Présentation VoIP Signalisation

Présentation VoIP : sommaire • Architecture du réseau : les équipements • Les protocoles SIP et H323 • Call flow en SIP et H323 • Prise de trace sous ETHEREAL

Architecture générale GK H323 VoIP : GK H323 Architecture générale Architecture générale GK H323 Gatekeeper H323 Terminal H323 Plate-forme de Service

Architecture générale CS VoIP : Call Server Architecture générale Architecture générale CS

Principe VoIP: équipements Principe de la VoIP : les équipements Principe VoIP: équipements • Gateway : NAS Voip faisant l’interface entre les réseaux IP et RTC • Gatekeeper Service : Plateforme gérant les abonnés IP résidentiels ( Livebox ) ou entreprises ( IPBX GC ou PME ) • Gatekeeper Réseau : élément essentiel dans la gestion des appels IP vers PSTN ou PSTN vers IP 4 fonctions principales : - Annuaire entre le numéro E164 et l’adresse IP - Enregistrement des gateways H323 - Autorisation ou non du routage des appels - Gestion de la taxation des appels s’il y a lieu

Le protocole H323 (1) Contrôle des données Audio Vidéo Contrôle H.7xx H.26x GB Reg Admin Suivi RTCP H.225.0 H.245 T.120 TCP UDP IP

Le protocole H323 (2) Protocole H323 2 H.323 : protocole normalisé ITU et intervenant dans la réalisation des communications audio sur IP. C’est un ensemble de protocoles : - RAS : découverte de GK, enregistrement GW, initialisation d’un appel ( UDP ) - H.225.0 : protocole de signalisation permettant de réaliser l’appel ( TCP ) - H.245 : échange des capacités et négociation des CODEC pour l’ouverture des canaux logiques ( TCP ) - RTP et RTCP : flux audio ( UDP ) - H.450 : pour les services supplémentaires

H323 : Les principaux messages RAS Messages d’enregistrement et de désenregistrement : GRQ Gatekeeper Request RRQ Registration Request URQ Unregistration Request Réponses : GCF, RCF, RRJ, UCF, URJ Messages d’établissement et relachement de l’appel : ARQ Admission Request LRQ Location Request DRQ Disengage Request Réponses : ACF, ARJ, LCF, LRJ, DCF, DRJ

H323 : Les principaux messages H225.0 Messages d’établissement d’appel : Alerting (0x01) Call Proceeding (0x02) Connect (0x07) Progress (0x03) Setup (0x05) Facility (0x62) Messages de relachement de d’appel : Disconnect (0x45) Release Complete (0x5a) Release (0x4d)

H323 : Les principaux messages H245 Messages d’établissement d’appel : TerminalCapabilitySet  informe le terminal distant des capacités ( Codecs ) en sa possession MasterSlaveDetermination  détermine quel terminal sera décideur dans la négociation des codecs. Réponse dans le : MasterSlaveDeterminationAck OpenLogicalChannel  message servant à l’ouverture des canaux logiques pour échange des flux média ( RTP )

Principe d’un appel VoIP 1/2 Principe d’un appel H323 : enregistrement RAS* Principe d’un appel VoIP 1/2 Gatekeeper A Gatekeeper B Port 1718 / 1719 GCF Port 1719 RCF GCF RCF IP Network RRQ GRQ RRQ GRQ En multicast ou non ( 224.0.1.41 ) V V Gateway B Gateway A Gateway B *Registration, Admission and Status

Principe d’un appel VoIP 2/2 Principe d’un appel H323 : établissement d’appel Principe d’un appel VoIP 2/2 Gatekeeper A Gatekeeper B LRQ Port 1719 LCF ACF TCP Port 1720 H.225 (Q.931) Setup H.225 Alert & Connect Setup ACF A & C TCP IP Network TCP Setup Alert & Connect ARQ H.245 codecs, port udp ARQ V RTP / RTCP(UDP) V Gateway B Gateway A Gateway B Phone A Phone B

Architecture synthétique du GK Synthétique GK Serveur RaDius Mémorisation du contexte de l’appel SMC ProXy Taxation Disponibilité GW Routage via module RSD GateKeeper (gkd) GK Gère les paquets TCP H.323 rd H.323 qd Gère les datagrammes UDP Piles RadVision

3. Resource Availability Check Traitement d’appel dans le GK Traitement appel GK 3. Resource Availability Check (NW) DB PXD OPSI RSD SQL RADIUS 1. Call Control OPSI 2. Routing Request GKD H323 GKH323 4. Route Selection 5. Call Routing

Le POP Gatekeeper de Reims VoIP : Synoptique GK Le POP Gatekeeper de Reims

Le POP Call Server de Reims POP CS de Reims Le POP Call Server de Reims MSEM MSEM PHS_1 PHS_9 PHS_1 PHS_8 PHS_1 PHS_7 PHS_1 PHS_6 LSMS PHS_1 PHS_3 PHS_5 PHS_2 PHS_4 Catalyst Catalyst 3550 3550 PHS_3 PHS_3 PHS_2 PHS_2 of the MSEM of the MSEM OMS OMS SWREI215 1 x RS232 1 x RS232 mgcp Cisco 7204VXR Cisco 7204VXR H323 Load Balancer Load Balancer OMU_A OMU_B Netscreen FW FWREI213 NPREI203 FWREI211 NBREI211 Cisco 2950 RBCI NPREI201 SWREI213 IP Network SWREI211 1xGE(1000bTx) 1xGE(1000bTx) SWREI214 RBCI IP Network SWREI212 NPREI204 Catalyst Catalyst FWREI214 3550G 3550G - - 48 48 - - EMI EMI NPREI202 EC-Tel probe NBREI212 FWREI212 Interconnection point 1 FWREI215 DMZ Admin OPM_1 VTCH_1 VTCH_2 Cisco 7204VXR Cisco 7204VXR VTCH_1 VTCH_1 Load Balancer Load Balancer Bound server VTCH_1 VTCH_4 2 x E/FE 2 x E/FE 1 x E/FE 1 x E/FE FT National PTS FWREI216 OPM_0 OPM_0 RS232 IP Network SS7 GE GE FT International PTS TDM links GE IP Network RSC Spanish PTS Interconnection point 3 Interconnection point 2 Network Synchronization Interconnection point 4

Architecture synthétique Call Server Synthetique CS

Le protocole SIP : Présentation Les principes de SIP : Présentation Le protocole SIP (1) SIP est à utiliser en conjonction avec d'autres protocoles RTP/RTCP (pour les flux média), TCP, UDP … Quand il est utilisé pour établir une session, SIP encapsule un protocole de description des flux média (Ex : SDP, Session Description Protocol) Le protocole SIP : Présentation DTMF SDP audio video DTMF SIP RTP RCTP TCP UDP IP

Le protocole SIP : Le principe Le protocole SIP : principe Le protocole SIP repose sur trois éléments : User Agent  désigne le terminal de l’usagé déterminé par son URI ( Uniform Ressource Identifier ). Le User Agent doit s’enregistrer auprès d’un Registrar Registrar  serveur gérant les requêtes REGISTER venant des UA. Il stocke l’association @IP/URI dans une base de données Proxy  sert d’intermédiaire entre deux UA ne connaissant pas leur emplacement respectif. Il interroge pour router l’appel la base de données qui stocke les URI.

Le protocole SIP : Les requêtes Les méthodes utilisées dans les requêtes (RFC 3261) REGISTER : permet de faire l’association entre une @ip et une uri (adresse SIP), associe une adresse logique permanente, à une adresse de contact (temporaire) représentant la localisation courante INVITE : initie ou modifie une session CANCEL : annule la requête INVITE en cours ACK : confirme l’établissement d’une session SIP (utilisé uniquement avec INVITE) BYE : termine une session OPTION : utilisée pour se renseigner sur les fonctionnalités supportées par le distant

Le protocole SIP : Les réponses Empruntées à HTTP : numéro 'xyz' + texte explicatif Les codes des réponses (6 types génériques) finales ou provisoires 1xx : information (100 Trying, 180 Ringing,…) 2xx : succès (200 OK) 3xx : redirection (301 Moved Permanently,…) 4xx : erreur client (401 Unauthorized, 486 Busy here,483 Too Many Hops…) 5xx : erreur serveur (500 Internal Error,…) 6xx : échec global (600 BusyEveryWhere,...)

Le protocole SIP : Enregistrement (1/2) Proxy Registrar HSS REGISTER Connais-tu ce client ? Est-il déjà pris en charge ? Je le connais, il n’est pas pris en charge Génération d’un nonce* Envoie-lui ce matériel d’authentification (nonce) * Un nonce est un nombre aléatoire Authentifie ce client ETAPE 1: Envoi du matériel d’authentification au terminal 401-Authentication Required (nonce)

Le protocole SIP : Enregistrement (2/2) Proxy Registrar HSS REGISTER (réponse, nonce) Calcul réponse à partir du nonce Connais-tu ce client ? Est-il déjà pris en charge ? Je le connais, tu l’as pris en charge ETAPE 2: Authentification et enregistrement Vérification de la réponse Client authentifié (nextnonce) Authentifie ce client (réponse, nonce) 200-OK (nextnonce) Envoie-moi son profil Profil du client Je suis maintenant le serveur d’appel de ce client OK

Le protocole SIP : Message REGISTER

Le protocole SIP : Appel

Le protocole SIP : Appel ETHEREAL Appel SIP sous ETHEREAL Le protocole SIP : Appel ETHEREAL

Les codecs Les codecs G.711 G.721 G.722 G.723 G.726 G.727 G.728 G.729 Version code imbriqué du G.726 DCME Trans. Câble sous-marin et satellite DCME Télécon- férence sur RNIS ou IP Très bien adapté à l’usage de la VoIP sur l’internet public Codage utilisé pour les téléphones RTC DECT Trans. Câble sous-marin et satellite Bande élargie Télé- ensei- gnement Faible Bande passante Extension du G.721 Trans. Câble sous-marin et satellite Usage 48/56/64 kbits/s 5.3-6.3 kbits/s 8 - 13 kbits/s Débit 64 kbits/s 32 kbits/s 4.0 kbits/s 4.0 kbits/s 16 kbits/s Qualité de parole Bonne Qualité Codeur de référence de qualité «  presque téléphonique «  Non compa- rable du fait de la bande élargie Qualité médiocre 4.0 ( pour le débit 32 kbits/s ) 4.0 ( pour le débit 32 kbits/s ) 4.0 Qualité moyenne

VoIP : quelques notions Le délai de transit ou RTT 0 à 150 ms : bonne interactivité 150 à 250 ms : qualité juste acceptable 250 à 400 ms : très mauvaise interactivité 400 ms : inacceptable Annulation d’écho plus le RTT est important plus l'écho est gênant VoIP : quelques notions

Equipements : le Gatekeeper ( GK ) Equipements : le gatekeeper H323 ( GK ) Ecran Alimentation redondée Clavier Baie de disques DS 25 Cluster DS 25

Equipements : les NAS VoIP ( GW ) AS5450 CISCO 8 cartes DSP 60 ports - 4 cartes quad E1 Equipements : les NAS VoIP ( GW )

Equipements : les NAS VoIP ( GW ) AS5800 CISCO Idem AS5450 avec 8 cartes 192 ports Equipements : les NAS VoIP ( GW )