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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