Mudanças entre as edições de "Redes Multimídia (diário 2017-1)"

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Um PBX IP funciona como uma central telefônica, porém intermediando chamadas VoIP. Com isso, as chamadas são feitas de um telefone IP em direção ao PBX IP, que a encaminha ao telefone IP de destino de acordo com suas regras de discagem. A figura abaixo ilustra como funciona uma chamada VoIP típica através de um PBX IP.
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[[imagem:Voip-call.png|500px]]
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Nas nossas aulas faremos uso de um PBX IP [http://www.asterisk.org/ Asterisk], que é um software desenvolvido pela [http://www.digium.com/ Digium]. O Asterisk roda em computadores do tipo PC que possuem sistema operacional baseado em Linux. Sua licença é livre, o que significa que não há custo de licenciamento para utilizá-lo.
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* [http://www.asterisk.org/get-started Uma visão geral sobre Asterisk]
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=== PBX IP Asterisk ===
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* [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/rmu/slides/aula-25.pdf Transparências]
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* [http://www.asterisk.org Site oficial do Asterisk]
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* [http://www.asteriskguru.com/ Asterisk Guru]
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* [http://www.voip-info.org/wiki Dicas sobre Asterisk]
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* [http://www.asteriskdocs.org/ Livro online gratuito sobre Asterisk]
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* [http://www.packetizer.com/ipmc/sip/papers/understanding_sip_voip/ Introdução a VoIP e SIP]
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* Livro [http://www.shopvoip.com.br/index.php?route=product/product&product_id=1263 ''Asterisk: Guia de Configuração - 5a geração''], de Flávio Gonçalves.
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'''Asterisk:''' uma solução completa de PABX baseado em software, permitindo ligar o mundo IP ao mundo da rede pública de telefonia comutada.
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'''Características Básicas:''' faz tudo que um PABX pequeno e simples faz e pouco mais
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*ˆ Transferência, música de espera, siga-me, etc.
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* Conferência, correio de voz, URA, fila de chamadas, monitoramento de chamadas, integração com o Jabber (Google talk)
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[[imagem:Asterisk-ex1.png|400px]]
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<br>''Exemplo de cenário de uso do Asterisk''
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<!-- [[imagem:Asterisk-arch.png|500px]]
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<br>''Arquitetura modular do Asterisk'' --->
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==== Canais SIP ====
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Cada telefone SIP deve ter seu identificador cadastrado no Asterisk. O identificador pode tanto ser um número, análogo a um ramal, ou uma string alfanumérica. No terminologia do Asterisk, cada telefone SIP é chamado de ''canal SIP'', e deve estar declarado em /etc/asterisk/sip.conf:
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<syntaxhighlight lang=text>
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; Canal 2000 (um exemplo)
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[2000]
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defaultuser=maria ; o nome do usuário para fins de autenticação
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secret=kabrum
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type=friend ; pode efetuar e receber chamadas
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host=dynamic ; pode conectar-se a partir de qualquer endereço IP
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insecure=port,invite ;
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context=alunos ; o contexto do plano de discagem para chamadas originadas neste canal
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disallow=all
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allow=gsm ; habilita este codec para o João.
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allow=alaw ; outro codec
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allow=ulaw ; mais um codec
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qualify=yes; monitora o UAC
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; Canal 1000 (outro exemplo)
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[1000]
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defaultuser=joao ; o nome do usuário para fins de autenticação
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secret=blabla
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type=friend ; pode efetuar e receber chamadas
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host=dynamic ; pode conectar-se a partir de qualquer endereço IP
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insecure=port,invite ;
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context=alunos ; o contexto no plano de discagem para chamadas originadas neste canal
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disallow=all
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allow=gsm ; habilita este codec
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allow=alaw ; outro codec
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allow=ulaw ; mais um codec
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qualify=yes; monitora o UAC
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</syntaxhighlight>
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<!--
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Como se pode notar, a declaração de um canal SIP envolve muitos parâmetros que envolvem autenticação, controle de acesso, localização na rede, codecs e possivelmente outras capacidades. Como os valores de alguns parâmetros podem ser iguais para vários canais, o Asterisk possibilita a declaração de perfis (''templates''):
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<syntaxhighlight lang=text>
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; Perfil alunos
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[alunos](!);  a sequência "(!)" define isto como um perfil
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type=friend ; pode efetuar e receber chamadas
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host=dynamic ; pode conectar-se a partir de qualquer endereço IP
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insecure=port,invite ;
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context=alunos ; o contexto no plano de discagem para chamadas originadas neste canal
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disallow=all
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allow=gsm ; habilita este codec
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allow=alaw ; outro codec
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allow=ulaw ; mais um codec
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qualify=yes; monitora o UAC
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; Canal 2000
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[2000](alunos); a sequência "(alunos)" copia as definições do perfil "alunos"
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defaultuser=maria ; o nome do usuário para fins de autenticação
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secret=kabrum
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; Canal joao
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[joao](alunos)
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defaultuser=joao ; o nome do usuário para fins de autenticação
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secret=blabla
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</syntaxhighlight>
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-->
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==== Plano de discagem ====
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O plano de discagem define como cada chamada deve ser processada. As instruções de processamento residem no arquivo de configuração ''/etc/asterisk/extensions.conf''. O fluxo de processamento de chamadas pode ser visto resumidamente abaixo:
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[[imagem:Asterisk-fluxo.png|400px]]
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Um exemplo de plano de discagem simples pode ser visto abaixo:
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<syntaxhighlight lang=text>
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[alunos]; o nome deste contexto
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# Chamadas para o número 101 são feitas via SIP para o canal "maria"
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exten=>101,1,Dial(SIP/maria)
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same=>n,Hangup()
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# Chamadas para "teste" serão atendidas com um som de beep, seguido
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# da reprodução do arquivo de som "hello-world", em seguida outro beep e
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# enfim se encerra a chamada.
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exten=>teste,1,Playback(beep)
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same=>n,Wait(1)
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same=>n,Playback(hello-world)
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same=>n,Wait(1)
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same=>n,Playback(beep)
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same=>n,Hangup
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</syntaxhighlight>
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A estrutura do plano de discagem é composta por ''extensões'' (um termo específico do Asterisk). Cada extensão identifica um número (ou usuário) que  pode ser chamado, e como essa chamada deve ser processada. A sintaxe pode ser vista abaixo:
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<syntaxhighlight lang=text>
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exten=>identificador,prioridade,aplicação
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</syntaxhighlight>
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* '''identificador''': o número ou usuário chamado
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* '''prioridade''': a prioridade da extensão. Isso determina a ordem de execução das extensões que tratam do mesmo identificador.
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* '''aplicação''': uma ação a ser realizada quando a extensão for processada. Por exemplo, a aplicação ''Dial'' determina que deve ser encaminhada a outro canal.
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Como o processamento de uma chamada usualmente envolve uma sequência de extensões, existe uma sintaxe opcional para simplificar a declaração:
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<syntaxhighlight lang=text>
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exten=>identificador,prioridade,aplicação
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same=>prioridade,aplicação
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</syntaxhighlight>
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*'''same''': declara uma nova extensão com mesmo identificador da extensão imediatamente anterior
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Por fim, a ''prioridade'' (que define a ordem com que as extensões são processadas) declarada com o valor ''n'' equivale à prioridade da extensão imediatamente anterior incrementada em uma unidade:
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<syntaxhighlight lang=text>
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exten=>101,1,Dial(SIP/101)
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same=>n,Hangup; a prioridade aqui terá o valor 2
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</syntaxhighlight>
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=== Experimento: comunicação entre telefones IP ou softphones por meio de um PBX IP ===
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Para realizar esses exercícios você deve usar o Asterisk em uma máquina virtual. Para testar as chamadas, use um softphone em seu celular ou em um computador, e um telefone IP ou ATA.
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1. Criar os seguintes canais SIP: 100 e 101 (escolha usuários e senhas para autenticação)
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2. Crie um plano de discagem em que todos podem fazer chamadas para todos (isso é, 100 pode chamar 101, e vice-versa).
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3. Agora configure o softphone de forma que se registre no PBX Asterisk, usando uma das contas SIP criadas previamente. Faça o mesmo com o telefone IP ou ATA.
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4. A partir do softphone faça uma chamada para a conta do telefone IP. Verifique se o telefone IP acusou o recebimento de chamada. Caso isso não tenha ocorrido, verifique seu plano de discagem. Em seguida faça uma chamada em sentido contrário.
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5. Execute o comando ''rasterisk -vvv'' no computador do Asterisk.
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6. Usando o comando ''sip show peers'', visualize os estados dos canais SIP conhecidos pelo Asterisk.
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7. Refaça uma chamada entre softphone e telefone IP, e observe o que aparece na tela do ''rasterisk''.
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8. Será possível verificar que chamadas estão em andamento no Asterisk usando o ''rasterisk'' ? Pesquise como se pode fazer isso.
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9. Use o ''rasterisk'' para testar chamadas. Use o comando ''console dial canal_SIP@contexto'' para chamar um canal SIP (substitua ''canal_SIP'' pelo número a ser chamado). Ao final, execute ''console hangup''.
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10. Acrescente mais um canal SIP, editando o arquivo ''sip.conf''. Configure o softphone para usar esse novo canal (ou o telefone IP para se associar também a esse canal SIP).
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11. Teste chamadas entre os telefones usando esse novo número.
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==== Possíveis problemas ====
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# Em cada softphone ou telefone IP crie uma conta SIP, que deve ser identificada por ''ramal@IP_do_PBX'' (ex: se o PBX tiver IP 192.168.2.110, as contas de alunos podem ser 100@192.168.2.110 e 101@192.168.2.110).
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# Após definir as contas, verifique se os telefones indicaram que elas estão disponíveis (''online''). Você pode fazer essa verificação também no próprio Asterisk. Neste caso execute o seguinte comando para acessar o console do Asterisk: <syntaxhighlight lang=bash>
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sudo rasterisk -vvv
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host*CLI> sip show peers
 +
host*CLI> sip show peers
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Name/username              Host            Dyn Nat ACL Port    Status   
 +
101/101                    192.168.2.10      D          11270    OK (6 ms)
 +
102/102                    192.168.2.210      D          63169    OK (12 ms)
 +
2 sip peers [Monitored: 2 online, 0 offline Unmonitored: 0 online, 0 offline]
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</syntaxhighlight>
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# Se algum dos telefones não aparecer como ''OK'' no console do Asterisk, verifique se o número de ramal e a senha configuradas no telefone são os mesmos declarados em ''/etc/asterisk/sip.conf''. Outro teste que se pode fazer é acessar o console do Asterisk, e depois tentar ativar as contas SIP nos telefones (i.e. colocá-las para indisponível ou ''offline'', e depois reativá-las). O Asterisk irá mostrar algumas linhas informativas sobre os registros dos telefones..
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# Se as contas SIP estão devidamente registradas no Asterisk, mas ainda assim as chamadas não são realizadas, o problema deve estar no plano de discagem. Neste caso, acesse o console do Asterisk e tente novamente fazer a chamada. Veja se o Asterisk informa na tela o motivo para a chamada não ser realizada. Em seguida, confira se seu plano de discagem (''/etc/asterisk/extensions.conf'') possui uma extensão que satisfaça a chamada que se deseja realizar. Isso é, se você estiver tentando chamar o ramal SIP 101@192.168.2.110, deve haver uma extensão assim: <syntaxhighlight lang=text>
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exten=>101,1,Dial(SIP/101)
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same=>n,Hangup
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</syntaxhighlight>
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===DICAS ASTERISK===
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Comandos válidos no CLI do Asterisk:
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#Para entrar no CLI do Asterisk execute: <code>rasterisk -vvv</syntaxhighlight>
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#Recarregar as configurações do arquivo sip.conf: <code> sip reload</syntaxhighlight>
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#Recarregar as configurações do arquivo extensions.conf: <code> dialplan reload</syntaxhighlight>
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#Ver canais SIP criados: <code> sip show peers</syntaxhighlight>
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#Gerar uma ligação via console: <code>console dial canal_sip@extensão</syntaxhighlight>
  
 
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Edição das 16h45min de 1 de fevereiro de 2017

Endereço encurtado: http://bit.ly/rmu20162


Redes Multimidia: Diário de Aula 2017-1

Professora: Simara Sonaglio
E-mail: simara.sonaglio@ifsc.edu.br
Encontros:
Atendimento paralelo:

Bibliografia

  • Livros sobre Redes de Computadores (por ordem de preferência):
    • KUROSE, James F. e ROSS, Keith W. Redes de computadores e a Internet, Uma abordagem Top-Down. 5a edição. Editora Addison Wesley SP, 2010.
    • Sérgio Colcher, Antônio Tadeu Azevedo Gomes, e Anderson Oliveira da Silva. VoIP: Voz sobre IP. Campus, 1a edição, 2005.
    • STALLINGS, W. Redes e sistemas de comunicação de dados. Editora Elsevier RJ, 2005.
    • TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores, tradução da quarta edição. Editora Campus RJ, 2003
    • FOROUZAN, Behrouz. Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 3a/4a edicão. Editora Bookman, 2004.


Softwares

Avaliações

Diário das aulas

13/02 - Apresentação da disciplina

Aula 1

Apresentação da disciplina: conteúdo, bibliografia e avaliação, laboratório.

14/02 - Etapa Asterisk: Introdução, plano de discagem e contas SIP

Aula 2

Um PBX IP funciona como uma central telefônica, porém intermediando chamadas VoIP. Com isso, as chamadas são feitas de um telefone IP em direção ao PBX IP, que a encaminha ao telefone IP de destino de acordo com suas regras de discagem. A figura abaixo ilustra como funciona uma chamada VoIP típica através de um PBX IP.

Voip-call.png


Nas nossas aulas faremos uso de um PBX IP Asterisk, que é um software desenvolvido pela Digium. O Asterisk roda em computadores do tipo PC que possuem sistema operacional baseado em Linux. Sua licença é livre, o que significa que não há custo de licenciamento para utilizá-lo.

PBX IP Asterisk


Asterisk: uma solução completa de PABX baseado em software, permitindo ligar o mundo IP ao mundo da rede pública de telefonia comutada.

Características Básicas: faz tudo que um PABX pequeno e simples faz e pouco mais

  • ˆ Transferência, música de espera, siga-me, etc.
  • Conferência, correio de voz, URA, fila de chamadas, monitoramento de chamadas, integração com o Jabber (Google talk)


Asterisk-ex1.png
Exemplo de cenário de uso do Asterisk


Canais SIP

Cada telefone SIP deve ter seu identificador cadastrado no Asterisk. O identificador pode tanto ser um número, análogo a um ramal, ou uma string alfanumérica. No terminologia do Asterisk, cada telefone SIP é chamado de canal SIP, e deve estar declarado em /etc/asterisk/sip.conf: 

; Canal 2000 (um exemplo)
[2000]
defaultuser=maria ; o nome do usuário para fins de autenticação
secret=kabrum
type=friend ; pode efetuar e receber chamadas
host=dynamic ; pode conectar-se a partir de qualquer endereço IP
insecure=port,invite ; 
context=alunos ; o contexto do plano de discagem para chamadas originadas neste canal
disallow=all
allow=gsm ; habilita este codec para o João.
allow=alaw ; outro codec
allow=ulaw ; mais um codec
qualify=yes; monitora o UAC

; Canal 1000 (outro exemplo)
[1000]
defaultuser=joao ; o nome do usuário para fins de autenticação
secret=blabla
type=friend ; pode efetuar e receber chamadas
host=dynamic ; pode conectar-se a partir de qualquer endereço IP
insecure=port,invite ;
context=alunos ; o contexto no plano de discagem para chamadas originadas neste canal
disallow=all
allow=gsm ; habilita este codec
allow=alaw ; outro codec
allow=ulaw ; mais um codec
qualify=yes; monitora o UAC


Plano de discagem

O plano de discagem define como cada chamada deve ser processada. As instruções de processamento residem no arquivo de configuração /etc/asterisk/extensions.conf. O fluxo de processamento de chamadas pode ser visto resumidamente abaixo:

Asterisk-fluxo.png


Um exemplo de plano de discagem simples pode ser visto abaixo: 

[alunos]; o nome deste contexto

# Chamadas para o número 101 são feitas via SIP para o canal "maria"
exten=>101,1,Dial(SIP/maria)
same=>n,Hangup()

# Chamadas para "teste" serão atendidas com um som de beep, seguido 
# da reprodução do arquivo de som "hello-world", em seguida outro beep e
# enfim se encerra a chamada.
exten=>teste,1,Playback(beep)
same=>n,Wait(1)
same=>n,Playback(hello-world)
same=>n,Wait(1)
same=>n,Playback(beep)
same=>n,Hangup

A estrutura do plano de discagem é composta por extensões (um termo específico do Asterisk). Cada extensão identifica um número (ou usuário) que pode ser chamado, e como essa chamada deve ser processada. A sintaxe pode ser vista abaixo: 

exten=>identificador,prioridade,aplicação
  • identificador: o número ou usuário chamado
  • prioridade: a prioridade da extensão. Isso determina a ordem de execução das extensões que tratam do mesmo identificador.
  • aplicação: uma ação a ser realizada quando a extensão for processada. Por exemplo, a aplicação Dial determina que deve ser encaminhada a outro canal.

Como o processamento de uma chamada usualmente envolve uma sequência de extensões, existe uma sintaxe opcional para simplificar a declaração: 

exten=>identificador,prioridade,aplicação
same=>prioridade,aplicação
  • same: declara uma nova extensão com mesmo identificador da extensão imediatamente anterior

Por fim, a prioridade (que define a ordem com que as extensões são processadas) declarada com o valor n equivale à prioridade da extensão imediatamente anterior incrementada em uma unidade: 

exten=>101,1,Dial(SIP/101)
same=>n,Hangup; a prioridade aqui terá o valor 2


Experimento: comunicação entre telefones IP ou softphones por meio de um PBX IP

Para realizar esses exercícios você deve usar o Asterisk em uma máquina virtual. Para testar as chamadas, use um softphone em seu celular ou em um computador, e um telefone IP ou ATA.


1. Criar os seguintes canais SIP: 100 e 101 (escolha usuários e senhas para autenticação)

2. Crie um plano de discagem em que todos podem fazer chamadas para todos (isso é, 100 pode chamar 101, e vice-versa).

3. Agora configure o softphone de forma que se registre no PBX Asterisk, usando uma das contas SIP criadas previamente. Faça o mesmo com o telefone IP ou ATA.

4. A partir do softphone faça uma chamada para a conta do telefone IP. Verifique se o telefone IP acusou o recebimento de chamada. Caso isso não tenha ocorrido, verifique seu plano de discagem. Em seguida faça uma chamada em sentido contrário.

5. Execute o comando rasterisk -vvv no computador do Asterisk.

6. Usando o comando sip show peers, visualize os estados dos canais SIP conhecidos pelo Asterisk.

7. Refaça uma chamada entre softphone e telefone IP, e observe o que aparece na tela do rasterisk.

8. Será possível verificar que chamadas estão em andamento no Asterisk usando o rasterisk ? Pesquise como se pode fazer isso.

9. Use o rasterisk para testar chamadas. Use o comando console dial canal_SIP@contexto para chamar um canal SIP (substitua canal_SIP pelo número a ser chamado). Ao final, execute console hangup.

10. Acrescente mais um canal SIP, editando o arquivo sip.conf. Configure o softphone para usar esse novo canal (ou o telefone IP para se associar também a esse canal SIP).

11. Teste chamadas entre os telefones usando esse novo número.

Possíveis problemas

  1. Em cada softphone ou telefone IP crie uma conta SIP, que deve ser identificada por ramal@IP_do_PBX (ex: se o PBX tiver IP 192.168.2.110, as contas de alunos podem ser 100@192.168.2.110 e 101@192.168.2.110).
  2. Após definir as contas, verifique se os telefones indicaram que elas estão disponíveis (online). Você pode fazer essa verificação também no próprio Asterisk. Neste caso execute o seguinte comando para acessar o console do Asterisk: 
    sudo rasterisk -vvv
host*CLI> sip show peers
host*CLI> sip show peers
Name/username              Host             Dyn Nat ACL Port     Status     
101/101                    192.168.2.10       D          11270    OK (6 ms)
102/102                    192.168.2.210      D          63169    OK (12 ms)
2 sip peers [Monitored: 2 online, 0 offline Unmonitored: 0 online, 0 offline]
  3. Se algum dos telefones não aparecer como OK no console do Asterisk, verifique se o número de ramal e a senha configuradas no telefone são os mesmos declarados em /etc/asterisk/sip.conf. Outro teste que se pode fazer é acessar o console do Asterisk, e depois tentar ativar as contas SIP nos telefones (i.e. colocá-las para indisponível ou offline, e depois reativá-las). O Asterisk irá mostrar algumas linhas informativas sobre os registros dos telefones..
  4. Se as contas SIP estão devidamente registradas no Asterisk, mas ainda assim as chamadas não são realizadas, o problema deve estar no plano de discagem. Neste caso, acesse o console do Asterisk e tente novamente fazer a chamada. Veja se o Asterisk informa na tela o motivo para a chamada não ser realizada. Em seguida, confira se seu plano de discagem (/etc/asterisk/extensions.conf) possui uma extensão que satisfaça a chamada que se deseja realizar. Isso é, se você estiver tentando chamar o ramal SIP 101@192.168.2.110, deve haver uma extensão assim: 
    exten=>101,1,Dial(SIP/101)
same=>n,Hangup

DICAS ASTERISK

Comandos válidos no CLI do Asterisk:

  1. Para entrar no CLI do Asterisk execute: rasterisk -vvv</syntaxhighlight>
  2. Recarregar as configurações do arquivo sip.conf: sip reload</syntaxhighlight>
  3. Recarregar as configurações do arquivo extensions.conf: dialplan reload</syntaxhighlight>
  4. Ver canais SIP criados: sip show peers</syntaxhighlight>
  5. Gerar uma ligação via console: console dial canal_sip@extensão</syntaxhighlight>

20/02 - Etapa Asterisk: Caracterização de mídia

Aula 3


21/02 - Etapa Asterisk: Compressão de dados (áudio e vídeo)

Aula 4


06/03 - Etapa Asterisk: Transmissão de mídia

Aula 5


7/03 - Etapa Asterisk: Estudo do protocolo SIP

Aula 6


13/03 - Etapa Asterisk: Estudo do protocolo SIP e SDP

Aula 7


14/03 - Etapa Asterisk: Estudo do protocolo RTP

Aula 8


20/03 - Etapa Asterisk: Análise dos protocolos SIP, SDP e RTP utilizando o wireshark

Aula 9


21/03 - Etapa Asterisk: Asterisk e NAT

Aula 10


27/03 - Etapa Asterisk: Funções de PABX

Aula 11


28/03 - Etapa Asterisk: Padrões de extensões e variáveis

Aula 12


03/04 - Etapa Asterisk: Padrões de extensões e variáveis

Aula 13


04/04 - Etapa Asterisk: URA

Aula 14


10/04 - Etapa Asterisk: Interconexão de PABX utilizando SIP

Aula 15


11/04 - Etapa Asterisk: Desenvolvimento do trabalho

Aula 16


17/04 - Etapa Asterisk: Desenvolvimento do trabalho

Aula 17


18/04 - Etapa Asterisk: Desenvolvimento do trabalho

Aula 18


24/04 - Etapa Asterisk: Desenvolvimento do trabalho

Aula 19


25/04 - Etapa Asterisk: Apresentação do trabalho

Aula 20


02/05 - Etapa QoS: Introdução à Qualidade de Serviço

Aula 21


08/05 - Etapa QoS: Conceitos básicos de QoS

Aula 22


09/05 - Etapa QoS: QoS em roteador Linux

Aula 23


15/05 - Etapa QoS: QoS em roteador Linux

Aula 24


16/05 - Etapa QoS: Exercícios práticos

Aula 25


22/05 - Etapa QoS: Desenvolvimento do trabalho (continuação Etapa Asterisk)

Aula 26


23/05 - Etapa QoS: Desenvolvimento do trabalho (continuação Etapa Asterisk)

Aula 27


29/05 - Etapa QoS: Desenvolvimento do trabalho (continuação Etapa Asterisk)

Aula 28


30/05 - Etapa QoS: Apresentação do trabalho (continuação Etapa Asterisk)

Aula 29


05/06 - Etapa Firewall: Introdução a Firewall

Aula 30


06/06 - Etapa Firewall: Firewall com iptables

Aula 31


12/06 - Etapa Firewall: Exercícios práticos

Aula 32


13/06 - Etapa Firewall: Exercícios práticos

Aula 33


19/06 - Etapa Firewall: Desenvolvimento do trabalho (continuação Etapa QoS)

Aula 34


20/06 - Etapa Firewall: Desenvolvimento do trabalho (continuação Etapa QoS)

Aula 35


26/06 - Etapa Firewall: Desenvolvimento do trabalho (continuação Etapa QoS)

Aula 36


27/06 - Etapa Firewall: Apresentação do trabalho (continuação Etapa QoS)

Aula 37


03/07 - Recuperação

Aula 38


04/07 - Recuperação

Aula 39


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