KR101174027B1 - A media quality probe system for internet phone telecommunication on the encrypted voip network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방화벽이 설치된 내부망과 외부망 간의 인터넷 전화의 통신 품질을 측정하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a media quality measurement system in an encrypted VoIP network for measuring the communication quality of Internet telephony between an internal network and an external network where a firewall is installed.
일반적으로, VoIP(음성패킷망;Voice over Internet Protocol) 서비스 방식은 인터넷 서비스를 제공하기 위해 구축된 xDSL망 및 케이블망 등의 가정용 가입자망과 전용회선 등의 기업용 가입자망을 이용하여, 음성데이터를 인터넷 전송이 가능한 IP 데이터 패킷화하여 전송하는 방식이다.In general, Voice over Internet Protocol (VoIP) service method uses voice subscriber network such as xDSL network and cable network that is established to provide Internet service and corporate subscriber network such as dedicated line. IP data packet that can be transmitted is transmitted.
패킷화된 음성데이터 트래픽은 기존의 일반 데이터 통신 트래픽과 섞여 함께 망대역폭 및 구간을 공유하면서 ISP 백본망을 경유하여, 원하는 목적지 호스트(host)까지 전송된다. 또한, 상대측 호스트에서 생성된 음성데이터 트래픽 역시 동일한 방법으로 전송된다.The packetized voice data traffic is mixed with the existing general data communication traffic and transmitted to the desired destination host through the ISP backbone network while sharing the network bandwidth and interval. In addition, voice data traffic generated by the other host is also transmitted in the same manner.
하지만, IP 패킷화된 음성데이터도 기존의 인터넷 트래픽과 망자원을 공유하므로, 일반 데이터 트래픽 폭주시나 망품질 저하시에 데이터 손실, 과도한 전송 지연, 비순차적 및 불규칙적 패킷 도달 등의 문제점이 발생할 수 있으며, 특히 연결성인 TCP 프로토콜이 아닌 미연결성의 UDP 프로토콜에 RTP 패킷을 실어 전송하기 때문에 과도한 패킷 손실이 발생하기 쉽다는 취약점을 지닌다. 이는 VoIP 가입자들이 느끼는 주관적 음성 품질에 심각한 악영향을 끼칠 수 있게 된다.However, since IP packetized voice data also shares network resources with existing Internet traffic, problems such as data loss, excessive transmission delay, out-of-order and irregular packet arrival may occur when general data traffic is congested or network quality is degraded. In particular, it has a vulnerability that excessive packet loss is likely to occur because RTP packets are transmitted in an unconnected UDP protocol rather than a connected TCP protocol. This can seriously affect the subjective voice quality felt by VoIP subscribers.
따라서 인터넷 망을 이용하는 VoIP는 음성 통화 품질을 보장하기 위한 무결점성이 요구되는 데이터 전송과 달리 실시간성이 더 요구되는 서비스로 인터넷 망의 실시간성의 한계에 따라 통화 품질의 저하가 중요한 문제로 제기되고 있다.Therefore, VoIP using the Internet network is a service that requires more real-time, unlike data transmission that requires flawlessness to guarantee voice call quality, and the degradation of call quality is an important issue due to the limitation of the real-time of the Internet network. .
VoIP 서비스를 제공하는 기관은 음성 통화 품질 저하에 따른 사용자의 불만을 해소하고, 서비스 이용자에게 유효한 통화 품질을 보장하기 위해 지속적으로 통화품질을 측정하고 분석할 필요가 있다.Institutions providing VoIP services need to continuously measure and analyze call quality in order to resolve user complaints caused by poor voice call quality and to ensure effective call quality for service users.
특히, 이러한 VoIP의 경우 독점적인 회선을 사용하는 PSTN과는 달리 유동적인 라인을 사용하기 때문에 인터넷의 네트워크 트래픽에 따라 상당수의 패킷 손실과 지연이 생길 가능성이 많으므로 PSTN 보다는 QoS(Service of Quality)가 떨어지고, 이에 따라 정확한 서비스품질 측정의 필요성이 강력하게 요구되고 있다.In particular, unlike the PSTN which uses a proprietary line, such VoIP uses a flexible line, which is likely to cause a large amount of packet loss and delay depending on the network traffic of the Internet. Therefore, QoS (Service of Quality) is higher than that of the PSTN. As a result, there is a strong demand for accurate service quality measurement.
상기와 같은 이유로 VoIP 음성통화의 품질을 측정하기 위한 기술의 예들이 [한국등록특허 제10-0984844호(2010.10.04. 공개), "VoIP 단말기 품질 측정 시스템 및 방법"](이하 선행기술 1), [한국등록특허 제10-0967892호(2010.07.06. 공개), "인터넷 전화의 품질 측정방법"](이하 선행기술 2), [한국공개특허 제10-2007-0060861호(2007.06.13. 공개), "VoIP망에서의 양방향 대화형 통화품질 측정 방법"](이하 선행기술 3) 등에 개시되어 있다.For the above reasons, examples of techniques for measuring the quality of a VoIP voice call are described in Korean Patent No. 10-0984844 (published on Oct. 4, 2010), "VFIIP terminal quality measuring system and method" (hereinafter, referred to as Prior Art 1). , [Registered Korean Patent No. 10-0967892 (published July 6, 2010), "Method for measuring the quality of Internet telephony"] (hereinafter, prior art 2), [Korea Patent Publication No. 10-2007-0060861 (Jul. 13, 2007). Publicly disclosed), " Method for measuring interactive interactive call quality in VoIP network " (hereinafter, referred to as prior art 3).
상기 선행기술 1은 VoIP 단말이 연결된 망에 단말측정장치를 연결하여 상기 VoIP 단말의 패킷 등을 수신하여 음성통화 품질을 측정하는 기술이고, 상기 선행기술 2는 측정장비가 인터넷 전화에 호를 연결하여 음성 데이터를 상기 인터넷 전화로 송신하고 다시 루프백으로 돌아오는 데이터를 측정하여 음성을 측정하는 기술이다. 그러나 상기 선행기술 1 및 2는 모두 단방향에서 음성통화 품질을 측정하기 때문에, 송신자와 수신자가 직접 음성통화를 하는 상황에서 발생하는 지연이나 지터 등의 측정은 불가능하다는 문제점을 갖고 있다.The
또한, 상기 선행기술 3은 VoIP망에서 종단간(End-to-End)의 양방향 대화형 통화품질 측정을 위하여, 객관적 품질 측정 방법인 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality)와 E-Model을 통합하여 새로운 방식의 E-Model을 적용한 기술이다. 그러나 상기 선행기술 3은 송신측 및 수신측에서 모두 통화품질 측정할 수 있다는 전제하에서 통화 품질을 측정하는 새로운 모델을 제안하는 기술이므로 측정 단말이 상기와 같은 새로운 모델로 구현되어야 한다는 문제점이 있다.In addition, the
따라서 종래의 VoIP 통신 프로토콜을 그대로 이용하면서 종단간 양방향에서 통화품질을 측정하는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for measuring call quality in end-to-end directions while using the conventional VoIP communication protocol.
특히, 최근에는 많은 기업 등이 조직 내에서 구축된 인터넷을 이용하여 VoIP 망을 구성하고 있다. 이때, 각 기업들은 보안을 위하여 내부망에 방화벽을 설치하고, VoIP 망에서의 음성통화를 암호화하여 통신하도록 규제하고 있다.In particular, in recent years, many companies, such as using the Internet established in the organization to configure the VoIP network. At this time, each company installs a firewall in the internal network for security and regulates the communication by encrypting the voice call in the VoIP network.
따라서 방화벽이 설치되고 암호화된 VoIP 망에서의 음성통화 품질을 양방향에서 보다 정확하게 측정하는 기술이 절실하다.
Therefore, a technique for more accurately measuring voice call quality in a firewalled and encrypted VoIP network in both directions is urgently needed.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방화벽이 설치된 내부망과 외부망 간의 암호화되어 전송되는 인터넷 전화의 통신 품질을 측정하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems as described above, and to provide a media quality measurement system in an encrypted VoIP network for measuring the communication quality of the Internet phone encrypted and transmitted between the internal network and the external network where the firewall is installed. will be.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 방화벽이 설치된 내부망과 외부망 간의 인터넷 전화의 통신 품질을 측정하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 관한 것으로서, 다수의 내부망 각각에 설치되는 다수의 측정단말로서, 인터넷 전화번호를 부여받고 인터넷 전화통화 기능을 구비하고, 상기 인터넷 전화번호로 통화시 통신 품질 데이터를 산출하는 다수의 측정단말; 및, 상기 측정단말과 SNMP(Simple Network Management Protocol) 프로토콜을 통해 통신하고, 상기 측정단말로 통화 명령을 전송하거나 상기 측정단말로부터 품질 데이터를 수집하는 서버를 포함하고, 상기 인터넷 전화통화의 프로토콜은 암호화되어 전송되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a media quality measurement system in an encrypted VoIP network that measures the communication quality of Internet telephony between an internal network and an external network where a firewall is installed. As a measurement terminal, a plurality of measurement terminals are provided with an Internet telephone number and have an Internet telephone call function, and calculate communication quality data when making a call to the Internet telephone number. And a server that communicates with the measurement terminal through a Simple Network Management Protocol (SNMP) protocol and transmits a call command to the measurement terminal or collects quality data from the measurement terminal, wherein the protocol of the Internet telephony call is encrypted. And is transmitted.
또, 본 발명은 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 있어서, 상기 서버는 스케줄링에 의해 상기 측정단말(이하 송신단말)에 상기 측정단말과 다른 측정단말(이하 수신단말)의 전화번호로 전화통화를 명령하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a system for measuring a media quality in an encrypted VoIP network, wherein the server calls the measuring terminal (hereinafter referred to as a transmitting terminal) to a telephone number of another measuring terminal (hereinafter referred to as a receiving terminal) by scheduling. It is characterized by commanding a call.
또, 본 발명은 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 있어서, 상기 측정단말은, 인터넷 전화통화를 위한 통화로를 형성하고, 테스트 음성을 송수신하는 통화처리부; 상기 테스트 음성을 포함하는 미디어로부터 품질 데이터를 산출하는 품질측정부; 상기 서버와 SNMP 프로토콜로 통신하는 서버통신부; 및, 상기 서버로부터 통화 명령을 수신하여 전화통화를 형성하거나, 상기 품질 데이터를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a media quality measurement system in an encrypted VoIP network, the measurement terminal comprising: a call processing unit for forming a call path for an internet telephone call and transmitting and receiving a test voice; A quality measuring unit calculating quality data from the media including the test voice; A server communication unit communicating with the server through an SNMP protocol; And a control unit configured to receive a call command from the server to form a phone call or to transmit the quality data to the server.
또, 본 발명은 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 있어서, 상기 서버통신부는 SNMP 트랩(SNMP Trap)을 이용하여, 상기 품질 데이터를 상기 서버로 전송하거나, 상기 서버로부터 통화 명령을 수신하는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention provides a system for measuring media quality in an encrypted VoIP network, wherein the server communication unit transmits the quality data to the server or receives a call command from the server using an SNMP trap. It is characterized by.
또, 본 발명은 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 있어서, 상기 품질측정부는 RTP(Real-time Transport Protocol)을 이용하여 상기 미디어의 품질을 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a media quality measurement system in an encrypted VoIP network, the quality measuring unit is characterized in that the quality of the media using the Real-time Transport Protocol (RTP).
또, 본 발명은 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 있어서, 상기 품질측정부는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)을 이용하여 상기 미디어의 품질을 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a media quality measurement system in an encrypted VoIP network, the quality measuring unit is characterized by measuring the quality of the media using the Real-time Transport Control Protocol (RTCP).
또, 본 발명은 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 있어서, 상기 품질 데이터는 R 값, MOS, 지연(delay), 지터(jitter), 패킷의 손실율(Packet Loss), 호 성공률 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is a media quality measurement system in an encrypted VoIP network, the quality data is any one of R value, MOS, delay, jitter, packet loss rate, call success rate It is characterized by including the above.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템에 의하면, 방화벽이 설치되고 암호화된 VoIP 망에서의 음성통화 품질을 양방향에서 보다 정확하게 측정할 수 있는 효과가 얻어진다.
As described above, according to the media quality measurement system in an encrypted VoIP network according to the present invention, an effect of more accurately measuring voice call quality in an encrypted VoIP network in which a firewall is installed is obtained in both directions.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 기본적인 인터넷 전화통화의 프로토콜을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정을 위한 측정단말의 구성에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 측정단말 간의 통신과정을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 서버와 측정단말 간의 메시지 교환 순서와 교환되는 메시지 내용을 도시한 것이다.1 is a diagram showing the configuration of an entire system for implementing the present invention.
2 illustrates a basic Internet telephony protocol in accordance with the present invention.
3 is a block diagram of a configuration of a measurement terminal for measuring media quality in an encrypted VoIP network according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a communication process between measurement terminals according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a message exchange order and message contents exchanged between a server and a measurement terminal according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
In addition, in describing this invention, the same code | symbol is attached | subjected and the repeated description is abbreviate | omitted.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.First, a configuration of a media quality measurement system in an encrypted VoIP network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템은 다수의 내부망(21a, 21b)과 인터넷망(22), 서버(40)로 구성된다. 각 내부망(21a, 21b)에는 IP 교환기(11), 라우터(12), 및 방화벽(13)으로 구성되고, 상기 내부망(21a, 21b)들은 인터넷망(22)을 통해 서로 연결되어 통신이 가능하다. 또한, 측정단말(30)은 각 내부망(21a, 21b)에 연결되어 구성된다. 또한, 서버(40)는 품질 데이터 또는 분석된 데이터, 스케쥴링 데이터 등 필요한 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스(50)를 더 구비할 수 있다.As shown in FIG. 1, a media quality measurement system in a VoIP network according to an embodiment of the present invention includes a plurality of
각 내부망(21a, 21b)은 하나의 조직 내에 구비된 망으로써 외부로부터 보호하기 위하여 방화벽(13)을 구비한다. 방화벽(13)은 네트워크 주소 변환(NAT, Network Address Translation) 기능을 구비할 수 있다. 즉, NAT를 통해 외부에는 공인 IP주소를 사용하고, 내부에서는 사설 IP주소를 사용한다.Each
IP 교환기(IP PBX)(11)는 교환기 외부 국선과 내부 회선을 기존의 TDM 방식의 실선 구간에서 IP 회선 (LAN, WAN 등)으로 사용할 수 있도록 디자인된 교환기이다.The IP switch (IP PBX) 11 is a switch designed to use an external trunk line and an internal line as an IP line (LAN, WAN, etc.) in a solid line section of a conventional TDM scheme.
측정단말(30)은 인터넷 통화기능이 구비되어, IP주소 및 인터넷 전화번호가 부여되고 IP 교환기(11)를 통해 다른 인터넷 전화단말 또는 다른 측정단말과 인터넷 전화통화로 연결된다.The
또한, 측정단말(30)은 다른 측정단말(30)과 인터넷 통화시 통신 품질 데이터를 산출하고, 산출된 품질 데이터를 임시로 저장한다. 그리고 측정단말(30)은 측정된 품질 데이터를 서버(40)에 전송한다.In addition, the
이때, 측정단말(30)은 SNMP(Simple Network Management Protocol, 단순 네트워크 관리 프로토콜) 프로토콜을 통해 서버(40)와 통신한다. 또한, 측정단말(30)은 방화벽(13)을 통과하기 위하여 홀 펀칭(Hole Punching) 기법을 적용하여, 서버(40)와 통신한다.In this case, the
또한, 측정단말(30)은 음성 통화와 관련된 데이터를 암호화하여 송수신하고, 호 연결시에도 암호화된 VoIP 프로토콜을 이용한다. 이때, 호 연결을 위해 SIP 프로토콜을 이용하고, 음성 또는 화상 데이터 전송을 위한 미디어 연결을 위해 RTP(Real-time Transport Protocol, 실시간 전송 프로토콜) 프로토콜을 사용한다. 또한, RTP 프로토콜의 QoS의 유지를 위해 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)를 이용한다.In addition, the
도 2에서 보는 바와 같이, SIP 프로토콜은 인터넷 전화 단말기가 통신 상대방을 식별하기 위하여 그 위치를 찾고, 상호간에 미디어 데이터 통신 세션을 생성, 삭제 또는 변경하기 위한 절차를 명시한 HTTP 기반 프로토콜이다. 이를 암호화한 프로토콜을 TLS 보안 프로토콜이다.As shown in Fig. 2, the SIP protocol is an HTTP-based protocol in which an Internet telephone terminal locates a location to identify a communication counterpart and specifies a procedure for creating, deleting, or modifying a media data communication session with each other. The protocol that encrypts this is the TLS security protocol.
또한, RTP는 미디어(오디오, 비디오)를 실시간으로 상대방에게 전송하기 위한 프로토콜로써 이를 암호화한 프로토콜이 sRTP이다. RTP(or sRTP)는 IP 네트웍을 통해 최단거리 경로로 상대방에게 전달되어야 되기 때문에 SIP와 달리 IP 교환기(IP-PBX 교환기)(11)를 경유할 필요가 없다.In addition, RTP is a protocol for transmitting media (audio, video) to a counterpart in real time, and the protocol that encrypts it is sRTP. RTP (or sRTP) does not need to pass through an IP switch (IP-PBX switch) 11 unlike SIP because the RTP (or sRTP) has to be delivered to the other party through the shortest path through the IP network.
즉, 측정단말(30)은 SIP(session initiation protocol) 연결을 위해, TLS(Transport Layer Security) 프로토콜을 이용하여 암호화 통신을 수행한다. 즉, 측정단말(30)은 TLS프로토콜을 통해 암호화된 SIP 프로토콜을 설정한다.That is, the
이를 통해, 측정단말(30)은 통신할 다른 측정단말과 세션키(또는 대칭키)를 서로 분배받아, 암호화된 미디어 통신을 수행한다.Through this, the
한편, 측정단말(30)은 암호화된 VoIP 통신을 수행하면서 품질 데이터를 산출한다. 품질 데이터는 R 값, MOS, 지연(delay), 지터(jitter), 패킷의 손실율(Packet Loss), 호 성공률 등이다.On the other hand, the
서버(40)는 SNMP 프로토콜을 통해 측정단말(30)에 통화 명령을 전송하거나, 측정단말(30)로부터 품질 데이터를 수신하여 수집한다. 특히, 서버(40)는 스케줄링에 의해 상기 측정단말(이하 송신단말)에 상기 측정단말과 다른 측정단말(이하 수신단말)의 전화번호로 전화통화를 명령한다.The
서버(40)는 측정단말(30)에게 통화 명령을 내릴 스케쥴링을 미리 구비하고, 상기 스케쥴링에 따라 측정단말(30)에 통화 명령을 전송한다. 앞서 설명한 바와 같이, 측정단말(30)은 통화명령에 의해 전화통화를 시도하고, 통화설정 및 통화 중에 품질 데이터를 산출한다.The
따라서 통화명령 스케쥴링에 의해 통화 품질 데이터가 수집되게 된다. 서버(40)는 측정단말(30)로부터 산출된 품질 데이터를 수집한다. 수집된 품질 데이터는 인터넷 전화통화의 품질을 측정하는 데이터로서 활용된다. 특히, 서버(40)는 송신측 측정단말과 수신측 측정단말로부터 모두 품질 데이터를 수집하여, 양방향에 의한 통화 품질을 보다 정확하게 측정할 수 있다.
Therefore, call quality data is collected by call order scheduling. The
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 측정단말의 구성에 대하여 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the configuration of the measurement terminal according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 측정단말(30)은 통화처리부(31), 품질측정부(32), 서버통신부(33), 및, 제어부(34)로 구성된다. 추가적으로 데이터를 저장하기 위한 메모리(35)를 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, in one embodiment of the present invention, the
통화처리부(31)는 인터넷 전화통화를 위한 통화로를 형성하고, 테스트 음성을 송수신한다.The
통화처리부(31)는 음성 통화와 관련된 데이터를 암호화하여 송수신하고, 호 연결시에도 암호화된 VoIP 프로토콜을 이용한다. 앞서 설명한 바와 같이, 호 연결을 위해 SIP 프로토콜을 이용하고, 음성 또는 화상 데이터 전송을 위한 미디어 연결을 위해 RTP 및 RTCP 프로토콜을 사용한다.The
또한, 통화처리부(31)는 SIP 연결을 위해, TLS 프로토콜을 이용하여 암호화 통신을 수행한다. 즉, 측정단말(30)은 TLS 프로토콜을 통해 암호화된 SIP 프로토콜을 설정한다. 이를 통해, 측정단말(30)은 통신할 다른 측정단말과 세션키(또는 대칭키)를 서로 분배받아, 암호화된 미디어 통신을 수행한다.In addition, the
도 4에서 보는 바와 같이, SIP 통신 프로토콜에서 음성이나 화상에 해당하는 RTP 미디어를 제외하고 측정단말(30) 간에 Send/Receive 되는 메시지들을 제어 메시지라고 한다. 도 4에서 TLS로 표기된 것이다.As shown in FIG. 4, messages transmitted / received between the
통화처리부(31)는 도 5a와 같은 SIP 통신을 진행하면서 암호화 과정을 수행한다. 즉, 본 발명은 위의 암호화 과정이 아니라 SIP 통신을 진행하면서 위의 암호화 과정을 수행할 수 있도록 적용한 것이다. 도 5b는 도 5a의 단계별로 송수신되는 메시지의 역할을 나타낸 것이다.The
도 5a의 서버는 단말과 단말 사이에 위치하면서 SIP 통신을 통해 발신 단말과 착신 단말을 VoIP로 연결해 주는 IP교환기(IP-PBX, 11)이다. 단말기 사이에 네트워크가 복잡해 지면 두 개 이상의 서버를 거쳐 연결될 수도 있다.The server of FIG. 5A is an IP exchanger (IP-PBX) 11 that is located between a terminal and a terminal and connects a calling terminal and a called terminal to VoIP through SIP communication. If the network becomes more complex between terminals, it can be connected through two or more servers.
또한, 통화처리부(31)에서 적용한 암호화 방식은 공개키 기반의 RSA 패키지를 사용하며 알고리즘으로 AES와 ARIA를 선택적으로 적용할 수 있게 하였다. 이를 위해, SIP 프로토콜 스택(stack)에서 OpenSSL 패키지를 사용하는 방법으로 구성하였으며 AES 또는 ARIA 알고리즘으로 암호화하도록 한다.In addition, the encryption method applied by the
한편, 통화처리부(31)는 미디어 메시지 암호화를 처리하여 송수신한다.On the other hand, the
즉, SIP 기반의 VoIP 통신에서 sRTP를 이용하는 방법으로, INVITE에 대한 200 OK의 SDP를 통해 네고가 이루어진다. 또한, INVITE 메시지 밑단에는 다른 요청들과는 달리 "SDP"라는 내용이 딸려있다.That is, as a method using sRTP in SIP-based VoIP communication, negogo is achieved through an SDP of 200 OK for INVITE. Also, at the bottom of the INVITE message, unlike other requests, "SDP" is attached.
이를 통해, 본 발명은 암호화 통신을 통해 트래픽 정보를 교환하면서 미디어의 품질측정을 할 수 있다.Through this, the present invention can measure the quality of media while exchanging traffic information through encrypted communication.
구체적으로, 인터넷 전화 또는 VoIP 통신을 하는 프로토콜 중에는 SIP Phone과 H.323 Phone이 있는데 최근의 추세는 SIP Phone이 더 많이 사용되고 있습니다. 여기서 SIP 프로토콜을 사용하는 전화기의 메시지를 신호 파트(Signaling Part)와 미디어 파트(Media Part)로 나누는데 신호 파트(Signaling Part)를 SIP라고 하며 이를 암호화 하면 TLS(Transport Layer Security)가 된다.Specifically, there are SIP Phones and H.323 Phones among the protocols for Internet telephony or VoIP communication. In recent years, SIP Phones are being used more and more. Here, the message of the phone using the SIP protocol is divided into a signaling part and a media part. The signaling part is called SIP, and when encrypted, it becomes TLS (Transport Layer Security).
또한, 미디어 파트(Media Part)인 RTP를 암호화 하면 sRTP가 된다. 이 두 가지 암호화 과정에서 사용하는 암호화 알고리즘으로 AES와 ARIA가 있다. 이 알고리즘을 사용할 수 있도록 실제로 구현한 부분의 인터넷(Internet) 초창기 암호화 기능이 SSL이고, 이것이 발전하여 현재 사용되고 있는 TLS가 된 것이다. 그리고, 암호화에서 사용한 Package가 OpenSSL이다.In addition, when the RTP which is a media part is encrypted, it becomes sRTP. The encryption algorithms used in these two encryption processes are AES and ARIA. The earliest encryption in the Internet that actually implemented this algorithm was SSL, and this has evolved to become the TLS in use today. The package used for encryption is OpenSSL.
SIP 기반의 VoIP 통신에서 sRTP를 이용할 때 INVITE의 SDES 즉, INVITE 메시지에 대한 200 OK의 SDES를 통해 네고가 성립된다. 이에 대한 예는 도 6에서 보는 바와 같다. 도 6에서 m=audio와 a=crypto 부분이 네고하는 정보이다.When using sRTP in SIP-based VoIP communication, Nego is established through SDES of INVITE, that is, 200 SDES of INVITE message. An example of this is as shown in FIG. 6. In FIG. 6, the m = audio and a = crypto parts are negotiated information.
한편, 암호화에 사용하는 방법은 도 7에 도시되는 바와 같다.On the other hand, the method used for encryption is as shown in FIG.
암호화가 추가됨으로 인해 데이터 처리에 있어 발신단말에서는 암호화 인코딩(Encoding) 과정이 추가되고 수신 단말에서는 암호화 디코딩(Decoding) 과정이 추가된다. 또한 본 발명은 암호화 방법에서도 확대(AES, ARIA)했다.
As encryption is added, an encryption encoding process is added at the source terminal, and an encryption decoding process is added at the receiving terminal. The present invention has also been extended (AES, ARIA) in the encryption method.
품질측정부(32)는 테스트 음성을 포함하는 미디어로부터 품질 데이터를 산출한다. 특히, 품질측정부(32)는 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)을 이용하여 상기 미디어의 품질을 측정한다.The
이때, 산출되는 품질 데이터는 R 값, MOS, 지연(delay), 지터(jitter), 패킷의 손실율(Packet Loss), 호 성공률 등이다.In this case, the calculated quality data includes R value, MOS, delay, jitter, packet loss, call success rate, and the like.
한편, 앞서 본 바와 같이, SIP 통신 또는 RTP를 통한 미디어의 송수신은 암호화되어 통신된다. 따라서 품질측정부(32)는 암호화 통신을 통해 트래픽 정보를 교환하면서 미디어의 품질측정을 할 수 있다.On the other hand, as previously seen, transmission and reception of media via SIP communication or RTP is encrypted and communicated. Therefore, the
품질측정 측면에서 본다면 네트워크 종단에 위한 단말과 단말 사이의 품질측정이 되기 때문에 단말기 뿐만 아니라 각 단말기 사이에 위치한 네트워크의 품질을 측정한다고 보면 될 것이다.In terms of quality measurement, since the quality is measured between the terminal and the terminal for the network end, it will be regarded as measuring the quality of the network located between each terminal as well as the terminal.
그리고 엄밀히 말하자면 품질측정 데이터로 사용되는 것이 RTP 즉, 음성이나 화상 데이터이기 때문에 각각의 서버를 모두 거치는 것이 아니라 RTP가 흘러가는 경로에 대한 품질측정이 이루어지는 것이다.Strictly speaking, since it is RTP, that is, audio or image data, which is used as quality measurement data, quality measurement is performed on the path through which RTP flows, not through each server.
품질측정을 위한 분석은 RTP 프로토콜 데이터에 대해서 이루어지며 RTP 데이터는 작은 패킷(packet) 단위로 나뉘어져 전송되게 된다. 송신단말에서 보내어진 패킷은 수신단말에서 수신되면서 품질측정값을 산출하게 된다.Analysis for quality measurement is performed on the RTP protocol data, and the RTP data is transmitted in small packet units. The packet sent from the transmitting terminal is received by the receiving terminal to calculate the quality measurement value.
측정된 각종 파라메타 값은 ITU-T 권고안인 E-Model에 의해 품질지표를 산출하게 된다.The measured parameter values are then used to calculate the quality indicators by the ITU-T Recommendation E-Model.
품질지표는 호 성공율, R-Value, MOS, 단방향 지연(One-way delay), 지터(jitter), 패킷손실율(Packet Loss Rate) 등이 있다. Quality indicators include call success rate, R-Value, MOS, one-way delay, jitter, and packet loss rate.
호 성공율은 총 시도한 통화 중 성공적으로 호 접속이 이루어진 정상 호들의 비율로서, SIP INVITE 패킷에 대한 SIP Response 패킷의 상태 코드값 비교 후 호 성공여부를 결정한다.The call success rate is the ratio of the normal calls that are successfully connected to the total attempted calls, and determines whether the call succeeds after comparing the status code values of the SIP Response packets with respect to the SIP INVITE packet.
R-밸류(Value)는 서비스 성능지표인 E-Model을 기반으로 한 종단간 음성 품질평가 등급으로서, E-Model 참조모델에서 제시된 20개의 세부 파라미터별 기본값 및 측정값(One-Way Delay, Packet Loss 등) 적용을 통한 결과값을 산출한다.R-Value is an end-to-end voice quality rating based on E-Model, a service performance indicator, and the default values and measured values (One-Way Delay, Packet Loss) for each of the 20 detailed parameters presented in the E-Model reference model. Etc.) The result value is calculated through application.
또한, 단방향 지연(One-way Delay)은 음성품질에 대한 피험자들의 의견을 점수화한 주관적인 평가값으로서, E-Model을 적용한 R-Value를 기초로 MOS값 산출한다.In addition, the one-way delay is a subjective evaluation value that scores the opinions of the subjects regarding the voice quality, and calculates the MOS value based on the R-Value to which the E-Model is applied.
지터(jitter)는 송신 단말에서 수신 단말까지의 패킷에 대한 End-to-End 단방향 지연의 변화량으로서, RTP Header의 "timestamp"필드와 SIP Header의 "A"필드를 참조하여 산출한다.Jitter is a change amount of the end-to-end unidirectional delay for the packet from the transmitting terminal to the receiving terminal, and is calculated by referring to the "timestamp" field of the RTP header and the "A" field of the SIP header.
패킷 손실율(Pakcet Loss Rate)은 SIP의 정상적인 호 연결 후 RTP 패킷 전송 중 발생하는 유실율로서, 임의 값에서 시작하여 전송되는 RTP 패킷에 대해 1씩 증가하는 RTP Header의 "Sequence Number"필드를 참조한 패킷 손실을 확인한다.Packet Loss Rate is the loss rate that occurs during RTP packet transmission after normal call connection of SIP. Packet loss referring to the "Sequence Number" field of RTP Header starting from a random value and increasing by 1 for transmitted RTP packet. Check.
즉, 송신 단말에서 전송된 RTCP SR 블럭 분석을 통해 얻어진 품질지표 값을 수신 단말에서 RTCP RR 블록에 측정값을 추가하여 전송한다. 그리고 RTCP 전달이 안될 경우 RTP 만으로 품질측정 가능하다. 시험 호 종료 또는 통화 중 일정 주기별로 RTCP SR/RR 패킷을 전송한다.
That is, a quality indicator value obtained through the analysis of the RTCP SR block transmitted from the transmitting terminal is added to the RTCP RR block by the receiving terminal and transmitted. And if RTCP is not delivered, quality can be measured by RTP alone. RTCP SR / RR packet is transmitted at regular intervals during the test call termination or call.
서버통신부(33)는 서버(40)와 SNMP 프로토콜로 통신한다.The
또한, 서버통신부(33)는 NAT를 구비한 방화벽(13)을 통과하기 위하여 홀 펀칭(Hole Punching) 방법을 적용하여 서버(40)와 통신한다. 홀 펀칭 방법은 NAT로 막혀있는 두 피어(peer)들 사이에 P2P 통신을 하기 위한 방법이다. 즉, 서버통신부(33)는 서버(40)에 UDP 패킷을 전송하고, 전송된 패킷의 IP 주소와 포트(Port) 정보를 이용하여 서버(40)의 통신 세션을 형성한다.In addition, the
또한, 서버통신부(33)는 SNMP 트랩(SNMP Trap)을 이용하여, 상기 품질 데이터를 서버(40)로 전송하거나, 서버(40)로부터 통화 명령을 수신한다.In addition, the
SNMP 통신이란 서버와 에이전트간의 통신이라고 할 수 있다. 품질측정시스템에서 서버란 품질관리시스템이 되고 에이전트는 프로브(Probe 또는 측정단말), 즉, 자세히 말하자면 프로브에 설치되는 SNMP 데몬(daemon)이다. 그러므로 프로브에는 SNMP 데몬(daemon)이 설치되어야 하며, 이 데몬을 통해서 서버와 명령을 주고 받을 수 있다.SNMP communication is the communication between the server and the agent. In a quality measurement system, a server is a quality management system, and an agent is a probe (probe or measurement terminal), that is, an SNMP daemon installed in the probe. Therefore, the probe must have an SNMP daemon installed that can send and receive commands to and from the server.
도 8에서 Management Station이 품질관리시스템 서버가 되며 Management Agent가 프로브(Probe 또는 측정단말)에 해당한다. 상호간의 통신 방법을 살펴보면 다음과 같다.In FIG. 8, the management station becomes a quality management system server and the management agent corresponds to a probe (probe or measurement terminal). Looking at the communication method between each other is as follows.
일반적인 경우 서버에서 get 명령어를 프로브로 보내면 프로브의 SNMP agent가 get에 해당하는 프로브의 값을 서버로 보낸다. 예를 들면 프로브 A의 상태를 알려고 할 때 사용하는 명령이다.In general, when the server sends a get command to the probe, the SNMP agent of the probe sends the value of the probe corresponding to get to the server. For example, this command is used to know the status of probe A.
Set 명령어는 프로브의 특정 파라미터(parameter) 값을 설정할 때 사용한다. get이나 set은 서버와 프로브 간에 요청(request)하면 응답(response)하는 동기적인 성격의 기능이다. 예를 들면 프로브 A의 측정주기를 10분으로 설정할 때 사용하는 명령이다. 또는 서버에서 프로브 A에서 프로브 B로 품질측정을 하도록 명령을 내릴 때 사용하는 기능이다.The Set command is used to set specific parameter values for the probe. A get or set is a synchronous feature that responds when requested between a server and a probe. For example, this command is used to set the measurement interval of probe A to 10 minutes. Alternatively, this function is used to command the server to measure quality from probe A to probe B.
트랩(Trap)은 프로브에서 발생하는 이벤트를 비동기적으로 서버로 보낼 때 사용하는 기능이다. 예를 들면 프로브 A와 프로브 B 간에 주기적으로 자동 측정되는 품질측정 값을 서버로 보낼 때 사용되는 기능이다.Traps are used to send events generated by probes to the server asynchronously. For example, this function is used to send the quality measurement value that is automatically measured periodically between probe A and probe B.
방화벽이 없을 경우에는 서버와 프로브 간에 통신 채널이 연결되어 있기 때문에 서버든 프로브이든 어디에서든지 위의 명령을 시작할 수 있다. 하지만 방화벽이 있는 상태에서는 그렇게 할 수 없다.In the absence of a firewall, there is a communication channel between the server and the probe, so you can start the above command from either the server or the probe. But you can't do that with a firewall.
NAT/FW의 기능은 외부 망에서 내부 망으로 통신 세션을 먼저 시작할 수는 없지만 내부 망에서 외부 망으로 통신 세션을 먼저 시작하면 일정 시간 동안(Keep alive time : NAT/FW에 따라 상이하다. 보통 약 30초 정도) 해당 포트(Port), 해당 외부 망에 위치하는 장비(또는 품질관리시스템)에서 열려진 세션을 통해 내부 장비(또는 프로브)와 통신이 가능하다.NAT / FW function cannot start communication session from external network to internal network first, but if you start communication session from internal network to external network first, it depends on the keep alive time (NAT / FW). About 30 seconds) It is possible to communicate with the internal device (or probe) through the session opened from the corresponding port and the equipment (or quality control system) located in the external network.
이러한 성질을 이용하여 NAT/FW 내부의 프로브에서 일정한 주기로 외부의 품질관리시스템 서버로 트랩(Trap)을 송신한다. 그러면 서버와 프로브는 NAT/FW을 경유하면서 원하는 SNMP 통신을 할 수 있다.Using this property, traps are sent from the probe inside NAT / FW to the external QC server at regular intervals. The server and probe can then make the desired SNMP communication via NAT / FW.
즉, 서버는 프로브로 명령을 내릴 수도 있고 프로브로 부터 응답 또는 트랩(Trap) 정보에 해당하는 품질측정값을 받을 수 있다.
That is, the server may issue a command to the probe and receive a quality measurement value corresponding to the response or trap information from the probe.
제어부(34)는 서버(40)로부터 통화 명령을 수신하여 전화통화를 형성하거나, 품질 데이터를 서버(40)로 전송하도록 제어한다.The
제어부(34)는 서버통신부(33)를 통해 서버(40)로부터 통화 명령을 수신하면, 통화처리부(31)를 통해 상대 측정단말(30)로 전화통화를 연결하도록 제어한다. 이때, 제어부(34)는 전화통화가 연결되는 동안 품질측정부(32)를 통해 전화통화의 품질을 측정하도록 제어한다.When the
또한, 제어부(34)는 산출된 품질 데이터를 서버통신부(33)를 통해 서버(40)에 전송하되, 주기적으로 품질 데이터를 수집하였다가 전송하거나, 하나의 전화통화가 종료되면 해당 전화통화에 대한 품질 데이터를 전송한다.In addition, the
도 8의 예에서, 발신 프로브 A와 착신 프로브 B 사이의 품질측정을 단방향에서 측정한다면 품질측정 결과값은 프로브 A에서 측정된 값, 즉 프로브 B가 보낸 미디어에 대한 품질측정값에 대한 품질지표값만 수집되게 된다. 한번의 통화로 단방향 경로(One Way Path)에 대한 품질측정값만 산출할 수 있다.In the example of FIG. 8, if the quality measurement between the originating probe A and the destination probe B is measured in one direction, the quality measurement result is the value measured at probe A, that is, the quality indicator value for the quality measurement for the media sent by probe B. Only will be collected. Only one measure of quality can be calculated for one way path.
만약, 동일한 조건에서 양방향 측정이 가능하다면 프로브 A에서는 프로브 B가 보낸 미디어에 대한 품질측정값을 산출할 것이고, 프로브 B에서는 프로브 A가 보낸 미디어를 가지고 품질측정값을 산출할 수 있다. 즉, 한번의 통화로 양방향으로 오가는 미디어에 대한 품질측정을 할 수 있기 때문에 결과값의 신뢰성이 증가할 것이며 효율적인 측정이 될 수 있다.If bi-directional measurement is possible under the same conditions, probe A may calculate a quality measurement for the media sent by probe B, and probe B may calculate a quality measurement with the media sent by probe A. In other words, the quality of the media can be measured in both directions with a single call, so the reliability of the result will be increased and efficient.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
11 : IP 교환기 12 : 라우터
13 : 방화벽 21a, 21b : 내부망
22 : 인터넷망 30 : 측정단말
40 : 서버 50 : 데이터베이스11: IP Switch 12: Router
13:
22: Internet network 30: measuring terminal
40: server 50: database
Claims (7)
다수의 내부망 각각에 설치되는 다수의 측정단말로서, 인터넷 전화번호를 부여받고 인터넷 전화통화 기능을 구비하고, 상기 인터넷 전화번호로 통화시 통신 품질 데이터를 산출하는 다수의 측정단말; 및,
상기 측정단말과 SNMP(Simple Network Management Protocol, 단순 네트워크 관리 프로토콜) 프로토콜을 통해 통신하고, 상기 측정단말로 통화 명령을 전송하거나 상기 측정단말로부터 품질 데이터를 수집하는 서버를 포함하고,
상기 인터넷 전화통화의 프로토콜은 암호화되어 전송되는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
In a media quality measurement system in an encrypted VoIP network that measures the communication quality of Internet telephony between the internal network and the external network where the firewall is installed,
A plurality of measurement terminals installed in each of the plurality of internal networks, a plurality of measurement terminals that are given an Internet telephone number and have an Internet telephone call function, and calculate communication quality data when the telephone number is called. And,
A server for communicating with the measurement terminal through a Simple Network Management Protocol (SNMP) protocol, transmitting a call command to the measurement terminal or collecting quality data from the measurement terminal,
The media quality measurement system in an encrypted VoIP network, characterized in that the protocol of the Internet telephony call is encrypted.
상기 서버는 스케줄링에 의해 상기 측정단말(이하 송신단말)에 상기 측정단말과 다른 측정단말(이하 수신단말)의 전화번호로 전화통화를 명령하는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
The method of claim 1,
The server instructs a telephone call to the measurement terminal (hereinafter referred to as a transmission terminal) to a telephone number of a measurement terminal different from the measurement terminal (hereinafter referred to as a reception terminal) by scheduling. .
인터넷 전화통화를 위한 통화로를 형성하고, 테스트 음성을 송수신하는 통화처리부;
상기 테스트 음성을 포함하는 미디어로부터 품질 데이터를 산출하는 품질측정부;
상기 서버와 SNMP 프로토콜로 통신하는 서버통신부; 및,
상기 서버로부터 통화 명령을 수신하여 전화통화를 형성하거나, 상기 품질 데이터를 상기 서버로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
The method of claim 1, wherein the measurement terminal,
A call processor for forming a call path for an internet phone call and transmitting and receiving a test voice;
A quality measuring unit calculating quality data from the media including the test voice;
A server communication unit communicating with the server through an SNMP protocol; And,
And a control unit configured to receive a call command from the server to form a telephone call or to transmit the quality data to the server.
상기 서버통신부는 SNMP 트랩(SNMP Trap)을 이용하여, 상기 품질 데이터를 상기 서버로 전송하거나, 상기 서버로부터 통화 명령을 수신하는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
The method of claim 3,
And the server communication unit transmits the quality data to the server or receives a call command from the server using an SNMP trap.
상기 품질측정부는 RTP(Real-time Transport Protocol)을 이용하여 상기 미디어의 품질을 측정하는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
The method of claim 3,
The quality measuring unit measures the quality of the media using a Real-time Transport Protocol (RTP).
상기 품질측정부는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)을 이용하여 상기 미디어의 품질을 측정하는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
The method of claim 5,
The quality measuring unit measures the quality of the media using a Real-time Transport Control Protocol (RTCP).
상기 품질 데이터는 R 값, MOS, 지연(delay), 지터(jitter), 패킷의 손실율(Packet Loss), 호 성공률 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화된 VoIP 망에서의 미디어 품질 측정 시스템.
The method of claim 1,
The quality data is a media quality measurement system in an encrypted VoIP network comprising at least one of an R value, a MOS, a delay, jitter, a packet loss rate, and a call success rate. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120039046A KR101174027B1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | A media quality probe system for internet phone telecommunication on the encrypted voip network |
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---|---|---|---|
KR1020120039046A KR101174027B1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | A media quality probe system for internet phone telecommunication on the encrypted voip network |
Publications (1)
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KR101174027B1 true KR101174027B1 (en) | 2012-08-16 |
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KR1020120039046A KR101174027B1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | A media quality probe system for internet phone telecommunication on the encrypted voip network |
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KR (1) | KR101174027B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100984844B1 (en) | 2010-04-15 | 2010-10-04 | 보라시스(주) | System and method for testing voip terminals |
-
2012
- 2012-04-16 KR KR1020120039046A patent/KR101174027B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100984844B1 (en) | 2010-04-15 | 2010-10-04 | 보라시스(주) | System and method for testing voip terminals |
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