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Gestion d'interconnexion et dérégulation de flux d'appel dans serveur téléphonique elastix

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par Dermand MESONGOLO
UNIKIN - Licence 2013
  

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I.3. LES ELEMENTS DE BASE DES RESEAUX

Les réseaux ont pour fonction de transporter des données d'une machine terminale vers une autre machine terminale. Pour ce faire, une série d'étapes sont nécessaires. Tout d'abord, il faut un environnement matériel utilisant des câbles terrestres ou des ondes radio. Ensuite, il faut un environnement logiciel composé de protocoles, c'est-à-dire de règles permettant de décider de la façon de traiter les données à transporter.

Cette première partie vise à poser les fondements des réseaux et à présenter en détail les matériels nécessaires à la construction d'un réseau, ainsi que les principales architectures protocolaires.

I.3.1. Les réseaux numériques

Ce paragraphe introduit les techniques utilisées dans les réseaux pour transporter les données d'un utilisateur vers un autre utilisateur. II examine les différentes catégories de réseaux, informatiques, de télécommunications et de vidéo et en déduit les objectifs d'un réseau multimédia et les fonctions nécessaires pour réaliser le transport de nombreux medias simultanément.

Le premier point que nous examinerons concerne le transfert de données, c'est-à-dire le moyen de transférer un paquet d'information de noeud en noeud jusqu'à ce qu'il atteigne le récepteur. Le mot transfert de paquets est un mot réservé, qui indique les moyens mis en oeuvre pour acheminer des données mises dans un paquet d'une extrémité à une autre d'un réseau.

I.3.2. Le transfert de paquets

La technique de transport des données sous forme numérique, c'est-à-dire sous forme de 0 et de 1, que l'on a adoptée depuis la fin des années 60 s'appelle le transfert de paquets. Toutes les informations à transporter sont découpées en paquets pour être acheminées d'une extrémité à une autre du réseau. Cette technique est illustrée à la figure 1.1. Dans cette figure, l'équipement terminal A souhaité envoyer à B un message.

Figure 1: La technique de transfert de paquets.

Le message est découpé en trois paquets, qui sont émis de l'équipement terminal vers le premier noeud du réseau, lesquelles envoie à un deuxième noeud, et ainsi de suite, jusqu'à ce qu'ils arrivent à l'équipement terminal B.

Le paquet peut provenir de différents types de sources. A la figure 1.1, nous avons supposé que la source était un message prépare par l'émetteur, telle une page de texte préparée avec un système de traitement de texte. Le terme message est beaucoup plus vaste et recoupe toutes les formes sous lesquelles de 1'information peut se présenter. Cela va d'une page Web à un flot de parole téléphonique représentant une conversation. Dans la parole téléphonique, l'information est regroupée pour être placée dans un paquet, comme illustre à la figure 2.

Dans cette figure, la combine téléphonique produit des octets. Ces octets remplissent petit à petit un paquet. Des que celui-ci est plein, il est émis vers le destinataire. Une fois le paquet arrive à la station terminale, le processus inverse s'effectue, restituant des octets régulièrement à partir du paquet pour reconstituer la parole téléphonique.

Figure 2 : Un flot de paquets téléphoniques.

Le réseau de transfert est lui-même composé de noeuds, appelés noeuds de transfert, reliés entre eux par des lignes de communication, sur lesquelles sont émis les éléments binaires constituant les paquets. Le travail d'un noeud de transfert consiste à recevoir des paquets et à déterminer vers quel noeud suivant ces deniers doivent être achemines.

Le paquet forme donc l'entité de base, transférée de noeud en noeud jusqu'à atteindre le récepteur. Suivant les cas, ce paquet doit être regroupe avec d'autres paquets pour reconstituer l'information transmise. L'action consistant à remplir un paquet avec des octets s'appelle la mise en paquet, ou encore la paquétisation, et l'action inverse, consistant à retrouver un flot d'octets à partir d'un paquet, la dépaquetisation. L'architecture d'un réseau est définie principalement par la façon dont les paquets sont transmis d'une extrémité à une autre du réseau. De nombreuses variantes existent pour cela, comme celle consistant à faire passer les paquets toujours par la même route ou, au contraire, ales faire transiter par des routes distinctes de façon à minimiser les délais de traversée.

Pour identifier correctement toutes les composantes nécessaires à la bonne marche d'un réseau à transfert de paquets, un modèle de référence a été mis au point. Ce modèle définit une partition de l'architecture en sept niveaux, prenant en charge l'ensemble des fonctions nécessaires au transport et à la gestion des paquets. Ces sept couches de protocoles ne sont pas toutes indispensables à des réseaux qui ne visent pas à être généralistes. Chaque niveau, ou couche, offre un service au niveau supérieur et utilise les services du niveau inférieur.

Pour offrir ces services, les couches disposent de protocoles, qui appliquent les algorithmes nécessaires à la bonne marche des opérations. Une telle architecture est illustrée à la figure 3. Dans cette figure, nous avons supposé que l'architecture était découpée en sept niveaux, ce qui est le cas du modèle de référence. Pour expliciter ce schéma, indiquons, par exemple, que le niveau 3 représente le niveau paquet, c'est-à-dire qu'il définit les algorithmes nécessaires pour que les entités de niveau 3, les paquets, soient acheminés correctement de l'émetteur au récepteur. Le niveau 7 est le niveau application. Le rôle du protocole de niveau 7 est de transporter correctement l'entité de niveau 7, le message utilisateur, de l'équipement émetteur à l'équipement récepteur.

Figure 3 : Architecture d'un réseau à sept niveaux.

La structure en couches simplifie considérablement la compréhension globale du système et facilite sa mise en oeuvre. On peut, par exemple, remplacer une couche par une autre de même niveau sans avoir à toucher aux autres niveaux. On ne modifie de la sorte qu'une partie de l'architecture sans avoir à tout changer. Les interfaces entre couches doivent être respectées pour sauvegarder la simplicité de l'édifice.

Nous avons parlé du modèle de référence car, comme son nom l'indique, il sert de repère aux autres architectures. Une autre architecture, l'architecture TCP/IP, a été définie un peu avant le modèle de référence par le Ministère Américain de la Défense. Son rôle premier était d'uniformiser la vision externe des différents réseaux utilisés dans le département d'Etat américain de façon à les interconnecter facilement. Cette architecture TCP/IP a été adoptée par le réseau Internet, ce qui lui a offert une diffusion particulièrement importante.

Conçues au départ pour des réseaux d'ordinateurs, ces architectures sont en cours de modification pour prendre en charge des applications telles que la téléphonie ou le transport de la vidéo. Une troisième architecture dite ATM (Asynchronous Transfer Mode), a été proposée par l'UIT-T (Union internationale des télécommunications standardisation du secteur télécommunications), l'organisme international de normalisation des télécommunications, pour les applications utilisant à la fois les données, la téléphonie et l'image. Provenant principalement du monde des télécommunications, cette architecture est particulièrement bien adaptée au transport de flux continus, comme la parole téléphonique.

Sous le concept de transfert de paquets, deux grandes techniques se disputent la suprématie : la commutation de paquets et le routage de paquets. En termes simples, dans le routage, les paquets d'un même client peuvent prendre des chemins différents, tandis que, dans la commutation, tous les paquets d'un même client suivent un chemin détermine à l'avance. De nombreuses variantes de ces techniques ont été proposées, comme nous le verrons dans la suite de ce cours.

Certaines applications, comme la parole téléphonique, posent des problèmes spécifiques de transport lorsqu'elles sont acheminées sous forme de paquets. La difficulté réside dans la récupération du synchronisme, le flot de parole devant être reconstitue au récepteur avec des contraintes temporelles fortes. En supposant qu'une conversation téléphonique entre deux individus accepte un retard de 150 ms, il n'est possible de resynchroniser les octets a la sortie que si le temps total de paquetisation-dépaquetisation et de traversée du réseau est inférieur à 150 ms. Ce sont les fonctions intelligentes disponibles dans les terminaux informatiques qui permettent cette resynchronisation.

II est évident que si le terminal est non intelligent, cette reconstruction du flux synchrone est quasiment impossible après la traversée d'un réseau à transfert de paquets un tant soit peu complexe. Par exemple, les réseaux de type Internet ont du mal à prendre en compte ces contraintes.

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"Aux âmes bien nées, la valeur n'attend point le nombre des années"   Corneille