広域分散環境におけるネットワーク利用技術の開発

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Transcript 広域分散環境におけるネットワーク利用技術の開発 

２００３／３／１５
明治大学情報科学センター 情報技術研究会
Private SIP サーバを用いた
VoIP環境構築の試み
明治大学 情報システム管理課
服部裕之
( [email protected] )
1
分りにくいタイトルですね... 反省！
 VoIP:
 SIP:
Voice over Internet Protocol
Session Initiation Protocol
「Private SIPサーバを用いたVoIP環境構築の試み」
↓
『ＩＰネットワーク上に「組織内のＩＰ電話網」 を
作ってみよう！』
2
ＶｏＩＰ端末
 ３種類の接続形態
（http://www.isl.intec.co.jp/contents/proj/ifax/iphone/iphone.htm より抜粋）
ＰＣ
（Windows Messenger）
ＩＰネットワーク
ＶｏＩＰルータ
音声データ
ＩＰ電話機
通常の電話/FAX
3
ＶｏＩＰの仕組み
1. 相手先のＩＰアドレス（または対応するＶｏＩＰ電話番号）を指定
2. 呼び出し
3. 通話
133.26.208.75
（VoIP番号：５０００）
ＩＰネットワーク
通常の電話機
ＶｏＩＰ電話
ＶｏＩＰルータ
(133.26.208.75)
4
ＶｏＩＰ端末が増えたら・・・
 VoIP電話番号とＩＰアドレスの管理が大変!
ＶｏＩＰ電話番号
ＩＰアドレス
050-1234-2051
133.26.208.97
050-1234-2052
133.26.208.71
050-1234-2053
133.26.208.88
 ＶｏＩＰ用交換機が必要
→ ＳＩＰ (Session Initiation Protocol)サーバ
5
１．ＶｏＩＰ端末の登録
SIPサーバ
ＶｏＩＰ端末
VoIP番号
ＩＰアドレス:ポート番号
２５０２
133.26.208.71:5060
２５０１
133.26.208.97:10081
２５０３
133.26.208.88:20081
２５０４
133.26.226.16:5060
2.OK
１．REGISTER
From: sip:[email protected]
Contact: sip:133.26.208.71:5060
VoIP番号：2504
ＩＰ：133.26.226.16
VoIP番号：2501
ＩＰ：133.26.208.97
VoIP番号：2502
ＩＰ：133.26.208.71
VoIP番号：2503
ＩＰ：133.26.208.88
6
２．ＶｏＩＰ端末の呼び出し
SIPサーバ
ＶｏＩＰ端末
VoIP番号
ＩＰアドレス:ポート番号
２５０２
133.26.208.71:5060
２５０１
133.26.208.97:10081
2．INVITE sip:[email protected]
１．INVITE
sip:[email protected]
From: sip:[email protected]
To: sip:[email protected]
CALL-ID: [email protected]
4.3.OK
OK
Contact:
Contact:sip:[email protected]:5060
sip:[email protected]:5060
VoIP番号：2504
ＩＰ：133.26.226.16
VoIP番号：2501
ＩＰ：133.26.208.97
VoIP番号：2502
ＩＰ：133.26.208.71
VoIP番号：2503
ＩＰ：133.26.208.88
7
３．通話
SIPサーバ
ＶｏＩＰ端末
音声データ
(RTP - Real-Time Transport Protocol)
VoIP番号：2504
ＩＰ：133.26.226.16
VoIP番号：2501
ＩＰ：133.26.208.97
VoIP番号：2502
ＩＰ：133.26.208.71
VoIP番号：2503
ＩＰ：133.26.208.88
8
ＳＩＰサーバの役割
 呼出制御のみ
 ＶｏＩＰ端末の認証
 ＶｏＩＰ端末の所在地（ＩＰアドレス）管理
 ＶｏＩＰ端末の状態管理（On/Off）
 （本来は、ノード間の呼制御への広い応用が可能）
 音声データの転送には関知しない
 ＱｏＳ（ネットワーク帯域制御）の定義には関知しない
 ＶｏＩＰ網と公衆電話回線網(PSTN)とのゲートウェイはしない
9
ＳＩＰサーバ関連ソフト
 商用、オープンソースなどいろいろ存在
 オープンソース
 ＳＩＰサーバ
SER - SIP Express Router
http://www.iptel.org/ser/
 IWU SipProxy
http://www.mysip.ch/

 ＩＰ～ＰＳＴＮゲートウェイ、VoiceMail、電話会議

asterisk
http://www.asteriskpbx.com/
10
音声データ
 ＲＴＰ
(Realtime Transport Protocol)
 UDPを用いた音声・映像に適したプロトコル
 音声の符号化
 圧縮の有無、種類により多数あり
 代表例
Ｇ．７１１
Ｇ．７２３．１ etc.
ＲＴＰ／ＲＴＣＰ
ＵＤＰ
（ＩＴＵ標準）
Ｇ．７１１
（無圧縮、64Kbps）
 Ｇ．７２３．１ （圧縮あり、6.3Kbps）
ＩＰ

データリンク層
物理層
→ プロバイダの「ＩＰ電話」サービスでは、G.711を採用
11
VoIP端末（ＳＩＰクライアント）
 ＩＰ電話
 ２万円台の製品が登場
 ＶｏＩＰアダプタ
 ヤマハ
RT56v など
 ＰＣ＋ソフトウェア
 Windows

Messenger
もうダメかも...
 Linux

linphone
http://www.linphone.org/
12
実験概要
 ＳＩＰサーバを学内ネットワーク上に作る
 ＶｏＩＰ端末を学内ネットワークに接続
↓
 ＶｏＩＰ端末による内線通話網を実現
 ＰＣ→電話機（ＶｏＩＰアダプタ）
 電話機（ＶｏＩＰアダプタ）→ＰＣ
 電話機（ＶｏＩＰアダプタ）→電話機（ＶｏＩＰアダプタ）
 ＰＣ→ファックス（ＶｏＩＰアダプタ）
13
実験環境
133.26.226.x (教室内,LAN・10～100Mbps)
133.26.136.x (生田)
100Mbps～1Gbps
SIPサーバ
133.26.208.x (事務室内)
VoIP番号：2502
ＩＰ：133.26.226.?
VoIP番号：2503
ＩＰ：133.26.226.?
(DHCPによる自動割当）
(DHCPによる自動割当）
富士通Loox S8＋
Messenger(Ver.4.7)
ヤマハRT-56v
（VoIPルータ）
＋電話機
ＶｏＩＰ端末（ＳＩＰクライアント）
misc-news.mind.meiji.ac.jp
ＩＰ：133.26.136.153
SunFire 280
(Solaris8) +
SER(Ver.0.8.10)
VoIP番号：2501
ＩＰ：133.26.208.97
ヤマハRT-56v
（VoIPルータ）
＋ファックス
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実験結果

ネットワーク負荷

G.711


8KHz,8bit量子化
ヤマハRT56vのCODECは...

パケット送出間隔、サイズ


実質帯域



20msec, 160バイト
80Kbps (IPパケット)
95,2Kbps (Ethernetフレーム)
音声品質

遅延が気になる （ＶｏＩＰ端末の性能に依存？）



PC(Messenger)との通話時。感覚的には500msec程度の遅延
ＶｏＩＰルータ間での通話ではまったく気にならない。
とぎれ、ゆらぎ、雑音、エコーは無し （RT56vの場合）

地区間の学内内線電話(9.6Kbps, 無音圧縮有）よりは高音質（と感じる）
15
ＶｏＩＰの優れている点
 移動が容易
 機器の移動
 ＶｏＩＰ番号の継続利用
 コストは...
 高価なＰＢＸが不要
 運用コストは「？」
 ＰＢＸを完全に無くせるかどうかがポイント

ＩＰセントレックス

NTT-com: １０００回線で￥1,277,000（月額）
16
ＶｏＩＰ化に際しての
(学内)ネットワークの課題

ネットワーク設計の見直し



信頼性
QoS
ファイアウォールポリシー

（事務ネット、教研ネット）

電源

（番外）

インターネット
ファイアウォール
×
既存の公衆電話回線網との連携


緊急電話
着信
MIND
○
教育研究系ネット
事務系ネット
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これからのお楽しみ
 FireWall
Control Protocol
 SIPサーバとファイアウォールの連携
 動的アクセスリスト制御
 公衆電話回線網とＶｏＩＰ網との相互接続
 OpenSource＋低コストなハードウェアで可能か？
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おまけの実験
１．大学のＳＩＰサーバに接続
SIPサーバ
インターネット
２．音声通話
OCN(神奈川）
Ether(100M)
ＡＤＳＬ(12M,Acca)
ＭＩＮＤ
富士通Loox S8＋
Messenger(Ver.4.7)
ヤマハRT-56v
（VoIPルータ）
＋電話機
ＶｏＩＰ端末（ＳＩＰクライアント）
富士通
Flashwave2040
（VoIP機能付
ADSLルータ）
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（付録）
音声評価基準


評価基準（ＩＴＵ－Ｔ）
Ｒ値


ＭＯＳ値


客観評価
主観評価
検査ツール

Atliza VoIP analizer
(http://www.artiza.co.jp/)
（http://www.soumu.go.jp/s-news/2001/011226_3_e.html より抜粋）
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