ready Valida gli upgrade prima che vengano acquistati WAN Links Switches e Routers 100Mbps 1 Gbps o 1 Gbps to 10 Gbps Upgrade del cabling system La tua rete attuale potrebbe essere OK oppure no. 22

23 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? Prima dell installazione, abbiamo bisogno di risposte! I circuiti LAN/WAN sono in grado di gestire il traffico VoIP aggiuntivo che si creerà a deployment ultimato? Hai bisogno di implementare la Quality of Service (QoS)? Che tipo di Mean Opinion Score (MOS) Call Quality ti aspetti sulla tua rete? Quali sono i fattori di degrado che influenzano maggiormente la VoIP Call Quality delay, packet loss, jitter o codec? Quante sono le conversazioni VoIP Concurrent che la rete è in grado di gestire senza impattare le performance delle applicazioni esistenti o la Call Quality? 23

24 I circuiti LAN/WAN sono in grado di gestire il traffico VoIP aggiuntivo che si creerà a deployment ultimato? E necessario acquisire delle baseline, per i diversi sites, nonchè applicazioni e classi di traffico 24

25 I circuiti LAN/WAN sono in grado di gestire il traffico VoIP aggiuntivo che si creerà a deployment ultimato? E necessario acquisire delle baseline, per i diversi sites, nonchè applicazioni e classi di traffico 25

26 I circuiti LAN/WAN sono in grado di gestire il traffico VoIP aggiuntivo che si creerà a deployment ultimato? E necessario acuisire delle baseline, per i diversi sites, nonchè applicazioni e classi di traffico 26

27 Integrazione MPLS / VOIP Prioritizzazione delle applicazioni Applicazioni Real-time, come il VoIP, ricevono priorità maggiore Altre applicazioni ricevono l appropriata priorità Infrastruttura Fully meshed I Sites Remoti possono accedere a tutti i sites Perfetto per applicazioni/architetture distribuite Soluzioni Network-based Service provider e core networks equipment gestiscono la crescita del traffico 27

28 Integrazione MPLS / VOIP Prioritizzazione delle applicazioni Quanta banda ti serve? Quali applicazioni necessitano di essere prioritizzate e come? Come ti assicuri che non stai superando i valori di soglia? Come verifichi che le applicazioni sono marcate (campo TOS) correttamente? Infrastruttura Fully meshed Come controlli le performance in tutte le locations? Come fai se non hai personale qualificato e tools nei diversi sites? Soluzione Networks-based Posso verificare che sto ricevendo dal carrier ciò che dovrei ricevere in accordo con il contratto in essere? 28

29 Prioritizzazione delle Applicazioni La banda passante non è infinita La banda non è gratis Bisogna conoscere quali applicazioni occupano la banda Determinare i criteri necessari per priorizzare il traffico, includendo le applicazioni critiche e meno critiche Misurare l utilizzo per applicazione e classe di traffico Monitorarne l utilizzo, confrontandolo con le soglie Ottimizzare le risorse 29

30 Prioritizzazione delle Applicazioni La soluzione alle sfide della rete Security Contention Bandwidth The Network Pipe Latency Bandwidth Visibility Contention SAP Oracle Web VoIP Latency Security Mai abbastanza Application flows e performance Contesa, applicazioni & utenti Applicazioni lente, VoIP Quality, problemi di SLA? DDOS attacks, virus e problemi di worms? Visione Globale per una Gestione Completa

31 Prioritizzazione delle Applicazioni 31

32 Come monitorare il traffico 32

33 Come monitorare il traffico Application Response Time vs. Traffic Analysis Similar Analyses & Different Objectives Response Time Traffic Analysis Focus End-user Experience Infrastructure ROI Objective Application Performance Traffic Management Metrics Response Time Sessions Application Volume Users Volume Rate Utilization Drill-down Analysis Time Application Server Sites /Subnets Time Link Protocol Host Conversation 33

34 Come monitorare il traffico L importanza dell Analisi del traffico L analisi del traffico rappresenta le fondamenta per una gestione di successo e proattiva della rete Fornisce precise informazioni in merito al comportamento delle applicazioni e dei protocolli di rete Misure di Volume/rate per applicazione, host e conversazione. Questo consente ai network Administrators di porre sotto trend il traffico identificandone le crescite e le situazioni anomali sulla rete. Aggregazione del traffico per business units, ubicazioni, IP subnets, etc. Questo permette ai network administrators di associare il traffico di rete alle varie funzioni di business, il trend e la crescita per I vari gruppi. Filtri customizzabili ed eccezzioni basate sul traffico di rete. Consentono ai network administrators di attivare notifiche e allarmi nel caso si verifichino eventi anomali sulla rete. 34

35 Come monitorare il traffico SNMP Poller RMON RMON 2 PROBE (soluzioni non standard) NetFlow 35

36 Come monitorare il traffico - SNMP Poller 36

37 Come monitorare il traffico - NetFlow Traffic Hardware Solution Enable NetFlow Traffic SELECT Wan probe SELECT Ethernet probe NetFlow Export Packets 37

38 Come monitorare il traffico - NetFlow 38

39 Come monitorare il traffico - NetFlow Cos è NetFlow? (Standard Version 5) Definito da sette variabili univoche: Source IP address Destination IP address Source port Destination port Layer 3 protocol type TOS byte (DSCP) Input logical interface (ifindex) NetFlow Export Packets Traffic Enable NetFlow Collector GUI 39

40 Come monitorare il traffico - NetFlow Flow Record content What info can Flow Records contain? Flow identification Statistics Pkt treatment In Router 40

41 Come monitorare il traffico - NetFlow NetFlow come Data Source Grandioso data source, ma Come conservi i dati per poterli utilizzare nel lungo periodo, consrvando la massima granularità possibile? Come puoi manipolare questi dati per ottenere velocemente ciò che ti serve? Come presenti i dati in modo semplice ed intuitivo? Source Addresses Destination Addresses Protocols Source Ports Destination Ports Type of Service Differentiated Service AS Source AS Destination Source Network Destination Network In Interfaces Out Interfaces Next Hop Traffic Classes Identified Applications Traffic Count Packet Count 41

42 Come monitorare il traffico - NetFlow Ciò che i Top N non ti dicono Top hosts, conversations, protocols Cosa accade realmente sulla mia rete I miei servers sono busy Voice Virus Hacking Multicast DNS Peer-to-peer Worms 42

43 Come monitorare il traffico - NetFlow Bandwidth La tua bandwidth è utilizzata al 98%. Dovrei upgradare il mio link? Come puoi essere sicuro, se non sai cosa è normale oppure no? L utilizzo è solo metà della equazione! Cosa sta causando un utilizzo così elevato? Si tratta di un traffico valido? Chi lo sta generando? 43

44 Come monitorare il traffico - NetFlow Bandwidth E normale questo comportamento? Perchè ad un certo punto siamo in presenza di questo spike? Quali sono le applicazioni che stanno utilizzando la banda? 44

45 Applicazioni sulla WAN Come monitorare il traffico - NetFlow E normale un traffico a questi livelli? Chi sta utilizzando questa applicazione? Cos è la porta UDP 4661? E chi la sta utilizzando? 45

46 Come monitorare il traffico - NetFlow Applicazioni sulla WAN (non-business use) Lo Streaming è il 41% del traffico totale E normale? Se non lo è, chi lo sta generando? 46

47 Come monitorare il traffico - NetFlow Una conversazione rappresenta da sola il 40% di tutto il traffico di Streaming!! Questo è probabilmente un esempio di utilizzo di tipo non-business! Quanti di voi stanno pensando a YouTube? 47

48 Colli di bottiglia I colli di bottiglia hanno cause diverse! Utilizzo elevato Traffico tipo DoS attacks e viruses Traffico di tipo Non-business Cpu e memoria sui routers Problemi con le code di traffico Come monitorare il traffico - NetFlow 48

49 Come monitorare il traffico - NetFlow Prioritizzazione del traffico e Class of Service ToS value 5DT is 100% of the total traffic. 49

50 Class of Service Come monitorare il traffico - NetFlow Queste applicazioni utilizzano la classe di traffico appropriata? 50

51 Come monitorare il traffico - NetFlow Traffic Flow - Sommario Traffic flow monitoring and analysis è essenziale per garantire performance costanti alle applicazioni! Traffic class e priority Bandwidth: Conoscere chi e cosa Indentificare fonti di traffico malevolo 51

52 Infrastruttura fully meshed Aumenta l affidabilità delle connessioni ai site remoti Aumento del costo di downtime e degrado Meno risorse, in termini di staff e tools al centro Necessità di una visione granulare nel momento esatto del bisogno per la persona corretta Gestione centralizzata, in grado di correlare le informazioni distribuite 52

53 Soluzione Network Based Verificare che il CoS e la banda minima garantita, dal Service Provider, siano effettivamente erogati dal Service Provider Validare che le seguenti metriche siano conformi al contratto stipulato per ogni classe di traffico Packet Loss Round Trip Delay Availability Jitter 53

54 VoIP Assessment 54

55 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? Pre-deployment Assessment IPSLA testing active/synthetic calls Call generator active/synthetic calls Application Traffic Monitoring passive/real calls Ogni tecnica genera delle metriche, quali : MOS RFactor Latency, Jitter, Packet Loss 55

56 Perché l Assessment preventivo è indispensabile? Benefici dell Active testing Facile da implementare Genera chiamate sintetiche Misura il MOS e ciò che impatta la qualità Le prestazioni degli utenti finali non dovrebbero essere impattate Le limitazioni dell Active testing Non include le reazioni reali Non include l impatto sulle applicazioni convergenti Benefici del Passive testing Include le chiamate reali per il monitoring Può includere l analisi delle applicazioni convergenti Misura il MOS e ciò che impatta la qualità E possibile effettuare il troubleshooting delle attuali cause di degrado Le limitazioni del Passive Testing L utente finale può essere impatatto Richiede sistemi di VoIP analysis e assessment 56

57 Cisco IP Service Level Agreements (IP SLAs) 57

58 Cisco IP Service Level Agreements La Soluzione - IPSLA Può essere utilizzato per testare e verificare i tempi di risposta della rete, nonchè il packet loss, il VOIP Quality ed altro ancora Permette l esecuzione dei test aventi le medesime caratteristiche dei paratmetri reali di traffico (QOS) consentendo la reale misura della end-user experience con traffico sintetico simulato Già disponibile all interno della maggior parte delle versioni di Cisco IOS di routers e non solo Non richiede il deployment di probes 58

59 Cisco IP Service Level Agreements IPSLA History 59

60 Cisco IP Service Level Agreements Cisco IOS IP SLAs Comprendere il livello dei Servizi IP Ottimizzare i servizi e le applicazioni business IP Voice over IP, Video, e VPN Ridurre il total cost of ownership (TCO) Misura del livello di servizio End-To-End 60

61 Cisco IP Service Level Agreements IPSLA Complete Network Performance and Availability Management Applications and Solutions ERP / CRM VoIP / IPT Video Web Portals Web Conferencing Client / Server IP Applications CoS / QoS IPSLA Functions SLA Monitoring Network Performance Monitoring Network Health Assesment Edge to Edge Network Availability Troubleshooting Network Baselining IPSLA Metrics Network Latency Packet Loss Jitter DNS / DHCP Response Connectivity HTTP / TCP Connect Download Time VoIP MOS IPSLA Test Operations ICMP Echo ICMP Path Echo ICMP Path Jitter UDP Echo UDP Jitter VoIP Jitter One Way Latency HTTP FTP TCP Connect MPLS VPN Frame Relay DLSw+ APM SNMP DNS DHCP IPSLA Tests to each point in the end to end network path locates network bottlenecks

62 Cisco IP Service Level Agreements Example: Multi-Protocol Measurement and Management with Cisco IOS IP SLAs Applications Availability Network Performance Monitoring Measurement Metrics VoIP Monitoring Service Level Agreement (SLA) Monitoring Network Assessment Multiprotocol Label Switching (MPLS) Monitoring Trouble Shooting Round Trip Time Packet Loss Network Jitter Dist. of Stats Connectivity Protocols Jitter FTP DNS DHCP DLSW ICMP UDP TCP HTTP LDP H.323 SIP RTP Radius Video Defined Packet Size, Spacing COS and Protocol Source Cisco IOS Software IP SLA Cisco IOS Software IP SLA MIB Data Active Generated Traffic ResponseWatch Destination Cisco IOS Software Responder ResponseWatch IP SLA 62

63 Cisco IP Service Level Agreements Cisco IOS IP SLAs Utilizzi e Metriche 63

64 VoIP Assessment Soluzione indipendente dalla infrastruttura Soluzione vendor neutral Non deve richiedere il deployment di probe Soluzione flessibile e versatile Soluzione personalizzabile in funzione delle proprie esigenze 64

65 NetAlly Application Advisor 65

66 VoIP Assessment NetAlly Application Advisor Closer to the End User Closer to the Application 66

67 VoIP Assessment Test Center Remote Office TA Remote Office TA Corporate Office TA TA TC TA Home Office Data Center TA TA ASP 67

68 VoIP Assessment NetAlly Application Advisor Vicino al Client Remote Office TA Remote Office TA Corporate Office TA TA TA Home Office ASP Data Center TA TA 68

69 VoIP Assessment Remote Analysis con NetRegard Remote Office Remote Office Corporate Office TC Data Center TA TA 1. Net Engr Directs User to TC Web Page 2. User Logs In and Starts NetRegard Agent with one click 3. Net EngrRuns Tests 69

70 VoIP Assessment Remote Troubleshooting con NetRegard Remote Office Remote Office Corporate Office TC Data Center TA TA 70

71 DHCP DNS Vicino alla Applicazione Traffico sintetico reale, NON solo PING (Internet, POP3, SMTP) RADIUS FTP Web (HTTP, HTTPS) VoIP Multicasting User Defined Applications (UDP, TCP, Specified Port) VoIP Assessment 71

72 VoIP Assessment Proactive Monitoring Measurement Limits + Pass / Fail Summary 72

73 VoIP Assessment Measurement Results Web Page Load Time 73

74 VoIP Assessment Graph Web Page Load Time 74

75 VoIP Assessment Detailed Response Time (Web Pages) 75

76 VoIP Assessment Availability Report 76

77 VoIP Assessment VoIP Measurements 77

78 VoIP Assessment 78

79 VoIP Assessment 79

80 VoIP Assessment 80

81 VoIP Assessment 81

82 VoIP Assessment 82

83 VoIP Assessment 83

84 VoIP Call Quality Measuremets 84

85 VoIP Call Processing 1 Phone 1 Off Hook Call Server Ring Back 4 2 Digit Analysis IP WAN 6 Connect RTP Stream Call Setup 3 4 Ring Gateway PSTN 5 Phone 2 Off Hook 85

86 Dove misurare e cosa misurare 86

87 Dove misurare e cosa misurare Singolo punto di misura O? End-to-End VoIP Quality Performance 87

88 Dove misurare e cosa misurare PROBE PROBE Traffic Flow 88

89 Dove misurare e cosa misurare 89

90 Dove misurare e cosa misurare 90

91 La soluzione Fluke Networks 91

92 La soluzione Fluke Networks 92

93 La soluzione Fluke Networks 93

94 La soluzione Fluke Networks Modello di deployment flessibile 94

95 Demo live 95

96 Sommario 96

97 WAN Optimization Reports In sintesi Servizi On-Site (VOIP-MON, VOIP-ASS, NPF-MON ) Soluzioni Fluke Networks Se vorrete approfondire, siamo a vostra completa disposizione per analisi ad hoc! Approfittatene! 97

98 Grazie per aver partecipato! 98

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