Master en Comunicaciones Móviles Prácticas sobre...

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Master en Comunicaciones Móviles

Prácticas sobre Protocolos Internet

P5: Caso de Estudio. Servicio de Voz sobre IP (VoIP)

Objetivo: Los objetivos que se pretende alcanzar con esta práctica son:

• Comprender el funcionamiento del protocolo SIP como base del servicio de telefonía de una organización.

• Configurar y probar servidores SIP y teléfonos IP en una red corporativa, así como diseñar y configurar las tablas de encaminamiento de llamadas telefónicas.

Requisitos: Conocimientos básicos de SIP.

Documentación:

• Manuales de configuración de SIP y de Telefonía IP de los routers TELDAT disponibles en www.dit.upm.es/david/master/vodafone

Resultados: Cada grupo de alumnos deberá entregar una memoria con los resultados de la práctica siguiendo el formato de la plantilla que se adjunta a este enunciado (disponible en formato electrónico en www.dit.upm.es/david/master/vodafone).

1. DESCRIPCIÓN DEL ENTORNO

El entorno de red sobre el cual se desarrollará la práctica aparece representado en la Figura 1. El escenario pretende representar la red de comunicaciones de una empresa de tamaño medio que consta de:

• una Sede Central compuesta por varios segmentos de LAN interconectados mediante routers,

• 12 Sucursales , dotadas cada una de ellas de un segmento de LAN y un router para acceder a la sede central y a otras sucursales,

• 6 Sedes Regionales , que concentran en tráfico de las sucursales hacia la red troncal, • una Red Troncal , formado por varios routers interconectados mediante enlaces punto

a punto a los cuales se conectan las distintas sedes regionales.

En el Apéndice B de este enunciado aparece el mapa completo de la red, incluyendo los equipos, topología y direcciones utilizadas.

La práctica aquí descrita consistirá en el diseño y configuración de un servicio de telefonía IP basado en el protocolo SIP sobre la red anterior, que permita realizar llamadas entre teléfonos IP localizados en las distintas sucursales, sedes regionales y sede central.

Cada grupo de prácticas será responsable de la configuración de una sucursal, y tendrá que cooperar con otros grupos para configurar los equipos de su sede regional y de la red troncal.

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…

Internet

Sede Regional

Sede Central

Red Troncal

Sucursal

Sede Regional

Sede Regional...

Sucursal

Sucursal

Sucursal

Sucursal

Sucursal

Sucursal

SucursalSucursal

Sede Regional

...

SucursalSucursal

Figura 1: Escenario general de la práctica

El equipamiento utilizado en la práctica está formado por routers de los fabricantes TELDAT (www.teldat.es) y CISCO (www.cisco.com) y teléfonos IP de Swissvoice (www.swissvoice.net). En particular, se utilizan:

• Routers TELDAT C4B en las sucursales,

• Routers TELDAT ATLAS como concentradores de sucursales en las sedes regionales,

• Routers CISCO 2600 como routers de acceso a la red troncal desde las sucursales y como routers de la red troncal, y

• Servidores Linux en la sede central y en las sedes regionales.

• Teléfonos IP Swissvoice IP10S

Tal como aparece en la Figura 2, el servicio de telefonía IP de la red se basará en múltiples servidores SIP localizados en las sucursales, sedes regionales y sede central. Cada servidor SIP se encargará del registro de sus teléfonos locales y del encaminamiento de llamadas hacia otros servidores.

Sede Central

Red Troncal

Sede Regional

Sucursal X

ServidorSIP

Sucursal Y

ServidorSIP

ServidorSIP

ServidorSIP

Figura 2: Arquitectura del servicio VoIP

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El plan de numeración telefónico de la organización utilizará números de 4 dígitos y los prefijos se asignarán de forma jerárquica, tal como aparece reflejado en la siguiente tabla:

Prefijo Asignado a 10 Sede Regional A 11 Sucursal 1 12 Sucursal 2 20 Sede Regional B 21 Sucursal 3 22 Sucursal 4 30 Sede Regional C 31 Sucursal 5 32 Sucursal 6 40 Sede Regional D 41 Sucursal 7 42 Sucursal 8 50 Sede Regional E 51 Sucursal 9 52 Sucursal 10 60 Sede Regional F 61 Sucursal 11 62 Sucursal 12 9 Sede Central

2. CONFIGURACIÓN INICIAL DEL ENTORNO

Cada grupo de prácticas utilizará dos puestos (PCs) del laboratorio (ver distribución de puestos en Apéndice A). El primero de ellos (PCA) servirá como PC de la sucursal, desconectándolo de la red del laboratorio y conectándolo a la LAN de la sucursal. El otro PC (PCB) mantendrá su configuración y se utilizará para acceder mediante telnet a las consolas de los equipos utilizados en la práctica o para consultar la documentación “en-línea” del laboratorio.

Con el objeto de poder capturar los paquetes intercambiados entre los teléfonos IP y el servidor SIP de la sucursal, se construirá la red de la sucursal utilizando un Hub, tal como aparece representado en la Figura 3. De esta forma al arrancar la aplicación Ethereal en el PC de la sucursal será posible observar cualquier tráfico que se envíe en la LAN.

Hub

RS

PC

T1

T2

a la Sede Regional

Sucursal

Figura 3: LAN de la sucursal

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El punto de partida de la práctica debe ser la red IP correctamente configurada. Para ello:

• Configure el router de la sucursal según el mapa que aparece en al Apéndice B. Arranque OSPF en dicho router y compruebe la conectividad con la sede central y otras sucursales mediante ping y traceroute.

• Configure un servidor de DHCP en el router de su sucursal para que asigne direcciones a los teléfonos y al PC.

• Ponga en operación el Hub de la sucursal, conectándole el puerto LAN del router, la segunda tarjeta Ethernet del PC (tarjeta 3COM, cable UTP azul) y los puertos LAN de los dos teléfonos de la sucursal, todo mediante cables directos.

Recuerde que, dado que los PCs tienen dos tarjetas Ethernet, es necesario deshabilitar el interfaz principal o añadir una ruta al mismo para asegurarse de que el tráfico hacia las direcciones de la red de la práctica (192.168.0.0/16) se encamina a través de la tarjeta 3COM.

3. SERVICIO DE VOZ SOBRE IP

3.1. Configuración del Teléfono

Para configurar los teléfonos IP siga el procedimiento descrito a continuación:

• “Resetee” la configuración del teléfono. Para ello, desconecte la alimentación del teléfono y pulsando simultáneamente las teclas 1, 4 y 7 vuelva a conectarla. Emantenga las tres teclas pulsadas hasta que aparezca en la pantalla el mensaje “Restore Factory Settings”

• Por defecto, el teléfono se autoconfigura por DHCP. Compruebe que el servidor de DHCP del router ha asignado correctamente direcciones a ambos teléfonos. Para ello, acceda al menú de cada teléfono pulsando la tecla “OK” y navegando hasta la opción “Admin-Settings|Current-settings|Network-Configuration”. Apunte la dirección que se ha asignado a cada teléfono y compruebe que puede acceder a ella mediante ping desde el PC. Aunque es posible configurar los teléfonos IP a través de los menús del propio teléfono, por comodidad utilizaremos la configuración a traves de web.

• Acceda a la interfaz de configuración del teléfono a través del web. Para ello, abra un navegador web en el PC y acceda al URL: http://dirIP siendo dirIP la dirección IP asignada a cada teléfono. En caso de fallo, asegurese de que no está configurado el proxy-web en su navegador.

o Entre como administrador con usuario “admin” y clave “admin”.

o Acceda a la configuración de SIP y configure:

• La dirección del Proxy SIP de la sucursal (el router de su sucursal)

• El número de teléfono asignado en el campo “User ID” (Por ejemplo: 1101). Consulte el plan de numeración telefónico de la red.

• Un identificador alfanumérico en el campo “Display name”

• Modifique el valor del campo “Register expires” a 30 segundos.

o Salve la configuración (botón “Submit”) y rearranque el teléfono mediante la opción “Reboot”.

• Una vez arrancado el teléfono compruebe que el número asignado aparece en la pantalla del mismo.

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3.2. Configuración del Servidor VoIP de la Sucursal

El siguiente paso consiste en la configuración del servidor SIP de la sucursal. Como servidor SIP se utilizará al propio router TELDAT C4B de la sucursal.

Configure el servidor SIP en el router de la sucursal mediante el siguiente comando:

* running-config Config$ p sip SIP Config$ application server

Nota: para evitar tener que rearrancar el router TELDAT cada vez que se modifique su configuración, accederemos al proceso 5 (running-config) en vez del proceso 4 (config) utilizado hasta ahora.

Compruebe que los teléfonos se registran en el servidor mediante:

* monitor + p sip SIP Mon+ list registered-users

Compruebe además que puede realizar llamadas entre los teléfonos. Para realizar una llamada, simplemente descuelgue el teléfono, teclee el número llamado y a continuación la tecla “OK”.

3.3. Análisis de una llamada intra-sucursal

Con el objeto de comprender el funcionamiento del protocolo SIP, se va a analizar mediante Ethereal el intercambio de PDUs que se lleva a cabo en una llamada entre dos teléfonos de la misma sucursal. Para ello:

• Desconecte la alimentación de ambos teléfonos.

• Arranque el analizador de protocolos en el PC de la sucursal y póngalo a capturar en la tarjeta 3Com. Para facilitar la visualización, se recomienda filtrar las tramas LLC y OSPF que periódicamente envía el router. Para ello teclee la expresión: “not llc and not ospf ” en el campo “Filter:” de Ethereal.

• Conecte de nuevo la alimentación a los teléfonos.

• Realice una llamada entre ambos teléfonos.

Analice la captura y describa en la memoria mediante un cronograma el intercambio de paquetes que se produce entre los teléfonos y/o el servidor SIP. No olvide guardar el fichero con la captura, ya que deberá entregarlo junto con la memoria de la práctica.

Conteste en la memoria a las siguientes cuestiones:

• Describa en la memoria en que campo de los mensajes SIP aparecen los valores de los parámetros que ha configurado en los teléfonos (user-id, display-name, etc).

• Porque se observan ciertos paquetes “ICMP Destination Unreachable (Port unreachable)” después de colgar uno de los teléfonos?

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3.4. Configuración del Servidor VoIP de la Sede Reg ional

Con el objeto de poder realizar llamadas entre sucursales es necesario definir y configurar las tablas de encaminamiento de llamadas telefónicas entre los distintos servidores SIP que existen en la red (sucursales, sedes regionales y sede central).

La forma más sencilla de encaminar las llamadas SIP en un router TELDAT es mediante los llamados “dial-peer” en los que se indica la dirección IP del servidor SIP al que hay que encaminar las llamadas. Su formato simplificado es el siguiente (consulte los manuales de telefonía IP de TELDAT para ver otras opciones):

dial-peer X sip destination-pattern Y target ipv4 Z

siendo:

• X el identificador del “dial-peer”. Se pueden configurar múltiples dial-peer y cada uno debe tener un identificador distinto.

• Y indica los números telefónicos llamados a los que aplica el dial-peer. Por ejemplo: “11..” aplica a todas las llamadas cuyo número llamado tenga cuatro dígitos y los dos primeros sean 11 (el “.” indica cualquier dígito); “….” aplica a cualquier llamada a un número de cuatro dígitos.

• Z es la dirección IP del servidor SIP al que se quiere encaminar la llamada. Cuando el destino son los teléfonos registrados en el servidor SIP local, se debe utilizar el comando “target dynamic ”.

La configuración de los “dial-peer” se realiza en la sección de telefonía del proceso de configuración. Por ejemplo:

* running-config Config$ telephony Telephony Config$ dial-peer 1 sip dial-peer 1 config$ destination-pattern .... dial-peer 1 config$ target ipv4 192.168.95.21

Configure el router de su sucursal para que encamine todas las llamadas que no vayan hacia el prefijo local hacia el router de la sede regional. No olvide que debe añadir un “dial-peer” para las llamadas locales incluyendo el comando “target dynamic ”.

Igualmente, configure el router de la sede regional para que encamine las llamadas hacia los prefijos de cada sucursal hacia sus servidores SIP y que encamine el resto de llamadas hacia el servidor de la sede central (192.168.64.20). Para ello, coordínese con el grupo que depende de su misma sede regional y no olvide arrancar el servidor SIP en el router regional de la misma forma que lo hizo para el router de la sucursal.

Compruebe el funcionamiento de la configuración realizando llamadas a teléfonos de su sucursal vecina y a teléfonos de otras sedes regionales.

Describa en la memoria la configuración que ha utilizado en cada uno de los routers y el resultado de las pruebas realizadas.

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Conteste en la memoria a las siguientes preguntas:

• ¿Qué sucedería si movemos uno de los teléfonos de la sucursal en la que fue configurado a otra? ¿Podría comunicarse con algún teléfono?

• ¿Qué efecto tendría la caída del servidor SIP de la sede central?. Proponga soluciones para disminuir el impacto de la caída de dicho servidor.

• A la hora de configurar en un “dial-peer” la dirección IP del servidor SIP al que encaminar la llamada, ¿Cuál de las múltiples direcciones que tiene cada router se debería ultilizar?

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Apéndice A: Puestos de Prácticas Laboratorio B-123

Consolas de los Routers

Router Comando RRA1 telnet puerto5.lab.dit.upm.es 913 RRB1 telnet puerto5.lab.dit.upm.es 914 RRC1 telnet puerto5.lab.dit.upm.es 915 RRD1 telnet puerto5.lab.dit.upm.es 916 RRE1 telnet puerto5.lab.dit.upm.es 917 RRF1 telnet puerto5.lab.dit.upm.es 918 RRA2 telnet puerto4.lab.dit.upm.es 901 RRB2 telnet puerto4.lab.dit.upm.es 902 RRC2 telnet puerto4.lab.dit.upm.es 903 RRD2 telnet puerto4.lab.dit.upm.es 904 RRE2 telnet puerto4.lab.dit.upm.es 905 RRF2 telnet puerto4.lab.dit.upm.es 906

Direcciones Interfaces de Loopback de los routers

Router ID Router ID Router ID RB1 192.168.95.1 RRA2 192.168.95.21 S1 192.168.95.41 RB2 192.168.95.2 RRB2 192.168.95.22 S2 192.168.95.42 RB3 192.168.95.3 RRC2 192.168.95.23 S3 192.168.95.43 RB4 192.168.95.4 RRD2 192.168.95.24 S4 192.168.95.44 RRA1 192.168.95.11 RRE2 192.168.95.25 S5 192.168.95.45 RRB1 192.168.95.12 RRF2 192.168.95.26 S6 192.168.95.46 RRC1 192.168.95.13 RC1 192.168.95.31 S7 192.168.95.47 RRD1 192.168.95.14 RC2 192.168.95.32 S8 192.168.95.48 RRE1 192.168.95.15 RC3 192.168.95.33 S9 192.168.95.49 RRF1 192.168.95.16 RC4 192.168.95.34 S10 192.168.95.50 S11 192.168.95.51 S12 192.168.95.52

Puestos de Prácticas

-

S12

-

S11

13A

S8

11A

S9

10A

S10

16A18A19A22A23A31A30ACable

S7S6S5S4S3S2S1

-

S12

-

S11

13A

S8

11A

S9

10A

S10

16A18A19A22A23A31A30ACable

S7S6S5S4S3S2S1

PUERTA PPAL.PUERTA PPAL.

081

082

083

084

088

087

086

085

S12

S11

089

090

091

092

S9

S10

096

095

094

093

S8

S7

089

090

091

092

S9

S10

096

095

094

093

S8

S7

097

098

099

100

S5

S6

104

103

102

101

105

106

107

108

112

111

110

109

S4

S3

S1

S2

9


Apéndice B: Mapa completo de la Red

Sucursal 8

.65 .66

RB2

Sede Central

.1 .2

.3 .4

RB3

RB4

RB1

Sucursal 12

.65 .66

.238

Sucursal 11

.1 .2

.234

Sucursal 10

192.168.75.64/26 .65 .66

.230Sucursal 9

.2 .1

.226

Sucursal 7

.2

.97

.218

Sucursal 6

.66 .65

Sucursal 5

.1.2

Sucursal 3

.202

.2.1Sucursal 4

.66 .65

192.168.78.0/26

.237

Sede Regional F

192.168.76.0/26192.168.74.0/26

.1

192.168.72.0/26

.170

Sede Regional C

192.168.70.0/26

.166

Sede Regional B

RRF1

RRF2RRE2RRD2

RRE1

Sede Regional D

Sede Regional E

192.168.95.200/30

192.

168.

95.2

04/3

0

.201

.205

.206

.2

.1

192.

168.

95.1

64/3

0

.165

192.

168.

95.2

08/3

0

.213

.210

192.168.71.64/26

192.168.95.212/30

.209

.1

.2

192.168.95.168/30

.169

192.168.95.172/30

.174

.173

192.168.95.176/30

.177

.178

192.168.95.180/30

192.168.95.232/30

192.

168.

95.2

36/ 3

0

192.168.95.228/30192.168.95.224/30

192.168.95.220/30

192.168.95.216 /30

.233

192.

168.

95.1

28/3

0

192.

168.

95.1

36/3

0

192.168.95.140/30

192.168.95.132/30

.133

.134

.137

.138

.142

.181

.141

.129.130

.50

.214

.217

.222

.221

.1

.2

.225 .229

RRD1

RRC1

RRC2

.1

.2

.2

.1

.182

RRB2

RRB1

.3

.22

SRF

.3

SRE

Red Troncal

SRD.3

SRC.3

SRB.3 RC1 RC2

RC4RC3

SSC

.1

.162

.197

.2

.1

RRA1

.3

Sucursal 2

192.168.95.196/30

.193

Sucursal 1

192.168.95.192/30

192.168.95.160/30

Sede Regional A

.161

S0/3

S0/0

S0/2

S0/1

.194

.198192.168.69.0/26

192.168.69.64/26

192.168.71.0/26

192.168.73.0/26

192.168.73.64/26

192.168.75.0/26

192.168.77.0/26 192.168.77.64/26

192.168.79.0/26

192.168.79.64/26

192.168.68.0/26

.2.1

.66 .65

192.168.64.128/25 192.168.65.0/25

192.168.64.0/25

192.168.65.128/25 192.168.66.0/25

S0/3

S0/0

S0/2S0/1

S0/3 S0/0

S0/2

S0/1

S0/0

S0/0 FA0/1

S0/1

S0/0

S0/0

S0/0 S0/0

S0/0

E0/1

E0/1E0/1

E0/1

FA0/1

FA0/1

0

12

0

1

2

0

12

0

1 2

0

1

2

0

1

2

01

0

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

10

101

0

1

0

1

0RRA2

E0 E0

E0E0

E1 E1

E1E1

VLAN 10

VLAN 131

VLAN 141

VLAN 151

VLAN 161 VLAN 171

VLAN 181

8

13

14

7

9

1015

16 17

18

1 2

5 6

SRA

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