Интерфейс системы мониторинга IP-конференций на базе Cisco Call Manager

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте разработан интерфейс системы мониторинга IP-конференций на базе Cisco Call Manager.

Система определяет состав участников IP-конференции и предоставляет его в графическом виде пользователю.

Использование системы позволяет четко определить состав участников IP-конференции и при необходимости изменять его — добавляя или удаляя участников.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА IP-КОНФЕРЕНЦИЙ НА БАЗЕ CISCO CALL MANAGER
• 1.1 Структура сети IP телефонии в ИВЦ
• 1.2 IP-телефония
• 1.3 Основные системные возможности Cisco Сall Manager
• 1.4 Основные пользовательские функции
• 1.5 Протоколы IP-телефонии поддерживаемые Cisco CallManager
• 1.5.1 Набор рекомендаций Н.323
• 1.5.2 Протокол SIP
• 1.5.3 Протокол MGCP
• 1.5.4 Протокол RTP
• 1.5.5 Протокол SCCP
• 1.6 Интерфейс JTAPI
• 1.7 Типы конференций Cisco Call Manager
• 1.8 Анализ конференций различных типов
• 2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
• 2.1 Способы решения поставленной задачи
• 2.2 Взаимодействие системы мониторинга с сервером
• 2.3 Взаимодействие приложений системы мониторинга
• 2.4 Развёртка и настройка системы
• 3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА КОНФЕРЕНЦИЙ
• 3.1 Основное приложение
• 3.2 Приложение конференции
• 4. ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА
• 5. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
• 5.1 Определение экономических инвестиций
• 5.2 Чистый дисконтированный доход
• 5.3 Доходы и рентабельность
• 5.4 Заключение по разделу
• 6. ОХРАНА ТРУДА
• 6.1 Общая оценка напряженности трудового процесса
• 6.2 Протокол оценки условий труда по показателям напряженности трудового процесса
• 6.3 Оценка изменений напряженности труда, с использованием проектируемой ИС
• 6.3.1 Изменения, связанные с сенсорными нагрузками
• 6.3.2 Изменения, связанные с монотонностью нагрузок
• 6.4 Вывод и рекомендации
• СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обеспечение услуг телефонии на базе сети передачи данных позволяет избавиться от необходимости эксплуатации раздельных сетей для передачи данных и телефонной связи и обеспечивает возможность более полного удовлетворения потребностей предприятий в услугах телефонии. Продукция Cisco IP телефонии позволит заказчику уменьшить расходы на внедрение, поддержку и расширение объединенной сети и, как следствие, повысить рентабельность телекоммуникационной сети. Вот лишь несколько достоинств использования IP телефонии:

· возможность построения единой телекоммуникационной инфраструктуры на базе корпоративной IP сети;

· простота построения распределенных телефонных и телекоммуникационных систем за счет распределенной природы архитектуры Cisco AVVID;

· снижение общей стоимости владения системой;

· сокращение расходов на каналы за счет возможности эффективного использования каналов для совместной передачи голосового трафика, данных и трафика видеоприложений;

· сокращение расходов на оплату междугородних переговоров;

· упрощение настройки, поддержки и администрирования телекоммуникационной инфраструктуры;

· возможность использования современных приложений, использующих преимущества

· интеграции голоса, видео и данных в рамках единой телекоммуникационной инфраструктуры;

· ориентация на поддержку открытых протоколов и интерфейсов для разработки приложений (API), обеспечивающая возможность интеграции с широким спектром современных приложений, предлагаемых в настоящее время различными производителями;

· возможность разработки собственных приложений, интегрирующихся с сетями на базе архитектуры Cisco AVVID. 1]

В один из основных видов голосовой связи в Информационно-вычислительном центре Октябрьской железной дороги является IP-телефония (VoIP). VoIP — общее название коммуникационных протоколов, технологий и методов, обеспечивающих передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям.

Периодически в ИВЦ работникам требуется одновременное общение нескольких человек, для различных совещаний и «планерок», для этого используются телефонные аппараты, работающие по технологии VoIP (IP-телефония), при этом один из будущих участников конференции создаёт с помощью своего телефона конференцию, а все кто должен участвовать в «планёрке» звонят ему и ожидают начала конференции. Неудобством такого проведения «планёрок» и вообще конференций является то, что участники не понимают, кто присутствует в конференции, а кого нет.

Отсюда следует необходимость в создании мониторинга, отслеживающего присутствие участников на конференции (совещании).

телефония конференция программный мониторинг

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА IP-КОНФЕРЕНЦИЙ НА БАЗЕ CISCO CALL MANAGER

1.1 Структура сети IP телефонии в ИВЦ

В ИВЦ IP-телефония состоит не только из сервера Cisco Call Manager и из телефонных аппаратов, подключенных к нему, но ещё и из ряда других устройств. Примерная схема приведена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1 — Структура сети IP телефонии в ИВЦ

1.2 IP-телефония

Простейший вариант построения сери IP телефонии — локальная/кампусная сеть с интеграцией голоса и данных (а также, возможно, видеоприложений).

В этом случае сетевая инфраструктура представлена коммутируемой сетью на базе технологий Ethernet / Fast Ethernet / Gigabit Ethernet. Пользовательские IP телефоны подключаются в пределах локальной/кампусной сети и работают под управлением сервера Cisco CallManager.

Один сервер Cisco CallManager может поддерживать до 7 500 IP телефонов (в зависимости от серверной платформы максимальное число телефонов на сервер может изменяться в пределах от 100 до 7 500 телефонов). В целях масштабирования системы и для обеспечения отказоустойчивости серверы Cisco CallManager могут быть объединены в кластер.

В локальной/кампусной сети экономия полосы пропускания не является критичной, поэтому для голосовых звонков в пределах локальной сети сжатие голоса обычно не используется.

Серверы пользовательских приложений, таких как система голосовой почты или интерактивных голосовых меню, расположенные в пределах кампусной сети, обеспечивают дополнительные сервисы для абонентов системы.

Cisco Unified Communications Manager представляет собой центральный компонент решения унифицированных коммуникаций Cisco. [6]

Сервер предназначен для выполнения основных управляющих функций в системе, таких как:

1. Управление установлением телефонных соединений;

2. Настройка и управление системой IP-телефонии с помощью удобного графического интерфейса, в том числе настройка IP телефонов, шлюзов, настройка номерного плана, сбор и анализ статистической информации о функционировании системы и т. Д. (предусмотрена возможность централизованной, а также удаленной настройки системы);

3. Дополнительные функции для пользователей в системе корпоративной IP-телефонии, в том числе поддержка аудиоконференций, интеграция с корпоративной директорией абонентов на базе протокола LDAP и др.;

4. Интеграция с пользовательскими приложениями, в том числе системой голосовой почты / унифицированной обработки сообщений (Unified Messaging), системой интерактивных голосовых меню / автоматическим оператором (IP IVR/AA) и т. Д.;

5. Поддержка открытых интерфейсов, таких как TAPI, JTAPI, XML для разработки телефонных приложений.

В качестве аппаратной платформы для программного обеспечения Cisco callmanager используются серверы Cisco Media Convergence Server (MCS), а также сертифицированные модели серверов других производителей (IBM, HP). В комплекте с программным обеспечением Cisco callmanager поставляется набор дополнительных голосовых и служебных приложений, в том числе: приложение Cisco callmanager Attendant Console (графическая консоль секретаря), программное приложение для организации аудиоконференций, приложение Bulk Administration Tool (BAT), представляющее собой средство для автоматизации ряда настроек в системе, CDR Analysis and Reporting Tool (CAR) для анализа статистики по телефонным соединениям в системе и набор средств для мониторинга системы администратором Admin Serviceability Tool (AST).

Другой компонент структуры — сервер Asterisk, если сервер ССМ преимущественно работает с телефонными аппаратами по протоколу SCCP, то Asterisk работает с телефонами по протоколу SIP.

IP-сеть работают и Asterisk и Cisco Call Manager, вследствие чего Cisco Call Manager может взаимодействовать и со серверами Asterisk и с телефонной сетью общего пользования, есть возможность как звонить, так и принимать звонки и с обычных и с SIP телефонов. Cisco Call Manager общается с серверами ССМ на других дорогах и все звонки (IP-телефонии) между дорогами происходят внутри данного соединения.

Asterisk в комплексе с необходимым оборудованием обладает всеми возможностями классической АТС, поддерживает множество VoIP-протоколов и предоставляет богатые функции управления звонками, среди них:

1. Голосовая почта.

2. Конференции.

3. Интерактивное голосовое меню (IVR).

4. Центр обработки вызовов (постановка звонков в очередь и распределение по агентам, используя различные алгоритмы).

Ещё существует колцентр, телефонистки которого пользуются телефонными аппаратами, работающими также по протоколу SIP, и в основе этого колцентра также сервер Asterisk. Так же существует и телефонная сеть общего пользования, подключенная через шлюз AS5300 к IP-сети.

IP-сеть работают и Asterisk и Cisco Call Manager, вследствие чего Cisco Call Manager может взаимодействовать и со серверами Asterisk и с телефонной сетью общего пользования, есть возможность как звонить, так и принимать звонки и с обычных и с SIP телефонов. Cisco Call Manager общается с серверами ССМ на других дорогах и все звонки (IP-телефонии) между дорогами происходят внутри данного соединения.

1.3 Основные системные возможности Cisco Сall Manager:

1. Гибкие возможности по настройке плана нумерации и правил маршрутизации телефонных звонков, в том числе:

· Создание различных планов нумерации для различных групп устройств;

· Ограничение доступа заданных устройств к определенным телефонным номерам (например, запрет на междугородние телефонные соединения для определенных групп абонентов);

· Возможность модификации номера вызывающего и вызываемого абонента в процессе принятия решения о маршрутизации телефонного соединения;

· Создание групп распределения вызовов (hunt groups, hunt lists);

· Автоматический выбор альтернативных маршрутов установления телефонного соединения (функции Alternate Automatic Routing [AAR] и Automated Route Selection [ARS]);

· Ряд других функций.

2. Управление установлением телефонных и видеотелефонных соединений в режиме реального времени.

3. Автоматический выбор алгоритма сжатия голоса в зависимости от набранного телефонного номера.

4. Контроль за использованием полосы пропускания для размещения видеои голосовых вызовов (call admission control) как внутри кластера callmanager, так и между кластерами.

5. Возможность установления приоритетных вызовов (поддерживается несколько уровней приоритета) с возможностью вытеснения менее приоритетных вызовов более приоритетными (функция MLPP).

6. Возможность построения распределенной системы IP телефонии.

7. Организация кластеров серверов callmanager (до 8 серверов), что позволяет обеспечить дополнительные возможности с точки зрения масштабируемости и отказоустойчивости.

8. Поддержка до 7 500 IP телефонов на один Cisco callmanager.

9. Максимальное количество звонков в час (BHCC) составляет 100 000 на один сервер Cisco callmanager.

10. Максимальное количество звонков в час (BHCC) составляет 250 000 на кластер Cisco callmanager.

11. Максимум 30 000 устройств (в том числе IP телефонов) на кластер Cisco callmanager.

12. C появлением новых серверов планируется увеличение параметров производительности системы и максимально допустимое количество телефонов и иных устройств на кластер callmanager.

13. Прозрачность поддержки пользовательских функций внутри кластера.

14. Взаимодействие между кластерами с использованием привратника H.323.

15. Поддержка резервирования основных функциональных компонентов, в том числе серверов callmanager, голосовых шлюзов, и автоматической перемаршрутизации звонка через телефонную сеть общего пользования.

16. Автоматическая перерегистрация IP телефона на один из резервных серверов callmanager в случае потери связи с основным для данного телефона сервером callmanager.

17. Тройная отказоустойчивость для телефонов, шлюзов и приложений (таких как, например, IP IVR) при выходе из строя одного из callmanager.

18. Поддержка протокола H.323 для взаимодействия с H.323 шлюзами и привратниками.

19. Поддержка протокола MGCP для взаимодействия с голосовыми шлюзами.

20. Поддержка транков SIP для взаимодействия между кластерами callmanager и связи с сетями SIP.

21. Поддержка видеовызовов с использованием протоколов SCCP и H.323.

22. Поддержка ISO-варианта протокола QSIG для взаимодействия с УАТС.

23. Поддержка иных внешних устройств, таких как транскодеры (transcoders) и конференц-мосты (conference bridges) для аудиои видеоконференций.

24. Поддержка IP телефонов и абонентских видеоустройств Cisco и ряда других производителей.

25. Возможность подключения аналоговых телефонов.

26. Управление дополнительными абонентскими функциями телефонных аппаратов и абонентских видеоустройств (перевод вызова, удержание вызова, организация конференции и т. Д.).

27. Графический web-интерфейс для централизованной настройки и управления системой, возможность удаленного администрирования системы.

28. Многоуровневая система прав доступа к администрированию системы. Также предусмотрено ведение журнала доступа администраторов к системе.

29. Поддержка SNMP MIB для входящих в систему устройств и приложений.

30. Сбор статистической информации о телефонных соединениях, которая может быть использована в дальнейшем для мониторинга системы и решения задач биллинга (CDR и CMR).

31. Встроенные средства мониторинга системы и средства сбора и просмотра отладочной информации.

32. Наличие встроенного каталога абонентов.

33. Возможность интеграции со службами каталогов, поддерживающими протокол LDAP, в том числе Microsoft Active Directory и Netscape Directory Server.

34. Поддержка стандартных интерфейсов TAPI 2.1, JTAPI 2.0, XML, SMDI для интеграции с внешними устройствами и приложениями.

35. Интеграция с пользовательскими приложениями, в том числе системой голосовой почты / унифицированной обработки сообщений, системой интерактивных голосовых меню / автоматическим оператором (IP IVR/AA), приложениями биллинга, интеллектуальными центрами обработки вызовов (IP Contact Center) и т. Д.

36. Ряд дополнительных приложений, входящих в состав callmanager, в том числе:

· Встроенный программный компонент для поддержки аудиоконференций;

· Программный компонент для обеспечения музыки при удержании вызовов (Music-on-hold Server);

· Графическая программная консоль оператора Cisco callmanager Attendant Console, включающая поддержку очереди вызовов, различные алгоритмы распределения вызовов между операторами (широковещательный, линейный и по наиболее продолжительному свободному времени). 13]

1.4 Основные пользовательские функции

1. Поддержка нескольких телефонных линий на один телефонный аппарат.

2. Поддержка до 200 вызовов на одну телефонную линию2 (до 6 вызовов для аппаратов Cisco 7905G и 7912G).

3. Возможность совместного использования номера (линии) несколькими телефонными аппаратами (функция shared line).

4. Функция удержания телефонного вызова (Hold) с возможностью проигрывания музыки (Music on Hold) или тонового сигнала (Tone on Hold) для звонков, находящихся на удержании.

5. Перевод звонка: безусловный, по сигналу «занято» или в случае, когда абонент не отвечает на звонок в течение определенного времени.

6. Поддержка телефонных конференций, а также видеоконференций и смешанных аудио-/видеоконференций.

7. Возможность просмотра списка участников конференции на телефонном аппарате, возможность удаления участника.

8. Функция объединения нескольких ранее установленных телефонных соединений (Join).

9. Функция вмешательства в установленное телефонное соединение (Barge).

10. Настраиваемая возможность включения/выключения режима частного разговора, исключающего возможность вмешательства в телефонное соединение.

11. Ускоренный набор (Speed Dial).

12. Повторный набор номера (Redial).

13. Функция отзвона при занятости или неответа абонентской линии (callback).

14. Перехват телефонных звонков (callpickup, Group callpickup).

15. Немедленный перевод звонка на голосовую почту (абонент на принимающей стороне может инициировать эту функцию, не отвечая на поступившее телефонное соединение, а также в любой момент в процессе телефонного разговора или удержания телефонного соединения).

16. Функция автоматического ответа на телефонное соединение (autoanswer), при этом голос автоматически выводится в гарнитуру или на громкую связь.

17. Индикация информации о телефонном соединении.

18. Индикация наличия голосового сообщения (Message Waiting Indicator, MWI).

19. Доступ к телефонным справочникам с телефонного аппарата. Поддерживаются телефонные справочники:

· Справочник пропущенных звонков для данного IP телефонного аппарата.

· Справочник размещенных ранее телефонных звонков для данного телефонного аппарата.

· Справочник принятых ранее телефонных звонков для данного телефонного аппарата.

· Корпоративный телефонный справочник.

· Персональный телефонный справочник абонента.

20. Функция Extension mobility — возможность динамической настройки параметров IP телефона на основе введенного имени пользователя и пароля. В зависимости от указанного имени пользователя и пароля телефону автоматически присваиваются телефонный номер, настройки кнопок ускоренного набора (Speed Dial), настройки сервисов и т. Д.

21. Встроенная подсказка по использованию телефонного аппарата.

22. Доступ к web-сервисам с телефонного аппарата.

23. Поддержка нескольких алгоритмов сжатия голоса, в том числе G.711, G.729 и Wideband audio.

24. Поддержка динамического установления параметров видеосоединения.

25. Графический web-интерфейс для абонента — с его помощью абонент может, например, настроить перевод всех звонков (callforwardall) для конкретной линии своего телефона, осуществлять подписку на сервисы, настраивать персональную записную книжку и т. Д.

26. Локализация интерфейса IP телефона и абонентского web-интерфейса — поддерживается ряд языков, в том числе русский, немецкий, французский, испанский и т. Д.

27. Ряд других настраиваемых возможностей. [7]

1.5 Протоколы IP-телефонии поддерживаемые Cisco CallManager

Короткая, но богатая событиями история развития IP-телефонии привела к тому, что сегодня в реальных сетях VoIP сосуществуют и конкурируют между собой три основных семейства протоколов — H.323, SIP и MGCP. Протоколы всех трех перечисленных семейств регламентируют управление мультимедиа-вызовами и передачу медиа-трафика в IP-сетях, но при этом реализуют три различных подхода к построению систем телефонной сигнализации.

1.5.1 Набор рекомендаций Н.323

Исторически первый и самый распространенный в настоящее время — это введенный Международным союзом электросвязи (МСЭ) набор рекомендаций Н.323. К основным компонентам набора относятся описанные ниже протоколы.

H.225 — полный аналог протокола Q.931 в сетях ISDN; описывает процесс установления, поддержки и завершения соединения. Обмен сообщениями происходит по протоколу TCP.

RAS (Registration, Admission, Status) — отвечает за регистрацию устройств в сети, контроль доступа к ресурсам, контроль полосы пропускания, необходимой для сеанса связи, и контроль состояния устройств в сети. Работает по протоколу UDP.

H.245 — отвечает за обмен информацией, необходимой для согласования параметров логических каналов для передачи медиа-потоков, т. е. собственно голоса или видео. Сюда входит, к примеру, согласование кодеков, номеров UDP-портов и т. д. Обмен происходит по протоколу TCP.

H.450.x (появившийся в четвертой версии H.323) — отвечает за обеспечение таких дополнительных или интеллектуальных функций, как Hold, Transfer и т. д. 8]

1.5.2 Протокол SIP

Следующий по распространенности протокол IP-телефонии называется SIP (Session Initiation Protocol); он описан в рекомендациях RFC 2543. SIP регламентирует установление и завершение мультимедийных сессий — сеансов связи, в ходе которых пользователи могут говорить друг с другом, обмениваться видеоматериалами и текстом, совместно работать над приложениями и т. д. SIP и сопутствующие ему протоколы родились и развиваются в рамках IETF — главного органа стандартизации Интернета. Первая версия протокола SIP была принята в марте 1999 г., на три года позже, чем H.323, но благодаря интенсивному развитию этого направления сегодня набор рекомендаций RFC (базовых официальных документов IETF), имеющих отношение к SIP-архитектуре, насчитывает десятки, если не сотни документов.

SIP очень похож на протокол HTTP, поскольку разрабатывался по образу и подобию широко известных спецификаций HTTP и SMTP. По сути это клиент-серверный протокол, работа которого состоит из череды запросов и ответов, причем все SIP-заголовки передаются в формате ASCII-текста, а потому легко читаются. Наверняка коды возврата 200 (OK), а особенно 404 (Not found) хорошо знакомы всем пользователям Интернета. SIP позволяет использовать логическую адресацию (URL) на базе протокола TCP или UDP. Проще всего в качестве адреса в сети SIP задавать адреса электронной почты, к примеру, sip: igor@comptek.ru — это самый естественный URL, адекватно понимаемый SIP. При этом допускается применение разнообразных параметров, определяющих функциональность SIP-адреса или тип протокола связи. Например, можно указать, что соединение осуществляется с обычным телефонным номером сети общего пользования — sip: tel:+70 957 852 525, и дополнить его добавочным номером postd=pp521, или определить параметры модемной связи — modem:+70 957 852 526;type=v32b?7e1;type=v110.

Архитектура SIP (рис. 1.2) также очень проста и состоит из нескольких необязательных компонентов.

Рисунок 1.2 — Архитектура SIP

Клиент SIP (SIP user agent) — может быть представлен как устройством (IP-телефон, шлюз или другой пользовательский терминал), так и программным приложением для ПК, PDA и т. д. Обычно SIP-клиент содержит и клиентскую, и серверную часть (User Agent Client, или UAC, и User Agent Server, или UAS). Основные функции данного компонента — инициирование и завершение вызовов.

Прокси-сервер SIP — управляет маршрутизацией вызовов и работой приложения. Прокси-сервер не может инициировать или терминировать вызовы.

Redirect-сервер SIP — перенаправляет звонки согласно заданным условиям.

Сервер регистрации SIP (registrar/location) — осуществляет регистрацию пользователей и ведет базу соответствия имен пользователей их адресам, телефонным номерам и т. д. [14]

1.5.3 Протокол MGCP

MGCP (Media Gateway Control Protocol представляет собой группу протоколов: SGCP, IPDC, MGCP, MEGACO, H.248. Эти спецификации не только очень схожи концептуально, но и являются «близкими родственниками» .

Основная идея MGCP очень проста. Она состоит в том, что управление сигнализацией (Call Control) сосредоточено на центральном управляющем устройстве, называемом контроллером сигнализаций (Call Agent, CA), и полностью отделено от медиа-потоков (bearer). Эти потоки обрабатываются «тупыми» шлюзами или абонентскими терминалами, которые способны исполнять лишь ограниченный набор команд, исходящих от управляющего устройства. Архитектура протокола MGCP-сети также очень проста (рис. 1.3), в ней выделяются всего два функциональных компонента. Первый может быть представлен шлюзом (Media Gateway, MG) или IP-телефоном, а второй — устройством управления вызовами, которое может называться контроллером сигнализаций (CA), контроллером шлюза (Media Gateway Controller, MGC) или программным контроллером (Softswitch, SS).

Рисунок 1.3 — Архитектура протокола MGCP

Контроллеры обмениваются со шлюзами (или IP-телефонами) данными в простом текстовом формате (в случае H.248 возможен и бинарный обмен), а функциональное назначение каждого шлюза определяется набором команд, которые он «понимает». Манипулируя наборами команд, можно получать специализированные шлюзы: транковые (Trunking gateways, TGW), абонентские (Residential gateways, RGW), шлюзы доступа (Access gateways, AGW) и т. д.

Контроллер сигнализаций CA воспринимает сеть как набор двух логических элементов — устройств (end-points) и соединений (connections) между ними. Устройства могут быть физическими (например, IP-телефоны или линии на шлюзах) или виртуальными (например, линии к серверам голосовых сообщений). Соединения могут быть ориентированы на передачу голоса, факс-сообщений или данных. Управление этими элементами, т. е. организация соединений между устройствами, происходит путем посылки команд в виде текстовых (ASCII) сообщений по протоколу UDP — при этом может использоваться уже знакомый нам протокол SDP. Как правило, управляющие воздействия контроллера СА инициируются какими-то событиями (events). [9]

1.5.4 Протокол RTP

Протокол RTP переносит в своём заголовке данные, необходимые для восстановления голоса или видеоизображения в приёмном узле, а также данные о типе кодирования информации (JPEG, MPEG и т. п.). В заголовке данного протокола, в частности, передаются временная метка и номер пакета. Эти параметры позволяют при минимальных задержках определить порядок и момент декодирования каждого пакета, а также интерполировать потерянные пакеты.

RTP был разработан как протокол реального времени, из конца в конец (end-to-end), для передачи потоковых данных. Протокол передачу данных для нескольких адресатов через Multicast. RTP рассматривается как основной стандарт для передачи голоса и видео в IP-сетях и совместно с кодеками.

Приложения, формирующие потоки реального времени, требуют своевременной доставки информации и для достижения этой цели могут допустить некоторую потерю пакетов. Например, потеря пакета в аудио-приложении может привести к доли секунды тишины, которая может быть незаметна при использовании подходящих алгоритмов скрытия ошибок. Протокол TCP, хотя и стандартизирован для передачи RTP, как правило не используется в RTP-приложениях, так как надежность передачи в TCP формирует временные задержки. Вместо этого, большинство реализаций RTP базируется на UDP. Кроме этого, существуют другие спецификации для транспортных протоколов SCTP и DCCP, но они мало распространены.

1.5.5 Протокол SCCP

SCCP — Skinny Client Control Protocol, корпоративный (проприетарный) протокол, разработан Selsius Corporation, в настоящее время принадлежит Cisco Systems Inc., которая приобрела на него права с покупкой Selsius Corporation в 1998 году. В качестве напоминания о Selsius во всех современных Cisco IP-телефонах дефолтное название устройства для регистрации в CallManager начинается с SEP—это Selsius Ethernet Phone—после которых следует MAC-адрес.

SCCP определяет набор сообщений между Skinny-клиентом для взаимодействия проводных и беспроводных IP-телефонов Cisco 7900 серии, таких как Cisco 7960, 7940, 7920, с сервером голосовой почты Cisco Unity и Cisco CallManager. Последний обеспечивает сигнализацию не только SCCP, но и большинству VoIP протоколов — H.323, SIP, и MGCP.

Кроме стандартных сигнальных функций управлением вызовов, обеспечиваемых Skinny, потребовались дополнительные расширенные опции, такие как: перевод звонка (трансфер), перехват звонка (пикап), конференции, и сообщения голосовой почты. Все эти опции были невозможны при использовании чистого Skinny протокола, что и послужило причиной создания SCCP, поэтому его называют иногда расширенным Skinny.

Skinny использует TCP/IP как транспортный протокол для сигнализации вызовов и контроля соединения, и RTP/UDP/IP в качестве медиа — real time audio. 11]

1.6 Интерфейс JTAPI

При дальнейшем исследовании продукта Cisco Call Manager был обнаружен интерфейс для подключений — JTAPI. JTAPI (Java Telephony Application Programming Interface) — интерфейс программирования Java-приложений телефонной связи. Этот интерфейс относится к CTI. CTI — Компьютерная телефония (Computer Telephony Integration) — технологии, обеспечивающие взаимодействие компьютеров и традиционных телефонных сетей. Компьютерная телефония позволяет объединить передачу речи с передачей цифровых данных, а также обеспечить отслеживание вызовов и управление ими по любому сценарию (голос, электронная почта, веб-интерфейс, факс и т. д.). Компьютерная телефония используется, в частности, при создании центров телефонного обслуживания и вместо офисных АТС. Существуют аппаратные средства, позволяющие интегрировать компьютер с сетями, работающими по протоколам R2, ISDN, SS7, VoIP и другим, а также подключать к компьютеру цифровые и аналоговые телефонные аппараты. Есть различные технологии, позволяющие соединять несколько компьютеров с целью обеспечения единого управления большим числом телефонных соединений. Существует ряд программных и аппаратных средств, позволяющих обрабатывать голосовой сигнал (эхоподавление, автоматическое распознавание речи) или производить его (синтез речи), а также создавать сложные сценарии коммутации (например, голосовые меню и таблицы наведения).

Открытый интерфейс прикладного программирования TAPI (Telephony Application Program Interface), разработанный Microsoft совместно с Intel, в немалой степени этому поспособствовал. Поддержка телефонной платой TAPI означает, что все существующие и разрабатываемые коммуникационные программы Microsoft будут работать с данной платой. [12]

Данный интерфейс предоставляет огромное количество возможностей для создания приложений телефонной связи, но Cisco Call Manager не поддерживает всех возможностей данного интерфейса.

В результате исследования интерфейса JTAPI был выявлен ряд функций, при помощи которых возможно решить поставленную задачу, а именно:

· определение номера звонящего — можно определить, кто хочет подключиться к конференции;

· определение положения трубки (положена или нет), с помощью этой функции можно определить находится ли абонент ещё в конференции или нет;

· возможность принимать и разрывать соединения, применение будет пояснено ниже;

· возможность переадресации вызова, применение также будет пояснено ниже.

Более подробное описание применения данных функций описано в разделе «Разработка».

1.7 Типы конференций Cisco Call Manager

Cisco Call Manager 6.0 обладает большим количеством функций, включая дополнительные плагины, которые можно скачать непосредственно с web-интерфейса сервера, позволяющие мониторить множество параметров как самого сервера, так и его инфраструктуры. Но в части создания конференций возможности данного сервера ограничены. Из доступных возможностей это создание Ad-hock и Meet-me конференций.

Ad-hock — тип конференции при котором один из участников конференции переводит свой телефонный аппарат в режим конференции и приглашает других участников (рис. 1.4.).

Рисунок 1.4 — конференция типа Ad-hock

Meet-me — тип конференции при котором один из участников конференции создаёт конференцию, к которой потом подключаются участники, звоня на номер телефона создающего (рис. 1.5.).

Рисунок 1.5 — конференция типа Meet-me

1.8 Анализ конференций различных типов

В списке функций сервера Cisco Call Manager есть пункт «Возможность просмотра списка участников конференции на телефонном аппарате, возможность удаления участника», посте долгих поисков было определено, что данная функция относится только к конференциям типа Ad-hock. Благодаря этой функции создатель конференции может с помощью телефонного аппарата просматривать список участников конференции и удалять из неё ненужных. Эта функция вызывается с помощью программируемой клавиши на телефонном аппарате — «Список», почти все телефоны, используемые в ИВЦ, поддерживают эту функцию. Администратор, через web-интерфейс сервера может просматривать списки участников всех конференций, удалять участников или полностью закрыть конференцию. Участники конференции с помощью той же клавиши — «Список» могут просматривать список участников.

При изучении работы конференций этого типа был выявлен ряд недостатков таких конференций, вследствие чего нежелательность их использования.

Основным недостаткам конференций созданных по типу Ad-hock является не большое количество участников конференции, которое составляет 3−4 человека. При увеличении количества участников, в процессе разговора появляются задержки и искажения голоса, вызванные, скорее всего из-за специфического для конференции данного типа, способа связи участников. Всю работы по взаимодействию участников конференции и мультиплексированию голосового трафика берет на себя тот телефонный аппарат, который создаёт конференцию. А так как вычислительные способности телефонного аппарата несравнимо ниже, чем у сервера, он не в состоянии обработать большой поток трафика в реальном времени, вследствие чего появляются задержки и искажения.

2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА

В результате проведенных исследований, было найдено два возможных решения поставленной задачи. При их сравнении был выбран наилучший. Описание обоих решений приведено ниже.

2.1 Способы решения поставленной задачи

Первый способ решения поставленной задачи. Система мониторинга, основанная на конференции типа — meet-me. Схема работы системы представлен на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 — Первый способ решения

Перед началом конференции инициатор должен создать конференцию в специально разработанном графическом интерфейсе. (Инициатор конференции — человек ответственный за создание конференции, в его права входит: добавление и удаление участников конференции, создание и завершение конференции.) Затем участники должны подключиться к конференции путём набора номера конференции на своём телефонном аппарате. После набора номера, система «снимает трубку», при этом определяя номер звонящего. После этого номер сравнивается со списком участников конференции: при положительном результате (номер есть в списке), он помечается как активный и вызов перенаправляется на фактический номер конференции, при отрицательном — происходит разрыв соединения. Пока проводится конференция, модуль проверяет, положена ли трубка участника конференции или нет. В тот момент, когда участник положит трубку, модуль определит данный факт и изменит состояние участника на неактивное. При завершении конференции происходит отключение всех участников от конференции.

Второй способ решения поставленной задачи. В этом случае система основывалась на конференциях типа Ad-hoсk. Принцип работы изображен на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 — Второй способ решения

Система по указанию инициатора конференции, сама звонит всем её бедующим участникам в соответствии составленному списку. Возможности сервера Cisco Call Manager позволяют получать полную информацию о состоянии конференции, но не через интерфейс JTAPI, а через графический интерфейс самого сервера ССМ. Минусы данного способа:

· большая сложность разработки из-за нестандартного получения данных от сервера ССМ

· возможно, будут задержки при обновлении информации о статусе участников

· необходимо достаточно мощный сервер (группа серверов) для обработки и сведения голосового трафика, вследствие чего большие финансовые затраты несоответствующие поставленной задачи

Вследствие вышесказанного можно сделать вывод, что основной способ является более приемлемым для решения поставленной задачи.

2.2 Взаимодействие системы мониторинга с сервером

Взаимодействие системы мониторинга с сервером Cisco Call Manager можно представить следующим образом рис. 2.3.

Телефонные аппараты общаются с сервером Cisco Call Manager по протоколу SCCP, их состояние проверяет система мониторинга Conference Service подключенная к серверу по интерфейсу. Пользователи мониторинга взаимодействуют с ним с помощью графического интерфейса, разработанного в виде web-приложения, по протоколу HTTP. В свою очередь система мониторинга взаимодействует с сервером по интерфейсу JTAPI.

Рисунок 2.3 — Взаимодействие системы мониторинга с сервером

2.3 Взаимодействие приложений системы мониторинга

Система мониторинга состоит из нескольких приложений. Принцип взаимодействия которых отображен на рис. 2.4.

CS — Conference Service — ядро системы обеспечивающее связь и взаимодействие всех её компонентов.

GUI — графический web-интерфейс, благодаря которому производится управление системой и взаимодействие с пользователем.

SQL — sql-сервер для хранения всей информации о системе.

ССМ — Cisco Call Manager — сервер ip-телефонии.

Приложение 1… n — приложения, следящие за состоянием какой-то определенной конференции, запускаются и завершаются при создании и завершении конференции соответственно.

Рисунок 2.4 — Взаимодействие приложений системы

2.4 Развёртка и настройка системы

Данная система мониторинга написана на языке высокого уровня — Java, так как этот язык является кроссплатформенным, то систему можно развернуть на любой операционной системе, на которой установлена Java-машина.

Развёртка системы начитается и ядра системы. Вначале необходимо правильно настроить приложения — указать серверы ССМ и БД (SQL), затем запустить приложение ядра. После старта ядра администратору станет доступен графический интерфейс, в котором администратор системы добавляет пользователей и создаёт для них конференции. Как и при создании конференций типа meet-me без участия данной системы, на сервере ССМ также следует указать необходимые настройки, но кроме этого нужно также добавить учётные записи для приложений, которые использует система для приёма вызовов.

3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА КОНФЕРЕНЦИЙ

Данная система состоит из двух приложений: основного и приложения конференции. Оба приложения написаны на языке высокого уровня — Java, разработка проводилась в среде для разработок NetBeans.

3.1 Основное приложение

Основное приложение содержит в себе GUI (графический интерфейс пользователя) и CS (Conference service — ядро системы) согласно схеме на рис. 9. При создании конференций, для каждой конференции, данное приложение запускает свой экземпляр приложение конференции. Обмен данными между приложениями происходит в одностороннем порядке, от приложения конференций к основному приложению, при помощи файла логов, в который приложение конференции записывает все события конференции, а основное приложение отображает их в графическом интерфейсе. При завершении конференции основное приложение завершает приложение конференции, при этом приложение конференции завершает все активные соединения.

Классы приложения:

· Main. java — основной класс сервиса.

· Conference. java — класс для работы с конференциями.

· Session. java — класс для работы с сессиями.

· Applications. java — класс для взаимодействия с приложениями конференций.

· ConferenceList. java — класс для формирования списка участников конференции.

· Logs. java — класс для записи событий системы в файл.

· Пакет «Interface» — пакет, содержащий страницы интерфейса:

· Login. jsp — страница авторизации.

· AdmConference. jsp — страница администратора конференций.

· AddUser. jsp — страница добавления пользователя к конференции.

· DellUser. jsp — страница удаления пользователя из конференции.

· InfoNum. jsp — страница отображающая информацию о номере абонента.

· Conference. jsp — страница отображающая список конференций.

· User. jsp — страница отображающая информацию о пользователе системы.

· Users. jsp — страница отображающая пользователей конференции.

· Find. jsp — страница поиска пользователей и конференций.

· Setting. jsp — страница настройки сервиса.

Схема основного приложения рис. 3.1.

Рисунок 3.1 — Схема основного приложения

3.2 Приложение конференции

Приложение конференции отвечает непосредственно за создание конференции и запускается отдельно для каждой конференции, на схеме рис. 9 ему соответствует: Приложение 1, Приложение 2 … Приложение N.

· MakeCall. java — класс для вызова абонента (код представлен в приложении)

· ReCall. java — класс для переадресация вызова (код представлен в приложении)

· Receiver. java — класс для приём вызова (код представлен в приложении)

· StopSignal. java — класс для разрыв соединения (код представлен в приложении)

· Main. java — основной класс приложения

· Logs. java — класс для записи событий конференции в файл

Схема приложения конференции рис. 3.2.

Рисунок 3.2 — Схема приложения конференции

4. ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

На рис. 4.1 — 4.6. изображен интерфейс инициатора конференции.

На первом (рис. 4.1.) отображен интерфейс входа в систему, для идентификации пользователя.

Рисунок 4.1 — Интерфейс авторизации На следующем рисунке (рис. 4.2.), представлен интерфейс управления конференцией. В оглавлении страницы после слова «Конференция» стоит имя конференции, в данном случае «Конференция 1».

Ниже следует таблица отображающая состояние участников конференции. В первом столбце, цветом отображено состояние участника: красный — отключен, зеленый — присутствует в конференции. Во втором номер телефона участника. В следующем — имя участника, затем время присутствия в конференции: первое — время подключения к конференции, через тире — время отключения, пока участник присутствует, на месте второго времени символ «…».

Напротив каждого участника стоят две кнопки: «Вызвать/Отключить», «Удалить». Кнопка «Вызвать/Отключить» — вызывает абонента и подключает его к конференции / отключает абонента от конференции. Кнопка «Удалить» — удаляет участника из конференции, после чего он не может подключиться к данной конференции.

В левой части окна указано время начала и окончания конференции, пока конференция не завершена, на месте времени завершения символ «…». Ниже две кнопки: «Завершить конференцию» и «Добавить участника». Кнопка «Завершить конференцию» — завершает конференцию, при этом происходит разрыв соединений со всеми её участниками. Кнопка «Добавить участника» — добавляет участника в конференцию, при этом можно выбрать: сразу позвонить и присоединить абонента или просто добавить в список участников конференции.

Далее расположены ссылки для перехода в другие разделы интерфейса: «Список конференций», «Удалённые из конференции» и ссылка «Назад» — для перехода в предыдущий раздел.

В самом низу страницы отображено имя пользователя системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На рис. 4.3 изображен список пользователей, которые были удалены из конференции.

В центре окна таблица. В первом столбце имя пользователя. В следующем IP адрес телефонного аппарата. В следующем дата и время удаления участника. В последнем имя конференции, из которой был удален пользователь. Так как пользователь может пользователь может состоять в разных конференциях, то он может встречаться несколько раз.

Напротив каждой записи есть кнопка восстановить, добавляющая пользователя обратно в конференцию.

В правой части окна расположена кнопка «Очистить», позволяющая очистить список участников которые были удалены, с возможностью удалить либо всех, либо в период с одной даты, по вторую, если оставить одну из дат пустой, то удалятся все пользователи или до или после введенной даты соответственно.

В самом низу страницы отображено имя пользователя системы и ниже кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На рис. 4.4 изображен интерфейс, позволяющий добавить участника в конференцию.

По центру, после слов «Добавить в конференцию» идёт название конференции, в которую будет добавлен участник.

Ниже этой надписи идут поля для ввода номер имени пользователя, если пользователь уже существует в системе, т. е. у телефона уже соответствует имя, то оно будет введено автоматически.

Ниже две кнопки «Добавить» и «Добавить и позвонить». Первая просто добавляет пользователя к конференции, вторая после добавления сразу звонить данному пользователю и подключает его в конференцию, но эта кнопка активна только в том случае, если конференция создана.

В самом низу страницы отображено имя пользователя системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На рис. 4.5 — интерфейс с информацией о номере.

Сверху после слов «Информация о номере» — номер участника.

Первая строка содержит имя участника, вторая — IP телефонного аппарата, следующая — список конференций, к которым может подключиться пользователь, затем — комментарий.

В самом низу страницы отображено имя пользователя системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На следующем рисунке (рис. 4.6.) изображен интерфейс с информацией о доступных конференциях для данного пользователя.

По центру окна расположена таблица с доступными конференциями. В первом столбце изображен статус конференции — начата/завершена, соответственно зелёный или красный прямоугольник, в следующем столбце расположен номер конференции, затем имя, потом столбец с названием «Блок» отображающий доступна ли конференция или временно заблокирована администратором. В последнем столбце расположен комментарий к конференции.

Напротив каждой записи расположена кнопка «Завершить/Начать» — соответственно для завершения и начала данной конференции.

В самом низу страницы отображено имя пользователя системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

Далее на рис. 4.7. — 4.10. представлен интерфейс администратора системы.

На рис. 4.7 отображен интерфейс пользователей системы.

По центру окна расположена таблица с данными о пользователях. В первом столбце показан статус конференции — активна или нет, соответственно зелёный или красный цвет. Во втором — номер телефонного аппарата пользователя. В третьем — имя пользователя, затем его пароль. В последнем столбце комментарий.

Напротив каждой записи две кнопки: «Конференции» и «Удалить». Кнопка «Конференции» отображает список конференций доступных для данного пользователя. Кнопка «Удалить» — удаляет пользователя из системы.

В правой части окна расположена кнопка «Добавить пользователя», позволяющая добавить пользователя в систему.

Ниже этой кнопки расположены ссылки для перехода по разделам: «Поиск», «Настройки» и «Назад».

В самом низу страницы отображено имя администратора системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На следующем рис. 4.8 отображена информация о конференциях одного пользователя.

Сверху после слова «Пользователь», идёт имя пользователя.

По центру окна таблица содержащая информацию о конференциях пользователя. В первом столбце отображен статус конференции: зеленый означает конференция начата, красный — завершена, серый — заблокирована. Во втором столбце телефонный номер конференции. Затем имя конференции и комментарий к конференции.

Напротив каждой строки расположены две кнопки: «Удалить» и «Заблокировать/Разблокировать». Кнопка «Удалить» — удаляет конференцию, «Заблокировать/Разблокировать» — блокирует или разблокирует использование конференции.

В правой части окна рассоложена кнопка «Добавить конференцию» — позволяющая добавить конференцию.

Ниже — ссылки для перехода по разделам: «Пользователи», «Поиск», «Настройки» и «Назад».

В самом низу страницы отображено имя администратора системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На рис. 4.9. отображен интерфейс для поиска пользователей и конференций.

В центре окна два поля. Первой «Пользователь» — куда вводится имя пользователя или его телефон или IP адрес его телефонного аппарата, сразу за этим поле кнопка найти. Второе поле «Конференция» — поиск проводиться аналогичным образом.

Справа — ссылки для перехода по разделам: «Пользователи», «Настройки» и «Назад».

В самом низу страницы отображено имя администратора системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

На рис. 4.10. изображен интерфейс настроек сервера.

В центре окна поле и кнопка. Поле «Обновление списков, сек» — отучает за то, как часто будут обновляться страницы со списками конференций, пользователей и т. д. Кнопка «Состояние сервиса» — останавливает и делает доступным данный сервис.

Справа расположены ссылки для перемещения по раздела «Пользователи», «Поиск» и «Назад».

В самом низу страницы отображено имя администратора системы и кнопка «Выход» для завершения текущей сессии.

5. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Целью данного дипломного проекта является разработка мониторинга IP-конференций. Важным элементом разработки является оценка экономической эффективности данного проекта.

5.1 Определение экономических инвестиций

При определении стоимостных и трудовых затрат на разработку программной системы был использован метод экспертных оценок. Результаты расчета приведены в табл. 5.1.

Таблица 1 — Смета затрат на разработку ПС

Основная заработная плата (ОЗП) определяется исходя из количества разработчиков (1), времени выполнения разработки (4 месяца) и заработной платы в расчете на 1 месяц (25 000 руб.) .

Отчисления на социальное страхование составляют 30% от основной и дополнительной заработной платы.

Накладные расходы определяются в процентном отношении от ОЗП и для лабораторий ПГУПС составляют 20%.

Расходы на ПК определяются эксплуатационными расходами на ПК в течение срока разработки ПС, стоимостью компьютера и временем разработки программного продукта.

В эксплуатационные расходы входят:

1. расходы на электроэнергию;

2. стоимость расходных материалов;

3. расходы на ремонт;

4. заработная плата ремонтника;

5. дополнительные расходы — уборка помещения, охрана, аренда, коммунальные услуги;

6. амортизационные затраты на ПК и ПО.

Расходы на электроэнергию определяются мощностью компьютера, стоимостью 1кВт/ч электроэнергии и временем использования компьютера (8 часов в день, 21 день в месяц, 4 месяца) и составляют:

. (1)

После подстановки известных значений в формулу (1) получим: