ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE INGENIERIA ELECTRÓNICA, REDES Y COMUNICACIÓN DE
DATOS
PROYECTO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERÍA
“ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DE LA UTILIDAD ASTERISK EN PLACAS
ALIX”
FAUSTO DAVID VILLACÍS PÉREZ
SANGOLQUI-ECUADOR
2011
II
CERTIFICACIÓN
Se certifica que el Sr. Fausto David Villacís Pérez, desarrolló y finalizo el proyecto en su totalidad bajo nuestra dirección.
Ing. Freddy Acosta Ing. Román Lara
DIRECTOR
CODIRECTOR
III
RESUMEN
Este trabajo determina las capacidades de la tarjeta Alix para manejar VoIP sobre enlaces inalámbricos con un servidor Asterisk embebido. Primeramente se estudia las características de todos los componentes de la tarjeta, para después determinar las posibles opciones de sistemas operativos que pueden funcionar dentro de esta tarjeta con un servido Asterisk. Posteriormente se analiza protocolos SIP e IAX en conjunto con los codecs : GSM, G.711 U/A, Speex, G.726. Para ser comparados con las características de los softphones existentes en el mercado, que servirá para realizar pruebas de desempeño en los estándares IEEE 802.11b y 802.11g. Por medio de la herramienta SIPP se logra determinar los límites alcanzados por la tarjeta con respecto al protocolo SIP. Mientras para el protocolo IAX se logra obtener resultados, pero se determina la necesidad de elaborar una herramienta que genere llamadas para la determinación exacta del rendimiento de este protocolo. Así mismo se analiza factores que afectan al desempeño de la tarjeta. De la misma forma se establece pautas de funcionamiento y se determina factibilidad de escenarios de trabajo, considerando: tipo de estándar, protocolo y codec . También se plantean premisas para futuras investigaciones sobre el tema, procurando que estas posibles líneas de investigación ayuden a mejorar el rendimiento del sistema embebido.
IV
DEDICATORIA
A mi madre que siempre con su sabiduría sabe darme su consejo y encontrar la forma de animarme a seguir adelante.
A mi padre que siempre me apoyo en mis decisiones y me ayudo a crecer.
A mi tía Gigi, que me formó y fomento en mi valores olidos que hoy hacen de mi una mejor persona.
A mi tía Fabi que con su cariño y preocupación me ayudó a seguir adelante.
A mi hermano que con su ejemplo supo demostrarme muchas cosas.
A mi familia que siempre me apoya y brinda todas las facilidades para seguir escalando en la vida.
A mis amigos, con los cuales compartí aula.
V
AGRADECIMIENTO
Primeramente agradezco a Dios, a mi Madre Dolorosa que me dieron vida y fuerzas para seguir con este sueño.
Agradezco a todas aquellas personas que siempre estuvieron ahí para darme su consejo o simplemente su palabra de aliento.
A mi familia que día a día entrega alegría en el hogar.
A mis amigos, profesores, que siempre supieron compartir sus conocimientos y momentos únicos del estudio.
VI
PRÓLOGO
Este proyecto determina el desempeño de una herramienta económica, flexible y con tecnología verde como es la tarjeta Alix, para desarrollar comunicaciones telefónicas por medio de direccionamiento IP, a través de la comodidad del enlace inalámbrico.
Los elementos involucrados para la comunicación telefónica inalámbrica por medio de direccionamiento IP se encuentra en el Capítulo 2 de este proyecto, en el cual se resume lo concerniente al tipo de protocolos utilizados para este tipo de enlaces, la funcionalidad de los codec y softphones y por último las características principales de los estándares inalámbricos.
En el Capítulo 3, se realiza una descripción de la placa Alix, sus componentes, configuraciones. Así mismo se analiza los tipos de sistemas operativos que se pueden instalar en esta tarjeta para obtener el mejor desenvolvimiento con Asterisk, además se realiza una recolección de los softphones existentes en el mercado para evaluar sus características
En el Capítulo 4 se describe todo lo referente a las pruebas realizadas, así mismo se presentan resultados de las mismas con sus respectivos procesos para cada uno de los estándares, protocolos y codecs ..
Por último en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones y recomendaciones que resultan del análisis de los resultados obtenidos de las pruebas realizadas durante el desarrollo del proyecto. VII
INDICE
CAPITULO 1 ...... 18
PRESENTACIÓN ...... 18
1.1 INTRODUCCIÓN...... 18
1.2 OBJETIVOS ...... 19
1.2.1 General ...... 19
1.2.2 Específicos ...... 20
1.3 LIMITACIONES ...... 20
CAPÍTULO 2 ...... 21
FUNDAMENTO TEÓRICO ...... 21
2.1 TELEFONIA IP ...... 21
2.2 IAX VS SIP ...... 22
2.3 ASTERISK ...... 22
2.4 SOFTPHONES ...... 23
2.5 CODECS ...... 23
2.6 REDES INALÁMBRICAS ...... 23
2.7 PROYECTOS RELACIONADOS ...... 24
CAPITULO 3 ...... 26
MATERIALES Y MÉTODOS ...... 26
3. PLACAS ALIX ...... 26
3.1 INTRODUCIÓN ...... 26
3.1.1 AMD Geode LX ...... 28 VIII
3.1.2 DRAM - DDR SDRAM ...... 30
3.1.3 Alamacenamiento Compact-Flash ...... 31
3.1.4 Conectividad ...... 35
3.2 CLASIFICACIÓN PLACAS ALIX ...... 36
3.2.1 Alix 2DX ...... 36
3.2.2 Alix 3DX ...... 37
3.2.3 Alix 6 ...... 38
3.3 COMPARACIÓNPLACAS ALIX ...... 39
3.4. SISTEMAS OPERATIVOS PARA PLACAS ALIX ...... 40
3.4.1 Introducción ...... 40
3.4.2 Sistemas Operativos de la Familia BSD ...... 41
3.4.2.1 NetBSD ...... 42
3.4.2.2 OpenBSD ...... 43
3.4.2.3 FreeBSD ...... 43
3.4.2.4 FreeNAS ...... 44
3.4.3 Sistemas de Distribución LINUX ...... 45
3.4.3.1 gOS 3 Gadget ...... 45
3.4.3.2 Meshlium ...... 46
3.4.3.3 Voyage Linux ...... 46
3.4.3.4 Xubuntu ...... 47
3.4.3.5 fli4l ...... 47
3.4.3.6 IPCop ...... 48
3.4.3.7 IPFire ...... 48 IX
3.4.3.8 LEAF (Linux Embedded Appliance Framework) ...... 48
3.4.3.9 Open-Wrt ...... 49
3.4.3.10 ZeroShell ...... 49
3.4.3.11 DD-WRT ...... 49
3.4.4 Resumen de Sistemas Operativos para placa Alix ...... 50
3.5 SISTEMA OPERATIVO VOYAGE-ONE-0.5.2 ...... 52
3.5.1 Definición ...... 52
3.5.2 SISTEMAS OPERATIVOS VOYAGE ...... 53
3.5.3 INSTALACIÓN VOYAGE-ONE-0.5.2 ...... 54
3.5.4 CONFIGURACIÓN BÁSICA ASTERISK ...... 54
3.5.4.1 CONSIDERACIONES DE CODECS ...... 59
3.5.4.2 CONSIDERACIONES SOFTPHONE ...... 62
CAPITULO 4 ...... 64
PRUEBAS REALIZADAS ...... 64
A. CON ESTANDARD 802.11 B ...... 64
4.1 MATERIALES NECESARIOS PARA REALIZAR PRUEBAS ...... 64
4.2 DESCRIPCIÓN PRUEBA SIP ...... 66
4.3 PRUEBAS SIP ...... 67
4.3.1 Pruebas con G711-U ...... 68
4.3.2 Pruebas con codec GSM ...... 72
4.3.3 Pruebas con codec Speex ...... 75
4.4 RESULTADOS DE PRUEBAS SIP ...... 80
4.4.1 Uso de Recursos por Llamada ...... 80 X
4.5 PRUEBAS BAJO PETICIONES WEB ...... 82
4.5.1 Modelo de prueba...... 82
4.5.1.1 G711-U ...... 83
4.5.1.2 GSM ...... 84
4.6 RESULTADOS DE PRUEBAS BAJO PETICIONES WEB...... 86
4.7 PRUEBAS CON IAX ...... 86
4.7.1 Pruebas G.711-U ...... 87
4.7.2 Pruebas GSM ...... 88
4.7.3 Pruebas Speex ...... 89
4.8 RESULTADOS DE PRUEBAS IAX ...... 90
4.8.1 Uso de Recursos por Llamada con IAX ...... 91
B. CON EL ESTÁNDAR 802.11 G ...... 92
4.9 MATERIALES NECESARIOS PARA REALIZAR LAS PRUEBAS ...... 92
4.10 DESCRIPCIÓN PRUEBAS SIP ...... 93
4.11 PRUEBAS SIP ...... 95
4.11.1 Pruebas con G711-U ...... 95
4.11.2 Pruebas con codec GSM ...... 97
4.12 RESULTADOS DE PRUEBAS SIP ...... 101
4.13 PRUEBAS CON IAX ...... 101
4.14 PROBLEMAS Y DIFICULTADES ...... 102
CAPITULO 5 ...... 103
CONLCUSIONES Y RECOMENDACIONES ...... 103
5.1 CONCLUSIONES ...... 103 XI
5.2 RECOMENDACIONES ...... 107
BIBLIOGRAFÍA ...... 108
ANEXO 1 ...... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
ANEXO 2 ...... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
ANEXO 3 ...... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
XII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 3.1. Puertos en las tarjeta Alix 2D2 ______28
Figura3.2 Compact Flash Tipo I ______32
Figura 3.3 Compact Flash Tipo II ______34
Figura 3.4 Placa Alix 2Dx ______36
Figura3.5 Placa Alix 3Dx ______37
Figura3.6 Placa Alix 6 ______38
Figura 3.5 Consola de Usuarios ______55
Figura A.1. Resultado del comando dmesg ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.2 Resultado del comando umount ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.3 Confirmación de formateo como ext2 ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.4 Resultado del comando tune2fs ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.5 Resultado del comando fdisk -l ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.6 Configuración requerida para proceder a instalar el sistema operativo ¡Error! Marcador no definido.
Figura A.7 Resultado del comando fdisk más dispositivo ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.8 Menú de ayuda de fdisk ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.9 Confirmación de borrado de partición ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.10 Confirmación de no particiones en Compact Flash ___ ¡Error! Marcador no definido.
Figura A.11 Ventana para añadir una nueva partición ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.12 Características de la nueva partición ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.13 Confirmación de partición guardada ______¡Error! Marcador no definido. XIII
Figura A.14 Resultado del comando fdisk -l ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.15 Ventana del gestor de archivadores ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.16 Ventana de extracción ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.17 Resultado del comando ls ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.18 Ingreso al Escritorio desde la Terminal ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.19 Archivos encontrados en Escritorio ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.20 Ingreso en carpeta voyage-one-0.5.2 a través de Terminal _____ ¡Error! Marcador no definido.
Figura A.21 Opciones para instalar Voyage ONE ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.22 Menú de los pasos de instalación ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.23 Selección del dispositivo donde se realizará la instalación _____ ¡Error! Marcador no definido.
Figura A.24 Selección de dispositivo donde se montará el sistema operativo ¡Error! Marcador no definido.
Figura A.25. Selección de motor de arranque ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.26 Configuración puerto serial ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.27 Confirmación de copia de archivos ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.28 Salida del menú de instalación ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.29 Cuadro de dialogo del archivo interfaces ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.30 Logeo en la consola Voyage Asterisk ______¡Error! Marcador no definido.
Figura A.31 Consola Voyage Asterisk ______¡Error! Marcador no definido.
XIV
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Comparativa parámetros estándar 802.11x ______24
Tabla 3.1 Características generales placas Alix ______27
Tabla 3.2 Procesadores AMD Geode LX ______28
Tabla 3.3 Especificaciones procesador AMD Geode LX ______29
Tabla 3.4 Modelos de Placas Alix y sus características ______39
Tabla 3.5 Sistemas Operativos para Placas Alix ______40
Tabla 3.6 Sistemas Operativos BSD ______41
Tabla 3.7 Sistemas Operativos Linux de interés ______45
Tabla3.8 Caractersticas de Sistemas Operativos para placas Alix ______50
Tabla 3.9 Características codecs para Asterisk ______60
Tabla 3.10 Características de softphones ______62
Tabla 4.1 Tabla de registro de resultados de pruebas SIP efectuadas ______68
Tabla 4.2 Resultados de Pruebas SIP ______80
Tabla 4.3 Llamadas Sip entre Softphones ______81
Tabla 4.4 Uso de recursos por llamada SIP a la extensión 500 ______82
Tabla 4.5. Resultados de máximo de llamadas SIP concurrentes bajo petición web a consola de control Asterisk ______86
Tabla 4.6 Resultados de Pruebas IAX ______90
Tabla 4.7 Llamadas entre sofphones con IAX ______91
Tabla 4.8 Uso de recursos por llamada IAX a la extensión 500 ______92 XV
Tabla 4.9 Resultados de Pruebas SIP con peticiones http ______101
Tabla 4.10 Resultado de pruebas SIP sin peticiones http ______101
XVI
GLOSARIO
− ALIX Min-computadora que puede ser dedicada a un función específica − ASTERISK Programa-servidor que permite hacer que un dispositivo actué como una central telefónica − BIT RATE Medida del paso de datos en un sistema digital − CODEC Algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − COMPACT-FLASH Memoria extraíble, capaz de guardar información − DIRECCIÓN IP Etiqueta que identifica un dispositivo − EMBEBIDO Sistema de computadora en un tamaño reducido − GSM Tipo de algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − G.711 U Tipo de algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − G.711 A Tipo de algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − G.726 Tipo de algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − G.729 Tipo de algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − HARDWARE Partes físicas y tangibles de un dispositivo − HTTP Protocolo de transferencia de Hipertexto − IAX Protocolo utilizado por Asterisk para establecer comunicación telefónica − IEEE 802.11 b Estándar inalámbrico − IEEE 802.11 g Estándar Inalámbrico − PROTOCOLO Conjunto de reglas para establece comunicación − ROUTER Dispositivo encargado de direccionar la comunicaciones entre redes XVII
− SAMPLE RATE Número de muestras que se toman en una unidad de tiempo, en este caso número de muestras de la voz humana. − SIP Protocolo utilizado por Asterisk para establecer comunicación telefónica − SIPP Programa generador de llamadas con protocolo SIP − SOFTWARE Programa de computadora − SOFTPHONE Programa de computadora que funciona como un teléfono − SPEEX Tipo de algoritmo encargado de convertir la voz analógica en digital − U-LAW También llamado codec G.711 U − A-LAW También llamado codec G.711 A − VOIP Telefonía por medio de direccionamiento IP
CAPITULO 1
PRESENTACIÓN
1.1 INTRODUCCIÓN
Mediante el presente proyecto se analizará el desempeño de la tarjeta Alix en una red inalámbrica que trabaja bajo los estándares IEEE 802.11b y 802.11g. Este estudio permite determinar la capacidad de la tarjeta Alix para procesar llamadas concurrentes, estudiando los codec y protocolos disponibles en la telefonía IP. Al no existir datos de desempeño de sistemas embebidos trabajando bajo telefonía IP, este estudio es determinante para observar las limitaciones y alcances de esta tarjeta.
El proyecto analiza las características físicas y de hardware de las placas Alix, también conocidas por ser sistemas embebidos ecológicos. Se recopila información de los principales sistemas operativos gratuitos existentes para placas embebidas, revisando información sobre sus principales características y analizando la facilidad de instalación de Asterisk en el sistema operativo. De igual CAPITULO I. PRESENTACIÓN 19
manera se analiza los software existentes en el mercado, que permiten realizar la comunicación vía telefonía IP, o también llamados softphone.
Como parte de todo este análisis se ha desarrollado una guía de instalación del sistema operativo VOYAGE ONE en la placa Alix, con formas de resolver problemas que se presentaron al momento del desarrollo del proyecto, así también la guía indica parámetros para establecer y configurar Asterisk dentro del sistema operativo.
Por último se hace un estudio de la capacidad de llamadas concurrentes, puesto que la capacidad de procesamiento es una limitante en el sistema embebido. Para este propósito se utiliza codecs que no utilizan compresión versus codecs que utilizan compresión, los cuales muestran una idea del trabajo que soporta la tarjeta Alix bajo diferentes circunstancias, así mismo se expone los resultados obtenidos bajo los protocolos SIP e IAX2.
Con los resultados obtenidos se deja abierta la posibilidad de estudiar a fondo diferentes características que en este primer estudio no pudieron realizarse por falta de herramientas, que en un futuro de seguro serán desarrolladas y empleadas en la determinación del desempeño de los sistemas embebidos.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 General
Estudiar la factibilidad de la implementación de la utilidad Asterisk en tarjetas ALIX y determinar las características de su máximo desempeño. CAPITULO I. PRESENTACIÓN 20
1.2.2 Específicos
• Determinar los sistemas operativos existentes para las placas ALIX. • Determinar el sistema operativo más adecuado para la implementación de Asterisk en las placas ALIX. • Determinar los tipos de protocolos VoIP que pueden ser utilizados por la placa ALIX para la finalidad de proyecto. • Determinar el número de usuarios concurrentes que pueden utilizar el servicio de VoIP.
1.3 LIMITACIONES
La principal limitación está dada al momento de ejecutar las pruebas, puesto que únicamente existen generadores de tráfico con protocolo SIP, más no IAX. La principal ventaja de los generadores de tráfico es la posibilidad de disminuir el número de variables que afectan a la medición para obtener datos cercanos a la realidad. Además brindan la facilidad de generar llamadas concurrentes de forma fácil y ordenada, en las cuales se puede establecer llamadas cada determinado tiempo y manejar diferentes estadísticas que pueden ayudar a encontrar debilidades en la comunicación.
CAPÍTULO 2
CAPITULO2: FUNDAMENTO TEÓRICO
FUNDAMENTO TEÓRICO
2.1 TELEFONIA IP
También conocida como VoIP, en la cual la voz en muestreada y convertida en formato digital, así esta puede viajar por la red y de esta forma facilitar la comunicación.
Existen dos protocolos que son más utilizados al momento de realizar VoIP, estos son IAX y SIP. Mientras SIP ya tiene algunos años en el mercado de la telefonía sobre IP, IAX es prácticamente nuevo ya que fue diseñado justamente para este propósito de comunicación y su implementación aun no ha llegado a los teléfonos de mesa VoIP, sino que se ha quedado en los Softphones .
CAPITULO II. FUNDAMENTO TEÓRICO 22
2.2 IAX vs SIP
La principal diferencia se da al momento de atravesar la red, debido a que SIP utiliza el protocolo TCP, mientras IAX utiliza UDP, por lo tanto el primero tiene dificultades al atravesar redes que tienen traducción de direccionamiento, mientras el segundo cruza directamente sin problemas puesto que al utilizar el protocolo UDP no requiere puertos de comunicación, pero no existe confirmación de los paquetes que arriban.
2.3 ASTERISK
Es un programa que permite establecer comunicación telefónica a través de una red, por medio de archivos que en su conjunto efectúan el mismo trabajo que una central telefónica convencional. Pero con la ventaja de mayores características como: llamada en espera, contestadora automática, restricción de números, buzón de mensajes, envio de mensajes a e-mail.
Todo esto ejecutando un conjunto de archivos que permiten generar comunicaciones de bajo costo y gran calidad.
CAPITULO II. FUNDAMENTO TEÓRICO 23
2.4 SOFTPHONES
Son programas de computadora con la capacidad de reproducir y enviar datos acústicos de voz, que en su interface gráfica se asemejan a un teléfono. Mediante estos se realiza las llamadas telefónicas ya sea fuera de una red o dentro de la misma, sin necesidad de un equipo físico, que incrementaría costos de equipamiento.
2.5 CODECS
Son algoritmos encargados del paso analógico de nuestra voz a datos digitales por medio del procesamiento, los cuales se encargan de comprimir y descomprimir, mediante el muestro la voz humana para que se empaquete en datos y puedan viajar a través de la red. Dependiendo del tipo de codec utilizado, estos ocupan mayor o menor ancho de banda principalmente, recordando que estos consumen recursos del procesador para ejecutar la compresión y descompresión.
2.6 REDES INALÁMBRICAS
Son señales de radio frecuencia que no requieren licencia, es decir un pago por su utilización, estas son emitidas libremente bajo un nivel de potencia máximo.
CAPITULO II. FUNDAMENTO TEÓRICO 24
Existen diferentes estándares que se resumen en la siguiente tabla.
Tabla 2.1 Comparativa parámetros estándar 802.11x
802.11 a 802.11b 802.11g 802.11n Frecuencia 5GHz 2.4GHZ 2.4GHZ 2.4GHZ y 5GHz Velocidad 54Mbps 11Mbps 54Mbps 300Mbps Rango 7-23 metros en 30-46 metros 30-46 metros hasta 100m interiores en interiores en interiores dependiendo del ambiente Compatibi - Interoperable Interoperable Interoperable Interoperable lidad con redes con redes con redes con redes 802.11 n 802.11g, n. 802.11 b , n. 802.11 a, b, g n.
Existen más estándares, pero por el momento estos son los que se encuentran en uso comercial.
Para el presente proyecto se trabajará con el estándar b por motivos físicos del proyecto ya que únicamente se tiene a disposición antenas calibradas para el rango de 2.4GHz.
2.7 PROYECTOS RELACIONADOS
Sobre el tema del servidor Asterisk en tarjetas Alix, no existen estudios, lo que existe son publicaciones sobre procesadores pequeños, a partir de 1GHz en adelante.
CAPITULO II. FUNDAMENTO TEÓRICO 25
Así mismo existen estudios sobre Asterisk en cuanto se refiere a su implementación sobre servidores y computadores de escritorio que utilizan tecnologías como Pentium 4 en adelante, con memoria RAM sobre los 256Mb.
CAPITULO 3
MATERIALES Y MÉTODOS
3. PLACAS ALIX
3.1 INTRODUCIÓN
Las placas Alix son tarjetas embebidas, que en si conforman una mini computadora, la cual destaca por tamaño y potencial, que puede ser utilizado como routers wireless , contrafuegos, dispositivos de red específicos, entre otros.
Las placas Alix de manera general manejan las siguientes características:
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 27
Tabla 3.1 Características generales placas Alix
CPU: 433 (LX700) o 500 MHz (LX800) AMD Geode LX CPU - cache = 64KB instrucciones + 64KB datos + 128KB L2 – integrado acelerador crypto
DRAM: 128 o 256 MB DDR SDRAM (333 o 400 MHz de reloj)
Disco de Tarjeta Compact Flash Almacenamiento:
Alimentación: Requiere corriente continua, dependiendo de la tarjeta puede operar con 7V-18V.
Expansión: • Bus LPC para añadir puertos seriales, dispositivos de entrada y salida generales. • Bus ISA para dispositivos de entrada y salida con estándar de arquitectura industrial. • Bus I2C para interface de usuario que facilita la comunicación entre micro controlador , memorias y otros dispositivos con nivel de inteligencia cero .
Conectividad: • De 1 a 3 puertos de Ethernet-Via VT6105M • De 1 a 2 puertos miniPCI
• 1 puerto serial DB9.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 28
Figura 3.1. Puertos en las tarjeta Alix 2D2
3.1.1 AMD Geode LX
Procesador fabricado por AMD, que presenta:
Tabla 3.2 Procesadores AMD Geode LX
LX [email protected] W Velocidad de reloj: 366 MHz, consumo de: 1.2 W, d isipación de energía 2.8 W
LX [email protected] W Velocidad de reloj: 433 MHz, consumo de: 1.3 W, disipación de energía 3.1 W
LX [email protected] W Velocidad de reloj: 500 MHz, consumo de: 1.8 W , disipación de energía 3.6 W
LX [email protected] W Velocidad de reloj: 600 MHz, consumo de: 2.6 W , disipación de energía 5.1 W CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 29
La disipación de energía se refiere a Thermal Desing Power, que es la disipación de energía que tiene el procesador. Generalmente mientras más bajo es mejor, ya que significa que consumirá y calentará menos.
Entre sus característica se encuentra:
Tabla 3.3 Especificaciones procesador AMD Geode LX
Bajo consumo de potencia
Compatible con la familia x86
Bloques funcionales CPU Core
Procesador de control GeodeLink
Unidades de interfaz GeodeLink
Controlador de memoria
GeodeLink
Procesador de gráficos
Controlador de pantalla
Procesador de vídeo
Puerto de vídeo de entrada
Puente PCI GeodeLink
Seguridad Especificaciones Frecuencia del LX900-600MHz procesador: LX800-500MHZ
LX700-433MH
Administración de energía: ACPI, menor consumo de energía, wakeup SMI / INTR.
Instrucción 64K / 64K de datos L1 caché y caché L2 de 128K.
División de Instrucción / cache de CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 30
datos / TLB.
Memoria DDR de 400 MHz (LX 800), 333 MHz (LX 700).
Integrado FPU con MMX y 3D.
9 GB /s internos GeodeLink unidad de interfaz (GLIU).
Simultáneamente, alta resolución CRT y TFT (Alto y definición estándar).VESA 1,1 y 2,0 VIP / soporte VDA.
Fabricado en un proceso de 0,13 micras
Terminal 481-PBGA (de plástico Ball grid array).
GeodeLink de hardware de administración de energía activa.
Compatible con placas Socket 7.
3.1.2 DRAM - DDR SDRAM
DDR
Llamada Doble Data Rate, consiste en enviar dos veces los datos por cada señal de reloj, específicamente en cada extremo.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 31
SDRAM
Es una memoria dinámica de acceso aleatorio que posee una interfaz síncrona, que señala un cambio de estado en un momento determinado por una señal de reloj sincronizada con el bus de sistema del ordenador.
DDR-SDRAM
Son memorias de doble tasa de transferencia que están sincronizadas a una señal de reloj del bus del sistema.
3.1.3 Almacenamiento Compact-Flash
Son dispositivos extraíbles de almacenamiento masivo, desarrollado por Scandisk en 1994, con forma de rectángulo y 50 pines, que puede trabajar con voltaje dual de 3.3 Voltios o 5 Voltios, opera en un rango de aproximado de -40°C a + 85°C, puede soportar una caída de 3 metros, mantiene los datos fiables por más de 100 años y puede soportar capacidades de hasta 137Gb.
Sus dimensiones son constantes 36.4mm de largo, 42.8mm de ancho y su espesor varia de 3.3mm y 5 mm determinando de esta forma el tipo de Compact Flash.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 32
• Compact Flash Tipo I, 3,3mm de espesor. • Compact Flash Tipo II, 5mm de espesor.
Compact Flash Tipo I
Figura3.2 Compact Flash Tipo I
Tecnología NOR
Proporciona capacidades de acceso aleatorio de alta velocidad, permitiendo leer y escribir datos en ubicaciones específicas de la memoria sin necesitar acceder en modo secuencial.
La tecnología NOR es excelente en aplicaciones donde los datos se recuperan o se escriben de manera aleatoria. NOR es utilizada en teléfonos celulares para almacenar el sistema operativo del teléfono y PDA, así también en CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 33
computadoras para almacenar el programa de BIOS que se ejecuta para proporcionar la funcionalidad de arranque.
Tecnología NAND
Su desarrollo es posterior al de la tecnología NOR. NAND lee y escribe a alta velocidad, en modo secuencial, manejando datos en tamaños de bloque pequeños llamados páginas, puede recuperar o escribir datos como páginas sencillas, pero no puede recuperar bytes individuales como la memoria NOR.
La tecnología NAND se encuentra comúnmente en unidades de disco duro de estado sólido, dispositivos de medios digitales de audio y video, cámaras digitales, teléfonos celulares para almacenamiento de datos y otros dispositivos donde los datos se escriben o leen, de manera secuencial, también es eficiente cuando se leen fotos, ya que transfiere páginas completas de datos muy rápidamente.
Como medio secuencial de almacenamiento, es ideal para el almacenamiento de datos. Es más económica que la memoria NOR y puede acomodar mayor capacidad de almacenamiento en el mismo tamaño.
Las compuertas NAND son más económicas que las NOR únicamente por su disposición interna. Las NOR se encuentran en paralelo, mientras las NAND en serie, lo que permite un ahorro de espacio y ahorro en tiempo de fabricación.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 34
Compact Flash Tipo II
Figura 3.3 Compact Flash Tipo II
Utilizan Microdrives que son discos duros de 25mm, originalmente desarrollados por IBM en 1999, con una capacidad de 340MB, hoy en día existen otros fabricantes de esta tecnología como Seagate, Sony, que ya han desarrollado dispositivos de algunos cientos de gigas.
Al ser micro discos duros, son más sensibles a vibraciones ya que disponen de un sin número de componentes mecánicos, que utilizan mayor energía, por lo que muchas veces no funcionan con dispositivos de bajo consumo.
Su mayor mercado se ha visto reflejado en las cámaras fotográficas profesionales, que requieren grandes capacidades para almacenar sus imágenes.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 35
3.1.4 Conectividad
Puertos Ethernet-Via VT6105M
El puerto Ethernet esta manejado por el chip Via-VT6105M, el cual presenta compatibilidad con los estándares: IEEE 802.3-802.3u 10BASE-T y 100BASE-X. Maneja una velocidad de 200Mbps en modo Full -Dúplex, maneja un diseño de baja potencia y reduce la utilización del CPU.
El puerto Ethernet permite la conexión del equipo a la red de trabajo ya sea para ser monitorizado o configurado. A través de esta interface los datos fluyen de un lado a otro por medio del cable que en sus extremos posee un conector RJ-45.
MiniPCI
Esta arquitectura fue introducida por los fabricantes de computadoras, para el desarrollo de portátiles, bajo la revisión PCI 2.2 utilizando un bus de 32 Bits, voltaje de 3.3 Voltios, con una frecuencia de trabajo de 33Mhz-66MHz.
Este puerto de conexión es principalmente utilizado para la conexión de tarjetas Wi-Fi, Bluetooth, Fast Ethernet, tarjetas de sonido, aceleradores criptográficos, tarjetas para conexión de discos duros.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 36
Su reducido espacio y gran versatilidad de conexiones soportadas la hacen una de las preferidas para expansión de capacidades.
Puerto Serial
Es una inter faz de comunicación, donde los datos son enviados bit a bit. En este caso este puerto es utilizado para comunicarse con el sistema operativo en funcionamiento, previa la instalación en la tarjeta de memoria Compact Flash.
3.2 CLASIFICACIÓN PLACAS ALIX
3.2.1 Alix 2DX
Figura 3.4 Placa Alix 2Dx
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 37
Son tarjetas para uso interno principalmente, por su mayor tamaño 15.2 x 15.2 cm. Poseen dos configuraciones predeterminadas:
• 2LAN / 2 miniPCI • 3LAN / 1miniPCI
Respecto a su fuente de poder esta requiere de 7 a 20 V Dc, consumiendo únicamente de 3 o 4 W, con un pico máximo de 6W sin incluir en este consumo tarjetas miniPCI y dispositivos USB, para los cuales se sugiere una alimentación de 18 V / 15 W. La temperatura de operación de la placa se encuentra en el rango de 0°C a 50°C.
3.2.2 Alix 3DX
Figura3.5 Placa Alix 3Dx CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 38
Estas placas son reconocidas físicamente por su reducido tamaño apenas 10 x 16 cm. Y son usadas principalmente para exteriores, con sus respectivas protecciones. Poseen una única configuración:
• 1LAN / 2miniPCI
La alimentación es similar a la serie 2Dx, 1 a 20 V Dc y un consumo promedio de 2.5 W a 3.5 W con sistema Linux y un pico de consumo de 5 W sin incluir tarjetas miniPCI y dispositivos USB, para los cuales se sugiere una alimentación de 18 V / 15 W.
De igual manera poseen un rango de operación a temperaturas de 0°C a 50°C .
3.2.3 Alix 6
Figura3.6 Placa Alix 6 CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 39
Son placas que físicamente son de iguales dimensiones que la serie
2Dx 15.2 x 15.2 cm, pero su principal diferencia es el puerto SIM.
Sus configuraciones predeterminadas son:
• 2LAN / 1miniPCI / 1miniPCI Express
Su alimentación es igual a la serie 2Dx, 7 a 20 V Dc, con 3 o 4 W de consumo en Linux y pico de 6 W. Todo esto sin incluir en su consumo el de puertos miniPCI y dispositivos USB, para los cuales se sugiere 18 V / 15 W.
Opera en temperaturas que varían de 0°C a 50°C .
3.3 COMPARACIÓN PLACAS ALIX
Las placas Alix se resumen en la siguiente tabla:
Tabla 3.4 Modelos de Placas Alix y sus características
Modelo CPU DRAM LAN MiniPCI PCI USB Otro Bios Tamaño (cm)
Alix 1D LX800 256MB 1 1 1 2 VGA, Audio, PS/2, Award ‘ LPT, GPIO (MiniTX)
Alix 2D0 LX700 128MB 2 2 0 0 TinyBIOS 15.2 x 15.2
Alix 2D1 LX700 128MB 3 1 0 0 TinyBIOS 15.2 x 15.2
Alix 2D2 LX800 256MB 2 2 0 2 TinyBIOS 15.2 x 15.2
Alix 2D3 LX800 256MB 3 1 0 2 TinyBIOS 15.2 x 15.2 CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 40
Modelo CPU DRAM LAN MiniPCI PCI USB Otro Bios Tamaño (cm)
Alix LX800 256MB 3 1 0 2 Batería, I2C, TinyBIOS 15.2 x 15.2 2D13 COM2, Cabecera USB interna
Alix 3D1 LX700 128MB 1 2 0 0 TinyBIOS 10 x 16
Alix 3D2 LX800 256MB 1 2 0 2 TinyBIOS 10 x 16
Alix 3D3 LX800 256MB 1 2 0 2 TinyBIOS 10 x 16
Alix 6E1 LX800 256MB 2 1 0 2 Mini PCI Express TinyBIOS 10 x 16
3.4. SISTEMAS OPERATIVOS PARA PLACAS ALIX
3.4.1 Introducción
PCEngines fabricante de placas Alix dispone de un listado de Sistemas Operativos y firmware disponibles para esta placa los cuales deben ser instalados por el usuario de la placa. Entre ellos se encuentran:
Tabla 3.5 Sistemas Operativos para Placas Alix
FreeBSD IPCop NetBSD
FreeNAS IPFire OpenBSD
m0n0wall LEAF Ikarus OS
PfSense Meshlium Embed-it
STYX OpenWRT Microsoft XP
DD-WRT Voyage Linux Microsoft Windows XP Embedded
gOS 3 Gadget Xubuntu Linux Mikrotik RouterOS
flli4l Zeroshell CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 41
3.4.2 Sistemas Operativos de la Familia BSD (Berkeley Software Distribution )
Son sistemas operativos basados en el sistema Unix 4.4BS Lite producido en la Universidad de California en Berkeley a partir del sistema Unix desarrollado por los Laboratorio Bell (ATT&T).
Existe una gran variedad de sistemas operativos BSD, como son:
Tabla 3.6 Sistemas Operativos BSD
NetBSD
OpenBSD
FreeBSD FreeNAS m0n0wall pfSense STYX
PC-BSD
Pico-BSD
DesktopBSD
Los Sistemas Operativos gratuitos de interés de estudio para las placas Alix en la familia BSD son :
NetBSD
OpenBSD CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 42
FreeBSD
FreeNAS
3.4.2.1 NetBSD
Diseñado para el funcionamiento sobre varias plataformas, alrededor de sesenta, esta es la fortaleza más relevante de este sistema operativo.
Corre prácticamente sobre cualquier hardware desde sistemas embebidos, computadores de escritorio, hasta servidores de alto desempeño con varios núcleos.
Las aplicaciones para este programa pueden ser descargadas desde el servicio de paquetes BSD.
El servicio de paquetes esta descrito por categorías, la Utilidad Asterisk se encuentra bajo la opción de “ Communication utilities” en la cual existe una amplia lista de paquetes Asterisk con diferentes servicios, los cuales deben ser descargados. Existen dos versiones: Asterisk 1.6.1.17 y Asterisk 1.2.37nb1, ambos en formato comprimido .tgz.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 43
3.4.2.2 OpenBSD
Es un derivado de NetBSD, este presenta como su fortaleza la seguridad que brinda, su desarrollo es mucho más enfocado al área de servidores, por lo que el trabajo en línea de comandos es vital. En este sistema operativo la prioridad es brindar solución a los problemas de seguridad. No se integra multitud de programas, por lo que se lo puede considerar un sistema autóctono. Aún así posee la capacidad de integrar Asterisk al sistema, por medio de su árbol de puertos, que deben ser ejecutados una vez instalado el Sistema Operativo. En si es un NetBSD con mayor seguridad.
3.4.2.3 FreeBSD
Es el sistema operativo más desarrollado de la familia BSD. Posee una interfaz gráfica, para usuarios que provienen de Windows. Tiene soporte para una gran cantidad de aplicaciones. Entre sus características principales encontramos características avanzadas para redes, un alto rendimiento, seguridad y compatibilidad inclusive con sistemas embebidos.
El sistema operativo cuenta con más de veinte mil aplicaciones, las cuales se encuentran en su página web, bajo la sección de Descargas, en Aplicaciones Portadas, que muestra un buscador que al introducir la utilidad Asterisk, encuentra un sin número de módulos de este programa, los cuales pueden ser bajados e instados en el sistema operativo de acuerdo a las necesidades.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 44
Este sistema operativo aparte de contar con la mayor cantidad de aplicaciones dentro de su familia, también posee la mayor cantidad de desarrolladores y colaboradores, que ayudan a brindar un mejor soporte y tienden a mejorar sus características, así como avances en sonido, gráficos, soporte para usb, corta fuegos y redes inalámbricas.
Este pequeño, pero poderoso sistema operativo corre sobre algunas de las grandes empresas en el mundo de la internet e informática como son: Yahoo, Walnut Creek CDROM, Netcraft, las cuales utilizan este servidor debido a su alta estabilidad y alto rendimiento sobre altas cargas de trabajo.
3.4.2.4 FreeNAS
Es otro derivado de FreeBSD que proporciona servicio de almacenamiento en red, permitiendo que un ordenador sea un soporte de almacenamiento accesible desde la red.
Este sistema operativo ocupa una pequeña cantidad de espacio, menor a los 35Mb para su ejecución. Esta pequeña herramienta proporciona una fácil y automatizada forma del mantenimiento de los datos.
Este sistema operativo no posee en sus repositorios la utilidad Asterisk y hasta el momento no existe un proyecto que tienda a involucrar esta utilidad en este sistema.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 45
3.4.3 Sistemas de Distribución LINUX
Existe una gran variedad de sistemas que son de distribución Linux entre ellos:
Tabla 3.7 Sistemas Operativos Linux de interés
gOS 3 Gadget fli4l OpenWrt
Meshlium IPCop ZeroShell
Voyage Linux IPFire DD-WRT
Xubuntu Linux LEAF
3.4.3.1 gOS 3 Gadget
Aunque el nombre da la impresión de únicamente unos simples aplicativos para el escritorio, se trata de un sistema operativo, que los creadores lo han descrito como ecológico.
Este sistema está basado sobre Ubuntu, en el cual se han adherido enlaces directos a las aplicaciones de Google. Este sistema operativo puede incorporar Asterisk al igual que en Ubuntu, por medio de su gestor de paquetes. El principal inconveniente de este sistema operativo es su peso, puesto que se requiere únicamente para su descarga de la imagen cerca de 650Mb y posteriormente para su instalación más de 1Gb.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 46
3.4.3.2 Meshlium
Es un proyecto de la empresa Libellum que ha lanzado al mercado un router multiprotocolo que unifica toda la tecnología inalámbrica como Wi-Fi , GPS, Bluetooth , GPRS, ZigBee, a liberado el software de control para que otras empresas puedan desarrollar sus propias aplicaciones. En este caso no se tiene pensado desarrollar la plataforma para que trabaje con Asterisk, puesto que se enfoca a otro ámbito.
3.4.3.3 Voyage Linux
Este sistema operativo está basado en Debian, esta versión optimizada para plataformas embebidas x86 como PCEngines Alix / Wrap y Soekris. La instalación únicamente requiere de 128Mb de espacio en el disco, con el cual se puede manejar: servidor de seguridad, puntos de acceso inalámbricos, puertas de enlace VoIP y dispositivos de almacenamiento en red.
Para este caso Voyage dispone de una versión que añade a todas sus funcionalidades, las comunicaciones VoIP llamado Voyage ONE.
Para descargar este sistema operativo únicamente se requiere bajar la imagen voyage-one-0.5.2.tar.bz2, que pesa aproximadamente 51Mb.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 47
3.4.3.4 Xubuntu
Sistema operativo derivado de Ubuntu con la principal diferencia de estar diseñado para máquinas que poseen recursos limitados. Al utilizar el entorno Gnome brinda un sistema más rápido y ligero.
Al igual que en Ubuntu por medio del gestor de paquetes se puede obtener actualizaciones y programas. De esta forma se puede obtener la utilidad Asterisk para ser instalada y configurada. El principal problema es el tamaño, puesto que su imagen pesa alrededor de 670Mb y al momento de ser instalada ocupa 1.5Gb de espacio en el disco.
3.4.3.5 fli4l
Es una versión de mini Linux, la cual cabe en un disquete, teniendo la cualidad de poder transformar una máquina cualquiera en un router. Este sistema operativo corre sobre sistemas x86 y 486 con 16Mb de RAM.
Posee una actualización para instalar el sistema Asterisk, el único inconveniente es que la información de esta actualización se encuentra en alemán debido a que los creadores y desarrolladores de esta sistema operativo son de procedentes de este país.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 48
3.4.3.6 IPCop
Este sistema trae consigo un contrafuego de uso simple en el cual la administración se realiza a través de una interfaz web. La administración posee capacidad avanzada de configuración, si se desea aumentar las funcionalidades de este sistema existen extensiones que permiten instalar utilidades. La utilidad Asterisk está dentro de las extensiones de utilidades que presenta este sistema, a través de Smottwall. La imagen de descarga pesa alrededor de 51Mb.
3.4.3.7 IPFire
Es un sistema operativo que se deriva de IPCop, en su primera versión consideraba algunas mejoras de su código padre y recién en su segunda versión se puede apreciar un kernel actualizado para funcionar con hardware más moderno. Así esta versión incluye Samba, Asterisk PBX que aún se encuentra en modo de prueba, entre otros utilitarios. La desventaja de esta versión es su poca documentación e información. Aunque su comunidad va en aumento. Los principales desarrolladores de este sistema son alemanes, por lo que la mayoría de la información se encuentra en este idioma.
3.4.3.8 LEAF (Linux Embedded Appliance Framework)
Este sistema es principalmente usado como gateway de internet, router , contrafuego, y punto de acceso inalámbrico.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 49
En su foro ya se describe la posibilidad de instalar Asterisk, lógicamente una versión modificada por alguno de sus desarrolladores, que presta esta opción de incluir VoIP sobre esta plataforma de servicios.
3.4.3.9 Open-Wrt
Es una distribución de Linux para dispositivos embebidos. En este sistema las aplicaciones permiten ser personalizadas para adaptarse a cualquier aplicación. De esta forma el paquete Asterisk esta descrito en sus descargas, este viene por módulos que deben ser descargados de acuerdo a las necesidades del usuario.
3.4.3.10 ZeroShell
Es una distribución Linux para servidores y dispositivos embebidos, destinado a proporcionar servicios de red. Este es administrable y configurable por medio del navegador. ZeroShell cuenta con la posibilidad de instalar Asterisk por medio de descarga, para el cual inclusive existe un manual de instalación.
3.4.3.11 DD-WRT
Es un bloque de instrucciones de programa, basado en Linux adecuado para una gran variedad de routers WLAN y sistemas embebidos. Hace énfasis sobre la fácil manipulación y gran número de funcionalidades que puede utilizar. CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 50
En su foro ya existe la inquietud respondida de instalar Asterisk, la cual se lo logra a través de descarga de módulos.
3.4.4 Resumen de Sistemas Operativos para placa Alix
Para identificar mejor los sistemas operativos existentes para placas Alix, se describe una tabla con parámetros relevantes:
Tabla3.8 Características de Sistemas Operativos para placas Alix
Sistema Nombre Link de descarga Tamaño Soporte Incluye Asterisk Operativo Capacidad WiFi
FreeBSD 8.0 -RELEASE -amd64 - ftp://ftp.freebsd.org /pub/FreeBSD/r 1.9 GB Si No dvd1.iso.gz eleases/amd64/ISOIMAGES/8.0/8. 0-RELEASE-amd64-dvd1.iso.gz
FreeNAS FreeNAS -amd64 - http://ufpr.dl.sourceforge.net/project 38MB Si No embedded- /freenas/stable/0.7.1/FreeNAS- 0.7.1.5127.img amd64-embedded-0.7.1.5127.img
NetBSD amd64cd -5.0.2.iso ftp://iso.netbsd.org/pub/NetBSD/iso 242.3 Si No /5.0.2/amd64cd-5.0.2.iso MB
OpenBSD OpenBSD/4.6/amd64/b ftp://ftp.openbsd.org/pub/OpenBSD 50.6 MB Si No ase46.tgz /4.6/amd64/base46.tgz
m0n0wall embedded -1.32.img http://chaucer.homeunix.net/mono 7.6 MB Si No mirror/embedded-1.32.img
PfSense pfSense -1.2.3 - http://files.chi.pfsense.org/mirror/up 41.2 MB Si No RELEASE-4g- dates/pfSense-1.2.3-RELEASE-4g- nanobsd- nanobsd-upgrade.img.gz upgrade.img.gz
DD-WRT DD -WRT X86 Full http://www.dd -wrt.com/ 11 MB Si No SMP Serial site/support/router-database
gOS 3 Gadgets gos -3.1 -gadgets - http://gos.linuxfreedom.com/ 69 3 MB Si No 20081205.iso
fli4l fli4l -3.4.0 - ftp://mirror2.fli4l.de/unix/linux/fli4l//3 43.5 MB Si No complete.tar.gz .4.0/fli4l-3.4.0-complete.tar.gz
IPCop IPCop1.4.20.sio http://ufpr.dl.sourceforge.net/project/ipcop 50.4 MB No especifica No /IPCop/IPCop%201.4.19%20_%201.4.20 /ipcop-1.4.20-install-cd.i386.iso CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 51
Sistema Nombre Link de Descarga Tamaño Soporte WiFi Incluye Asterisk operativo
IPFire ipfire -2.5.1gb -ext2 - http://mirror5.ipfire.org/iso/ipfire - 74.1MB Si No scon.i586-full- 2.5.1gb-ext2-scon.i586-full- core37.img.gz core37.img.gz
LEAF Bering - http://sourc eforge.net/projects/leaf/f 8.5 MB Si No uClibc_modules_2.4.3 iles/stable/BeringuClibc_modules_ 4.6.tar.gz 2.4.34.tar.gz/download
Meshlium manager_system_2.0.t http://www.libelium.com/downloads/ 1.7 MB Si No gz manager_system_2.0.tgz
OpenWRT OpenWrt - http://backfire.openwrt.org/10.03/x8 287.1 Si No ImageBuilder-x86-for- 6/OpenWrt-ImageBuilder-x86-for- MB Linux-i686.tar.bz2 Linux-i686.tar.bz2
Voyage voyage -one - http://mirror.voyage.hk/download/vo 50.3 MB Si Si 0.5.2.tar.bz2 yage-one/voyage-one-0.5.2.tar.bz2
Xubuntu xubuntu -10.04 - http://mi rror.anl.gov/pub/ubuntu - 681.1 Si No desktop-i386.iso iso/CDsXubuntu/10.04/release/xub MB untu-10.04-desktop-i386.iso
ZeroShell ZeroShell -1.0.beta12 - http://mirror.switch.ch/ftp/mirror/zer 123.9 Si No .img.gz oshell/ZeroShell-1.0.beta12-ALIX- MB CompactFlash-1GB.img.gz
Todos los sistemas operativos pueden trabajar sobre las tarjetas Alix, existiendo algunos que son optimizados para sistemas embebidos, de igual forma un punto que debe ser tomado en cuenta es la facilidad de instalación del sistema Asterisk, puesto que la mayoría de estos requieren su instalación por módulos, mientras que únicamente un sistema brinda la posibilidad de traer incluido por defecto la utilidad, lo que determina la elección del sistema operativo, para evitar problemas de falta de archivos y módulos para correr el sistema operativo.
Por lo tanto se ha elegido a Voyage ONE como el más adecuado para la implementación del servidor de VoIP Asterisk, sobre placas Alix.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 52
3.5 SISTEMA OPERATIVO VOYAGE-ONE-0.5.2
3.5.1 Definición
Voyage ONE es un proyecto que empezó en el 2008 y su objetivo es proporcionar software de servidor que pueda ser empleado en cualquier plataforma embebida x86.
Voyage ONE está basado en la versión Voyage Linux 0.5.2, incluye las siguientes características:
• VoIP • VPN y túneles • Meshing
VoIP servicio proporcionado a través de Asterisk y Zaptel. Asterisk es una utilidad que permite configurar una central telefónica a través de software que funciona bajo Linux, mientras Zaptel son los drivers necesarios para implementar las tarjetas sobre el servidor de VoIP, cuando se desea interconectar con la red pública de telefonía.
VPN son redes virtuales privadas, las cuales utilizan un túnel para pasar la información de un lado a otro, la cual viaja encriptada. Así mismo las VPN autentifican usuarios permitiendo obtener datos estadísticos de quien tuvo acceso, cuando y a que información. CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 53
Meshing o redes en malla es la capacidad de brindar servicio Wi-Fi de forma directa, a través de su infraestructura como los access points y de forma indirecta, por medio de dispositivos Wi-Fi que pueden comunicarse entre sí para llegar al destino, sin tener una infraestructura como los access points de por medio.
Existe una nueva versión de Voyage ONE, la cual está basada sobre Voyage Linux 0.6.5, pero aun esta en desarrollo.
3.5.2 Sistemas Operativos VOYAGE
Voyage Linux cuenta con dos versiones:
• Voyage Linux • Voyage ONE
Voyage Linux es un derivado, basado en Debian Lenny (r5.0), que posee algunas mejoras en la parte de actualizaciones y sincronización de sus paquetes, actualmente se encuentra en su versión 0.6.5.
Voyage ONE es una edición mejorada de Voyage Linux, que tiene como objetivo integrar software de servidor para lograr que Voyage sea un Linux con más funciones y utilidades para plataformas embebidas x86. CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 54
3.5.3 Instalación VOYAGE-ONE-0.5.2
El proceso de instalación contiene pasos que deben ser seguidos secuencialmente para el éxito del formateo e instalación del sistema operativo en la tarjeta embebida.
La primera parte del formateo de la tarjeta, consta de una serie de procedimientos en línea de comandos para dar a la tarjeta un formato compatible con Linux, sea este ext2 o ext3, posteriormente por medio de línea de comandos se describe un comando que activa la instalación, que a través de preguntas y respuestas va configurando las características del sistema operativo Voyage One. Por último se procede a la configuración de las interfaces, que permite la activación de esta o no con distintas características a través de modificación de archivos que ya están creados en la tarjeta compact flash.
La instalación se encuentra detallada de forma explícita en el manual Anexo 1.
Para poder trabajar en la versión de Voyage Linux se sugiere el sistema operativo Ubuntu en cualquiera de sus versiones, en este caso se ha realizado en la versión 9.10.
3.5.4 Configuración básica de Asterisk
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 55
Para ingresar en la interface gráfica de usuario se digita la siguiente dirección: http:
En el lado izquierdo de la consola se da click sobre “Users” y presenta la siguiente figura:
Figura 3.5 Consola de Usuarios
Los parámetros que posee la consola usuarios son:
Extension : Se refiere a las extensiones numeradas que se asociarán a un usuario o teléfono, por ejemplo, “4890”.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 56
Name : Nombre basado en caracteres para el usuario, por ejemplo, ”Juan Pérez”.
Password : Contraseña para la cuenta SIP/IAX del usuario, por ejemplo, “1234”.
VM Password : Contraseña de correo de voz para el usuario, por ejemplo, “1234”.
E-Mail: Dirección de correo electrónico del usuario, por ejemplo, “[email protected]”.
Caller ID: nombre o número que se desplegara al dispositivo al que llame cuando este usuario llama a otro usuario o un número, por ejemplo, "GGGPEREZ"
Analog Phone : Si este usuario está conectado a un puerto analógico en el sistema, aquí, hay que elegir el número de puerto.
Dial Plan : Es un plan de llamadas que puede ser definido posteriormente.
Serial Phone : Es el número de serie de un teléfono de Polycom para permitir aprovisionamiento teléfono.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 57
Las opciones para las extensiones son las siguientes:
Voicemail : Casilla para verificar si el usuario debe tener cuenta de correo de voz.
SIP: Casilla a ser activada si el usuario o dispositivo utiliza el protocolo SIP.
CTI: Casilla a ser activada si el usuario está habilitado a conectar aplicaciones con el servidor de Asterisk. Por ejemplo una persona interesada en obtener determinada información sobre alguna empresa llama al número con el cual se quiere comunicar, la central telefónica deriva la llamada a un contestadora la cual le puede ofrecer una estructura de menús, ofreciendo los diferentes servicios de la empresa incluyendo la opción de ser atendido por un agente si la persona que llama, escoge ser atendido por un agente pedirá el servidor CTI (conectado a la central telefónica mediante enlace de datos) transferir la llamada a un anexo telefónico y al mismo tiempo este servidor CTI proveerá al agente con la información del llamante, directo en la pantalla de su computador.
Call Waiting : Casilla para activar si el usuario tiene capacidad de llamada en espera.
Can Reinvite : Al ser activado permite que los teléfonos SIP que han establecido la llamada, intenten transmitir los datos directamente entre ellos, sin utilizar Asterisk de por medio.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 58
In Directory : Debe ser activada si el usuario se encuentra en el directorio telefónico de la base de datos de Asterisk.
IAX: Debe ser activado si el usuario posee una cuenta que funcione con este protocolo.
Is Agent : Debe ser activado si el usuario es un recepcionista telefónico, este enfocado para servicio al cliente o call centers.
3-Way Calling : Debe ser activada para tener la capacidad de invitar a un tercero a una conversación.
NAT: Debe ser activada cuando el servidor Asterisk este en una ip pública, que se comunica con dispositivos seteados bajo una red de traducción (NAT). Por lo general cuando existen problemas de audio en un solo sentido, se debe activar este parámetro.
DMTFMode : Debe ser activado cuando se desea interconectar con el sistema de telefonía pública
Insecure : Define las conexiones con otros usuarios. Es decir si necesita o no autentificación para conectarse con otros.
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 59
Edit Codecs : Permite habilitar y deshabilitar codecs de acuerdo a conveniencia.
3.5.4.1 Consideraciones de Codecs
Los codecs que soporta Asterisk son: (Ver Tabla 3.9)
Tabla 3.9 Características codecs para Asterisk
Nombre Descripción Bit Rate Sampling Frame Size Observaciones (Kb/s) Rate (ms) (KHz) G.711 Pulse code modulation (PCM) 64 8 Muestreada Codificación utilizada en USA y Japón. También ulaw tiene la menor latencia puesto que no hay necesidad de compresión, lo cual cuesta menos capacidad de procesamiento. G.711 Pulse code modulation (PCM) 64 8 Muestreada Codificación utilizada en Europa. Las amplitudes alaw de la señal de audio pequeñas son expandidas y las amplitudes más elevadas son comprimidas (companding). G.723.1 Dual rate speech coder for multimedia 5.6/6.3 8 30 Codec que requiere de patentes para ser communications transmitting. utilizado. G.726 40, 32, 24, 16 kbit/s adaptive 16/24/32/ 8 Muestreada ADPCM; reemplaza a G.721 y G.723. Posee differential pulse code modulation 40 buena calidad y baja carga del procesador, (ADPCM) utilizado en 32kbits/s, es el codec estándar usado en teléfonos. G.729 Coding of speech at 8 kbit/s using 8 8 10 Bajo retardo (15 ms).Tonos de DTMF o de fax conjugate-structure algebraic-code- no pueden ser transportados confiablemente excited linear-prediction (CS-ACELP) con este codec GSM RegularPulse Excitation LongTerm 13 8 22.5 Usado por la tecnología celular GSM Predictor (RPE-LTP)
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 61
Nombre Descripción Bit Rate Sampling Frame Size Observaciones (Kb/s) Rate (ms) (KHz) iLBC Internet Low Bit rate Code 8 13.3 30 Usa una codificación de predicción-lineal y bloques-independientes (LPC), este algoritmo tiene soporte para dos tamaños básicos de tramas: 20 ms a 15.2 Kb/s y 30 ms a 13.33 Kb/s. LPC10 Linear-predictive codec 2.4 8 22.5 10 coeficientes. La voz suena un poco "robótica" Speex Speex tiene como objetivo crear un 8,16,32 2.15-24.6 30 ( NB ) codec libre para voz, sin restricciones. (NB) 34 ( WB) 4-44.2 (WB) CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 62
3.5.4.2 Consideraciones Softphones
Se puede utilizar protocolo SIP como IAX, en el sistema, pero para determinar la capacidad de la placa Alix, se utilizarán los dos, para realizar pruebas. De igual forma se considerará los codecs que trae por defecto instalado el sistema operativo Voyage ONE 5.2, los cuales son: ADPCM, a-law, G.726, LPC10, Speex, u-law.
Tabla 3.10 Características de softphones
Nombre SIST. OPERATIVO Cod ecs Protocolo Windows Linux Mac A a- G. G LP SP u- SIP IAX DP la 7 S C1 EE la C w 2 M 0 X w M 6 Adore X X X X X X Diax X X X X X FaramPhone X X X X X X IAXComm X X X X X X X X iaxLite X X X X X X Kiax X X X X X X Linphone X X X X X X X MiniPax X X X X X X Phoner X X X X X X X QuteCom X X X X X X X X SFLphone X X X X X X X SipCommunicat X X X X X X X or SIphone X X X X X X TeamSpeak X X X X X Twinkle X X X X X Ventrilo X X X X X X X VoixPhone X X X X X X X X WXCommunicat X X X X X X X X or X-Lite X X X X X X X-PRO X X X X X X YakaPhone X X X X X X X X Yate X X X X X X Zoiper X X X X X X X X X 3CX X X X X X
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS 63
Para realizar las pruebas se ha determinado que el softphone que presta las mayores comodidades y posee una amplia gama de codecs es X-Pro, el cual será utilizado para desarrollar las pruebas con SIP. Mientras para las pruebas de IAX se utilizará iaxComm y Zoiper, debido a las facilidades que prestan los mismos para desarrollar las pruebas.
CAPITULO 4
PRUEBAS REALIZADAS
A. CON ESTANDARD 802.11 b
4.1 MATERIALES NECESARIOS PARA REALIZAR PRUEBAS
Las pruebas se realizan en escenario modelo que cuenta de:
• Router Belkin (4 interfaces Ethernet y una interface wireless) • Tarjeta Alix • Computador con programa de comunicación serial para monitorear a la tarjeta. • Computadores con softphone :
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 65
◦ Para IAX
2 con sistema operativo Windows y softphone : iaxComm y Zoiper
◦ Para SIP
1 con sistema operativo Windows y softphone X-Pro
1 con Linux y generador de llamadas Sipp
El router marca Belkin trabaja en el estándar IEEE 802.11 b, que proporciona 11Mbps. Este facilita direccionamiento ip y conectividad wireless a los computadores con el softphone , así mismo al poseer interfaces RJ-45 da conectividad a la tarjeta Alix.
La tarjeta Alix está conectada a uno de los puertos del router Belkin a través de un cable directo RJ-45.
Los computadores con los softphones , se conectan a la red de forma inalámbrica.
En las pruebas realizadas se intentará determinar el número de llamadas simultáneas que soporta la tarjeta Alix, con los diferentes tipos de codecs que vienen por defecto en el sistema operativo.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 66
4.2 DESCRIPCIÓN PRUEBA SIP
Las pruebas se realizan con una duración de 2:30 minutos cada llamada. En la cual se genera un número de llamadas con Sipp a la extensión 4444, y otra llamada con X-Pro a la extensión 500 de Asterisk que proporciona información sobre el sistema. Con la llamada al número 500 se establece la calidad de la llamada
.
Para comenzar a determinar el rango de funcionamiento las llamadas poseen límites de:10, 15, 20 y 25 llamadas simultaneas. Las cuales serán modificadas de acuerdo al rendimiento de la tarjeta.
El programa Sipp es un programa que genera tráfico sobre el protocolo SIP. Así por medio de línea de comandos se puede manejar las características de las llamadas generadas. Para esta prueba se maneja una línea de comando que será descrita a continuación y en cada una de las pruebas si se realiza algún cambio, este es mencionado:
”sipp -s 4444 -sn uac -i 192.168.2.3 192168.2.10 -d 150000 -r 4 -rp 2 – t un -l 10”.
Donde:
-s: Es el número que marcara Sipp. Usualmente una extensión.
-sn: Se encarga de crear un escenario pre-configurado, válido para u-law.
-d: la longitud de la llamada que se generará en milisegundos. CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 67
-r x -rp n: n llamadas cada n segundos
-t un: genera un nuevo socket para cada llamada creada
-l: límite máximo de llamadas concurrentes generadas, se llega a este límite y se espera hasta que termine el tiempo indicado
-xf: Permite cargar archivos con extensión.xml (serán útiles cuando haya que realizar pruebas con diferentes codecs )
De igual forma cada vez que se corre una prueba, se monitorea el desarrollo del hardware, así se recopila el uso del CPU y Memoria en porcentaje, que ocupa Asterisk dentro de los procesos a través del comando “top -pnnnnn”, donde nnnnn es un número randómico que se asigna al proceso de Asterisk.
Después se realizará una llamada entre softphones con todos los codecs disponibles para observar su tasa de procesamiento en la tarjeta Alix. Posteriormente a esto se realizara con el mismo softphone llamadas a la extensión 500, que proporcionará una comparación con la llamada realizada entre softphones .
4.3 PRUEBAS SIP
Para el desarrollo de las pruebas se elaboró una tabla que consta de los parámetros necesarios a medir, que es la siguiente:
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 68
Tabla 4.1 Tabla de registro de resultados de pruebas SIP efectuadas
Fecha 29-12-2010 Hora inicio: 17:18 Hora finalización: 17:19
Tiempo (m) Codec S i X- Oye %CPU %MEM Observaciones pp Pro Bien (Min-Max)
0:00 -2:30
2:30 -5:00
5:00 -7:30
7:30 -10:00
Las tablas de las pruebas pueden ser observadas en el Anexo 2.
4.3.1 Pruebas con G711-U
Se crea un usuario especial para realizar las pruebas con Sipp, el cual posee en el apartado extension.conf la siguiente configuración:
[sipp]
exten=4444,1,Answer
exten=4444,2,Playback(demo-abouttotry)
exten=4444,3,Playback(demo-abouttotry)
exten=4444,4,Playback(demo-thanks)
exten=4444,5,BackGround(demo-instruct)
exten=4444,6,Playback(demo-thanks) CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 69
exten=4444,7,BackGround(demo-instruct)
exten=4444,8,Playback(demo-abouttotry)
exten=4444,9,BackGround(demo-instruct)
exten=4444,10,BackGround(demo-congrats)
exten=4444,n,Hangup
Mientras que en sip.conf
[sipp]
type=friend
context=sip
host=dynamic
user=sip
insecure=invite,port
canreinvite=no
disallow=all
allow=ulaw
La primera prueba se realiza con 14 llamadas simultáneas por 2:30 minutos, posteriormente con 11, 12 y 13 llamadas concurrentes durante los siguientes 17:30 segundos. La prueba se completa de forma exitosa.
En la segunda prueba se toma 19 llamadas simultáneas, en la cual se pierde la llamada de X-Pro a los 1:47 segundos. Las 18 llamadas generadas con Sipp culminan a CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 70
los 3 minutos aproximadamente como fallidas. La comunicación inalámbrica debió ser restablecida ya que se presentaba conexión pero no existía envío ni recepción de datos.
La tercera prueba se desarrolla con un parámetro de 21 llamadas simultáneas durante los primeros 2:30 minutos, mientras en los siguientes minutos se generan 28 llamadas simultaneas. Las cuales provocan una calidad de llamada pésima, hasta el minuto 3:40 segundos, donde se pierde la llamada de X-Pro y la computadora pierde comunicación inalámbrica con el router, debiendo ser necesario la desconexión y conexión del cable de poder del router.
La cuarta prueba se realiza con 27 llamadas concurrentes, que provocan que a los 10 segundos se corte la llamada de X-Pro y se pierde la señal inalámbrica, debiendo ser necesaria la desconexión y conexión del router.
En una quita prueba se genera 21 llamadas concurrentes para los primeros 2:30 minutos, mientras en el resto de la prueba se generan 11 llamadas concurrentes cada 2:30 minutos, arrojando un resultado exitoso.
Para la sexta prueba se genera 19 llamadas simultáneas durante 2:30 segundos, posteriormente 17 llamadas simultáneas durante 17:30 segundos y para completar la última parte de la prueba se genera 16 llamadas simultáneas que culminan con éxito a los 20 minutos.
En la séptima prueba se genera 31 llamadas simultáneas, que provocan la caída de la señal inalámbrica a los 17 segundos de iniciada la comunicación. Se debió reiniciar el router. CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 71
Con estos resultados se ha determinado que el rango de llamadas concurrentes debe estar entre 16 y 20 llamadas, por lo que las siguientes pruebas se enfocaran a determinar este límite.
Para la octava prueba se genera 18 llamadas concurrentes durante los primeros 2:30 segundos, 19 en los siguientes 2:30 segundos y 18 cada 2:30 segundos hasta completar los 30 minutos de prueba, de los cuales se obtiene resultados satisfactorios ya que las llamadas terminan con éxito.
En la novena prueba se generan 20 llamadas concurrentes, en las cuales la llamada generada con X-Pro pierde la voz a los 2:12 segundos y las 19 llamadas generadas con Sipp culminan pasado los 3 minutos.
La décima prueba genera 20 llamadas simultáneas que al cabo de 5 minutos provoca la pérdida de la voz en X-Pro y la finalización de las llamadas a los 5:30 minutos. Posterior a esto se genera una pérdida de señal inalámbrica, por lo que es necesario un reinicio del router.
Para la decimo primera prueba se generan 19 llamadas durante 16 minutos aproximadamente. La perdida de voz se produce después de hacer un requerimiento web a la consola de control de Asterisk. Posterior a la perdida de voz, la señal inalámbrica se desconecta y es necesario el reseteo del router.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 72
4.3.2 Pruebas con codec GSM
Para la prueba con el codec gsm se realiza las siguientes modificaciones:
Cambio en el archivo “Sip.conf”, dejándolo de la siguiente forma:
[sipp]
type=friend
context=sip
host=dynamic
user=sipp
insecure=invite,port
canreinvite=no
disallow=all
allow= gsm
realizado esto se debe reiniciar el servicio Asterisk, por medio del GUI en la pestaña “Home”, extremo derecho “Restart Asterisk”
Mientras en Sipp se debe habilitar el codec gsm. Pare esto se debe generar un archivo .xml. Esto se realiza de la siguiente forma:
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 73
En consola Linux por medio del comando (se debe estar en la carpeta donde corre Sipp o donde se desea crear el archivo si se ha instalado sipp por medio del gestor de paquetes):
:~$ sipp -sd uac > gsm.xml
Se abre el documento gsm.xml que se encuentra en la carpeta desde donde se ejecuta Sipp y se genera la siguiente información, donde se cambia la parte subrayada a continuación:
INVITE sip:[service]@[remote_ip]:[remote_port] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/[transport] [local_ip]:[local_port];branch=[branch]
From: sipp
To: sut
Call-ID: [call_id]
CSeq: 1 INVITE
Contact: sip:sipp@[local_ip]:[local_port]
Max-Forwards: 70
Subject: Performance Test
Content-Type: application/sdp
Content-Length: [len]
v=0
o=user1 53655765 2353687637 IN IP[local_ip_type] [local_ip] CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 74
s=-
c=IN IP[media_ip_type] [media_ip]
t=0 0
m=audio [media_port] RTP/AVP 0 3
a=rtpmap:3 gsm/8000
Posterior a este cambio se graba con el nombre “gsm.xml” y se lo carga a través de “-sf gsm.xml” al momento de correr, a cambio de”-sn uac”.
En la primera prueba se realiza 11 llamadas simultáneas durante 2:30 minutos, después 13 llamadas simultáneas hasta los 5 minutos, posterior a esto 12 llamadas simultáneas y por último 13 llamadas simultaneas. Esta prueba termina con éxito.
En la segunda prueba se genera 17 llamadas simultaneas en los primeros 2;30 minutos, para luego reducir a 16 llamadas simultaneas durante 2:30 minutos y por último 17 llamadas simultaneas hasta alcanzar los 20 minutos de pruebas. Todas estas pruebas terminan satisfactoriamente.
Para la tercera prueba se generan 21 llamadas cada 2:30 minutos durante 20 minutos. Arrojando un resultado satisfactorio.
En la cuarta prueba se genera 29 llamadas que produce una pérdida de voz a los 34 segundos en X-Pro. Produciendo una caída de la señal inalámbrica.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 75
La quinta prueba genera 27 llamadas que provoca la pérdida de voz en X-Pro a los 1:40 segundos. Después de eso la red inalámbrica pierde conectividad y es necesario reiniciar el router.
En la sexta prueba se genera 26 llamadas concurrentes que ocasionan que la voz se corte a los 49 segundos de iniciada la prueba. La señal inalámbrica se cae y requiere ser reiniciada.
Para la séptima prueba se genera 24 llamadas simultáneas que terminan de forma exitosa al cabo de 10 minutos.
En la octava prueba se generan 15 llamadas simultáneas que al cabo de 10 minutos son terminadas con éxito.
4.3.3 Pruebas con codec Speex
Para realizar esta prueba se establecerá la misma calidad y complejidad que tiene por defecto cargado el servidor Asterisk para configurarlo de igual forma en el softphone .
El servidor Asterisk posee complejidad 2 y calidad 3. Esta información se encuentra en el archivo codecs.conf.
Seteado en X-pro los mismos parámetros, a través de Menu->Advanced System Settings->Codec Setting->Speex. CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 76
En el archivo sipp.conf se habilita el codec speex cambiando “allow” de la siguiente forma:
[sipp]
type=friend
context=sipp
host=dynamic
user=sipp
insecure=invite,port
canreinvite=no
disallow=all
allow=speex
En el archivo extensions.conf se modifica toda la secuencia de la llamada debido a que únicamente el archivo “BackGround(demo-moreinfo)” posee código speex.
[sipp]
exten=4444,1,Answer
exten=4444,2,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,3,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,4,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,5,BackGround(demo-moreinfo) CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 77
exten=4444,6,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,7,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,8,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,9,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,10,BackGround(demo-moreinfo)
exten=4444,n,Hangup
Con respecto al usuario speex de sipp se abre el archivo “tesis.xml” y se modifica la parte subrayada:
INVITE sip:[service]@[remote_ip]:[remote_port] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/[transport] [local_ip]:[local_port];branch=[branch]
From: sipp
To: sut
Call-ID: [call_id]
CSeq: 1 INVITE
Contact: sip:sipp@[local_ip]:[local_port]
Max-Forwards: 70
Subject: Performance Test
Content-Type: application/sdp
Content-Length: [len]
v=0
o=user1 53655765 2353687637 IN IP[local_ip_type] [local_ip]
s=- CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 78
c=IN IP[media_ip_type] [media_ip]
t=0 0
m=audio [media_port] RTP/AVP 0 99
a=rtpmap:99 speex/8000
Para la primera prueba se generan 11 llamadas concurrentes que provocan una calidad de voz extremadamente lenta y ocasionan que la placa Alix se reinicie al cabo de 1 minuto. La red inalámbrica no se cae.
En una segunda prueba se reduce las llamadas a 9 concurrentes pero de igual forma la voz es demasiado lenta y se produce el reinicio de la placa Alix automáticamente en menos de un minuto.
En la tercera prueba se generan 6 llamadas simultáneas, pero la voz sigue reproduciéndose de manera lenta y la tarjeta se reinicia de forma automática a los 58 segundos.
Para la cuarta prueba se generan 3 llamadas concurrentes, que al cabo de 8:32 segundos provocan el reinicio de la placa.
En la quita prueba se generan 4 llamadas simultáneas que provocan la pérdida de voz de X-Pro a los 1:47 segundos.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 79
Para las siguientes pruebas se cambia la complejidad a “1” y la calidad a “0”, tanto en el softphone , como en el servidor y en la extensión xml de sipp.
En esta prueba se genera 3 llamadas concurrentes durante 5 minutos y durante los siguientes 2:30 segundos se genera 4 llamadas concurrentes que poseen lluvia en la voz y se culmina con 3 llamadas concurrentes que eliminan la lluvia de la voz.
Para la siguiente prueba se modifico los parámetros de complejidad a “10” y calidad a “10”, tanto en el softphone X-Pro, el archivo xml de Sipp y el servidor Asterisk.
Se generó 3 llamadas concurrentes que como resultado reiniciaron la placa a los 58 segundos.
No se logro generar más de una llamada.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 80
4.4 RESULTADOS DE PRUEBAS SIP
Tabla 4.2 Resultados de Pruebas SIP
Codec Número de llam adas %CPU %MEMORIA concurrentes Min Max
G.711 u/a 18 28 34 7.1
GSM 25 12 16 6.9
Speex (Calidad 3 98.5 99.7 6.1 3,Complejidad 2)
Speex (Calidad 3 89.5 94 6.7 0,Complejidad 1)
Speex (Calidad El dato de esta prueba se ha descartado debido a su valor poco representativo 10,Complejidad 10) para los fines de este proyecto.
G.726 No se tiene resultados debido a que el codec no es funcional con ninguno de los softphones que poseen este codec .
4.4.1 Uso de Recursos por Llamada
Los resultados de las llamadas entre softphones con cada codec disponible, en cada llamada se realiza una cuenta ascendente hasta el número cien.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 81
Tabla 4.3 Llamadas Sip entre Softphones
Codec %CPU % Memory
Min Max
G.711 u/a 1.3 2.3 6.2
GSM 0.3 1.3 6.2
Speex (Q=3,C=2) 0.7 1.7 6.1
Speex (Q=0,C=1) 0.3 1.7 6.2
Speex (Q=10C=10) 1.0 2.0 6.2
G.729 1.0 2.3 6.2
GSM -G.711 -u 5.6 8.0 6.2
Speex (Q=3,C=2) -GSM 41.3 48.8 6.1
Speex (Q=3,C=2) -G.711 -u 37.3 44.9 6.0
Resultados del uso de CPU y memoria al realizar una única llamada al servidor Asterisk, específicamente a la extensión 500 que proporciona información sobre Asterisk. La llamada se establece por 1:45 minutos.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 82
Tabla 4.4 Uso de recursos por llamada SIP a la extensión 500
Codec %CPU %Memoria
Mínimo Máximo
G.711 -U/A 1.3 2.3 6.2
GSM 0.3 1.3 6.2
Speex (Calidad 3,Complejidad 2) 36 39 6.1
Speex (Calidad 0,Complejidad 1) 29.3 30.3 6.2
Speex (Calidad 10,Complejidad 10) 89.1 96.2 6.2
G.726 - - -
G.729 1.0 2.3 6.2
GSM -G.711U 5.6 8.0 6.2
Speex( Calidad 3, Complejidad 2 )-GSM 86,5 91.6 6.0
Speex(Calidad 3, Complejidad 2) -G.711 -U 88.6 98.7 6.0
4.5 PRUEBAS BAJO PETICIONES WEB
4.5.1 Pruebas SIP
Se realiza la llamada durante X minutos, con llamadas de una con duración de 2:30 segundos, en la cual mediante la computadora se realizan peticiones web al GUI de Asterisk, que devuelve el número de canales establecidos en las llamadas y en que fase se encuentran estas llamadas. Para esto se realiza un número de llamadas X,, en la cual se generarán X-1 llamadas con Sipp y 1 con X-Pro. Las llamadas generadas con Sipp se realizarán a la extensión 4444, y la llamada X-Pro a la extensión 500 de información de Asterisk.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 83
4.5.1.1 G711-U
Las pruebas se generan durante 30 minutos
El comando con el que se generará las pruebas en Sipp es el siguiente:
”sipp -s 4444 -sn uac -i 192.168.2.3 192168.2.10 -d 150000 -r 1 -rp 5 – t un -l x”.
Donde x es el número de llamadas que se irá determinando.
Las tablas de cada prueba pueden ser observadas en el anexo 3.
La primera prueba se realiza con 17 llamadas concurrentes, en las cuales 16 se realizan a través de Sipp y 1 mediante X-Pro. El primer intento determina que la llamada generada con X-Pro pierde la voz al cabo de 1:02 minutos y posteriormente se pierde la comunicación de red inalámbrica. En una segunda prueba con este mismo número de llamadas se pierde la voz de X-Pro al cabo de 11:52 minutos y posteriormente se pierde la comunicación inalámbrica.
En la tercera prueba se generan 15 llamadas concurrentes, de las cuales 14 se realizan con Sipp y 1 con X-Pro. Esta prueba obtiene resultados positivos en su totalidad ya que las llamadas finalizadas a tiempo, la gran calidad mostrada por la llamada desarrollada con X-Pro y la finalización de la prueba de 30 minutos sin ninguna llamada fallida. CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 84
Por último se realiza una prueba con 15 llamadas generadas por Sipp y 1 por medio de X-Pro. En esta prueba se observa bastante solvencia puesto que las llamadas terminan a tiempo, se logra completar los 30 minutos de prueba, la calidad de la llamada generada con X-Pro es de muy buena calidad.
Así se determina que para el codec G.711 u se puede trabajar con una máximo de 16 llamadas concurrentes, al realizar requerimientos web.
4.5.1.2 GSM
Para la primera prueba se utilizan 23 llamadas con Sipp y 1 con X-Pro. Esta prueba finalizó a los 32 segundos con la perdida de voz de X-Pro.
En la segunda prueba se utilizan 21 llamadas concurrentes en Sipp y 1 en X-Pro. Los resultados de esta prueba fueron que a los 30 segundos la petición Web no fue concretada y a los 42 segundos la llamada dejó de oírse, para las 21 llamadas hechas con Sipp terminaron a los 3:02 segundos. La red se cayó tras 5 minutos de terminada la prueba.
Con 17 llamadas concurrentes bajo Sipp y 1 con X-Pro, se indica que a los 1:54 segundos una petición web, no es completada, pero no existe perdida de voz en X-Pro, así mismo se intento requerir información de la consola Asterisk mediante el comando 2, en la misma llamada de X-Pro, pero no fue aceptada la orden y las 17 llamadas culminaron en 3:03 segundos.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 85
Para la cuarta prueba se utilizan 14 llamadas concurrentes con Sipp y 1 con X-Pro se obtiene que la petición web no es completada a los 59 segundos, mientras tampoco se acepta el comando 2 para reiniciar la información de Asterisk. Las 14 llamadas concurrentes generadas con Sipp culminan a los 3:03 segundos. Y la red inalámbrica se cae al cabo de 6:30 minutos.
En la quinta prueba se repitieron los parámetros de la cuarta prueba, para verificar los resultados y efectivamente se repiten de igual forma.
Para la sexta prueba se utilizan 10 llamadas bajo Sipp y 1 con X-Pro, los resultados son buenos hasta los 8:20 segundos donde no se concreta la petición Web y a los 8:30 se pierde la voz de la llamada hecha con X-Pro.
Se repiten los parámetros de la sexta prueba en la séptima, para comprobar lo ocurrido, obteniendo que las llamadas se efectúen de manera excelente hasta el minuto 14, donde la petición Web no es respondida y la llamada de X-Pro pierde su voz a los 14:15 segundos.
En la octava prueba se trabaja con 7 llamadas bajo Sipp y 1 con X-Pro. En esta prueba los resultados son satisfactorios durante los 30 minutos de prueba.
Para la novena prueba se sube el número de llamadas concurrentes a 8 con Sipp y 1 con X-Pro. Donde los resultados son satisfactorios durante los 30 minutos de prueba.
En la decima prueba se utiliza 9 llamadas con Sipp y 1 con X-Pro, La prueba se realiza exitosamente durante los 3 minutos de prueba. CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 86
4.5.2 Resultados de Pruebas Bajo Peticiones Web.
Tabla 4.5. Resultados de máximo de llamadas SIP concurrentes bajo petición web a consola de control Asterisk
Codec Número de llamadas %CPU %Memoria concurrentes G711 u -a (U -Law/A - 16 25.3-28.1 6.9 law) GSM 10 5.65-9.12 9.33 SPEEX No se realizó esta prueba por ser considerado demasiado pequeño el número de llamadas concurrentes para fines del proyecto.
4.5.3 Pruebas con IAX
Para el desarrollo de las pruebas con el protocolo IAX se utilizó Zoiper, debido a que este softphone permite utilizar ilimitado número de líneas para establecer llamadas. Así se realiza llamadas desde una computadora con Zoiper y desde otra se escucha la calidad de la llamada. La extensión que se marca es la 500 que proporciona información sobre el sistema Asterisk, esta grabación dura aproximadamente 1:45, teniendo un silencio desde 1:30 segundos, hasta 1:40 segundos.
Para las pruebas del codec Speex se utiliza el softphone iaxComm debido a que Zoiper no permite modificar las características del codec , mientras iaxComm si lo permite.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 87
4.5.3.1 Pruebas G.711-U
En la primera prueba se realizó 66 llamadas con un uso de 99% de CPU y 9.0% de memoria, todas las llamadas terminaron con éxito, en el procesador se observa a las 26 llamadas 44.0% de uso del CPU y 7.2% de uso de memoria. Mientras a las 51 llamadas 83% de uso de CPU y 8.3% de uso de memoria.
Para la segunda prueba Zoiper únicamente permitió establecer 26 llamadas con un 41% de uso de CPU y 7.1% de uso de memoria. Al intentar realizar la llamada 27 Zoiper se cerró automáticamente.
En una tercera prueba Zoiper permitió establecer 16 llamadas utilizando 24.1% de CPU y 7.2% de memoria. Al intentar realizar la 17 llamada Zoiper se cerró automáticamente.
Para la cuarta prueba se realizó 64 llamadas con un uso de 94.6-99.6% de CPU y 8.4% de memoria, después de un reinicio de la computadora, en la cual todas las llamadas terminaron satisfactoriamente, en el proceso se observó que las 41 llamadas se ocupa 68.3% de CPU y 7.6% de memoria, a las 61 llamadas se establece un 92.6-94.6% de CPU y 8.4% de memoria.
En la quinta prueba, se logra establecer 64 llamadas de igual manera con un uso del 95.9-99.9% del CPU y 8.6%de la memoria, en el proceso se observo que en 31 llamadas se utiliza 47.3% del CPU y 8.6% de memoria, a las 55 llamadas el 84.9-89.9% de CPU y 8.6%de memoria.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 88
Para la sexta prueba se reinicia la tarjeta Alix para liberar la memoria. Se logra establecer 65 llamadas que llega a ocupar el 99.9% de CPU y 8.3% de memoria. Durante esta prueba se observó en 50 llamadas un uso de 76.9-81.9% de CPU y 8.0% de memoria. A las 60 llamadas un uso de 89.4-93.9% de CPU y 8.3% de memoria.
En la séptima prueba se generan 67 llamadas con lo cual se deja de ejecutar el proceso top, encargado de revisar el uso de CPU y memoria. Hasta las 66 llamadas se observo un uso de 99.9% de CPU y 8.8% de memoria.
Para la octava prueba se generan 67 llamadas pero al observar que deja de responder el procesador con el comando “top”, se cuelga una de las llamadas generadas y se obtienen 66 con lo cual se observa al procesador que ocupa el 99.9% de CPU y 8.8 % de memoria.
4.5.3.2 Pruebas GSM
En la primera prueba se alcanza las 101 llamadas con un uso de 26.2-28.2% del CPU y 9.2% de memoria. Al alcanzar estas 100 llamadas el tiempo ya está próximo a 1:30, que es cuando se produce los 10 segundos de silencio de la grabación, por lo que no se prosigue generando llamadas. Durante esta prueba se observa que a las 61 llamadas se utiliza el 16.6-18.6% del CPU y 8.8 de memoria.
En la segunda prueba se generó 111 llamadas con un uso del 28.-30.4% del CPU y 9.4% de memoria. Al intentar generar la ciento doceava llamada Zoiper arrojo un error y se cerró.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 89
Para la tercera prueba solo se logro generar 90 llamadas ya que Zoiper comenzó a mostrar cierta lentitud al momento de permitir marcar la llamada.
En la cuarta prueba se generó 112 llamadas al intentar generar la siguiente llamada se cerro Zoiper, mostrando un uso del 29.0-31.4% del CPU y 9.4 de memoria
Para la quinta prueba se logro generar 112 llamadas al generar la siguiente llamada Zoiper no la generó y esperó a que se termine una llamada anterior para generar la siguiente.
4.5.3.3 Pruebas Speex
Para la primera prueba se utiliza una calidad de 2 y complejidad de 3. Tanto en el softphone como en el servidor. Se obtiene que al realizar tres llamadas, no se obtiene respuesta del proceso “top”.
En la segunda prueba se establecen únicamente dos llamadas, de las cuales se obtiene los siguientes datos en el procesador 99.9% de uso del CPU y 9.4% de memoria. La voz se pierde muy seguido, por lo que se deja únicamente en una llamada, esta si ocupa 88.8-94.5% del CPU y 9.4% de memoria.
Con calidad -1 y complejidad 1, se obtiene 4 llamadas con una voz demasiado lenta y se pierde por grandes espacios de voz. El proceso top no se puede realizar por lo que no se obtiene datos de uso de CPU y memoria.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 90
En la segunda prueba se realiza tres llamadas, lo cual permite visualizar un uso de 84.5-90.4% del CPU y 9.4 de memoria.
Para una calidad de 10 y complejidad de 10 en el codec Speex se obtiene en la primera prueba dos llamadas que se oyen entrecortadas totalmente y por partes, con grandes espacios de silencio y el proceso “top” no se puede visualizar.
En una segunda prueba se genera una llamada que ocupa 88.9-94.2% de uso del CPU y 9.4% de memoria, donde la llamada tiene perdidas y arrastres de voz.
4.5.4 Resultados de Pruebas IAX
Tabla 4.6 Resultados de Pruebas IAX
Codec Número de llamadas %CPU %MEMORIA concurrentes Min Max
G.711 u/a 66 98 99.9 8.8
GSM 110 28.2 30.4 9.4
Speex (Calidad 1 88.8 94.5 9.4 3,Complejidad 2)
Speex (Calidad - 3 84.5 90.4 6.7 1,Complejidad 1)
Speex (Calidad El dato de esta prueba se ha descartado debido a su valor poco representativo 10,Complejidad 10) para los fines de este proyecto.
G.726 No se tiene resultados debido a que este codec no está implementado en ningún softphone que maneja el protocolo IAX.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 91
4.5.5 Uso de Recursos por Llamada con IAX
Para llamadas entre softphones se realiza entre dos computadoras con el softphone IaxComm realizando una cuenta ascendente del 1 al 100, que obtiene los siguientes resultados.
Tabla 4.7 Llamadas entre sofphones con IAX
Codec %CPU % Memory
Min Max
G.711 u/a 0.3 1.3 6.0
GSM 0.0 0.7 6.1
Speex (Q=3,C=2,BR=32000) 0.0 0.7 61
Spee x (Q= -1,C=1,BR=32000) 0.0 0.3 6.0
Speex (Q=10,C=10,BR=32000) 0.0 0.7 632
GSM -G.711 -u 6.3 9.3 6.2
Speex (Q=3,C=2,BR=32000) -GSM 34.3 38.8 6.0
Speex (Q=3,C=2,BR=32000) -G.711 -u 28.3 37.3 6.1
Speex (Q=3,C=2,BR=8000) -GSM 34.0 39.0 6.0
Speex (Q=3,C=2,BR=8000) -G.711 28.3 37.0 6.0
Resultados de las llamadas hechas hacia la extensión 500
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 92
Tabla 4.8 Uso de recursos por llamada IAX a la extensión 500
Codec %CPU % Memory Min Max
G.711 u/a 1.7 5.3 6.2
GSM 0.7 1.7 6.2
Speex (Q=3,C=2,BR=32000) 36.5 39.9 6.1
Speex (Q=0,C=1,BR=32000) 28.6 32.5 6.2
Speex (Q=10C=10,BR=32000) 91.0 99.9 6.3
Speex (Q=3,C=2,BR=8000) 37.2 40.0 6.0
Speex (Q= -1, C=1, BR=8000) 37.0 40.7 6.0
Speex (Q=10C=10,BR=8000) 37.0 40.3 6.0
B. CON EL ESTÁNDAR 802.11 g
4.6 MATERIALES NECESARIOS PARA REALIZAR LAS PRUEBAS
Las pruebas se realizan con la misma placa Alix, debido a que la tarjeta miniPCI empleada para esta prueba si posee este standard, de esta manera los materiales que se utilizan son:
• Tarjeta Alix • Computador con programa de comunicación serial para monitorear a la tarjeta. • Computadores con softphone o Para SIP Una con Windows y softphone X-Pro Una con Linux y Sipp CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 93
La tarjeta Alix levanta una red llamada “voyage”, la cual trabaja a 54Mbps y facilita la obtención de direccionamiento ip por medio de DHCP
Los computadores con softphones , se conectan a la red de forma inalámbrica.
En las pruebas realizadas se intentará determinar el número de llamadas simultáneas que soporta la tarjeta Alix, con los dos tipos de codecs de interés.
4.7 DESCRIPCIÓN PRUEBAS SIP
Las pruebas se realizan con una duración total de 10 minutos, con cada llamada ejecutándose cada 2:30 segundos. En la cual se genera un número de llamadas con Sipp a la extensión 4444, y otra llamada con X-Pro a la extensión 500 de Asterisk que proporciona información sobre la calidad de la llamada.
.
Las pruebas iniciaran con un número de 50 llamadas e irán aumentando o disminuyendo este valor de acuerdo al rendimiento de la tarjeta.
En sipp mediante el comando:
”sipp -s 4444 -sn uac -i 192.168.2.248 192168.2.1 -d 150000 -r 50 -rp 100 – t un -l 50”.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 94
Donde:
-s: Es el número que marcara Sipp. Usualmente una extensión.
-sn: Escenario para pruebas de G-711 u
-xf: Permite cargar archivos con extensión.xml
-i: es la dirección del computador que genera las llamadas con el programa sipp
-d: la longitud de la llamada que se generará en milisegundos.
-r x -rp n: n llamadas cada n segundos
-t un: genera un nuevo socket para cada llamada creada
-l: límite máximo de llamadas concurrentes generadas, se llega a este límite y se espera hasta que terminen
Cada vez que se corre una prueba, se monitorea el desarrollo del hardware, así se recopila el uso del CPU y memoria en porcentaje, que ocupa Asterisk dentro de los procesos a través del comando “top -pnnnnn”, donde nnnnn es un número randómico que se asigna al proceso de Asterisk.
Para esta prueba únicamente se utilizarán los codecs GSM y U-LAW, debido a que son los que mejores resultados mostraron en las pruebas anteriores
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 95
4.8 PRUEBAS SIP
Para esta prueba se utilizará dosclases una bajo peticiones a la consola de control de asterisk cada 5 segundos y otra sin peticiones a la consola.
4.8.1 Pruebas con G711-U
Se crea un usuario especial para realizar las pruebas con Sipp, el cual posee en el apartado extension.conf la siguiente configuración:
[sipp]
exten=4444,1,Answer
exten=4444,2,Playback(demo-abouttotry)
exten=4444,3,Playback(demo-abouttotry)
exten=4444,4,Playback(demo-thanks)
exten=4444,5,BackGround(demo-instruct)
exten=4444,6,Playback(demo-thanks)
exten=4444,7,BackGround(demo-instruct)
exten=4444,8,Playback(demo-abouttotry)
exten=4444,9,BackGround(demo-instruct)
exten=4444,10,BackGround(demo-congrats)
exten=4444,n,Hangup CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 96
Mientras que en sip.conf
[sipp]
type=friend
context=sip
host=dynamic
user=sip
insecure=invite,port
canreinvite=no
disallow=all
allow=ulaw
No se debe olvidar reiniciar el servicio Asterisk, para que los cambios surtan efecto.
La primera prueba se realiza con 52 llamadas simultáneas, pero al cabo de 1:27 minutos, la tarjeta se resetea.
En la segunda prueba se toma 41 llamadas simultáneas, cada 2:30 minutos, la cual termina con éxito.
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 97
La tercera prueba se desarrolla con un parámetro de 46 llamadas simultáneas, que termina abruptamente a los 8:20 minutos.
4.8.2 Pruebas con codec GSM
Para la prueba con el codec gsm se realiza las siguientes modificaciones:
Cambio en el archivo “Sip.conf”, dejándolo de la siguiente manera:
[sipp]
type=friend
context=sip
host=dynamic
user=sipp
insecure=invite,port
canreinvite=no
disallow=all
allow= gsm
Mientras en Sipp se debe habilitar el codec gsm. Pare esto se debe generar un archivo .xml. Se realiza de la siguiente forma:
CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 98
En consola Linux por medio del comando (se debe estar en la carpeta donde corre sipp o en su defecto donde se desea crear este archivo):
:~$ sipp -sd uac > gsm.xml
Se abre el documento gsm.xml que se encuentra en la carpeta desde donde se ejecuta Sipp y se genera la siguiente información, donde se cambia la parte subrayada a continuación:
INVITE sip:[service]@[remote_ip]:[remote_port] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/[transport] [local_ip]:[local_port];branch=[branch]
From: sipp
To: sut
Call-ID: [call_id]
CSeq: 1 INVITE
Contact: sip:sipp@[local_ip]:[local_port]
Max-Forwards: 70
Subject: Performance Test
Content-Type: application/sdp
Content-Length: [len]
v=0
o=user1 53655765 2353687637 IN IP[local_ip_type] [local_ip]
s=- CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 99
c=IN IP[media_ip_type] [media_ip]
t=0 0
m=audio [media_port] RTP/AVP 0 3
a=rtpmap:3 gsm/8000
Posterior a este cambio se graba con el nombre “gsm.xml” en la carpeta y se lo carga a través de “-sf gsm.xml” al momento de correr, por ”-sn uac”.
Se debe reiniciar el servicio Asterisk, para que os cambios surtan efecto.
En la primera prueba se realiza 50 llamadas simultáneas durante 2:30 minutos, después se general otras 50 llamadas simultáneas hasta los 5 minutos, posterior a esto 50 llamadas simultáneas mas y por último 50 llamadas simultaneas. Esta prueba termina con éxito, mencionando que cada vez que se finalizaban las llamadas y se generaban las nuevas llamadas, el procesador es utilizado al 99.9%.
En la segunda prueba se genera 60 llamadas simultaneas en los primeros 2:30 minutos, para luego generar 60 llamadas más, pero en esta ocasión se producen 34 llamadas fallidas durante el periodo de 2:30-5:00 minutos, existiendo dos picos de trabajo en el procesador, en la tercera parte se observa mayor cantidad de picos de trabajo en el procesador y existe periodos en que la voz se reproduce entrecortada. En esta prueba se observa 208 llamadas satisfactorias y 34 fallidas.
Para la tercera prueba se generan 72 llamadas en el primer intervalo de 2:30 minutos, en el cual se observa degradación de la voz. Así se simulan los 10 minutos de CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 100
llamadas que cada 2:30 minutos genera 70 llamadas, en las cuales se observa periodos en que la voz es fluida, mientras periodos en que la voz pierde su calidad.
En la cuarta prueba se genera 80 llamadas que produce que la voz pierda calidad, pero sigue siendo entendible, así se producen 80 llamadas cada 2:30 minutos, hasta llegar a los 10 minutos, en los cuales se observa que no se completaron 30 llamadas, mientras las 210 fueron satisfactorias.
La quinta prueba genera 90 llamadas que provoca la pérdida en la calidad de voz, pero la prueba se termina de manera correcta a los 10 minutos con todas las llamadas exitosas
En la sexta prueba se genera 120 llamadas concurrentes que ocasionan que la voz se vuela demasiado lenta a los 1:30 minutos y se pierda la comunicación a las 2:20 minutos, con la reiniciación de la tarjeta.
Para la séptima prueba se genera 110 llamadas simultáneas que al culminar los primeros 2:30 minutos llegan a ocupar a la tarjeta al 99.9%, mientras que a los 4:02 minutos se pierde la voz de X-pro y a los 4:30 se reinicia la tarjeta.
Posterior a esta prueba se procede a realizar la prueba sin peticiones web a GUI de Asterisk. Cuyos resultados se presentaran en la sección 4.12 CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 101
4.9 RESULTADOS DE PRUEBAS SIP
Tabla 4.9 Resultados de Pruebas SIP con peticiones http
Codec Número de %CPU %MEMORIA llamadas concurrentes Min Max
G.711 u/a 45 87 99.9 8.5
GSM 110 83 99.9 10.1
Tabla 4.10 Resultado de pruebas SIP sin peticiones http
Codec Simultaneous CPU % Memory Calls Min Max
G.711 u/a 46 92.8 99.9 8.5
GSM 131 93.1 99.9 12.5
4.10 PRUEBAS CON IAX
Bajo el estándar 802.11 g no se realiza las pruebas con iax, debido a:
Que una sola persona únicamente puede generar 112 llamadas como máximo con el softphone Zoiper. CAPITULO IV. PRUEBAS REALIZADAS 102
4.11 PROBLEMAS Y DIFICULTADES
Uno de los principales problemas están dados al momento de formatear la tarjeta compact flash e instalar el sistema operativo, por lo que las principales recomendaciones son elegir extraer el archivo comprimido de forma correcta y sin generar errores y revisar que la tabla de particiones de la tarjeta compact flash este adecuadamente escrita, caso contrario seguir los pasos del anexo 1 a cabalidad. Si se diere el caso de generarse algún problema, utilizar el paso 8 para corregir problemas en la compact flash, ya que en general funcionó correctamente con los problemas encontrados al momento de desarrollar este proyecto.
El manejo de archivos vitales como extensions.conf, son de sumo cuidado ya que si alguno de estos llega a borrarse o dañar parte de su configuración, se pierde las funcionalidades de Asterisk,
Al extraer el comprimido del sistema operativo con errores y montarlo a la compac flash, se producen errores, el más común es el no levantamiento del sistema Asterisk.
Para el uso del programa Sipp recordar reiniciar el sistema después de realizar correcciones al archivo “sip.conf” para las diferentes pruebas ya que si esto no se realiza el programa resultados no coherentes.
CAPITULO 5
CONLCUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
El protocolo SIP debe ser utilizado en enlaces que presenten gran ancho de banda para que la tarjeta alcance su mayor rendimiento, mientras que si no se dispone de gran ancho de banda como es el estándar 802.11 b, se recomienda IAX ya que este presenta mejor desenvolvimiento para limitados anchos de banda.
Los codecs más apropiados para el desarrollo de este proyecto, resultaron ser G-711 A/U y GSM, ya que con estos se alcanzaron mayor cantidad de llamadas simultaneas. Mientras los codecs SPEEX no son compatibles para el generador de llamadas sipp. Pero se observa un comportamiento interesante al trabajar bajo IAX ya que ocupan menos capacidad de procesamiento por llamada que GSM, que ya es un codec que utiliza pocos recursos del procesador.
CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 104
El codec G.711 resultó ser más resistente a peticiones web, ya que no disminuyó sus llamadas significativamente como sucedió con el codec GSM, que vio afectado su número de llamadas al ingresar peticiones web a la red.
El requerimiento de tráfico http, implica carga para el procesador motivo por el cual debe ser tomado en cuenta, debido a que peticiones hacia este protocolo, o simplemente configuraciones en caliente del mismo servidor Asterisk a través del GUI provocan que el procesador tenga menos capacidad de redirigir las llamadas y provoque el reseteo el sistema.
El protocolo Sip se comporta de diferente manera bajo cada estándar, ya que en el 802.11b decrece el número de llamadas hasta en un 60% con codec GSM y peticiones http, mientras en el estándar IEEE 802.11g únicamente 19.1% bajo las mismas peticiones web, a comparación de este codec sin peticiones web. Algo similar ocurre con el codec G.711, pero en menor escala. Lo que indica que cada codec actúa de diferente forma de acuerdo al protocolo, concluyendo que su curva de trabajo no puede ser obtenida fácilmente. Por lo que se requiere de un simulador de protocolo IAX para determinar la capacidad con este protocolo.
El procesador alcanza su capacidad máxima de llamadas al 99% de trabajo del CPU, pero se puede observar que bajo el protocolo IAX esta carga para el CPU es aún lejana, ya que bajo SIP alcanza 110 llamadas llegando al 99% de trabajo de CPU, mientras que con IAX también alcanza 110 llamadas pero apenas el 30% de trabajo del CPU.
Se debe tener los mensajes de información, usuarios ausentes, manejo de mensajes de voz, en todos los codecs disponibles, caso contrario se produce doble trabajo del procesador, como ocurre con Speex, que con una única llamada que no CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 105
posee en mismo codec ocupa 30-40%, saturando el procesador, si este ya posee carga.
La familia 2Dx está concebida para uso interno, por sus dimensiones y dado que no posee facilidades de protección externa. Mientras la familia 3Dx ha sido pensada para uso externo, por su tamaño y facilidades de encontrar cajas a prueba de agua diseñadas para esta tarjeta, sin descartar la posibilidad de su uso interno, para el cual también existen cajas, similares a las de la familia 2Dx.
Existen un único sistema operativo dedicado para placas Alix, el cual permiten una mejor utilización de los recursos del hardware, por lo que se convierte en un sistema idóneo para desarrollar servicios y optimizar los recursos de los sistemas embebidos .Este es Voyage
El sistema operativo más adecuado para la utilización de Asterisk en un sistema embebido es Voyage One, puesto que ya trae incluido el paquete Asterisk por defecto, así evita la problemática de escoger módulos y paquetes necesarios para la utilización de Asterisk, los cuales deben ser instalados por separado y deben ser probados posterior a su instalación si se tratase de otro sistema operativo. También se puede observar que este sistema operativo incorpora programas útiles como quagga, iperf, mesh, batmand, snmpd, entre otros.
Todos los sistemas operativos analizados a excepción de Meshlium poseen la capacidad de incorporar Asterisk a sus sistemas, a través de módulos o paquetes que deben ser descargados e instalados, para cada uno de estos existe diferentes foros y tutoriales que prestan una adecuada ayuda.
CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 106
El uso de Sipp en las pruebas proporciona gran control de los parámetros ya que bajo una adecuada configuración permite mantener siempre con carga de datos al canal y los porcentajes de trabajo del procesador son más cercanos a la realidad. Puesto que bajo otros ambientes los parámetros a ser controlados aumentan sin la utilización de un generador de tráfico y la posibilidad de un resultado exacto se distancia de la realidad.
La placa Alix bajo Voyage ONE 0.5.2 con el estándar 802.11 b, soporta 16 llamadas concurrentes con codec G711-U, bajo una conexión inalámbrica. Así mismo 10 llamadas simultaneas con codec GSM. Ambas con un tráfico pesado de control web. Sin el tráfico de control web sobre Asterisk se puede realizar 18 llamadas concurrentes con codec G711-U y 25 llamadas concurrentes con codec GSM. Especificando que el número de llamadas concurrentes puede ser sobrepasado por espacios breves, sin afectar el desenvolvimiento de las llamadas previas.
La placa Alix bajo Voyage ONE 0.5.2 con el estándar 802.11 g, soporta 45 llamadas concurrentes con codec G711-U y 110 lllamadas concurrentes bajo codec GSM, bajo peticiones http. Mientras sin peticiones web alcanza 46 llamadas con codec g.711 y 131 llamadas con codec GSM
IAX2 logra alcanzar 66 llamadas simultáneas con codec G711-U, mientras que para GSM 110 llamadas concurrentes.
CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 107
5.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso del mismo tipo de codecs en el establecimiento de las llamadas, puesto que al realizarse llamadas con codecs distintos el procesador es el encargado de recodificar los datos y limita su capacidad.
Se recomienda el uso de softphones que contengan la capacidad de modificar los parámetros de Speex, para establecer en un futuro variaciones con este codec .
Mantener dos tarjetas compact flash con la configuración adecuada para el sistema es importante ya que en caso de errores en el sistema, la utilización de la segunda tarjeta proporciona restablecimiento del sistema de forma inmediata..
Los alimentadores de corriente deben ser escogidos correctamente ya que su consumo varía de acuerdo al uso y puertos que se ocupe en la tarjeta.
Ciertamente la mayoría de plugs calzan en el sócalo de alimentación, pero se debe observar claramente la polaridad de los alimentadores de corriente ya que los requeridos para encender este equipo requiere de polaridad positiva en el interior del plug y negativa en el exterior. BIBLIOGRAFÍA 108
BIBLIOGRAFÍA
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Tarjetas Alilx, http://www.pcengines.ch/alix.htm, 10 de enero 2011
NETBSD, http://www.netbsd.org/, 15 de enero 2011
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FreeNAS, http://freenas.org/freenas, 12 de enero 2011
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Fli4l, http://www.fli4l.de/, 14 de enero 2011
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IPFire, http://wiki.ipfire.org/es/start, 20 de enero 2011
Leaf, http://leaf.sourceforge.net/, 20 de enero 2011
Meshlium, http://www.libelium.com/products/meshlium, 19 de enero 2011
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M0n0wall, http://m0n0.ch/wall/features.php, 21 de enero 2011
Pfsence, http://www.pfsense.org/index.php?option=com_content&task=view&id= 40&Itemid =43, 13 de enero 2011
Sipp, http://sipp.sourceforge.net/, 3 de febrero 2011
Terminologia VoIP, http://www.articles3k.com/es/34/85916/Terminologia-de- VoIP-explicada-para-los-principiantes/, 1 de enero 2011