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Etude et mise en place d'un service voip dans un réseau universitaire cas de backbone de l'université de Kinshasa


par Fipa BUKUSU UKIFIMPA
Université de Kinshasa - Licence 2014
  

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II.5.6. Les protocoles VoIP

En termes de téléphonie sur IP, il faut distinguer plusieurs types de protocoles :

· Les protocoles de signalisation ;

· Les protocoles de transport de la voix.

Les protocoles signalétiques, ont la charge de régir les communications, de déterminer les appelés, de signaler les appelants, de gérer les absences, les sonneries, de négocier quel Codec pourra être utilisé.

Les protocoles de transport quant à eux, gère le transport de l'information sur un réseau. Ce type de protocoles est spécifique à la voix sur IP et aux applications nécessitant le transit de l'information en temps réel.

Voici une liste des principaux protocoles de VoIP :

· SIP ;

· IAX ;

· MGCP ;

· H.323 ;

Les protocoles propriétaires, sont des protocoles développés directement par les constructeurs et qui ne sont pas ouverts, ils fonctionnent donc uniquement avec les équipements de leurs fabricants. Chacun des grands constructeurs a créé ses propres protocoles, afin d'adapter ses équipements et de fidéliser le client sur leurs solutions propriétaires. Par exemple SCCP propriétaire Cisco, UA/NOE propriétaire d'ALCATEL et UNISTIM propriétaire Nortel.

II.5.6.1. Le protocole de signalisation

II.5.6.1.1. Le protocole MGCP

MGCP est le protocole de stimulation utilisé dans la téléphonie VoIP, aux côtés des protocoles SIP ou H.323 afin de pouvoir attribuer l'intelligence que doit avoir le terminal au commutateur. Les protocoles SIP et H.323, nécessitent l'un comme l'autre des téléphones capables d'interpréter des sous-protocoles de contrôle d'appel et de contrôle de médias pour pouvoir être utilisés seuls. Le problème est que si, dans une entreprise, pour une infrastructure donnée, on veut un comportement un peu différent, des téléphones purement SIP ou H.323 pourraient être trop intelligents pour comprendre.

Si l'on veut que l'arrivée d'un appel sur le poste d'un directeur se contente d'afficher sur l'écran le nom de la personne qui appelle mais déclenche une sonnerie sur le téléphone de l'assistante, la programmation SIP ou H.323 des terminaux ne permettrait pas de le faire facilement.

C'est pourquoi la plupart d'utilisateurs préfèrent mettre moins d'intelligence dans les téléphones pour pouvoir définir plus finement leur comportement à partir du commutateur. On parle dans ce cas de protocole de stimulation.

II.5.6.1.2. Le protocole H.323

Le protocole H.323 est une norme définie par l'UIT pour encadrer les procédures de signalisation nécessaires aux communications multimédia sur réseaux IP.

Ce protocole décrit le fonctionnement et l'interaction des quatre entités :

· Un terminal qui supporte les données sonores et, ou visuelles;

· Un Gateway qui permettra l'interconnexion avec d'autres réseaux téléphoniques;

· Un MCU qu'on appelle aussi serveur de conférence ;

· Un IPBX pour la conversion d'adresse, le routage de trafics ainsi que la coordination de toute l'entité H.3223.

Routeur

Soft phone

Terminal

Terminaux

Terminaux

Figure 31. Interaction entre quatre entités décrit par H.323

Le H.323 est un protocole de communication réunissant un ensemble de normes utilisées pour l'envoi de données audio et vidéo sur Internet. Il existe depuis 1996 et à subit plusieurs variation dû aux contributions de la communauté Open Source.

Ø Fonctionnement

Le protocole H.323 est utilisé pour l'interactivité en temps réel, notamment la visioconférence, il gère la signalisation, l'enregistrement, le contrôle d'admission ainsi que le transport et encodage. Il s'inspire du protocole H.320 qui proposait une solution pour la visioconférence sur un réseau RNIS. Nous pouvons dire que le protocole H.323 est une adaptation de H.320 pour les réseaux IP.

Ø Description des éléments décrit par H.323

1. Les terminaux 

Dans un contexte de téléphonie sur IP, deux types de terminaux H.323 sont Aujourd'hui disponibles. Un poste téléphonique IP raccordés directement au réseau local, ou un PC multimédia sur lequel est installée une application compatible H.323.

2. Les passerelles (GW)

La Passerelle interconnecte un réseau IP et un autre réseau téléphonique, celui-ci pouvant être soit le réseau téléphonique public, soit un réseau téléphonique d'entreprise. Les GW assurent la correspondance de la signalisation et des signaux de contrôle et la cohésion entre les médias. Pour ce faire, elles implémentent les fonctions traditionnelles de transcodage audio qui sont compression, décompression, modulation, démodulation, suppression d'échos, suppression des silences et de contrôle d'appels.

Les passerelles sont le plus souvent implémentées sur des serveurs informatiques standards équipés d'interfaces particuliers pour la téléphonie et d'interfaces réseau, par exemple de type Ethernet. La fonctionnalité de passerelle peut toutefois être intégrée directement dans le routeur ainsi que dans les IPBX eux-mêmes.

3. Les Gatekeepers 

Ils sont des éléments optionnels dans une solution H.323. Ils ont pour rôle de réaliser la traduction d'adresse par exemple le numéro de téléphone en adresse IP et la gestion des autorisations. Cette dernière permet de donner ou non la permission d'effectuer un appel, de limiter la bande passante si besoin et de gérer le trafic sur le réseau local. Ils gèrent également les téléphones classiques et la signalisation permettant de router les appels afin d'offrir des services supplémentaires.

4. Les Unités de Contrôle Multipoint (MCU)

Cet équipement permet aux clients de se connecter aux sessions de conférence de données. Les unités de contrôle multipoint peuvent communiquer entre elles pour échanger des informations de conférence. Dans un contexte de téléphonie sur IP, la signalisation a pour objectif de réaliser les fonctions suivantes :

· Recherche et traduction d'adresses sur base du numéro de téléphone du destinataire, il s'agit de trouver son adresse ou l'adresse IP de la passerelle desservant le destinataire.

· Cette fonction est prise en charge par le Gatekeeper ;

· Dans le cas d'une passerelle, sa fonction est de supporter la signalisation propre à l'équipement téléphonique à laquelle elle est raccordée et de traduire cette signalisation dans le format défini dans H.323. Le contrôle d'appel est pris en charge soit par les équipements terminaux soit par le Gatekeeper.

Dans ce dernier cas, tous les messages de signalisation sont routés passant par le Gatekeeper, celui-ci jouant un rôle similaire à celui d'un IPBX. Et peut offrir les services supplémentaires suivant : déviation, transfert d'appel, conférence, etc.

Trois protocoles de signalisation sont spécifiés dans le cadre de H.323 à savoir :

RAS : Ce protocole est utilisé pour communiquer avec un Gatekeeper. Il sert notamment aux équipements terminaux de découvrir l'existence d'un Gatekeeper et s'enregistrer auprès de ce dernier ainsi que pour les demandes de traduction d'adresses. La signalisation RAS utilise des messages H.225.0 6 transmis sur un protocole de transport non fiable.

Q.931: H.323 utilise une version simplifiée de la signalisation RNIS Q.931 pour l'établissement et le contrôle d'appels téléphoniques sur IP. Cette version simplifiée est également spécifiée dans la norme H.225.0.

H.245: ce protocole est utilisé pour l'échange de capacités entre deux équipements terminaux. Il est aussi utilisé par ces derniers pour s'accorder sur le type de codec à activer. Il peut également servir à mesurer le retard aller-retour d'une communication.

Ø Déroulement d'une communication H.323

Une communication H.323 se déroule en cinq phases :

· établissement d'appel;

· échange de capacité et réservation éventuelle de la bande passante à travers le protocole RSVP;

· établissement de la communication audio-visuelle;

· invocation éventuelle de services en phase d'appel;

· libération de l'appel.

Les différents protocoles qui constituent le H.323 sont représentés dans la figure 32.

Figure 32. H.323 dans OSI

II.5.6.1.3. Le protocole SIP

Ø Présentation

Publié en 1999 par l'IETF le protocole d'ouverture de session SIP appartient au niveau 7 du modèle de référence OSI, il permet à deux téléphones IP de créer et de terminer seuls une session IP. SIP est un protocole de plus en plus utilisé actuellement dans le monde de la voix sur IP.

Il s'agit d'un protocole de signalisation utilisé pour ouvrir, modifier et libérer la session dans un environnement IP, les modifier et les fermer, Il ne transporte pas la voix.

Une session peut tout simplement être un appel téléphonique en réception ou en émission ou alors une mise en relation de plusieurs supports multimédias au même instant.

Ø Caractéristiques du protocole SIP

Le protocole SIP est caractérisé par sa portabilité, une requête peut être redirigée en fonction du point de localisation du participant. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :

1. Fixation d'un compte SIP

Il est important de s'assurer que la personne appelée soit toujours joignable. Pour cela, un compte SIP sera associé à un nom unique. Si en tant qu'utilisateur d'un service de voix sur IP, vous disposez d'un compte SIP et que chaque fois que vous redémarrez votre ordinateur, votre adresse IP change, vous devez cependant toujours être joignable.

Votre compte SIP doit donc être associé à un serveur SIP (proxy SIP) dont l'adresse IP est fixe. Ce serveur vous allouera un compte et vous permettra d'effectuer ou de recevoir des appels quel que soit votre emplacement.

2. Négociations des médias supportés

Cela permet à un groupe durant un appel de négocier sur les types de médias supportés. Par exemple, la vidéo peut être ou ne pas être supportée lors d'une session.

3. Gestion des participants

Durant une session d'appel, des nouveaux participants peuvent joindre les participants d'une session déjà ouverte en se joignant directement, en étant transférés ou en étant mis en attente.

4. Changement des caractéristiques durant une session

Un utilisateur doit pouvoir modifier les caractéristiques d'un appel en cours. Par exemple, un appel initialement configuré en voix uniquement peut être modifié en voix plus vidéo.

5. Adressage

Les utilisateurs disposant d'un compte SIP disposent d'une adresse ressemblant à une adresse mail. Ex : sip: votrenuméro@sip.unikin.cd. Dans cette adresse votre numéro est le compte SIP de l'utilisateur. Ce compte SIP est unique pour chaque utilisateur.

Ø Fonctionnement du protocole SIP

1. Enregistrement

Un serveur Registrar traite les requêtes d'enregistrement REGISTER émises par les terminaux SIP. La possibilité offerte aux terminaux SIP de s'enregistrer sur un serveur permet de les localiser. En effet, une fois le processus d'enregistrement achevé, le serveur Registrar stocke l'adresse IP du terminal enregistré, qui sera retournée en réponse à une interrogation de recherche de la part d'une autre entité SIP.

L'enregistrement d'un terminal SIP nécessite que ce dernier s'authentifie auprès du serveur Registrar.

La méthode d'authentification repose sur la présentation d'un challenge au client, qui

renvoie une réponse au serveur, comme nous le montre la figure ci-dessous..

Serveur Registrar

Terminal

Figure 33. Processus d'enregistrement du protocole SIP

Ø Architecture protocole SIP

Il est nécessaire de distinguer deux composants dans un système SIP :

· L'UAS qui représente l'agent de la partie appelée. C'est une application de type serveur qui contacte l'utilisateur lorsqu'une requête SIP est reçue. Puis, elle renvoie une réponse au nom de l'utilisateur.

· L'U.A.C qui représente l'agent de la partie appelante. Le client initie les appels et le serveur répond aux appels initiés par le client. Un utilisateur peut utiliser des outils tels qu'un téléphone IP, un PDA, un casque ou même un logiciel pour effectuer et recevoir ses appels.

Voici les différents éléments que l'on retrouve dans une architecture SIP :

1. Le relai mandataire ou PS, auquel est relié un terminal fixe ou mobile, agit à la fois comme un client et comme un serveur. Un tel serveur peut interpréter et modifier les messages qu'il reçoit avant de les retransmettre.

2. Le RS réalise simplement un mapping d'adresses vers une ou plusieurs nouvelles adresses. Lorsqu'un client appelle un terminal mobile il y a redirection vers le PS le plus proche ou en mode multicast le message émis est redirigé vers toutes les sorties auxquelles sont reliés les destinataires voir figure 3.14.

3. LS, fournit la position courante des utilisateurs dont la communication traverse les Rs et PS auxquels il est rattaché. Cette fonction est assurée par le service de localisation.

4. Le Registrar, c'est un serveur qui accepte les requêtes Register et offre également un service de localisation comme le LS. Chaque PS ou RS est généralement relié à un Registrar. Astersik est un Regitrar lorsqu'il utilise le protocole SIP La principale fonction du serveur est de gérer les comptes SIP alloués aux utilisateurs. Chaque utilisateur dispose d'un compte unique afin que l'appelant puisse toujours joindre la personne qu'elle souhaite appeler via le compte SIP étant donné qu'il ne peut connaître à l'avance son adresse IP.

Figure 34. Architecture d'un système SIP

II.5.6.1.4. Protocole IAX

Le protocole d'Echange IAX propose une alternative aux protocoles de signalisation tels que SIP.

Le protocole IAX a été créé dans le cadre du projet de PBX Open source Asterisk. Contrairement à SIP qui utilise 2 paires de flux, l'une pour la signalisation, l'autre pour la voix, IAX utilise une seule paire de flux pour communiquer entre les extrémités de la ligne.

La signalisation comme les données sont transmises sur le même canal, par opposition à SIP qui utilise un second canal pour les flux de données transportant la voix.

Synthétiquement le protocole IAX se révèle un bon candidat à la VoIP en région émergente, pour trois raisons:

· Minimise la bande passante par appel;

· Inclus le support des réseaux NAT ;

· Réduit la consommation de la bande passante pour un ensemble d'appels par l'utilisation du trunking.

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"En amour, en art, en politique, il faut nous arranger pour que notre légèreté pèse lourd dans la balance."   Sacha Guitry