System komunikacji zintegrowanej Centrum Zarządzania Kryzysowego z wykorzystaniem Microsoft Lync Server 5

Transkrypt

1 Damian Łojek 1, Paweł Stąpór 2, Dariusz Laskowski 3, Piotr Łubkowski 4 Wojskowa Akademia Techniczna System komunikacji zintegrowanej Centrum Zarządzania Kryzysowego z wykorzystaniem Microsoft Lync Server 5 We współczesnym zinformatyzowanym świecie, systemy telekomunikacyjne opierają się nie tylko na podstawowych filarach komunikacji takich jak sprzęt, urządzenia końcowe i dostępność połączenia, lecz także na stronie aplikacyjnej. Szybki rozwój telefonii cyfrowej, technologii bezprzewodowych i VoIP zoptymalizował stosowane dzisiaj metody komunikacji. Telefonia IP, jest dziś uważana za standard, pozwala na zaoszczędzenie środków przeznaczonych na budowę systemów, obniżenie ceny rozmów telefonicznych oraz zapewnienie komunikacji interpersonalnej na zadowalającym poziomie niezależnie od lokalizacji. Różnorodność warunków pracy, takich jak mobilność pracowników, rosnące oczekiwania wobec komunikacji wideo oraz więcej zadań realizowanych przez grupy robocze wszystkie te elementy zmuszają firmy, instytucje i organizacje do pozyskania nowych metod komunikacji i organizacji współpracy. Jedną z takich instytucji jest System Zarządzania Kryzysowego (SZK), a skuteczność jego działań antykryzysowych zależy od metod kierowania pracą ludzi i zarządzania funkcjonowaniem urządzeń telekomunikacyjnych. Urządzenia telekomunikacyjne zapewniają przepływ danych między osobami funkcyjnymi (tj. kierujący akcją, wójt, prezydent). Użytkownicy mobilni wymagają pełnej komunikacji z innymi użytkownikami, a także grupami użytkowników, niezależnie od urządzenia, jakim się posługują PC, tablet czy smartfon. Czynniki te spowodowały, że komunikacja zintegrowana (ang. Unified Communications, UC) zdobywa coraz większą popularność. Główną jej zaletą jest możliwość zastosowania identycznych interfejsów użytkownika i uzyskanie podobnego sposobu korzystania z wielu różnych urządzeń przy obsłudze wielu różnych mediów. Technologia UC to nie pojedynczy produkt, ale całe rozwiązanie obejmujące wiele elementów. Kluczem do sukcesu a zarazem fundamentem systemu UC jest jednak zintegrowany interfejs użytkownika, łączący wszystkie urządzenia. Zaimplementowanie komunikacji zintegrowanej przynosi nie tylko oszczędności finansowe, ale również oferuje szerokie możliwości w zakresie komunikacji. Często bardzo ważną opcją jest możliwość współdzielenia dokumentów, a także możliwość wspólnej pracy na jednym dokumencie. Biorąc pod uwagę rosnącą różnorodność urządzeń końcowych i miejsc, w których korzystamy z UC, z punktu widzenia opłacalności wydatków związanych z wdrożeniem, kluczowym będzie elastyczny model licencjonowania. Optymalny jest taki, w którym licencje zostają przyznane użytkownikom, niezależnie od urządzenia, na którym pracują w sieci IP. Analizując rynek rozwiązań w branży UC, skoncentrowano się na systemie najczęściej wybieranym przez firmy. Narzędziem, które cieszy się największą popularnością okazał się Lync Server 2013 firmy Microsoft [1][2]. Oferuje on wszystkie w/w funkcje, a także został uznany za najlepszą platformę UC przez niezależną organizację Gartner [3]. Środowisko testowe zostało przedstawione na rysunku (Rys. 2). Założono, że prezentowane środowisko jest na co dzień wykorzystywane, utrzymywane oraz monitorowane przez administratorów systemowych i inżynierów sieciowych. W skład środowiska testowego wchodzą takie elementy jak: 1 inż. D. Łojek, student, Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, Warszawa, dlojek@wat.edu.pl 2 inż. R. Sierzputowski, student, Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, Warszawa, r.sierzputowski@gmail.com 3 dr hab. inż. D. Laskowski, Broker Innowacji, Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, ul. gen. S. Kaliskiego 2, Warszawa, dlaskowski@wat.edu.pl. 4 dr inż. P. Łubkowski, adiunkt, Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, ul. gen. S. Kaliskiego 2, Warszawa, dlaskowski@wat.edu.pl. 5 Artykuł recenzowany. 1089

2 1. Strefa DMZ, jest to tzw. strefa zdemilitaryzowana. Pojęcie to określa obszar wydzielony w sieci, w której umieszone są publicznie dostępne serwery. Celem, jaki stawia się takiej strefie jest ochrona segmentów sieci lokalnej w przypadku naruszenia bezpieczeństwa serwerów publicznych znajdujących się wewnątrz sieci. Bezpieczeństwo takiej sieci zapewniają zapory sieciowe, w których zdefiniowane są zestawy reguł chroniących lokalną sieć komputerową przed nieuprawnionym dostępem od strony strefy DMZ, zapewniając jednocześnie dostęp do niej. Obszar ten nie należy ani do sieci wewnętrznej ani do sieci zewnętrznej. Najczęściej umieszczane są tam serwery, które przede wszystkim świadczą usługi użytkownikom z sieci zewnętrznej, a także serwery świadczące usługi dla użytkowników znajdujących się w firmowej sieci, którzy muszą kontaktować się z obszarem sieci zewnętrznej oraz serwery monitorujące. W przypadku próby włamania na serwery znajdujące się w DMZ, atakujący i tak nie ma możliwości dostania się do chronionego obszaru sieci wewnętrznej. W przypadku omawianego środowiska zastosowane zostały dwa serwery Edge oraz Reverse Proxy. System monitoringu i pomiarów Centrum monitoringu Centrale IP, Bazy danych : pesel, osobowe, sprzętu, stanu sił i środków i inne Sieci LAN dyspozytorów SIEĆ IP GSM/UMTS WLAN TETRA IP Rys. 1. Model struktury Systemu Zarządzania Kryzysowego. Źródło: Bajda A., Laskowski D., Wrażeń M., Testowanie mechanizmów realizacji usług w procesie zarządzania sytuacją kryzysową, ZNS 11, PW-PAN, Szczyrk, 2011 [5]. 2. Serwery Edge, są to urządzenia pozwalające na komunikację oraz współpracę z użytkownikami, którzy znajdują się poza zaporami sieciowymi organizacji. Serwery Edge umożliwiają również komunikację z pozostałymi komunikatorami takimi jak Windows Live czy Skype. Wdrożenie serwera Edge wprowadza usługi w zakresie mobilności, na urządzeniach przenośnych wspierających obsługę oprogramowania Lync Server

3 Rys. 2. Środowisko testowe dla Microsoft Lync Server. 3. Proxy zewnętrzne (ang. Reverse Proxy) wymagane jest dla klientów zewnętrznych, którzy chcą otrzymać dostęp do aplikacji Web programu Lync Server Funkcje, które dostępne są dla zewnętrznego użytkownika poprzez odwrotne Proxy to między innymi: możliwość pobrania zawartości konferencji, możliwość rozszerzenia grupy dyskusyjnej, pobieranie plików z serwisu Książka Adresowa, dostęp do Lync Web App, zrealizowany Load Balancing (SLB). 4. Office Web Apps Server pozwala na rozszerzenie możliwości klasycznego pakietu Microsoft Office o nowe mechanizmy pracy w grupie, między innymi na korzystanie z okrojonych wersji Word, Excel, PowerPoint oraz OneNote w przeglądarce. Umożliwia dostęp do plików z dowolnego komputera z zainstalowaną przeglądarką internetową, jak również udostępnienie i edycję w kooperacji z innymi użytkownikami w tym samym czasie. W przypadku klienta Lync, ma on możliwość obsługi prezencji w PowerPoint podczas trwania konferencji lub połączenia peer-to-peer. 5. Front End Server są fundamentem działania systemu Lync. Obsługują większość podstawowych funkcji Lync. Są to skonfigurowane identycznie urządzenia, których celem jest świadczenie usług dla grupy użytkowników. Wykorzystanie dwóch serwerów zapewnia skalowalność, a także możliwość pracy awaryjnej. Serwery Front End realizują m.in. następujące funkcje: uwierzytelnianie użytkowników i rejestracja, 1091

4 obsługa funkcji wiadomości błyskawicznych oraz wielostronnych konferencji, konferencje, połączenia z PSTN, opcjonalny monitoring, pozwalający na zebranie szczegółowych informacji związanych z jakością połączeń. Metodyka badań W celu oceny jakości świadczenia usługi zbadano odporność oprogramowania Lync Server 2013 na zmienną wartość przepływności. Wykorzystano do tego dwa komputery z zainstalowanymi klientami Lync, punkt dostępowy Ruckus oraz kontroler vscg. Poniżej przedstawiono schemat stanowiska pomiarowego (Rys. 3). Pierwszy z użytkowników dołączony jest do sieci LAN poprzez interfejs Ethernet 100 Mb/s. Drugi użytkownik korzysta z sieci bezprzewodowej, co umożliwi ograniczenie prędkości łącza nawet do 0,25Mb/s zarówno dla danych wysyłanych jak i odbieranych. Przeprowadzono badania polegające na stopniowym zwiększaniu przepływności łącza począwszy od 0,5 Mb/s a skończywszy na pełnej dostępnej przepływności sieci, czyli 100 Mb/s, zestawiając sesje audio oraz wideo po każdej zmianie prędkości łącza. Przy pomocy Lync Server 2013 Monitoring Report zmierzone zostały wartości subiektywnego współczynnika jakości dźwięku po kompresji (ang. Mean Opinion Score, MOS), współczynnika strat pakietów oraz zmienność opóźnienia (jitter) w przypadku połączeń audio oraz współczynnika strat pakietów, zamrożonych ramek (sytuacja w której użytkownik słyszy rozmówcę a przesyłany obraz jest nieruchomy) oraz w jakiej części czasu trwania połączenia prędkość transmisji była zbyt niska dla danych wejściowych. Rys. 3. Schemat stanowiska do pomiaru odporności Lync na zmianę prędkości łącza. Następnym etapem badań było przeprowadzenie pomiarów przy ograniczeniu przepływności do 10 Mb/s dla klienta podłączonego bezprzewodowo, a następnie dla klienta połączonego z siecią przewodową. W tym celu wykorzystano przełącznik sieciowy firmy Cisco Catalyst 36XX. Jego odpowiednia konfiguracja umożliwia ustawienie na interfejsach dwóch szybkości transmisji (10Mb/s oraz 100 Mb/s). Wyniki badań Na podstawie otrzymanych wyników wykreślono wykresy obrazujące wpływ zmian przepływności na wartości degradacji (Rys. 4), straty pakietów (Rys. 5) oraz zmienność opóźnienia (Rys. 6). Nawiązano 29 sesji głosowych z różnymi wartościami dostępnej przepływności z zakresu od 0,5 Mb/s do 100 Mb/s. Każde połączenie trwało ok 1min. 1092

5 Rys. 4. Wykres wartości degradacji (MOS) w funkcji zmiany przepływności. Rys. 5. Wykres straty pakietów [%] w funkcji zmiany przepływności. Na wykresach można zauważyć, że przepływność ma znaczący wpływ na jakość połączeń audio. Wartość MOS w zakresie przepływności od 0,5 Mb/s do 18 Mb/s utrzymuje się na bardzo wysokim poziomie powodując tym samych niską jakość połączeń głosowych. Wysoka wartość współczynnika degradacji uwarunkowana jest wysokimi wartościami straty pakietów oraz jitter, mającymi bezpośredni wpływ na jakość połączenia. Najwyższa odnotowana wartość degradacji wynosząca 1,68 przy przepływności

6 Mb/s została oznaczona na wykresie (czerwony okręg). Na pozostałych wykresach oznaczono wartości strat i jitter przy prędkości łącza 3Mb/s. Z Rys. 5 można odczytać, że współczynnik strat pakietów zaczyna stale maleć od wartości 9 Mb/s. Dla mniejszych wartości przepływności, straty przyjmują wartości z zakresu 1,5 3 %. Zmiany te spowodowane są warunkami panującymi w sieci bezprzewodowej, powstałymi zatorami związanymi z niską przepustowością. Wartość zmienności opóźnień pakietów z kolei zaczyna stale maleć od wartości 15 Mb/s. Rys. 6. Wykres zmienności opóźnienia (jitter) [ms] w funkcji zmiany przepływności. W kolejnym etapie badań przetestowano jakość połączeń Lync Server w dwóch przypadkach: połączenie z siecią bezprzewodową oraz połączenie z siecią za pomocą skrętki komputerowej. W obu przypadkach prędkość łącza wynosiła ok 10 Mb/s, a każde z połączeń trwało ok 1min. Poniżej zestawiono otrzymane wyniki (Tab. 1). Tab. 1. Jakość połączeń głosowych w przypadku połączenia do sieci LAN za pomocą Wi-Fi oraz połączenia za pomocą skrętki komputerowej. Zestawienie połączenia głosowego Degradacja (MOS) Straty pakietów [%] Jitter [ms] Wi-Fi 1,51 3,12 7 Połączenie przewodowe 0,08 0,03 2 Połączenia wykonane przy ograniczeniu wprowadzonym dla sieci przewodowej i sieci bezprzewodowej znaczenie się różnią pod względem jakości. Analizując otrzymane wyniki nasuwa się wniosek, że użytkownikom, którym zależy na jakości połączeń zaleca się aby dołączali się do sieci za pomocą inter- 1094

7 fejsu przewodowego. Sieć bezprzewodowa charakteryzuje się brakiem odporności na zakłócenia generowane przez urządzenia pracujące w podobnym paśmie częstotliwości, co niespotykane jest w połączeniach przewodowych. Dodatkowo łącza radiowe wprowadzają dodatkowe opóźnienia w transmisji, które mają istotny wpływ na jakość połączenia, a w szczególności na połączenia oparte o usługę VoIP. Połączenia bezprzewodowe charakteryzują się również znacznie większymi stratami oraz retransmisjami pakietów. Wszystkie z wymienionych czynników wpływają na jakości usługi VoIP. Wnioski Przedstawione w artykule oprogramowanie Lync Server 2013 jest świetnym rozwiązaniem dla instytucji Centrum Zarządzania Kryzysowego. Dzięki prostocie i intuicyjnej obsłudze jest narzędziem, które może być obsługiwane przez różnych użytkowników, niezależnie od ich znajomości nowych technologii. Funkcje oferowane przez Lync Server 2013 powodują poprawienie nie tylko efektywności komunikacji, ale też efektywności wykonywanych zadań. Lync Server umożliwia także realizację połączeń wideo wideokonferencje. Jest to przydatna funkcja dla CZK w sytuacji, gdy do podjęcia istotnych decyzji potrzeba istnieje potrzeba komunikacji wielu ludzi. Zaproponowane rozwiązanie oprócz złożonej funkcjonalności, oferuje także bezpieczeństwo zarówno transmisji danych oraz danych przechowywanych w sieci. Zapewnione to jest przez strefę zdemilitaryzowaną (DMZ) a także protokół TLS (ang. Transport Layer Security) wykorzystywany do zabezpieczania danych podczas transmisji. Przeprowadzone badania potwierdzają, że zaproponowany system komunikacji zintegrowanej oferuje dobrej jakości komunikację pomiędzy użytkownikami. System UC zapewnia zarówno dostęp przewodowy jak i bezprzewodowy. Jak pokazują wyniki badań, efektywniejszy dostęp użytkownik uzyskuje poprzez sieć przewodową. Podsumowując, oprogramowanie Lync Serwer jest bardzo dobrym i wygodnym rozwiązaniem dla dużych firm, organizacji i instytucji, których odziały znajdują się w znacznych odległościach, gdzie mobilność użytkowników i komunikacja odgrywają główną rolę. Przez charakter działania platforma ta daje możliwość taniej i efektywnej komunikacji wszędzie tam gdzie jest możliwy dostęp do Internetu. Streszczenie W artykule zaprezentowano koncepcję zastosowania platformy Lync Server w zakresie komunikacji zintegrowanej dla potrzeb Centrum Zarządzania Kryzysowego. Omówione zostały podstawowe zalety platformy, które następnie zostały zweryfikowane na drodze eksperymentu badawczego. Wyniki badań zamieszczone w artykule potwierdzają założenia prezentowanej koncepcji. Abstract The integrated communications system for Crisis Management Center with the use of Microsoft Lync Server The article presents the concept of application of Lync Server platform in the field of integrated communication for Crisis Management Center. We discuss the main advantages of platform, which were then verified by experimental research. The test results presented in the article confirm the assumptions of the presented concept. 1095

8 LITERATURA / BIBLIOGRAPHY [1]. Dani J., Hill C., Wight J., Zhong W., Lync Server 2013 Networking Guide, 2013 [2]. Hanna K., Winters N., Mastering Microsoft Lync Server 2013, Sybex, West Sussex 2013 [3]. [4]. [5]. Bajda A., Laskowski D., Wrażeń M., Testowanie mechanizmów realizacji usług w procesie zarządzania sytuacją kryzysową, ZNS 11, PW-PAN, Szczyrk,