Transmission média sur les réseaux IP en utilisant les protocoles SIP

SIP, LE PROTOCOLE DE SIGNALISATION MULTIMÉDIA

Ce chapitre présente l’état de l’art du protocole SIP (Session Initiation Protocol) conçu pour initier et terminer une session multimédia. Dans les sections du chapitre, on présentera l’objectif de développement et les révisions qui sont apportées à la version initiale.Pour notre évaluation du délai signalisation, on étudiera un appel basique en analysant les requêtes réponses. On montrera également le diagramme de séquence pour implémenter le client mobile vidéoconférence.

L’objectif de développement du protocole SIP

Le protocole d’initiation de session a été défini dans le RFC 2543 [15] par le groupe Multiparty Multimedia Session Control (MMUSIC) appartenant à IETF. L’objectif principal est d’encadrer les protocoles opérant pendant une communication audio ou vidéo : le protocole description de session (SDP), le protocole annonce d’une session (SAP) et le protocole de transmission temps réel (RTP).
Le RFC d’origine a défini SIP pour gérer les sessions multimédias en intégrant la localisation des utilisateurs via leur adresse IP, la disponibilité des usagers, les capacités média supportées par les terminaux et enfin la gestion de la session (initiation, modification de paramètres et finalisation d’une session) [28].Le protocole SIP est devenu efficace et rapide pour un établissement d’une session, il nécessite un aller et deux retours pour ouvrir un canal média entre des utilisateurs. Le protocole SIP est capable de transporter les informations médias de la session sans pouvoir les traiter.

Établissement d’une session

Le rôle principal de l’utilisation du protocole SIP est d’établir une session entre les usagers. Cela nécessite la détermination de l’emplacement des terminaux, la négociation de paramètres médias, la disponibilité de terminaux engagés en cours de communication, et enfin la gestion de communication. L’architecture du protocole SIP dispose de toutes les composantes pour rendre la session efficace.

Architecture SIP

L’architecture du protocole SIP est définie dans RFC 3261[28]. Elle utilise les protocoles Internet Protocol (IP), User Datagram Protocol (UDP) et Transmission Control Protocol (TCP) pour permettre une communication audio ou vidéo. D’autres protocoles peuvent collaborer tels :
• RTP (Real Time Protocol) permet la transmission de données en temps réel pendant une session média.
• SDP (Session Description Protocol) décrit les paramètres d’une session média.
• SAP (Session Annonce Protocol) annonce les sessions média en mode multicast.
• RSVP (Ressource Reservation Protocol) réserve les ressources nécessaires.Le concept client/serveur est appliqué lors de l’implémentation du protocole SIP. Le client est un composant physique qui peut être un PC, un téléphone mobile, une passerelle ou sous forme générale un terminal dispose d’une pile protocolaire SIP client. Il dispose de deux composantes logicielles :
• UAC (User Agent Client) : envoie les requêtes de traitement à un serveur SIP et reçoit les réponses appropriées. • UAS (User Agent Server) : reçoit les requêtes d’un client SIP et envoie les réponses correspondantes.
• Il existe quatre types de serveurs SIP capables de traiter les requêtes des clients SIP :
• Registraire : permet à un client SIP de s’enregistrer et être vu pour une éventuelle communication. Il permet aussi l’authentification si nécessaire.
• Proxy : lorsque l’adresse de destination est inconnue, l’expéditeur envoie la requête au proxy auquel est reliée pour réagir et transmettre la requête à la destination appropriée.
• Redirect Server : permet de rediriger une requête destinée au client à plusieurs sorties lorsque ce dernier est mobile. La requête est redirigée au mandataire auquel le client est relié.
• Localisateur : il fournit l’emplacement actuel du client. Ce service est utilisé par le mandataire ou le registraire.

Méthodes

Les méthodes suivantes sont utilisées pour échanger les informations entre les différentes entités (voir RFC 3261 [15]) :
• INVITE : cette méthode permet d’inviter un utilisateur ou un terminal à une session média.
• ACK : permets de confirmer la réception de la réponse finale d’une requête INVITE.
• BYE : cette méthode permet de terminer la session média.
• CANCEL : annulation d’une requête invalide.
• OPTIONS : mentionner la liste de capacités des serveurs.
• REGISTER : enregistrer l’adresse associée au champ « To : » dans le serveur SIP auquel l’expéditeur est relié.

Réponses de requêtes

Les réponses possibles lorsqu’on envoie la requête peuvent appartenir à six catégories de codes. Le bon traitement de la requête est indiqué par le code 2xx. La liste de codes possibles est :
• 1xx : indique que la requête est reçue et en cours de traitement.
• 2xx : indique que le traitement de la requête a bien été effectué.
• 3xx : Informations supplémentaires pour traiter la requête.
• 4xx : indique que le client a envoyé une requête avec une erreur de syntaxe.
• 5xx : indique que le serveur ne peut pas traiter la requête
• 6xx : indique que la requête ne peut pas être traitée.

Format de messages

Les messages SIP sont basés sur le format texte, ils utilisent l’encodage UTF-8 en mode caractère défini dans (RFC 2279) [34]. Un message SIP peut être une requête d’un client attaché à une session ou une réponse d’un serveur. Les messages de requête et réponse utilisent le format standardisé dans le RFC 2822[34]. Les messages SIP consistent en :
• Début de ligne.
• Un ou plusieurs champs d’en-tête.
• Un saut de ligne pour indiquer la fin des champs d’en-tête.
• Le corps message est optionnel.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 LES CARACTÉRISTIQUES DE TRANSMISSION MÉDIA SUR LE RÉSEAU INTERNET
1.1 Réseau Internet
1.1.1 L’hétérogénéité du réseau Internet
1.1.2 Les conditions variables du réseau Internet
1.2 Qualité de service
1.3 Transport du média TCP ou UDP et pour quel motif
1.4 Le protocole temps réel RTP
1.4.1 Format d’un paquet RTP
1.4.2 Architecture d’intégration du module RTP
1.5 Les codecs audio les plus utilisés en transmission média
1.6 Codecs vidéo
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 SIP, LE PROTOCOLE DE SIGNALISATION MULTIMÉDIA
2.1 L’objectif de développement du protocole SIP
2.2 Établissement d’une session
2.2.1 Architecture SIP
2.2.2 Méthodes
2.2.3 Réponses de requêtes
2.2.4 Format de messages
2.2.5 L’enregistrement du client SIP
2.2.6 Les messages de la signalisation
2.3 Conclusion
CHAPITRE 3 IAX, LE PROTOCOLE DE TRANSMISSION MÉDIA SUR LA PLATEFORME IPPBX
3.1 L’objectif de conception
3.2 Appel basique IAX
3.2.1 La séquence de messages d’enregistrement
3.2.2 La signalisation de terminaux IAX
3.2.3 Mini-Frame
3.3 Conclusion
CHAPITRE 4 ENVIRONNEMENT EXPÉRIMENTAL ET RECHERCHES ANTÉRIEURES
4.1 Les exigences de l’environnement expérimental
4.2 Les éléments de l’architecture testés et les alternatives
4.3 Contexte de l’environnement expérimental et
4.4 Description de la plateforme IPPBX et les recherches associées
4.5 Installation de l’IPPBX Asterisk
4.5.1 Matériels utilisés
4.5.2 Script du déploiement
4.5.3 Création d’extensions SIP
4.5.4 Création d’extensions IAX
4.5.5 Groupes et manipulations des appels
4.6 Interconnexion au réseau PSTN
4.7 Interconnexion au réseau GSM
4.8 Interconnexion de deux systèmes IPPBX
4.9 Conclusion
CHAPITRE 5 SIMULATION : SIGNALISATION (SIP/IAX) ET LA QUALITÉ DE LA COMMUNICATION IAX
5.1 Description de la simulation calcul de signalisation SIP/IAX
5.2 La performance d’un canal IAX avec le codec G.711
5.2.1 La méthodologie appliquée pour calculer la bande passante
5.2.2 La méthodologie appliquée pour calculer le délai inter arrivée
5.2.3 La méthodologie appliquée pour calculer la gigue
5.3 La performance du canal IAX avec le codec GSM
5.3.1 La bande passante GSM
5.3.2 Le délai inter-arrivée GSM
5.3.3 La gigue GSM
5.4 Les événements IAX
5.5 Conclusion
CHAPITRE 6 IMPLÉMENTATION DU PROTOCOLE RTP DANS UN CLIENT MOBILE DE VIDÉOCONFÉRENCE
6.1 Développement d’un client de vidéoconférence mobile
6.1.1 La technologie utilisée J2ME
6.1.2 La solution proposée
6.1.3 JSR SIP
6.1.4 JSR 135 Mobile MultiMedia
6.2 Les paquets RTP
6.3 Les caractéristiques supportées du client vidéoconférence mobile
6.4 Résultats de l’implémentation : vidéoconférence mobile
6.5 Discussion de la partie applicative
6.6 Conclusion
CONCLUSION
RECOMMANDATIONS
ANNEXE I SCRIPT DE COMPILATION LA PLATEFORME IPPBX
ANNEXE II CONFIGURATION DES EXTENSIONS SIP
ANNEXE III CONFIGURATION DES EXTENSIONS IAX
ANNEXE IV CONFIGURATION DU PLAN DE NUMÉROTATION
ANNEXE V MODULE DU CALCUL BANDE PASSANTE IAX
ANNEXE VI MODULE DU CALCUL DÉLAI IAX
ANNEXE VII MODULE DU CALCUL GIGUE
ANNEXE VIII L’ENREGISTREMENT DU CLIENT MOBILE SIP
ANNEXE IX LA SIGNALISATION DU CLIENT MOBILE SIP
ANNEXE X L’IMPLÉMENTATION DU PROTOCOLE RTP
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES