NAT, SIP и Asterisk

Image via Wikipedia

Трансляция сетевых адресов (NAT) является обычной практикой в сети и нередко мешает прохождению голосовых пакетов и инициализации соединений. Решение этой проблемы требует понимания принципов работы NAT и VoIP. В этой статье рассматривается протокол SIP и Asterisk, но проблемы и решения применимы и к большинству других приложений и протоколов.
NAT используется, чтобы скрыть многочисленные локальные адреса, за каким-то внешним узлом, обеспечивая безопасность и структуризацию сети.
Когда пакет проходит шлюз (gateway), IP-адрес локального источника заменяется на внешний IP-адрес. При ответе шлюз направляет пакет на исходный локальный адрес. Также шлюз блокирует внешние запросы не имеющие явных внутренних источников, но возможно пробросить пакеты пришедшие на определенные порты, на заранее заданные IP адреса внутри сети.

Reinvite

Первый абонент запрашивает соединение у второго , сообщая свой IP адрес. Второй отвечает, сообщая свой IP. Голосовые пакеты направляются напрямую абонентам, минуя SIP сервер. Передача голосовых пакетов напрямую абонентам, минуя Asterisk, называется RE-INVITE или Native Bridge.
NAT может вызвать проблемы в нескольких местах.

• Если одна из АТС находится за NAT, другая АТС не сможет связаться с ней, без проброса портов.
• Если телефон находится за NAT, голосовые пакеты могут быть направлены на немаршрутизируемый адрес в сети, что приведет к потере звука.

Клиент за NAT

В простейшей ситуации SIP клиент находясь за NAT, обращается к внешнему интерфейсу Asterisk. SIP клиент при регистрации на сервере создает запись в таблице трансляций, которая сохраняется, пока проходит хотя бы один пакет в минуту. В файле sip.conf требуется определить параметры сети и свойства удаленного пира.

[general]
localnet=192.168.0.0/255.255.255.0 ; локальная сеть
externip=x.x.x.x                   ; внешний ip адрес

[sip_phone]             
nat=yes
qualify=300                    ; проверять соединение каждые 300 мс.

При такой конфигурации Asterisk использует внешний IP адрес externip для вызовов клиентов с параметром nat=yes . Дополнительно параметр qualify=yes поддерживает соединение, не позволяя удалять запись из таблицы трансляций.

SIP клиенты и Asterisk за NAT

Все усложняется если и Asterisk, и клиенты, находятся за NAT. Клиенты с внешней стороны не смогут получать SIP сообщения и принимать звонки. Или в SIP сообщении будет указан локальный IP адрес телефона, что приведет к потере звука.
Чтобы избежать потери звука запретите re-invite в файле sip.conf

[general]
canreinvite => no

Но клиенты находящиеся за NAT, все равно не смогут инициировать соединение с Asterisk и направить голосовые пакеты RTP на требуемый екстеншен. Для того чтобы это работало, надо пробросить требуемые порты через брандмауер на Asterisk. Диапазон RTP портов используемых Asterisk, назначается в файле rtp.conf.

[general]
rtpstart=10000 
rtpend=10100                  

По умолчанию задан диапазон от 10000 до 20000. Измените диапазон в соответсвии с вашими потребностями (по два порта на каждый конкурирующий вызов).
Для нормальной работы за NAT, потребуется пробросить диапазон RTP портов в соответсвии с настройками в файле rtp.conf и порт SIP(обычно 5060). В iptables это будет выглядеть так:

iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p udp \
-m udp --dport 10000:10100 -j DNAT \
--to-destination 192.168.1.10
iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p udp \
-m udp --dport 5060 -j DNAT \
--to-destination 192.168.1.10

Где eth0 - внешний интерфейс, а 192.168.1.10 - IP адрес Asterisk.

Основные параметры конфигурации NAT для Asterisk

sip.conf

port= Порт используемый SIP протоколом для сигнализации (default=5060)
bindaddr= IP адрес Asterisk, если указано 0.0.0.0, то любой адрес.
externip= Этот параметр задается в секции [general] файла sip.conf и указывает внешний IP адрес, или имя хоста на вашем устройстве NAT.

externip=123.123.123.123

Этот адрес будет использован для общения с устройствами с установленным параметром nat=yes.
localnet= Этот параметр задается в секции [general] файла sip.conf и указывает на локальную сеть и используется для обращения к устройствам с параметром nat=no.

localnet=192.168.0.0/255.255.255.0

nat= Этот параметр определяет тип настройки для пользователей, пытающихся подключиться к серверу Asterisk.
Возможные значения:
NAT= yes, no, never, route

NAT=route

Asterisk будет отправлять голосовые пакеты на порт и IP адрес с которого их получает а не указанные в SIP и SDP сообщениях.
Это будет работать только, если телефоны за NAT будут использовать для одинаковый порт для голосовых пакетов RTP и одинаковый (но отличный от голосового) для сигнализации RTCP.
qualify= Эта опция имеет два назначения.Первое - поддерживать запись в таблице трансляций NAT и контролировать регистрацию телефона.
Возможные значения:

qualify=yes 

Этот параметр задает проверку по умолчанию каждые 2 секунды.

qualify=no

Это выключает проверку.

qualify=300

Включает проверку через заданное время в 300 ms.

rtp.conf

rtpstart=10000

Задает первый порт диапазона для приема и оправки голосовых пакетов RTP.

rtpend=10100

Задает последний порт диапазона для приема и оправки голосовых пакетов RTP.
FreePBX за NAT