SIP3: Мониторинг и анализ VoIP

Мониторинг Voice over IP-инфраструктуры — одна из самых сложных и недооценённых задач в телекоме. В отличие от классических IT-систем, здесь недостаточно следить за CPU, дисками и памятью. Чтобы понимать, что действительно происходит с сервисом, требуется анализ SIP-сигнализации, медиатрафика и качества звонков в реальном времени.

Далее рассматриваются базовые принципы мониторинга VoIP, практические проблемы, с которыми сталкиваются инженеры, и подход к их решению на примере системы SIP3.

Зачем VoIP-инфраструктуре мониторинг

Большинство компаний уже мониторят системные метрики: загрузку процессоров, состояние дисков, доступность узлов. Это позволяет понимать, «жива» ли система. Однако этого недостаточно, когда речь идёт о телефонии.

Мониторинг сервисного уровня решает сразу несколько задач. Он даёт понимание реального состояния услуги, упрощает взаимодействие между саппортом, инженерами и разработчиками, а также повышает качество релизов. Если проблема возникает после обновления, её можно обнаружить сразу, а не после массовых обращений клиентов.

Согласно отраслевым исследованиям, большинство компаний не только используют мониторинг, но и постоянно его развивают, добавляя новые метрики и сценарии анализа.

Visibility: мониторинг, логи и трассировка

В инженерной практике всё чаще используется термин visibility — наблюдаемость системы. Согласно подходам Google SRE, она состоит из трёх частей:

• мониторинг, позволяющий смотреть на систему «с высоты» через метрики;
• логирование и troubleshooting, помогающие локализовать проблему;
• трассировка, которая особенно важна при разработке и инструментировании сервисов.

Для HTTP- и микросервисных архитектур этот стек давно стандартизирован: метрики, логи и трейсинг легко собираются с помощью готовых инструментов. В случае с VoIP всё значительно сложнее. Телефония плохо вписывается в классические DevOps-подходы и требует специализированных решений.

Типовая проблема VoIP-инженеров

На практике часто возникает следующая ситуация: VoIP-платформа успешно масштабируется, архитектура становится сложной и распределённой, объём трафика растёт до десятков тысяч SIP-сообщений в секунду. В какой-то момент инженеры начинают тратить большую часть времени на разбор TCP-дампов.

Поиск одного звонка в потоке сигнализации и попытка сопоставить все его «ноги» превращаются в рутинную и крайне трудоёмкую задачу. Поддержка не может эффективно работать с такими инструментами, а инженеры вместо развития системы занимаются ручным анализом.

Именно из этой боли и появился первый прототип SIP3 — простой интерфейс поиска звонков по времени и номерам, с полной корреляцией сессий и базовой информацией о статусе вызова.

Архитектура и принципы обработки трафика

В основе SIP3 лежит классическая архитектура систем мониторинга, адаптированная под VoIP-нагрузки. Трафик захватывается специализированным агентом, который может работать как на узле, так и на отдельном сервере с зеркалированием пакетов.

Далее данные проходят обработку и агрегацию, после чего:

• метрики сохраняются во временные базы данных;
• полезная нагрузка сигнализации хранится отдельно;
• API и Web-интерфейс предоставляют доступ к поиску и аналитике.

Для работы с большими объёмами данных применяются стандартные best practices распределённых систем: многоуровневый партиционинг, индексация ключевых параметров и ротация данных по времени.

Дополнительно используется механизм описания сетевой топологии — хостмапы. Они позволяют сопоставлять публичные и приватные адреса SBC, транки и другие элементы инфраструктуры, корректно коррелируя звонки даже в сложных сценариях маршрутизации.

От поиска звонков к мониторингу и алертингу

После появления расширенного поиска стало очевидно, что следующий шаг — это проактивное обнаружение проблем. Если сбой выявлен до того, как клиенты начали жаловаться, нагрузка на поддержку резко снижается.

Поскольку через систему проходит весь SIP- и RTP-трафик, появляется возможность собирать полноценные сервисные метрики. Это включает показатели сигнализации, а также параметры качества медиа: джиттер, packet loss, MOS, R-factor и другие.

Все метрики являются многомерными: их можно агрегировать по транкам, направлениям, user-agent’ам и другим тегам. Это позволяет отвечать на практические вопросы — от средней длительности вызова до анализа качества связи конкретного клиента или приложения.

SIP3 не навязывает собственную систему мониторинга и умеет интегрироваться с уже существующими решениями, передавая метрики во внешние системы алертинга и визуализации.

Анализ медиатрафика и качество звонков

Отдельное направление — анализ RTP-потоков. При больших нагрузках количество RTP-пакетов может достигать миллионов в секунду, что требует специализированных технологий захвата и обработки трафика.

Для этого используется высокопроизводительный capturing и собственные структуры данных, позволяющие в реальном времени рассчитывать показатели качества без обязательного наличия RTCP. В результате качество звонка определяется напрямую по RTP-потоку.

Система умеет выявлять проблемы вроде односторонней слышимости и отсутствия медиа, автоматически формируя уведомления для инженеров. Это позволяет реагировать на инциденты сразу, не дожидаясь обращений пользователей.