监视VoIP信令网络的状态是使UCaaS提供商向客户提供保证质量的服务质量（如音频和视频呼叫，传真接收和传输）的重要条件之一。 通常，使用各种监视系统，流量收集和分析，CDR分析来执行这种控制。 信号网络的某些参数相当困难，并且通常无法使用所示方法进行评估。
有关VoIP信令网络状态的重要信息的可能来源是SIP应用服务器（SIP AS），它是处理VoIP网络中的呼叫所涉及的主要元素之一。 SIP AS日志文件使您可以评估VoIP信令网络的以下参数：
- SIP对话长度
- 对于各种类型的SIP请求，从发送请求到接收最终响应之间的时间间隔（请求响应时间，RRT）
- 不同类型的SIP消息的消息重传次数（重传，RTR）
不仅这些参数的值很重要，而且这些参数的分布以及它们随时间的变化也很重要。 有关参数值随时间变化的信息可以预测VoIP网络中可能出现的问题。 该信息还可以用作各种机器学习算法（机器学习，ML）的数据源之一，这不仅使预测时间和其他因素成为可能，而且还可以预测参数的变化。
根据信号负载，SIP AS可以每天以文本格式生成高达数十GB的日志文件。 分析如此大量的文本文件是一项资源密集型任务。 作为一种可能的选择，可以使用各种Python工具进行此分析。 例如， Pandas库提供了非常方便的工具来处理和分析各种数据，尤其是数据帧（DF）。 本文中使用的代码可在此处获得 。
建议使用以下步骤来分析SIP AS日志文件：
- 打开日志文件进行读取。 如果SIP AS创建了多个日志文件，则应以创建它们的相同顺序打开它们。
- 逐行读取数据。 在处理单位为数十GB的文件时，这对于节省RAM是必要的
- 高亮显示位于特定字符序列之间的SIP消息-分隔符
- 创建词典列表。 每个字典又由一个时间戳（键）和一个列表形式的实际SIP消息（值）组成。
- 将此列表保存为磁盘或网络存储，例如泡菜文件。 此文件以后将用于创建各种DF。
- 从保存的泡菜文件创建DF，其中包含进一步分析（SIP DF）所需的信息
在此特定情况下，将创建一个SIP DF，其中包含以下列：
- 时间戳-SIP AS添加的时间戳
- 通话ID-SIP对话的通话ID
- CSeq_num，CSeq_meth-来自“ CSeq” SIP标头的数据
- 方向-已接收（Rx <-）或已发送（Tx->）的消息，添加了SIP AS
- SIP方法-SIP请求行中的SIP方法
- Src Dst IP-发送或接收消息的IP地址
图 1.从大约3 GB的泡菜文件中获得的SIP DF的参数
图 2. SIP DF的内容
具有类似的SIP DF，您可以评估信令VoIP网络的各种参数。 下面的所有示例均来自有效的VoIP网络。 可以提供有关指定网络的任何信息的IP地址和其他数据已更改。
1. SIP对话的时间
图 3. DF和SIP对话框长度
对于长时间的SIP对话，您可以通过Call-ID值找到呼叫，然后通过文本日志来分析此呼叫的情况。 尽管SIP对话的长度为数十到数百个消息的呼叫数量相对较少，但必须调查这些呼叫的情形。 对此类呼叫的研究揭示了长SIP对话的以下来源：
- 建立语音会话后，传输数十个具有特定结构的组，其中包含DTMF字符。 这是一种语音呼叫场景，在此场景中将在主叫用户和被叫用户之间进行身份验证，授权和信息交换。
- 在视频通话中记录了非常多的完整帧内请求（ FIR ）请求。 这尤其表示在视频通话期间电话软件出现问题或RTP数据包丢失。
由于VoIP设备故障，试图通过IVR菜单选择PIN码（发送大量DTMF序列），还会出现长的SIP对话框。 在任何情况下，都有必要监视长SIP会话的数量，因为随着此类对话框数量的增加，可能会在VoIP网络的各个元素上出现额外的无用信号负载。
2. RRT
它是针对接收和发送的INFO和INVITE请求分别计算的。 请记住，在处理大量呼叫时，可能会为不同的对话框出现相同的CSeq值。 可以假设RRT值的分配对于所发送的请求应该大致相同，由于INFO和INVITE请求的大小和内容不同，因此，绝对值应该有所不同，结果是网络元素对这些请求的处理时间不同。
图 3. SIP AS收到的INFO请求的RRT
在这种情况下，RRT值的增加表明虚拟化可能存在问题，这会增加SIP AS的负载。 Call-ID和CSeq_num允许您检查每种情况的RRT值。
图 4. SIP AS发送的INFO请求的RRT。 图上的RRT限制为500毫秒，这是SIP T1计时器的默认值。
图 5. SIP AS发送的INVITE请求的RRT。 正如预期的那样，分布与INFO查询大致相同。
3. RTR
表征VoIP信令网络状态的重要参数。
图 6.分别重发INFO和INVITE请求的百分比。 考虑了发生一次或多次的RTR。
除了描述的示例外，还可以使用DF获得其他数据，例如：
- 为传出消息纠正SIP AS负载平衡。 为此，您需要使用groupby（）计算发送到不同IP地址（SrcDst IP）的已发送消息（Tx）的数量Count（）-与retransmits_counter_tx（）函数类似。 邮件数量差异超过15-20％表示负载分配不正确
- 呼叫转移失败的次数。 为此，您可以创建一个单独的DF，其中仅包含REFER对话框，以及这些对话框的消息中必要的标题和字段。
- 参数对时间的依赖性。 如果您收集了一个参数（例如RRT）在几个月内的平均值，则可以根据数据构建时间序列（时间序列，TS）。 使用各种库进行TS分析，例如statsmodels，您可以确定趋势，季节性和其他TS参数。 来自此预测的数据可用于调整VoIP网络的体系结构。
结论
SIP AS文本日志文件是有关VoIP网络当前状态的重要信息来源。 另外，在对该信息进行适当处理之后获得的数据可以用于预测VoIP网络的状态，特别是使用ML方法。