KNF-Workshop: VoIP mit Asterisk

• Klaus Franken
  • Site: klaus, mail@klaus.franken.de
  • Klaus.Franken@StrukturPunkt.de
• http://StrukturPunkt.de
  • IT
  • Web
  • VoIP

• http://StrukturPunkt.de/voipworkshop/
  • noch mehr: http://strukturpunkt.de/doku/asteriskdoku
• http://www.asterisk.org
• www.das-asterisk-buch.de/1.0/index.html
  • als Printausgabe und als „GPL-Buch“ online
• Buch: „Asterisk kompakt“

• Punkt-zu-Punkt Audio-Übertragung
  • bidirektional
  • in Echtzeit
• weltweite Vermittlung
• weltweit einheitliches Nummernsystem

Wer sagt, dass es was mit ISDN, GSM, UMTS oder Analogleitungen zu tun haben muss?

• „Voice over IP“
• Telefonie, aber über „Internet-Technik“
• ⇒ „Internet-Telefonie“

• Konvergenz der Netze
• nur noch eine Verkabelung
• Standortunabhängig
• Providerunabhängig(er)
• mit eigener TK-Anlage: volle Kontrolle was, wann, wo, bei wem, wie klingelt
• offen / OpenSource
• integriert sich in „normale“ IT
• Kosten ?

• geht nicht ohne Strom
• geht nicht ohne Internet (LAN)
• bei LAN/WAN-Einschränkung ⇒ Störung bei VoIP
• Rufnummerportierung nötig?
• bei Störungen viele potentielle Quellen
• Teilnehmer akzeptieren keine Einschränkung

• grösstes Hemmnis:
  • beide Welten parallel
  • Übergang in klassisches Telefonnetz
• „Black-Box-Lösungen“
  • Fritz-Box
  • Angebote einiger (Internet)-Provider
• eigener Server mit ISDN-Karte
• ⇒ VoIP-Provider:
  • stellt Telefonnummer (Ortsnummer)
  • stellt Übergang in klassisches Telefonnetz
  • rechnet Kosten ab

Hardware:

• PC/Laptop mit VoIP-Software (Softphone, siehe softphone)
  • kann leicht Störungen, z.B. Echo geben
• VoIP-Telefon
• VoIP-Telefonanlage
• Übergang ins öffentliche Netz
  • oder nur lokales Telefonnetz ⇐ für ersten Test

Bandbreite:

• je nach Codec
• gut: 64 kbit/sec
• mit allen drum&dran: ca. 100 kbit/sec bidirektional pro Gespräch
• Flaschenhals bei A-DSL: Upload

Qualität:

• Latenzzeit (Paketverzögerung): max 100ms (theoretisch 300ms)
• nur wenig Paketverluste: 2-5%
• QOS bei gleichzeitiger Nutzung

• SIP: Session Initiation Protocoll
  • RTP: Realtime Protocoll
    • macht bei NAT Ärger
• STUN: bei NAT benutzen (nur bei NAT !)
• H.323
• IAX (Inter-Asterisk-eXchange Protokoll)
  • Version 2 (IAX2) nur noch üblich

• Was ist ein Codec?
  • Audio-Digitalisierung
    • welche Frequenzen
    • Anzahl/Grösse Pakete
    • Komprimierung
• Muss vom Endgerät unterstützt werden
• Umwandlung z.T. teuer (Rechenleistung)

• GSM (13,3 Kbps)
• G.711 a/u ⇔ alaw/ulaw (64 Kbps)
  • Europa: alaw
  • entspricht ISDN
• iLBC (13,3 bis 15 Kbps)
  • rechenintensiv
  • Skype benutzt (nicht offene) Variante

• stellt Verbindung her zwischen externen Anruf und internen Telefon(en)
• und umgekehrt
• leitet Audio-Daten weiter

Wer sagt, dass das Hardware sein muss?

Wer sagt, dass das was mit ISDN, DECT, GSM oder Analogleitungen zu tun haben muss?

Vokabel:

• PBX (Private Branch Exchange)

• eine Telefonanlage
• ein Stück Software

• Linux/Unix/MacOSX
• Windows?
  • http://radio-downtown.de/voip-info/wiki/view/Windows.html
• Standard Compiler (gcc) und Standard-Tools

• warum selber übersetzen?
  • Debian/Fedora-Pakete meist veraltet
  • es gab z.T. Sicherheitsprobleme
  • weils einfach ist
• welche Version?
  • Stabil: 1.4

Benötigte Pakete:

• apt-get install openssl openssl-devel zlib zlib-devel krb5-devel ncurses-devel make gcc gcc-c++
  • (Fedora)
• apt-get install gcc g++ manpages-dev autoconf automake1.9 libtool flex bison gdb gcc-doc libreadline5-dev make openssl
  • (Debian)
  • „einfacher:“ apt-get install build-essential libreadline5-dev

Download, Compile, Install:

cd /usr/src
wget http://downloads.digium.com/pub/asterisk/asterisk-1.4-current.tar.gz
tar xvzf asterisk-1.4-current.tar.gz
cd asterisk-1.4.21.1/ (oder was auch immer …)
./configure
make
make install

Unter /etc/asterisk/ müssen diverse Konfigurationsdateien vorhanden sein, am einfachsten mit „make samples“ (s.u.) erstellen lassen.

Für Beispiel-Konfigfiles:

make samples

Deutsche Sprachdateien:

• cd /usr/src
• ast_prompts_de_v2_0.tar.gz von http://www.beronet.net/
  • lokale Kopie: ast_prompts_de_v2_0.tar
• tar xvf ast_prompts_de_v2_0.tar
• cd ast_prompts_de_v2_0/var/lib/asterisk/sounds
• cp -av * /var/lib/asterisk/sounds
• cd /var/lib/asterisk/sounds
• chmod -R 644 de/ digits/de/ phonetic/de/ letters/de/
• vi /etc/asterisk/sip.conf

  [general]
  ...
  language=de

• Alternative pro Call:
  • vi /etc/asterisk/extensions.conf
    • exten ⇒ 2200,1,Set(LANGUAGE()=de)

Ohne deutsche Sprachdateien Probleme beim Mailbox-System. Es wurde versucht Datei „digits/1F.ulaw“ bzw „1F.gsm“ abzuspielen, die es aber nicht gibt (im Standard).

• Starten (als root):

  asterisk

• „console“ und test:

  asterisk -r
  core set verbose 9

• Initscript unter http://StrukturPunkt.de/voipworkshop/init-script

• Loggen: messages wie in CLI
  • /etc/asterisk/logger.conf
    • messages ⇒ notice,warning,error,verbose
  • Logfile: /var/log/asterisk/messages

Ziel: Jedes Team eigener Asterisk-Server (noch ohne Clients).

Channels: die Verbindung zwischen zwei Punkten (in unserem Fall sind das meistens menschliche Gesprächsteilnehmer). Es gibt folgende Channel-Arten:

• SIP
• IAX
• H.323
• mISDN ….

Die Unterscheidung der Begriffe Peer, User und Friend ist in der Asterisk-Dokumentation nicht immer leicht verständlich dargestellt und wird daher auch teilweise falsch auf manchen Webseiten wiedergegeben. Die folgende Tabelle zeigt die jeweiligen Funktionen:

• Asterisk ⇐ User
• Asterisk ⇒ Peer
• Asterisk ⇔ Friend

Ein Peer kann also nur angerufen werden, ein User nur anrufen und ein Friend kann beides.

• Extensions: die angerufene Nummer (engl. „Nebenstelle“)
• extensions.conf: Dialplan (Wählplan)
  • eine Art BASIC-Script
• Context: es kann mehrere Abschnitte geben
  • Default: default
  • man kann z.B. ein SIP-Anschluss einem anderen Context zuweisen, dann anderer Diaplan
  • man kann im Dialplan Context wechseln

• asterisk -rx "core set verbose 9" # Verbose-Level hochsetzen
• asterisk -rx "module reload" # lädt alle Konfigfiles neu ein
• asterisk -rx "restart gracefully" # startet neu falls kein Channel geöffnet
• asterisk -rx "sip show channels" # zeigt aktive Channels
• asterisk -rx "sip show peers" # zeigt alle Peers
• asterisk -rx "iax2 set debug" # iax-Protocoll debuggen
• asterisk -rx "iax2 set debug off" # iax-Protocoll nicht mehr debuggen
• asterisk -rx "dialplan show 123456@strukturpunkt_out" # Zeige dialplan für extension@context (was wäre wenn…)

Ziel: Asterisk mit zwei SIP-Clients x001 und x002, die sich gegenseitig anrufen können

• /etc/asterisk/sip.conf

  [0001]
  type=friend
  context=default
  secret=1234
  host=dynamic
  canreinvite=no # wegen NAT/kein NAT
  
  
  [0002]
  type=friend
  context=default
  secret=1234
  host=dynamic
  canreinvite=no # wegen NAT/kein NAT

• /etc/asterisk/extensions.conf

  [default]
  include => demo; im Echtsystem entfernen!
  
  exten => 0001,1,Dial(SIP/0001)
  exten => 0001,2,Hangup()
  exten => 0002,1,Dial(SIP/0002)
  exten => 0002,2,Hangup()

Syntax:

exten => Extension,Priorität,Applikation

• /etc/asterisk/: Konfiguration
• sip.conf: SIP-Clients definieren
• extensions.conf: Wählplan (Dialplan)

• asterisk -rx "module reload"

  • Konfiguration neu einlesen

Fehlermeldungen beachten, bei Fehler keine Aktivierung!

⇒ Praxis

Eine „Programmzeile“ besteht aus:

• [context]
• extension
  • „Nebenstelle“
  • die gewählte Nummer
• Priorität
  • beginnt immer bei „1“ und muss einzeln hochgezählt werden (1,2,3,…)
• Kommando und Parameter

• extensions.conf vereinfachen:
  • Priorität „n“ ⇔ „Zeile vorher+1“
  • mit regex für 1nnn arbeiten ⇒ eine Zeile

    ; alle 4 stelligen Nr. mit 1nnn intern zustellen
    exten => _1XXX,1,SetCallerID(BlaFasel)
    exten => _1XXX,n,Dial(SIP/${EXTEN})
    exten => _1XXX,n,Hangup

  • Templates (s. das-asterisk-buch.de)
• Sammelruf s.u.
• Anrufbeantworter/Voicemail: s.u.
• externe Anbindung:
  • externe SIP-Einwahl s.u.
  • externe SIP-Rauswahl s.u.
  • externe IAX-Registration s.u.
  • externe IAX-Rauswahl s.u.

exten => 0099,1,Set(e1=0001)
exten => 0099,n,Set(e2=0002)
exten => 0099,n,Dial(SIP/${e1},5)
exten => 0099,n,Playback(transfer)
exten => 0099,n,Dial(SIP/${e2},5)
exten => 0099,n,Dial(SIP/${e1},5)
exten => 0099,n,Gosub(testMenu,s,1)
exten => 0099,n,Playback(auth-thankyou)
exten => 0099,n,Hangup()

[testMenu]
exten => s,1,Background(demo-instruct)
exten => s,n,Return()
exten => 1,1,Playback(transfer)
exten => 1,n,Dial(SIP/0001,5)
exten => 1,n,Return()
exten => 2,1,Playback(transfer)
exten => 2,n,Dial(SIP/0002,5)
exten => 2,n,Return()

Vor.: externer SIP-Provider, Daten

• Servername, z.B. sip.provider.de
• Benutzername
• Passwort

sip.conf:

register => Benutzer:Passwort@sip.provider.de/1001

1001: Ziel-Extension

Vor. externer SIP-Provider

sip.conf:

[ext-sip-account]
type=friend
context=default (FIXME)
username=Benutzer
fromuser=Benutzer
secret=Passwort
host=sip.provider.de
fromdomain=sip.provider.de
qualify=yes
insecure=very
nat=yes

extensions.conf

; exern mit Vorwahl
exten => _0.,n,Dial(SIP/${EXTEN}@ext-sip-account)
; extern ohne Vorwahl
exten => _ZX.,n,Dial(SIP/0911${EXTEN}@ext-sip-account)

• /etc/asterisk/iax.conf

  register =>   Benutzer:Password@iax.simply-connect.de
  ...
  [Benutzer]
  type=user
  username=Benutzer
  host=iax.simply-connect.de
  secret=Password
  ; wird an die Extension "Benutzer" weitergeleitet

• /etc/asterisk/extensions.conf

  ; Anruf (aus iax.conf) an SIP-Account leiten:
  exten => Benutzer,1,Goto(1001,1)
  exten => Benutzer,n,Hangup

• /etc/asterisk/sip.conf

  [1001]
  ...
  context=context-1001

• /etc/asterisk/extensions.conf

  [context-1001]
  ; extern ohne Vorwahl
  exten => _ZX.,1,SetCallerID(StrukturPunkt/Franken)
  exten => _ZX.,n,Dial(IAX2/Benutzer:Password@iax.simply-connect.de/0911${EXTEN})
  exten => _ZX.,n,Hangup

• /etc/asterisk/voicemail.conf

  [general]
  format=wav
  
  1001 => 1001,Klaus Franken,Klaus.Franken@StrukturPunkt.de,,serveremail=Klaus.Franken@StrukturPunkt.de

• /etc/asterisk/extensions.conf

  exten => 1001,1,Dial(SIP/1001,20)
  ; nach 20 Sek. auf Voicemail leiten:
  exten => 1001,n,VoiceMail(1001)
  exten => 1001,n,Hangup()
   </code>
  
    * /etc/asterisk/extensions.conf <code>
  ; voicemail anhören:
  exten => 9000,1,VoiceMailMain(${CALLERID(num)},s)

exten => 9999,3,Dial(SIP/1000&SIP/1001,20)

Warum nicht WLAN benutzen?

• vorhandene Infrastruktur benutzen
• Roaming einfach über verschiedene Access-Points
• gute Verschlüsselung
• unschädlicher als DECT ()

…

Warum nicht WLAN benutzen?

Weils nicht zuverlässig klappt:

• VoIP-WLAN Geräte unzuverlässig
• kleine WLAN-Störungen fallen sofort auf
• WLAN ist ohne weitere Eingriffe nicht für Echtzeit ausgelegt

Aber es gibt VoIP-DECT Geräte.

• SIP Zeichnung ?
• SIP / NAT / STUN / Keep-Alive
• Firewall
• Templates www.das-asterisk-buch.de/1.0/conf-templates-anlegen.html
• www.testyourvoip.com
  • testet voip-Fähigkeit des Internetanschlusses im Browser (Java-Anwendung)
• Sicherheit