Тренинг FastTrack. «Сетевые основы». «Основы телефонии». Часть 2. Эдди Мартин. Декабрь, 2012

Около года назад я заприметил интереснейшую и увлекательную серию лекций Эдди Мартина, который потрясающе доходчиво, благодаря своей истории и примерам из реальной жизни, а также колоссальному опыту в обучении, позволяет приобрести понимание довольно сложных технологий.

Мы продолжаем цикл из 27 статей на основе его лекций:

01/02: «Понимание модели OSI» Часть 1 / Часть 2
03: «Понимание архитектуры Cisco»
04/05: «Основы коммутации или свитчей» Часть 1 / Часть 2
06: «Свитчи от Cisco»
07: «Область использования сетевых коммутаторов, ценность свитчей Cisco»
08/09: «Основы беспроводной локальной сети» Часть 1 / Часть 2
10: «Продукция в сфере беспроводных локальных сетей»
11: «Ценность беспроводных локальных сетей Cisco»
12: «Основы маршрутизации»
13: «Строение роутеров, платформы маршрутизации от Cisco»
14: «Ценность роутеров Cisco»
15/16: «Основы дата-центров» Часть 1 / Часть 2
17: «Оборудование для дата-центров»
18: «Ценность Cisco в дата-центрах»
19/20: «Основы телефонии» Часть 1 / Часть 2

И вот двадцатая из них.

Тренинг FastTrack. «Сетевые основы». «Основы телефонии». Часть 2. Эдди Мартин. Декабрь, 2012

Мы транслируем голос при помощи приложений и мы занимаемся тем, что обеспечиваем работу приложений клиентов. Cisco ничего не знала про PBX, поэтому, когда мы объясняли преимущество нашей телефонии, мы в первую очередь указывали на высочайшую надёжность. Наше оборудование обладало феноменальной отказоустойчивостью – 99,999%. Это означает, что простой оборудования Cisco не превышал 5 минут в год! Но что считается простоем в телефонии?

Создав VoIP, мы открыли пользователям весь мир. Если вернуться к вопросам надёжности, то здесь есть несколько интересных особенностей.

Пусть к одной из карт нашей станции (левый нижний сегмент) подключено 24 телефона. В моей PBX имеется 600 таких станций. Если одна такая карта на 24 телефона выйдет из строя, это будет считаться простоем системы?

Где та точка отсчёта, после которой Вы можете сказать, работает система или нет, насколько она отказоустойчива, какой процент её надёжности? Так вот, классическая телефония считалась нерабочей, если становилось недоступной 30% её инфраструктуры. Допустим, Ваш день начался неудачно, по дороге на работу Вас остановил и оштрафовал полицейский, потом жена позвонила и объявила, что разводится с Вами. У вас отвратительное настроение, Вы в сердцах вырвали телефонную карту и вывели из строя 24 телефона. Это системный сбой? Конечно же, нет. Если у вас 600 таких станций, то для того, чтоб система считалась нерабочей, Вы должны избавиться от 30% — это 180 станций. Вот что значит системный сбой.

Но рядовой сотрудник Cisco не знал обо всём этом, и мы совершили много ошибок, пытаясь побороть конкурентов, пока не нашли наилучший способ. Вы знаете, люди до сих пор не видят разницы между IP-телефонией и технологией VoIP. Они не понимают, что разница заключается в том, что мы не просто передаём голос, а превращаем его в приложение! Мы просто должны были что-то с этим сделать. В 2001 году клиенты стали интересоваться нашей технологией, а 2002 стал для нас действительно хорошим годом. В стране был экономический спад, но нам удалось продать очень много своей продукции. Напомню, что в 2000 году в области сетей лидировала компания Nortel, а первенство производства на рынке было за Avaya. Но уже в 2009 году №1 стала Cisco. Для рынка это очень короткий период, и за это время мы смогли изменить мир.

Мы не специализировались на выпуске оборудования именно для офисов, но у нас есть серия свитчей 6000 Business Edition, предназначенная для небольших компаний. Я немного отвлекусь от темы и приведу один пример. Клиенты часто говорили мне, что им не нужна голосовая почта. Как Вы думаете, моя дочь Эмили пользуется голосовой почтой? Нет, она никогда не отвечает на голосовые сообщения. Это говорит о том, что правила игры меняются. Мы должны усиливать разработку тех изменений в технологии, которые действительно интересуют людей в наше время. Мы должны делать так, чтобы к нам шли новые клиенты.

Относительно моего рисунка – мы должны знать и объяснять нашим клиентам роль Cisco в этой области. Мы привнесли наши технологии и тем самым простимулировали весь рынок телефонии. Мы перешли на IP-технологию и всё это «железо» кануло в прошлое. Немного позже мы поговорим о HCS, иерархической сотовой структуре.

А теперь давайте поговорим о том, какой вид имеют решения от Cisco. Я уже Вам говорил, что поскольку я не очень умный, то люблю всё упрощать. Поэтому рассмотрим решения с трёх сторон — сервисов, клиентов, и инфраструктуры.

Сервисы представляют собою совокупность сетевого программного обеспечения и приложений, с которыми взаимодействует тот или другой тип клиентов, а инфраструктура будет зависеть уже от того, что этим клиентам требуется для их работы.

Типичное решение представляет собой свитч, с которым при помощи PoE соединён IP-телефон. Последнее слово «телефон» как физическое устройство должно исчезнуть. Оно не нужно в этой технологии, но люди продолжают использовать телефонные аппараты. Так что в действительности IP-телефон совсем не телефон, а клиент. Ведь у нас есть персональный компьютер PC, куда можно поместить этот клиент. Это и есть клиент Jabber.

Далее – в каком сервисе нуждается наш свитч, какое программное обеспечение ему необходимо? Ему нужен менеджер коммуникаций CM.

Наш телефон имеет IP адрес 10.10.10.6 и MAC-адрес А. Как нам связать телефон с менеджером СМ? Нужно поместить туда MAC-адрес нашего телефона. То есть СМ представляет собой базу данных с таблицами всех компонентов. В этой таблице имеются MAC-адреса, расширения EXT для мобильности, то есть пароли и логины, и функции телефонной связи. И кстати, когда телефон связывается с СМ, он присылает ему свой IP-адрес. Благодаря этому Вы можете переносить свой телефон куда угодно и подключаться к сети там, где захотите.

Наш компьютер имеет MAC-адрес В и IP-адрес 11.11.11.9. Эти данные мы тоже заносим в таблицу СМ.

Я поднимаю трубку, или нажимаю кнопку, и мой IP-телефон посылает СМ один пакет. Этим самым начинается запись деталей звонка, или CDR (Call Detail Record). Она позволяет отследить данный звонок, увидеть, что звонок происходит. Менеджер СМ посылает телефону другой пакет – это гудок, который сообщает клиенту, что телефон работает. Допустим, наш телефон имеет расширение номера 3000, а компьютер, вернее, его Jabber-клиент – 3200. Звонок из телефона поступает в СМ, который по таблице определяет расширение устройства с номером 3200 и находит его IP-адрес, после чего отправляет звонок компьютеру. И компьютер начинает звонить, как обычный телефон, показывая, что его владельца кто-то вызывает. И «железный», и «программный» телефон одинаково реагируют на входящий звонок – они оба производят шум звонка. Менеджер коммуникации организует прямой разговор между клиентами сети, два RTP-поктока, в обеих направлениях. Они не идут через него, он это лишь организует. Когда кто-то из абонентов кладёт «трубку», сигнал поступает в CM и он прекращает запись CDR, и телефоны клиентов переходят в обычный режим. Вот как это работает – это не ракетостроение.

Что происходит, если я хочу позвонить кому-либо, кто находится за пределами нашей сети? Я нарисую здесь роутер с «голосовыми воротами» VG, который соединён с PSTN, а тот с домашним телефоном абонента.

Допустим, я хочу позвонить жене, чтоб узнать о том, не сожрала ли её собака ещё что-то. Два дня назад, когда я положил свои вещи внизу, она переживала мою шляпу, любимую шляпу. Ещё никогда собака жены не была так близка к смерти. Я снимаю трубку, сигнал поступает CM, затем я набираю свой домашний номер, СМ проверяет его по таблице – о, это внешний вызов! И обращается к свитчу. Тот связывается с роутером, у которого есть свой IP-адрес, и роутер отправляет номер вызываемого телефона в PSTN, а затем городская сеть вызывает к телефону мою жену. Точно так же происходят звонки через Wi-Fi, потому что это та же сеть.

Скажу Вам важную вещь, которую всегда говорю своим клиентам. Всё эти вещи делали и классические телефонные станции, но проблема заключалась в том, что PBX был буквально напичкан разным оборудованием, кучей карт с разными функциями. Поэтому очень трудно было добиться отказоустойчивой совместной работы всего этого «железа», его было слишком много.
Мы предложили решение, по которому звонок совершает 17 шагов, прежде чем связать двух абонентов, но благодаря протоколам и приложениям это происходит на минимальном количестве «железа». Мы исходили из принципа «не делай сложным то, что можно упростить». У нас получился не сервер для избранных клиентов, а сервер для абсолютно всех.

Таблица, расположенная в СМ, представляет собой телефонную книгу. Мы все ими когда-то пользовались. Последний раз я пользовался телефонной книгой, когда мне понадобилась мишень для пневматической винтовки. В неё было удобно стрелять, и она была самой дешёвой мишенью.

Меня тут спрашивают, сыграла ли Microsoft какую-то роль в развитии IP-телефонии. Имеется в виду программное обеспечение для телефонных звонков через компьютер. Несомненно, поскольку Microsoft разрабатывает программное обеспечение, они приняли участие в этом, создали эмулятор клиент-сервера. Как говорится, трудно не заметить слона в комнате. Однако в 2001 году, когда мы занимались IP-телефонией, Microsoft не имели к этому никакого отношения. Они подхватили технологию и были вынуждены создавать ПО для компьютеров с функцией звонков уже по факту существования IP-телефонии.

Тут в зале присутствует наш представитель из Австралии, и я замечу, что в Австралии сейчас продаётся больше систем IP-телефонии, чем где-либо в мире. В Северной Америке около 60% продаваемых телефонных систем базируются на IP-решениях, из них 40% составляет продукция Cisco. Но я хочу Вас попросить быть осторожными с этими цифрами – количество IP-телефонов не соответствует количеству телефонных номеров. Например, клиент имеет 25 IP-телефонов и 560 обычных телефонных аппаратов, это разные цифры. Так что будьте внимательны, рассказывая клиентам об этих цифрах.

Расширим нашу схему. К нашему роутеру я добавлю WAN, затем ещё 1 роутер, связанный также с PSTN, затем помещу свитч и присоединю к нему IP-телефон.

Этот телефон не нуждается в отдельной PBX. Его данные заносятся в таблицу СМ и он становится полноправным элементом нашей сети. Предположим, он имеет код 4000. Я поднимаю трубку своего телефона с кодом 3000 и звоню своему другу, то есть вызываю номер 4000. И СМ обеспечивает то, что мой IP-телефон «разговаривает» с IP-телефоном моего друга, то есть связывает два IP вместе. При этом у нас есть выбор – я могу связаться с этим номером через PSTN или же послать звонок через WAN. Я имею две различные сети и могу выбирать ту, что мне подходит больше.

В случае с WAN у нас имеются ограничения по пропускной способности. Помните, как я рисовал трубы разного диаметра: широкая труба, узкая трубочка, снова широкая труба. Мой IP-телефон инкапсулирует голос, превращает его в данные и использует канал 64 Кбит / с. В исходящий пакет добавляются ещё служебная информация, и я получаю пакет объёмом 100 Кбит на 1 секунду звонка. Для оборудования LAN это ничтожно малая величина. Но для WAN, пропускная способность которого составляет 2 Мбит / с, эта величина не кажется слишком малой. Поэтому мы используем кодеки, упаковывающие голосовой звонок всего в 8 Кбит, и получаем размер пакета в 4 раза меньший – всего 25 Кбит на 1 секунду звонка. Таким образом снижается нагрузка на WAN.
Наш менеджер коммуникаций СМ должен спросить роутер, сможет ли роутер пропустить звонок через WAN. Почему это делается? Потому что роутер контролирует этот мост между системой и WAN. И административный контроль звонков приобретает всё большую и большую важность. Ведь мы хотим передавать не только голос, но и видео и другие данные.

Так вот, если роутер разрешает пропустить звонок, то СМ сообщает нашему телефону на входе системы о том, что звонок нужно перекодировать в пониженный битрейт 8 Кбит, потому что он пройдёт через WAN, который имеет лимитированную пропускную способность. Так работает система, соединяющая телефон с кодом 3000 и телефон с кодом 4000.

Такую технологию обеспечивает протокол маршрутизации, по которому работает роутер. СМ позволяет Вам одновременно послать 6 звонков через сеть. Всего в системе используется 4 разных протокола, обеспечивающих передачу звонков.

Сколько телефонов или видеоустройств можно подключить к одному менеджеру связи СМ? 40 тысяч устройств! В данном случае мы имеем ограничение, определяемое возможностями сервера. Cisco, как очень хорошая инжиниринговая компания, имеет документацию, которая рассказывают пользователю о возможностях кластерного решения и о том, как объединить сотню таких серверов в одно IP-решение. То есть Вы имеете потенциальную возможность подключить 4 миллиона телефонов к одной сети, которая обеспечена технической поддержкой Cisco. Мы имеем несколько таких кластеров в Индии, в Европе, в Северной Америке и так далее.

Теперь давайте поговорим о кластерах. Первый СМ, который Вы настроили, назовём его Publisher – Издатель. Он владеет базой данных. Я хочу иметь избыточность здесь, для отказоустойчивости, верно? И потому у нас есть второй CM, Subscriber – Подписчик, и этот менеджер получает данные от Publisher. Когда Вы загружаете эту систему, CM спрашивает, Publisher или Subscriber он. Первый может делать всё что угодно, читать, писать. А вот Subscriber сразу задаёт вопрос, где мой Publisher? Эти устройства разделены для того, чтобы наша база данных оставалась целостной, обеспечивалась отказоустойчивость. База данных может быть размещёна, как на независимом сервере, так и на виртуальном, а СМ является устройством, которое может затребовать эту базу данных и использовать для своих нужд. Напомню, что все эти серверы являются программным обеспечением, приложением. Они поставляются пользователю на компакт-дисках, как любое другое ПО, и могут быть виртуализированы.

Итак, Publisher владеет информацией, а Subscriber её использует. На каком расстоянии от Издателя может быть размещён Подписчик? Находятся ли они в одном общем корпусе?
Требованиями оговорено время в 80 миллисекунд для взаимного обмена данными между этими двумя устройствами.

Приведу Вам пример. Северная Америка является достаточно большим континентом, достаточно большим для меня, особенно когда ты летаешь через весь континент часто. Я работал в Телусе, Канада, и мы говорили о возможностях технологии. И мне сказали, что они способны обеспечить поступление информации из Галифакса, Новая Шотландия, а это на другом конце континента, в Калгари за 80 мс и заявленную пропускную способность. Так что я могу разместить своего Издателя в Калгари, а Подписчика – в Галифаксе на расстоянии в ¾ длины континента, и такая скорость связи между ними будет гарантирована.

Так вот, Publisher и Subscriber образуют кластер. Кластер может состоять из двух или более менеджеров связи СМ, использующих общую базу данных.

В одном кластере можно объединить 20 серверов. Что Вы должны купить, загружая программное обеспечение менеджера связи СМ? Только лицензию пользователя! Вам не нужно покупать никаких дополнительных физических устройств.

Если Вы пользуетесь UCS, серверной платформой Cisco, то производите инсталляцию нового серверного ПО из уже существующего оборудования по лицензии. Вы можете купить 20 или 50 лицензий и подключить к сети соответствующее количество телефонов пользователей. Вы просто загружаете новый СМ на существующий сервер и запускаете его. Это решение основано на технологии VMware. На основе Linux создаётся виртуальная машина, которая организует виртуальную сеть. Руководство по развёртыванию такой сети состоит из 1200 страниц, и там описаны абсолютно все принципы работы и шаги. Для создания таких сетей используется оборудование Cisco серии С, но можно использовать серверы IBM и другую продукцию, с которыми совместимо наше оборудование.

Лицензия поступает в СМ, который совершает все действия, предусмотренные этой лицензией. Пользователи даже могут выбирать себе номера телефонов, если это предусмотрено лицензией.
Мы не нуждаемся в телефонистах в их классическом понимании, но в компаниях клиентов есть внешние технические специалисты, которые занимаются IP-телефонией.

Я хочу ещё раз вернуться в 2000-2001 годы, когда мы только вышли на рынок с нашей технологией. Тогда мы использовали протокол SCCP, а сейчас SIP – пожалуй, в этом заключается вся разница с конфигурацией 2001 года.

Рассмотрим, что случится, если WAN выйдет из строя – вот я его перечёркиваю.

У нас появится клиент, который не видит свой сервер. У него не будет пути передачи данных на сервер.

Предположим, у Вас дома исчез почтовый сервер. Отключился Интернет, и когда Вы открываете Outlook или другой почтовый клиент, Вы не можете отправить письмо. Так вот, менеджер связи, как только увидит, что пропала связь с каким-либо IP клиента, тут же сообщит о том, что WAN вышел из строя. Однако мы не можем рисковать бизнесом наших клиентов. Поэтому Cisco менее чем за 3,5 месяца создала специальное программное обеспечение для роутера под названием SRST – «неуязвимая удалённая телефонная связь» — которое показывает, что наше оборудование обладает гораздо большими возможностями, чем можно представить.

Мы пользуемся этой системой с 2001 года – вот посмотрите, как она выглядит на картинке.

Вы можете позвонить из филиала (верхний левый телефон) в штаб-квартиру (правый нижний телефон), поговорить с другом (нижний левый телефон) или заказать пиццу в городе. В первом случае звонок будет идти через IP WAN, во втором – непосредственно по локальной сети филиала, связывающей верхний и нижний телефоны, а в третьем случае через публичную телефонную сеть PSTN. Предположим, что связь с IP WAN прервалась.

Обнаружив это, сервер филиала предпримет 3 попытки, чтобы связаться с абонентом в штаб-квартире. Если это не удалось, он направит звонок в обход WAN через PSTN и далее на роутер штаб-квартиры. Такой способ обеспечения надёжной связи мы используем с 2001 года. Это стало возможным, потому что в нашей системе IP-телефонии PSTN и IP WAN разделены и могут работать независимо. Такого нет в классической телефонной сети, поэтому она менее надёжна.

Имейте в виду, что наши клиенты не похожи друг на друга. Например, одним нужна голосовая почта, другим нет, и это нужно учитывать. Для использования голосовой почты в Вашем бизнес-телефоне используется открытый XMPP протокол Jabber. Потребности клиентов меняются с течением времени.

Итак, мы имеем сервер, который называется СМ, communication manager, который управляет подключёнными устройствами, в данном случае Вашими телефонами. Он соединён с сетью при помощи свитча. Далее у нас имеется инфраструктура, например роутер с функцией VG. Внутри роутера расположена карта DSP, ресурс обеспечивающий возможность преобразования традиционной телефонии в пакетированные голосовые данные.

К свитчу подсоединены клиенты: IP-телефоны, персональные компьютеры РС или MAC c установленными Jabber, планшеты iPad, смартфоны iPhone и Android. Все мобильные устройства содержат Jabber-клиент.

Менеджер связи управляет всей этой инфраструктурой на основании лицензии. Вы просто загружаете программное обеспечение CM на выбранный Вами сервер.

Кроме того, у нас есть другое приложение, которое запускается на сервере – это CUPS — Cisco Unified Presenсe Server. Этот сервер обеспечивает клиентов дополнительными сервисами к традиционной телефонии, в данном случае возможностью чата.

Оба эти сервиса, CUPS и СМ, можно загрузить на любой выбранный Вами сервер. Они дают Вам возможность организовать чат и передавать голос.

Для голосовой почты Cisco имеет ещё один сервер – CUC, или Cisco Unity Connection. Это сервер приложений, который предоставляет возможность для обмена сообщениями голосовой почты в корпоративной сети.

Если кто-то звонит на мой телефон, и он не отвечает, менеджер коммуникаций переключает этот звонок на CUC, в мой ящик голосовой почты, и звонящий оставляет там своё сообщение.

Напомню ещё раз – всё это может быть виртуализировано на основе платформы UCS. Можно сказать, что эти серверы представляют собой виртуальные приложения, которые могут быть виртуализированы на другом сервере.

Эти решения распространяются на все элементы инфраструктуры. То есть Вы можете пользоваться голосовой почтой со своего айфона, планшета или любого другого смартфона, подключенного к сети, независимо от Вашего местоположения.

Что же касается безопасности, то на работе Вы подсоединяете свой смартфон к корпоративной сети, а дома используете Wi-Fi подключение к сети провайдера, поэтому выход в рабочую сеть из дома не обеспечивает достаточную безопасность. Но и в этом случае можно пользоваться Jabber через подключение к сети Интернет, а для обеспечения безопасности необходимо создать безопасный канал с помощью программного обеспечения, называемого AnyConnect. Оно построено на основе VPN-клиента.

Оно запускается на любом оборудовании: ПК, «Макбуке», смартфоне. Если Вы находитесь за пределами корпоративной сети Cisco, то после авторизации в сети запускается VPN, которое создаёт защищенное безопасное соединение с рабочим сервером.

Базовая лицензия обеспечивает клиента серверами CUPS и СМ, а расширенная лицензия добавляет голосовую почту CUC. Кроме того, существует универсальная лицензия высшего уровня, которая предоставляет клиенту полный доступ к возможностям системы. При этом один и тот же пользователь может использовать и IP-телефон, и другие стационарные и мобильные устройства для связи с другими пользователями сети, с одним и тем же телефонным номером.

Для ознакомления с возможностями лицензии пользователю представляется 30-ти дневный бесплатный период, а с 31 дня за услуги придётся заплатить, приобретя лицензию.

СМ объединяет всё.

Продолжение следует, ссылка появится здесь после того, как работа над переводом будет завершена.

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $249 в Нидерландах и США! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

FavoriteLoadingДобавить в избранное
Posted in Без рубрики

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *