freeswitch: asterisk con esteroides

FreeSWITCH – Asterisk con esteroides (Avoiding Deadlock)

Moises Silva <moy@sangoma.com>

Manager de software

Sangoma Technologies

Agenda

• Breve introducción a la telefonía

• Telefonía de software libre

• Qué es FreeSWITCH?

• Aplicaciones para FreeSWITCH

• El core de FreeSWITCH

Breve Introducción a la Telefonía

• Todos la hemos usado

• Que pasa cuando levantas el teléfono?

• Como se encuentran unos a otros?

• Que hay con la red celular?

• Que es un PBX? Para que sirve?

Breve Introducción a la Telefonía

Breve Introducción a la Telefonía

Breve Introducción a la Telefonía

• Puertos análogos (FXO/FXS)

Breve Introducción a la Telefonía

• Puertos digitales

– T1/E1 ISDN, PRI, BRI, MFC-R2, SS7

Me abuuuuurro!

Telefonía con software libre?

• Computadoras mas poderosas pueden procesar audio

• DSPs especializados no son estrictamente necesarios

• Hardware simple, software complejo

• Asterisk, FreeSWITCH, Kamailio, OpenSIPS, Yate …

• Una nueva era!

Telefonía con software libre

Telefonía con software libre

• Solo necesitas una computadora

• Si necesitas acceso a la PSTN, una tarjeta PCI/PCIe

FreeSWITCH

• No siempre uso switches, pero cuando lo hago, prefiero FreeSWITCH

Qué es FreeSWITCH

• Solución en software de telefonía

• Auspiciado por el Open Source Telephony Advancement Group (OSTAG)

• Licencia MPL

• Escala desde soft-phone hasta softswitch clase 5

• Maneja audio, video, texto

• Corre en Linux, BSD, MacOS, Windows y iOS!

Qué es FreeSWITCH

• Poderosa habilidad de ruteo usando expresiones regulares

• No es un SIP proxy, sino un B2BUA

Qué es FreeSWITCH

• Surge con la idea de tener una mejor plataforma que Asterisk

• Su author, Anthony Minessale, fué el mayor contribuyente a Asterisk por muchos años

• Diseñado desde el principio para escalar

• Altamente multi-thread

• Reuso de muchos componentes (no reinventar la rueda)

• Avoiding the deadlock!

Protocolos VoIP en FreeSWITCH

• SIP– UDP, TCP, TLS, SCTP, SRTP, ZRTP, IPv6 …

• Gtalk (jingle)

• Skype

• RTMP

• H.323, IAX2, Skinny …

Protocolos PSTN en FreeSWITCH

• FXO/FXS

• PRI / BRI

• MFC-R2

• GSM

• SS7

• Soporte para varios proveedores de hardware (ej. Sangoma)

Soporte para lenguajes

• Lua

• PERL

• Ruby

• Python

• Java & .NET

• JavaScript

Aplicaciones Nativas

• Voicemail

• Colas para call centers

• Conferencias en alta definición

• Text to Speech y reconocimiento de voz

• FAX, T.30 y T.38

Codecs

• Banda angosta, banda ancha y ultra banda ancha

• CELT (32kHz y 48kHz)

• G.722.1C (HD Siren)

• G.729

• SILK (El codec de Skype)

Eventos en FreeSWITCH

• API completamente abstracta

• El core y las aplicaciones disparan eventos

• Los modulos pueden reservar tipos de eventos

• mod_event_socket es el módulo equivalente al manager de Asterisk

• Diferentes prioridades:

– SWITCH_PRIORITY_NORMAL– SWITCH_PRIORITY_LOW– SWITCH_PRIORITY_HIGH

Ejecución de comandos

• Cada módulo registra comandos de administración

• Todos los comandos pueden ser ejecutados via mod_event_socket

• Puedes ejecutar comandos inclusive via HTTP

mod_event_socket

FreeSWITCH CLI

switch_api_execute() Módulo

Aplicaciones para FreeSWITCH

• Softphone• VoIP gateway• PBX• Servidor de registros• Servidor de ruteo de llamadas• Servidor de transcoding• Session border controller• Servidor de conferencias• Marcador predictivo• Servidor de fax

Alta disponibilidad

FreeSWITCH “hola mundo”

FreeSWITCH “hola mundo” (en LUA)

FreeSWITCH con Python

Contestando un SMS

Por qué modular?

• Componentes de construcción

• Capacidad de extender el core

• Sencilla solución de defectos

Ejemplos de arquitecturas modulares

• Kernel de Linux (character devices, block devices, filesystems etc)

• Interpretes de PHP, Python y PERL (soportan extensiones)

• Apache (loggers, generators, filters, mappers)

• FreeSWITCH y Asterisk

Arquitectura Modular

• Registrar interfaces con el core

• El core provee APIs a los escritores de módulos

• El core usa las interfaces registrada para solicitar servicios

Aplicación Módulo

APIs del core

Interfaces de los módulos

Abstracción de una llamada

• Como hacemos una abstracción de una llamada?

Incoming call

Asterisk

FreeSWITCH

Arquitectura Básica

Asterisk

FreeSWITCH

struct ast_channel

switch_core_session_t

Arquitectura Básica

• Pierna de una llamada en FreeSWITCH

FreeSWITCH

switch_core_session_t

- Memory pool- Owner thread- I/O event hooks- Endpoint interface- Event and message queues- Codec preferences- Channel

- Direction- Event hooks- DTMF queue- Private hash- State and state handlers- Caller profile

Arquitectura Básica

• Pierna de una llamada en Asterisk

struct ast_channel

- No memory pool- No owner thread- Just audio hooks- Tech interface- No event or message queues- Codec preferences- Direction as flag AST_FLAG_OUTGOING- No DTMF queue (generic frame queue)- Data stores instead of private hash- No generic state handlers- Extension, context and ast_callerid instead of caller profile.

Asterisk

Arquitectura Básica

• Qué hace struct ast_frame?

• Representa todo tipo de “media” y señalización

• Audio y Video

• DTMF

• Y mas …

Entran paquetes

Asterisk frames (signaling, audio, dtmf, video, fax)

Asterisk Salen paquetes

Arquitectura Básica

• FreeSWITCH tiene switch_frame_t.

• switch_frame_t unicamente representa “media”.

• La señalización es manejada con switch_core_session_message_t

• El DTMF es manejado a través de una cola

Audio entrante

Clara separación de señalización, audio, dtmf etc.

FreeSWITCHDTMF entrante

Señalización entrante

Audio saliente

DTMF saliente

Señalización saliente

Arquitectura Básica

• Como se maneja una llamada de 2 piernas?

Llamada entrante Ruteo Llamada saliente

Arquitectura Básica

• Asterisk haciendo una llamada entre SIP y PRI.

chan_sip

SIP: Invite

- Allocate ast_channel- Set caller data- call ast_pbx_start()

(new thread)

(monitor thread)

PBX core

loop extensions.conf calls Dial() application

chan_dahdiast_request -> ast_call()ISDN: SETUP

ast_waitfor()

PBX core

ISDN: CONNECT

ast_bridge_call()ast_channel_bridge()

MediaExchange

Arquitectura Básica

• FreeSWITCH haciendo una llamada entre SIP y PRI.

mod_sofia

SIP: Invite

- call switch_core_session_request- Set caller profile- call switch_core_session_thread_launch()

(new thread)

(monitor thread)

State machine

loop Handlingstate changes

mod_openzaprouting stateexecute stateBridge Applicationswitch_ivr_originate()

ISDN: SETUP

ISDN: CONNECT

MediaExchange

(new thread)State

machine

loop Handlingstate changes

Conclusión

• Nos encontramos en una carrera por escalabilidad, características y adopción de la tecnología entre varios proyectos de telefonía libre

• FreeSWITCH aún necesita mayor adopción y aplicaciones en su ecosistema

• Asterisk necesita mas mejoras en su arquitectura para escalar

• La competencia entre Asterisk y FreeSWITCH definitivamente los ha llevado a ser mejores

Gracias!

Preguntas y comentarios?

Contact e-mail: moy@sangoma.com moises.silva@gmail.com http://www.moythreads.com/