Architectures de déploiement de la VoIP/SIP

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1 ModuledeParoleTéléphonique(PTel) Architecturesdedéploiementdela VoIP/SIP AUTEURS: DJIBRILCAMARA,ALPHAA.DIALLOETJEANM.PATER Master2Réseauxinformatiques UniversitéPierreetMarieCurie(Paris6) Annéeuniversitaire PROFESSEURRESPONSABLE: MRGUYPUJOLLE ENCADRANT: MRLAURENTOUAKIL 1

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3 Tabledesmatières Tabledesmatières... 3 Tabledesfigures... 4 Résume Introduction LesenjeuxdelaVoIP ArchitecturegénéraledelaVoIP ProtocoleSIP Introduction Fonctionnement SIPetlesservicesdecommunications RequêtesetRéponsesSIP Principauxcomposantsd unsystèmebasésursip LesapportsenservicedeSIP Exempled unappelsip ArchitecturesdedéploiementdelaVoIP ArchitectureIP enabledouarchitecturehybride ArchitectureIP centricoufull IP ArchitecturedetéléphoniesurIPcentriclocale : ArchitecturedetéléphoniesurIPdistante (IP Centrex) ArchitectureviaITSP LesProblémesdelaconvergence :QoSetfiabilité Lesdélais LaGigue Lapertedepaquets Lesoutilspourlaqualitédeservice MPLS(MultiProtocolLabelSwitching):Standarddel IETF,MPLSestunetechnique réseaupermettantdecombinerlesconceptsduroutageipdeniveau3,etlesmécanismesdela commutationdeniveau2tellesqueatm.leséquipementsutilisésparmplssontappelés LSR(LabelSwitchedRouters).Onendistinguedeuxtypes : Laparoleauxutilisateurs SondageWebtorials Etesvousuniquementresponsablederéseauxdedataouvoixoudesdeux? Laconvergenceestelleperçueréellementcommestratégique? QuellessontlesraisonsprincipalesquifreinentledéploiementdelaVoIP? Conclusion Références&Bibliographie

4 Tabledesfigures Figure1:MotivationsdedéploiementdelaToIP SourceSageResearch Figure2:ExpansionfuturedelaVoIP SourceTEQConsultGroup...7 Figure3:ArchitecturegénéraledelaVoIP...8 Figure4:ExempledesessionSIP...11 Figure5:ArchitecturederéférencedeSIP...12 Figure6:Exempled appeldebase...13 Figure7:Architectureglobaleduréseau...14 Figure8:Déploiementd'unmulti sitessuivantunearchitectureip enabled...16 Figure9:Avantagesetinconvénientsdel'architectureIP enabled...17 Figure10:Déploiementd'unmulti sitessuivantunearchitectureip centriclocale...18 Figure11:Déploiementd'unmulti sitessuivantunearchitectureip centricdistante...19 Figure12:Avantagesetinconvénientsdel'architectureIP centric...19 Figure13:DéploiementdelaVoIPviaunITSP...20 Figure14:Besoinsenservicedesapplications...22 Figure15:RecommandationUIT TG Figure16:Difficultésdecommunicationenfonctionduretard...23 Figure17:UDPnelaissequepeudeplacepourTCP...24 Figure18:WeightedFairQueuing...25 Figure19:InteractionavecRSVP...25 Figure20:Formatdelaprécédencedansl octettos...26 Figure21:TOSavecDSCP...26 Figure22:SIPoverMPLS...27 Figure23:Responsablederéseauxdedataouvoixoudesdeux? SourceWebtorials Figure24:Laconvergenceestelleperçueréellementcommestratégique? Source Webtorials Figure25:QuellessontlesraisonsprincipalesquifreinentledéploiementdelaVoIP?

5 Résume Avec le développement de la VoIP et des réseaux convergents, les communications téléphoniquesvéhiculéestraditionnellementdansleréseautéléphoniquecommuté,évoluent pourdevenirl unedesapplicationsprincipalesdesréseauxconvergents.ainsiletraficdela voix est devenu aussi vulnérable face aux menaces de sécurité liées à la popularité et à l anciennetéduprotocoleip. Eneffet,ledéploiementdelaVoIP/SIPdansuneentrepriseesttrèsintéressant.ILpermetde téléphonerauseindel entreprise queelle possèdeununiquesiteouplusieurssitesetsur Internet«gratuitement»avecunfaiblecoûtdemiseenplace.Deplus,l implémentationdela VoIPavecleprotocoledesignalisationSIP(SessionInitialisationProtocol)fournitunservice efficace,rapideetsimpled utilisationdufaitqu ils appuiesurleprotocoledetransportudp. Ledéploiementd uneplateformedevoipavecsipnécessitelechoixd unearchitecturequi dépendengrandepartiedel architectureactuelleduréseaudel entreprise,desbesoinsde l entreprise et évidement du budget de l entreprise. Ainsi on distingue deux types d architecturesdedéploiement:ip enabledquiconsisteàchangerquelquestéléphonestdm par des téléphones IP ou IP centric qui désigne la convergence totale vers IP et une architectureviaunitspauquelcastoutel intelligenceestgéréeparcedernier. SIPétantunprotocoled échangedemessagessimilaireàhttp,ilesttrèsvulnérablefaceàdes attaquesdetypedos,detournemetd appeletc.doncilestimportantderéussiràcombiner lesdeuxtypesderéseau(voix/ip)etsécuriserlesaccèsauniveaudelapasserelleentreles deuxréseaux. 1 Introduction La voix sur IP (Voice over IP) est une technologie de communication vocale en pleine émergence dans les entreprises et au niveau des usagers de l Internet. Elle constitue un tournant dans le monde de la communication. En effet, la convergence du triplet (voix, données, vidéo) fait partie des enjeux principaux des acteurs de la télécommunication d aujourd hui. Plusrécemmentl Internets estétenduepartiellementdansl Intranetdechaqueorganisation, voyantletraficbasésurunréseaudepaquetipsurpasserletrafictraditionnelduréseaude voix(réseauàcommutationdecircuits).ainsiilapparaîtclairementquelesentreprises,les 5

6 opérateursetlesfournisseurssedevaientd introduiredenouveauxservicesvoixetvidéopour bénéficierdel avantagedutransportuniqueip. Aulieudedisposeràlafoisd unréseauinformatiqueetd unréseautéléphoniquecommuté (RTC),l entreprisepeutdonc,grâceà lavoip,toutfusionnersurunmêmeréseau.cette fusionestrenduepossibleparlesnouvellescapacitésdesréseauxàhautdébitquipermettent detransférerdemanièrefiabledesdonnéesentempsréelavecunecertainequalitédeservice. Commepourtouteinnovationtechnologique,laVoIPdoitnonseulementêtrefacileàdéployer à partir de l infrastructure existante mais aussi faire économiser de l argent. En effet les entreprises dépensent énormément en communications téléphoniques, or le prix des communicationsdelatoipestdérisoireencomparaison.aprèsavoirémisuncertainnombre dedoutessurlaqualitédeservicesdelatéléphoniesurip,lesentreprisessontdésormais convaincuesdesavantagestechnologiquesdessolutionsproposéessurlemarché. Qu il s agisse d entreprises mono site ou multi sites, on s aperçoit que le phénomène de migrationverslessystèmesdetéléphoniesuripenentrepriseestactuellementengagémême sidanslaplupartdesentreprisesonestencoreenphasedetest. Cedocumentestorganisécommesuit:Lasection2décritlesenjeuxdelaVoIP.Lasection3 montrel architectureglobaled unetechnologievoip.lasection4faituneprésentationdu protocole SIP.Lasection5parle desarchitecturesdedéploiementdelavoip. Lasection6 présente lesproblèmesliésaudéploiementàsavoirlafiabilitéetlaqualitédeservices.la section7commentelesrésultatsdesondagede Webtorials surledéploiementdelavoip. EnfinnousconcluonsetprésentonsdiversaspectsdudéploiementdelaVoIP. 2 LesenjeuxdelaVoIP Dans cette partie, nous étudions la problématique de l importance du déploiement de la téléphonieippourlesentreprises.l objectifmajeurestderéussiràfaireconvergerleréseau de données IP et le réseau téléphonique actuel. Toutes les entreprises qui ont déployé la téléphoniesuripensontaumêmestadec'est à direunephasedetest.eneffet,lesseuls déploiementsopérationnelsontétéréaliséspourdesuniversités,or,lesexigencesdecelles ci nesontpaslesmêmesquecellesdesentreprises.lessolutionsdetéléphoniesuripsont conçuespourpermettreunestratégiedemigrationàfaiblerisqueàpartirdel infrastructure existante. Letableauci dessousdresselesrésultatsd unsondageeffectuéparlesageresearchen2003 auprès de 100 DSI (Directeurs de Système d Information) sur leurs motivations pour le déploiementdelatéléphoniesurip. Motivations Réductiondecoûts Nécessitédestandardiserl équipement Haussedelaproductivitédesemployés Pourcentage 75% 66% 65% 6

7 Autresbénéficesdeproductivité Hausseduvolumed appelsàtraiter Autresfacteurs 64% 46% 50% Figure1:MotivationsdedéploiementdelaToIP SourceSageResearch2003 La téléphonie sur IP exploite un réseau de données IP pour assurer des communications vocalesàl ensembledesemployésd uneentreprisesurunréseauunique(voixetdonnées). Cette convergence des services de communication s accompagne des avantages liés à la réductiondescoûtsd investissements(plusbesoindepayerunabonnemnttéléphoniquepour toutel entreprise),àl intégrationmassivedefilialesoudesitesdistantsauxinstallationsdu réseaudel entreprise. Ledéploiementd ununiqueréseauvoixetdonnéessurtouslessitespermetderéaliserdes économiessurlesinvestissementsproductifs,en ceséconomiesatteignentenviron 50%sil onprendencomptelescommunicationsinter sites.letéléphoneetlepcpartageant le même câble Ethernet, les frais de câblage en sont réduits de même que les frais d administrationduréseau. ParmilesROI(RetourSurInvestissement)àcourtetàlongtermedelamiseenœuvredela téléphoniesuripdansuneentreprise,onpeutciter: o o o o o Diminutiondunombredepostesd administrateurréseau Unfournisseurd accèsunique Câblagecommun Réductiondelacomplexitédel intégrationd applications Augmentationdelaproductivitédesemployés Cettelistenonexhaustivemontrel importancedudéploiementdelatéléphoniesuripdans uneentreprise.cependantiln existepasquelesentreprisesquioeuvrentdanscedomaine pour interconnecter leurs sites, certains opérateurs nommés les ITSP (Internet Telephone ServiceProvider)utilisentlesréseauxIPpourfournirdesconnexionsdevoix/faxàbasprix auxutilisateursouauxentreprises. Lafigureci dessousmontrequelemarchédelavoipestenpleineexpansiondepuis2001et cetteexpansionn estpasprêtedes arrêterdanslesannéesàvenir.lemarchéd aujourd hui estsurtoutdûaunombregrandissantdesabonnésdesitsp. Figure2:ExpansionfuturedelaVoIP SourceTEQConsultGroup 7

8 3 ArchitecturegénéraledelaVoIP LaVoIPétantunenouvelletechnologiedecommunication,ellen apasdestandardunique.il existe tout de même des références en la matière, ainsi les trois principales architectures utiliséessonth.323,sipetmgcp/megaco.ilexisteplusieursapprochespouroffrirun servicedetéléphoniedansunréseauip.certainesplacentl intelligencedansleréseaualors qued autrespréfèrentuneapprochepairàpairavecl intelligencerépartiesurlesterminaux, lespasserelles. Leschémacidessousmontredefaçongénéralelatopologied unréseaudetéléphonieip. Figure3:ArchitecturegénéraledelaVoIP Ellecomprendtoujoursdesterminaux,unserveurdecommunicationetunepasserelleversles autresréseaux.chaquenormeaensuitesesproprescaractéristiquespourgarantirunecertaine qualitédeservice.lesprincipauxélémentsdansledéploiementdelavoip/sipsont: Lerouteur:Ilpermetd aiguillerlesdonnéesetleroutagedespaquetsentredeux réseaux. Certains routeurs comme les CISCO 2600, permettent de simuler un gatekeepergrâceàl ajoutdecartesspécialiséessupportantleprotocolevoip. La passerelle: permet l interconnexion de réseaux différents en convertissant les paquetsipauformatduréseaudedestination LePABX:c estlecommutateurduréseautéléphoniqueclassique.ilpermetdefaire lelienentrelapasserelleoulerouteuretleréseaurtc.unefoislaconvergence atteinteonauraplusbesoindecematériel. Lesterminaux:desPCoudestéléphonesIP 8

9 Danslasuitedupapier,nousparleronsquedelaVoIPavecSIP. 4 ProtocoleSIP 4.1 Introduction Le protocole SIP (Session Initialisation Protocol) a été initié par le groupe MMUSIC (MultipartyMultimediaSessionControl)[RFC2543]etdésormaisreprisetmaintenuparle GroupeSIPdel IETF[RFC3261].SIPestunprotocoledesignalisationappartenantàla couche application du modèle OSI. Il a été conçu pour l ouverture, le maintient et la terminaison de sessions de communications interactives entre des utilisateurs. De telles sessions permettent de réaliser de l audio, de l enseignement à distance et de la voix (téléphonie)suripessentiellement.pourl ouvertured unesession,unutilisateurémetune invitation transportant un descripteur de session permettant aux utilisateurs souhaitant communiquerdenégociersurlesalgorithmesetcodecsàutiliser.sippermetaussiderelier desstationsmobilesentransmettantouredirigeantlesrequêtesverslapositioncourantedela station appelée. Enfin, SIP est indépendant du médium utilisé et aussi du protocole de transportdescouchesbasses. 4.2 Fonctionnement SIPintervientauxdifférentesphasesdel appel: Localisationduterminaldel interlocuteur Analyseduprofiletdesressourcesdudestinataire Négociation du type de média (voix, audio, vidéo ) et des paramétres de communication Disponibilitéducorrespondant,déterminesileposteappelésouhaitecommuniquer,et autorisel appelantàlecontacter Etablissementetsuividel appel,avertitlespartiesappelantetappelédelademande d ouverturedesession,gestiondutransfertetdelafermeturedesappels Gestiondefonctionsévoluées:cryptage,retourd erreurs, LeprotocoleSIPpermetauxutilisateursquiouvrentunesessiondecommuniquerenmode pointàpoint,enmodediffusifoudansunmodecombinantceux ci. SIPpermetdoncl ouverturedesessionsenmode: PointàPoint:communicationentredeuxmachines(Unicast) Diffusif:plusieursutilisateursenMulticast,viauneunitédecontrôleMCU (MultipointControlUnit) Combinatoire:PlusieursutilisateurspleinementinterconnectésenMulticastviaun réseauàmaillagecompletdeconnexions. 9

10 Pendantl ouvertured unesessionetlorsdel établissementd unappelplusieurséléments interviennent: Suivantlanaturedeséchanges,lechoixdesprotocoleslesmieuxadaptés(Rsvp,Rtp, Rtcp,Sap,Sdp) Ladéterminationdunombredesessions,commeparexemple,pourvéhiculerlavidéo, ilfautouvrirdeuxsessions:unepourl imageetl autrepourlavoix. L identificationdechaqueutilisateuretsamachineparuneadressequel onnomme UnerequêteUripermettantdelocaliserleProxyServerauquelestrattachélamachine del appel UnerequêteSIP,unefoislamachineappelanteconnectéeàunserveurSIPdistant,elle peutluiadresseruneouplusieursrequêtessipetrecevoiruneouplusieursréponsesde ceserveur.lesréponsescontiennentcertainschampsidentiquesàceuxdesrequêtes, telsque:call ID,CSeq,ToetFrom. 4.3 SIPetlesservicesdecommunications SIPestunprotocolebasésurlesconceptsdel Internet.Ainsiilutilise: o o o o o UnearchitectureClient/Serveur SMTPpourl architectureetleroutage http/1.1pourlesmessages(entêtesetcodesderéponse) URLpourl adressage MIMEpourlecontenu RequêtesetRéponsesSIP Leséchangesentreunterminalappelantetunterminalappelésefontparl intermédiairede requêtessip. VoiciunelisteexhaustivedesrequêtesSIP: INVITE Cetterequêteindiquequel application(ouutilisateur)correspondanteà l UrlSIPspécifiéestinvitéàparticiperàunesession ACK Cetterequêtepermetdeconfirmerqueleterminalappelantabienreçuune réponsedéfinitiveàunerequêteinvite. BYE Cetterequêteestutiliséeparleterminaldel appelépoursignalerqu il souhaitemettreuntermeàlasession. CANCEL Cetterequêteestenvoyéeparunterminalouunserveurmandataireafin d annulerunerequêtenonvalidéeparuneréponsefinale. REGISTER Cetteméthodeestutiliséeparleclientpourenregistrerl adresselistée danstoparleserveurauquelilestrelié. OPTIONS Unserveurmandataireenmesuredecontacterleterminalappelé,doit répondreàunerequêteoptionsenprécisantsescapacitésàcontacterlemême terminal. 10

11 Acesrequêtessontassociéesdesréponsesquisontdanslemêmeformatquecellesdu protocolehttp.voicilesplusimportantesd entreelles: 1XX messagesd informations(100 essai,180 sonnerie,183 encours) 2XX succèsdelarequête(200 OK) 3XX Redirectiondel appel,lademandedoitêtredirigéeailleurs 4XX Erreurduclient(Larequêtecontientunesyntaxeerronée) 5XX Erreurduserveur(leserveurn apasréussiàtraiterunerequêtecorrecte) 6XX Echecgénéral(606 requêtenonacceptableparaucunserveur) VoiciunefiguremontrantunexempledesessionSIP Figure4:ExempledesessionSIP Principauxcomposantsd unsystèmebasésursip SIP est un protocole simple et flexible orienté messages basé sur les rendez vous. Les composantsprincipauxd unsystèmebasésursipsont: 11

12 TerminalSIP(UserAgentClientouUAC) PeutêtreaussibienunSoftPhone (logiciel)qu unhardphone(téléphoneip).lesuacsontcapablesd émettreetde recevoir de la signalisation SIP. Les autres éléments d un système basé SIP sont appelésdesuseragentserver(uas). ProxyServer encoreappeléserveurmandataireauquelestreliéunterminalfixeou mobile,agitcommeserveurenversleclientetcommeclientenverslesautresuas.il estcapabled interpréteretmodifierlesmessagesqu ilreçoitavantdelesretransmettre auxautresuas. Serveurderedirection Ceserveurpermetderedirigerlesappelsverslaposition couranted unutilisateur.ilréalisesimplementuneassociationd adressesversuneou plusieursnouvellesadresses. Serveur de localisation Il fournit la position courante des utilisateurs dont la communication traverse les serveurs mandataire et de redirection auxquels il est rattaché. Serveurd enregistrement Ceserveuressentielreçoitetacceptelesinscriptionsdes utilisateurs(adresseip,port,login).iloffreégalementunservicedelocalisation. Voiciunefigureillustrantl architecturederéférencedesip. Figure5:ArchitecturederéférencedeSIP LesapportsenservicedeSIP Lamise enouvredelavoip/sipapportedesservicessupplémentairesauxservicesdéjà offertsparleréseauip.parmiceux cinousavons: Lesservicessurleterminal o Sonneriedifférenciée o Renvoisselonl appelant o Possibilitédeconnexionàl annuaireldapdel entreprise LesservicessurProxy o Utilisation des informations de l agenda Outlook pour router les appels entrants 12

13 o Renvoid appelbasésurl agenda Exempled unappelsip Figure6:Exempled appeldebase 5 ArchitecturesdedéploiementdelaVoIP Enoffrantlapossibilitédefairetransiterlavoixsurlesréseauxdesdonnées,Latéléphonie suripmarquelafindelacohabitationentredeuxréseauxdistinctsettrèsdifférentsdupoint de vue de lagestionet delatechnologique.cetransfertdel ensemble desfluxsur une infrastructureuniquemarqueledébutd uneconvergencedesréseauxmultiservicesexistants (voix,donnéesetvidéo). CettepartieprésentelesdifférentesarchitecturesdelatéléphoniesurIPenentreprise.Ces architecturescorrespondentàdesdegrésdeconvergenceplusoumoinsélevésetpeuventêtre vuescommedifférentsétapesd undéploiementd unesolutioncomplètedelatéléphoniesur IP. Lamutualisationduréseaud entreprisesesitueàdifférentsniveaux: Auniveaudesréseauxlocaux:leLANdedonnéesabsorbelesfluxvoixconvertis enpaquetsipquisesuperposentauxfluxdedonnéeshabituels.ladispositionde réseauinternevoixetpabxclassiquedonnenaissanceàuneinfrastructurede distributionuniquepermettantdeconnectertouttypedeterminauxdel entreprise (PC, Téléphone, Caméra, ) sur une prise murale banalisée présentant une interfacestandardethernet/ip. Auniveauduréseauprivéd entreprises(man,wan):lesfluxvoixinter sites, généralementvéhiculéspardesinterconnexionsinter PABXreposantelles mêmes sur des liaisons louées ou sur des circuits virtuels Frame Relay se retrouvent déportés sur le VPN/IP existant. Le VPN/IP devient alors une infrastructure fédératrice,parlaquelletransitenttouslesfluxinternesdel entreprise. 13

14 Auniveaudesaccèsverslesréseauxpublicsopérés:lesfluxexternesversleRTC oulernis(appelésaussioff net)peuventêtreconcentrésetcentralisésenun nœuduniqueauniveauduvpn/ip.aveccettearchitecturecentralisée,letrafic versl extérieurdel entreprisenenécessiteplusledéploiementdeliaisonsexternes auniveaudechaquesite. Unearchitecturedetéléphonieclassiquecentralisel ensembledesfluxvoixetsignalisationau niveaudupabxdechaquesitependanttouteladuréed établissementd unecommunication. Cettearchitecturereprésentel existantdanslagrandemajoritédescontextesentreprise. L architecturetyped unréseaudetéléphonieclassiqued entrepriseestrappeléeci dessous Figure7:Architectureglobaleduréseau Ilexistedeuxstratégiesdedéploiementpossibled unréseautéléphoniqueregroupantdela VoIPetdelatéléphonieISDNouPSTNavecousansPBX:l architectureipcentrale (IP centric)ouarchitectureiphybride(ip enabled)etl architectureviaitsp(internet TelephonyServiceProvider).Cesdeuxtypesd architecturesedifférencientessentiellement parcestroisquestions: 1. OùlePBXdeconversionIPvasetrouver?D oùunetransformationdupbxenpbx routeurpuisenip PBX(seulementdanslecasoùunPBXexisteetestnécessaire). 2. Oùs occuperdesfonctionsdecentred appel,telsquelagestiondesfiles(queuing, queueslot),leprompting,lamusiquedemiseenattenteetlesannonces? 3. Est cequenousavonsbesoind unsystèmecompletdetéléphoniesuripoualors simplementquelquestéléphoneipàutiliser.danscecas,l utilisationd unitspest préférable. LesarchitecturesdetéléphoniesurIPprésentéesci dessoussontàmettreenparallèleaveccet existant afin de visualiser les évolutions à conduire dans le cadre d une migration en téléphoniesurip. 5.1 ArchitectureIP enabledouarchitecturehybride Lepremierscénarioconsisteàretenirunearchitecturehybride(circuit/VoixsurIP).Cette solutionprésentel avantagedenepasremettreencausel infrastructureexistante(terminaux et réseau téléphonique interne, équipement PABX) tout en bénéficiant des avantages du 14

15 transportdelavoixsurippourlescommunicationsinter sites. Lamiseenoeuvred unesolutiondevoixsurippeutsefaire: soit,parl ajoutd unecarteipsurunpabx,sicelui ciestévolutifenip(casde touslespabxrécents), soit,parl ajoutd unboîtier«voicegateway»externeaupabx, soit,parunrecoursauxfonctionnalitésdegatewayintégréesauxrouteursde dernièregénération(sousformedecarte). Ilestànoterque,généralement,lesfonctionnalitésdetéléphonieliéesauprotocolede signalisationpropriétairedupabxsontperdueslorsdupassageparlavoicegateway. Unsystèmedecetypecontientessentiellementlemêmenoyaud architecturequ unsystème PBX(unematriceswitchéeTDM,uncontrôleCPU/communetunlogicieldetraitementdes appels)aveclapossibilitésupplémentairedeseserviraussibiendetéléphonesstandards TDMquedetéléphonesIPviadifférentescartescôtéstationsetcôtéterminauxduréseauIP. LecontrôleCPU/communetlelogicieldetraitementdesappelspeuventresterdanslamatrice switchéetdmousurunserveurexterne.dansunréseaudestationsuniquementip, l architectureip enabledvainfluencersurl infrastructurededonnéesdel entrepriseaussi bienpourlestéléphonesipquepourlaconnectiquedespcs.laplupartdestéléphonesip permettentuneconnectiqueaveclepcàl aided uncommutateurmini Ethernetafinde n utiliserqu unseulportsurleswitch.cetyped architectureconvientparticulièrementbien auxentreprisesquidésirentmigrerverslavoipdemanièreprogressive. Dansunenvironnementmulti sites,cettearchitecturesimplifielaconnectiqueinter site.les deuxcommunicationsséparéesutiliséespourlavoixetlesdonnéesdansunmondetdmsont combinéesenuneinfrastructurededonnéeuniforme. 15

16 Figure8:Déploiementd'unmulti sitessuivantunearchitectureip enabled UnWANavecuneQoSadéquateestdécisifpourundéploiementdeVoIPmulti sites.puisqu InternetnesupportepaslaQoS,laplupartdesprovidersdeservicesprivésWANoffrentdes conventions de niveau de services et des garanties de performances. Quelques providers permettentauxutilisateursdedonnerunordredeprioritéauxpaquetsquitraversentlewan enutilisantdestechniquesdeqosstandard(parexemple802.1p/q,diffserv,mpls,rsvp etwfq). Ledéploiementd unesolutiondevoixsurippeutconcerner,dansunpremiertemps,leseul transportinter sitesdelavoixsurunréseauip(privéoupublic).cetteétape,moinsengageant qu unemigrationcomplèteentéléphoniesurip,neremetpasencausel infrastructurede téléphonieexistante.elleapporteuneréponsesimpleàunsouhaitderéductiondescoûtssur des volumes de communication conséquentes (exemple : vers l étranger). Elle peut aussi constituerlapremièreétaped unprojetdetéléphoniesuripplusglobalàtraverslaquelle seronttestéslesaspectsqossurleréseauinter sites. AvantagesdeIP enabled InconvénientsdeIP enabled InclutlescomposantsTDMetlelogicielqui sontconsidéréscommeprouvésetde technologiefiable. Traitementefficacedel appelantavecdes servicestelsquelagestiondesfilesd attentes, Requiertdesinvestissementsimportantsdans latechnologiepropriétaired unvendeur unique. Lesconfigurationsmulti sitespeuvent requérirdescomposantsprioritaires 16

17 lesannonces,lamusiqueenattenteetautres. additionnels(parex:passerellemédia),par ailleursl investissementaugmenteavecune solutiondevendeurunique. L architecturemixéeincluantdescomposants PBXetIPaunecomplexitédegestionplus grandequ avecdesarchitecturesipcentric Miseàl échelletrèssimplepourdegrands centresd appelquidoiventsupporterun grandnombredeclientsappelantenfile. PermetlamigrationlenteàIPpendantque l investissementaugmenteetquelesrisques diminuent. Figure9:Avantagesetinconvénientsdel'architectureIP enabled 5.2 ArchitectureIP centricoufull IP Les systèmes IP centric décomposent complètement l architecture du PBX. La matrice switchée TDM est remplacée par l infrastructure de données de l entreprise. Les fonctionnalitésdecontrôleurd appels,degestiondelafiled attente,desannoncesetdela musiquedemiseenattentesontfourniesviadesprocessusserveurséparésquipeuventoupas résider sur des serveurs physiques séparés. On distingue des architectures légèrement différentessuivantqueledéploiementsoitfaitsurunsiteuniqueouplusieurssitesdistants: ArchitecturedetéléphoniesurIPcentriclocale: Dansledéploiementd unsiteunique,unrouteurdoitjouerlerôledelapasserellemédia.par lasuite,toutletraitementetlacommutationdesappelssonteffectuésavecdespaquets.la fonctionnalitédecontrôled appelesthabituellementaccomplieparunserveurséparéetpeut êtreconfiguréedansunclusterpourassurerlaredondance.lagestiondesfilesd appels,la musique d attente et les annonces sont également accomplies via un serveur séparé : le serveur demédia.desserveurs demédiaadditionnelspeuventêtrerequis enfonctiondu nombredesessionsparconnexionssimultanées.actuellement,chaqueappelenfile,quel on soitentraind écouterdelamusiqueouuneannonce,estallouésurunfluxdevoipdédié, lequelutilisedescyclescpu. Un système IP centric se présente de la même manière que précédemment pour un déploiementmulti sites.unserveurdecontrôled appelscentralisécontrôlelesfluxvoip,afin qu ilsarriventdirectementdanslasociétémèreprincipaleoulessitesdistants.aveccetype de déploiement, le serveur de contrôle d appels (SIP proxy/registrar) de la société mère contrôletouteslescommunicationsentrantesindépendammentdelalocalisation. LesappelsPSTNentrantsàlasociétémèresontconvertisdeTDMenIPvialapasserelle média(ip PBXouIPBX).Leserveurdecontrôled appelsétabliunfluxvoipavecleserveur demédiapourletraitementenfileetensuiteconnectel appelavecletéléphoneipapproprié. LacommunicationentrelasociétémèreetlessitesdistantsestsimilaireàlasolutionIP enabled 17

18 Figure10:Déploiementd'unmulti sitessuivantunearchitectureip centriclocale Cescénarioconstitueunemigrationcomplètedelatéléphoniedel entreprisesurip,incluant les terminaux téléphoniques utilisateurs. Plus lourde qu une solution hybride, une telle migration s accompagne aussi de bénéfices plus nombreux en posant les bases de la convergenceentrelesystèmed informationetlatéléphoniedel entreprise ArchitecturedetéléphoniesurIPdistante(IP Centrex) Sil entreprisenesouhaitepasinvestiretgérerseséquipementsdetéléphoniesurip,ellepeut faire le choix d externaliser les fonctions de téléphonie chez un fournisseur de solutions centrexip. Concrètement,ils agitpourl entreprisededéporterlavoicegatewaysurlesitedufournisseur deservice.cechoixd architecturerevientàdéporterl intelligencedanslecœurderéseau. Contrairement à l infrastructure filaire de bout en bout de la téléphonie traditionnelle, la topologie«anytoany»desréseauxipfaciliteledéportexternalisédesgatekeeperetvoice Gateway. L externalisationn impliquepas,commeprécédemment,untransitsystématiquedetousles flux voix par le site du fournisseur (centralisation des circuits voix). Dans ce modèle, l interconnexion avec les réseaux publics (RTC) se fait également au niveau du site du prestatairecentrex.enfonctiondelanatureducontrat,lechoixdel opérateur«rtc»peut êtrelibreoupackagéavecl offredeservicecentrex. 18

19 Figure11:Déploiementd'unmulti sitessuivantunearchitectureip centricdistante LamigrationentéléphoniesurIPpeutconstituerpouruneentreprisel occasiond externaliser sesservicesdetéléphonieauprèsd unfournisseur.cetteexternalisationluiévited investirà lafoisdansdeséquipementsnouveaux,maisaussidansdesnouvellescompétencesenterme d administration et de maintenance. La migration n est pas pour autant transparente pour l entreprise puisqu elle devra gérer un remplacement des postes téléphoniques de ses utilisateursetl adaptationdesonréseaulanetwanauxfluxvoix.danslecadred une prestationd intégrationglobaleassuréeparunopérateuruniquevoix/data,lepérimètrede responsabilitéd unopérateurpourras étendrejusqu àl utilisateurdemanièreàproposerune offredeservicesentièrementpackagée«àlaprise». AvantagesdeIP centric Fourniunearchitectureflexibleetlogique pourleroutagedesappels Donneunnouvelélanàl infrastructurede donnéesetminimiselesinvestissementsen composantstdm. Fournisunemeilleureflexibilitédansles environnementsdistribués,spécialementdans lesconfigurationsavecuneredirectionlocale d appelsdansdemultiplespetitssites. Fournisunchoixdansl achatdeséléments technologiquesetautoriselemélange d environnementspourlesrouteurs,les serveurs,lesapplications,etc. InconvénientsdeIP centric Unearchitecturedécomposéerequiertdes plateformesdeserveursmultiples. Requiertunetrèsgrandefiabilitéetrobustesse del infrastructurededonnée. Miseàl échelledifficilepourletraitement d untrèsgrandnombred utilisateurs appelantsenfile. Peutêtreconsidérémoinsfiable;peutnepas êtretrèsbienadaptépourdesopérationsde centrald appel24x7(24h/247j/7). Figure12:Avantagesetinconvénientsdel'architectureIP centric 5.3 ArchitectureviaITSP 19

20 UnproviderdeservicesdetéléphonieparInternet(ITSP)utiliselesréseauxIPpourfournir desconnexionsdevoix/faxàbasprixàtraverslacombinaisond Internet,desligneslouéeset duréseaudetéléphoniepubliccommuté(pstn). UnITSPutilisedoncInternetcommemédiadetransportprincipalpourconvoyerlesdonnées empaquetéesdesignalisationetdevoixdepuisetentredesabonnés.l ITSPetsesabonnés serontconnectésàinternet;l ITSPviadesliaisonsrapidesdédiéestandisquelesabonnés utilisentleursconnexionsinternethabituelles(modemstéléphoniquesstandards,xdsl,etc.) viadifférentsprovidersdeserviceinternet(isps). Unabonnéalapossibilitéd utiliserdifférentesméthodesafindepasserunappel,toutesces possibilitésnécessitentquel abonné présentesescredentials avantquelarequêted appel puisseêtretraitée.unabonnéamoyend utiliserunsoftphone,unhardphoneoud autres appareilsdetéléphoniesip(parexempledesadaptateursdetéléphonespourpouvoirutiliser untéléphonestandardentantquetéléphoneip)afindepasserl appel. Une infrastructure d ITSP inclut un support d authentification, de facturation et d autres dispositifsindispensables.l ITSPutilisedespasserellesdevoixplacéesdansdifférentspays etconnectéesaubackboneipdel ITSPàtraversdesligneslouées.L ITSPvadirigerune requêted appelàlapasserelledevoixappropriéeenaccordaveclenumérocomposé.la passerelledevoixvatraduirelespaquetsdevoix(silarequêted appelaétéacquittéeparle partenaireappelé)etlespaquetsd informationsdesignalisationconvoyéspardesprotocoles basés sur IP en informations pouvant être convoyées par des protocoles utilisés avec les réseauxdetéléphonietraditionnelle(ss7ouautres)etviceversa. Figure13:DéploiementdelaVoIPviaunITSP 20

21 LesITSPactuelssupportentaussibiendesprotocolesdesignalisationtelsqueH323,SIPet MGCP.Cependantlasouscriptiond unabonnementchezunitspn estvéritablementadaptée qu adesparticuliersnepossédantquetrèspeudetéléphones.eneffet,ilestviteintéressant, surtoutdupointdevueduprix,demettreenplacesonpropresystèmedevoip/sipausein d uneentreprisemaiscelaestprobablementinutiledanslecasdeparticuliersnepossédant quepeudetéléphones. Ilsubsistenéanmoinsunproblèmeaveccetyped architecturedetéléphonie.eneffetinternet n estutiliséquecommeune"partie"del infrastructuredel ITSPetparconséquentcelui ci estdansl impossibilitédegarantiruneqos(bandepassantesuffisante,pasdecongestion, etc.),laquellepeutaboutiràunequalitéréduitedelavoix. 6 LesProblémesdelaconvergence:QoSetfiabilité Pour la grande majorité des entreprises, où toutes les applications ont convergé vers une infrastructureipunique,seulleréseautéléphoniqueresteencoreisolé. Eneffet,pouruneentreprisecelui ciseprésentecommelemoyendecommunicationleplus stratégiquecarilpermetdescommunicationsinternesetexternes.sanslui,celle ciserait privéed unmoyendecommunication,efficaceetfiable,avecleursclients. OrlesarchitecturesprésentéesprécédemmentetplusparticulièrementIPcentricreposentsur leréseauinternetquioffreunservicebesteffortetdoncn offreaucunegarantiedequalitéde service.end autrestermes,dufaitdupartageduréseauetdelabandepassanteentreles applicationsclassiquesetlatéléphonie,cettedernièrerisqued êtrefortementperturbéeparle traficgénéréparcesapplications. Onpeutclasserlesapplicationsselonleurbesoinsenservicesdetransport.Ondistingue: LesapplicationsWebetFTP Transfertdedonnéesnonprioritaires LesBasesdedonnées Transfertdedonnéesprioritaires Lesapplicationsmultimédias «ApplicationCritical» Letableausuivantprésentecesdifférentesapplicationsetleursbesoins 21

22 Figure14:Besoinsenservicedesapplications OnconstatequelaVoIPestsurtoutsensiblesauxdélaisetàlagigue. 6.1 Lesdélais Ilssontdusàplusieursparamètres LetempsdetraverséeduréseauIPquireposesurdenombreuxfacteurs: Ledébitdetransmissiondesliens Lenombredenœudsàtraverser Letempsdetraverséedechaquenœud.Celui ciestfonctiondesacharge,desa puissanceetdutempsd entrée/sortiedespaquetsenfiled attente. Ledélaidepropagationdel information Letempsdelamiseenpaquetsdelavoix LetempsdeCodage/Décodage Letempsdelasérialisation Letempsdecompensationdelagigue LarecommandationUIT TG.114définicommelimitesupérieuracceptable,untempsvariant entre150et200mspourunetransmissiondansunsens. Letableausuivantprésentelesclassesdequalitéetd interactivitéenfonctiondesretardsde transmission. 22

23 Figure15:RecommandationUIT TG.114 Le tableau suivant complète le tableau ci dessus en précisant un indice de difficulté de communicationenfonctionduretard. Figure16:Difficultésdecommunicationenfonctionduretard La conséquence des délais de transmission est l apparition d écho et donc d une communicationdequalitédégradée,inacceptable. 6.2 LaGigue Lagigueestlavariancestatistiquedudélaidetransmission.Ellemesureladifférenceentrele momentoùlespaquetsauraientarrivésetceluideleurarrivéeeffective.cettedifférenceest dueà: L encapsulationdespaquetsip Lachargeduréseau AucheminempruntéparlespaquetsIPquipeutêtredifférentàunmoment donné. Eneffet,pourlaVoIP,leprotocoleutiliséestUDP.Celui cifonctionneenmodenonconnecté c est à direquelespaquetsn'empruntentpasforcementlemêmechemin,d'oùunevariation dudélaidetransit.deplus,lavariationdecedernierdépenddunombrederouteurstraversés etdelachargedechaquerouteurtraversé. Afindecompenserlagigue,oninstalledesbuffers(appelésbufferdegigue)dontlerôleest delisserl irrégularitédespaquets.cependantcestockageapourconséquencel allongement 23

24 dudélaidetransmission.lagiguedoitresterinférieureà100mspourgarderunequalité acceptable. 6.3 Lapertedepaquets Engrandemajorité,lesapplicationsdesréseauxIPreposentsurleprotocoleTCP.Lorsqu ily acongestion,danscesréseaux,lesmécanismesdecontrôledefluximplantésdanslesnœuds permettentdelibérerdelabandepassanteenfiltrantletraficentrant.celapermet,entreautre, d indiquer aux équipements qui utilisent TCP, de diminuer leur consommation de bande passante. EncequiconcerneletraficUDP,aucunmécanismedecontrôledefluxouderetransmission depaquetsperdusn aétéimplémenté.deplus,letraficudpralentifortementletrafictcp car ce dernierestconçupourutiliserlabandepassantelaisséeparudp,commenousle montrelafiguresuivante. Figure17:UDPnelaissequepeudeplacepourTCP IlconvientdoncdemettreenplacedestechniquesdecohabitationentrelesfluxUDPetceux detcppouréviterunemonopolisationdesressourcesduréseauparlavoixquiestengrande partiebaséesurudpetainsiavoiruneéquitéauniveaudesflots. 6.4 Lesoutilspourlaqualitédeservice Laqualitédeservicepeut êtreobtenueparl utilisationde: Contrôledetrafic:Auxfilesd attentesdoivents ajouterdesmécanismesdecontrôlede flux,telquewfq(weightedfairqueuing),dontlebutestd assigneràchaqueclasseun pourcentagedebandepassante. 24

25 Figure18:WeightedFairQueuing Avec de telles méthodes, lorsque que le trafic des données est important, les délais de transmissionspeuventaugmenteretlaqualitédelavoixpeutêtrefortementdégradéedufait d unepertemassivedepaquets. IntServ(IntegratedServices)etRSVP(ResourceReSerVationProtocol)estprévuennatif avecsip.malheureusementrsvpnepassepasàl échelle.ilconvientparfaitementdansle cadred unintranetmaispaspourinternet.ilpermetd établiruncircuitvirtuelpourchaque fluxrencontré. Lafigure18illustrel établissementd unecommunicationentrealiceetbobparlebiaisdes protocolessipetrsvp. Figure19:InteractionavecRSVP 25

26 Nous remarquons que la réservation des ressources s effectue après l acceptation de la communicationparleuseragentserver. IPPrecedence:Permetdedonnerlaprioritéàlavoixsurlesdonnées.Utiliseles3premiers bitsduchamptosdel en têteip,doncfournit8possibilitésdeprécédence. Figure20:Formatdelaprécédencedansl octettos DiffServ(DifferentiatedServices):Définitiondeclassesdeservicesetattributiond un typedefluxàuneclasse.diffservutiliseaussilechamptosdel en têteipmaisutiliseles6 premiersbitsappelésdifferentiatedservicescodepoint(dscp). Figure21:TOSavecDSCP DiffServpermetentreautrede: Contrôlerlabandepassante,lesdélais,lagigueetlespertes Permettreunaccèsprioritairesauxdonnéesduréseau Travailleravecdesdemandesspécialespourcertainesapplications Tenterdesatisfairelesattentesdesutilisateurspayantspourdemeilleursservices DifférencierleprixsurlesservicesInternet MPLS(MultiProtocolLabelSwitching): Standarddel IETF,MPLSestunetechnique réseaupermettantdecombinerlesconceptsduroutageipdeniveau3,etlesmécanismesdela commutationdeniveau2tellesqueatm.leséquipementsutilisésparmplssontappelés LSR(LabelSwitchedRouters).Onendistinguedeuxtypes: LesELSRs(EdgeLSR),aussiappelésLER(LabelEdgeRouters).Ilsontpourbutde déterminerlechemindespaquets,appelélsp(labelswitchedpaths)etdeclassifierlesflux. LesCoreLSRs.IlsutilisentleslabelsfournisparlesLERspourcommuterlespaquets. 26

27 Enfin, une des caractéristiques importante de MPLS est sa capacité à faire du Traffic Engineering(TE).Celui cioffrelapossibilitéd utiliserdefaçonoptimalelesressourcesetce pourlaglobalitéduréseau. LacombinaisondeSIPpourl accèsauréseauetmplspourleréseaudecœuroffredoncles garantiesrequisespourletransportdelavoixetdesautresfluxmultimédias. LasolutionquenousallonsétudierestproposéeparLucentTechnologies.Danscettesolution, leslspontunebandepassanteinitialiséeàzéro.cependant,uneclassedeservicediffserv estréservéepourlavoixsurchaquelienduréseauettousleslsps,quiutilisentundeces liens,partagentlabandepassanteallouéepourlavoixsurcesliens.ainsi,lescheminsnesont pas redimensionnés individuellement, seule la bande passante allouée à chaque lien est modifiée.labandepassanteestdoncutiliséeplusefficacementdufaitdumultiplexagedes liens. Afindemettreenplacecettesolution,desmesuresdoiventêtreprises,surchaquelien,pour déterminerlepourcentaged utilisationdelaclassedeservice.s ilyacongestion,leslsps quiutilisentceslienssontidentifiésetdesrèglesdeblocagesontcrééespourchaquechemin. Cesrèglessontdelaforme:bloquerx%desappelsdecechemin.Lesrèglessontensuite envoyéesàungestionnairedesessionquilesappliqueenfonctiondesappels. Figure22:SIPoverMPLS 7 Laparoleauxutilisateurs Danscettepartienousreprenonslessondageseffectuésentre2002et2004parlegroupe Webtorialsetnousessayeronsensuitedecommenterlesrésultatsdesondage.Cetteétudea pourbutderécolterlesopinionsdesutilisateursprofessionnelssurledéploiementdelavoip etdefiniraveclathéoriedesprévisionsquiestparfoisendécalagetotalaveclemarché. 27

28 7.1 SondageWebtorials Etesvousuniquementresponsablederéseauxdedataouvoixoudesdeux? Figure23:Responsablederéseauxdedataouvoixoudesdeux? SourceWebtorials2004 Acettequestionnousremarquons qu environ 20%desutilisateursprofessionnelsen2002 n étaientresponsablesderéseauxdedataalorsqu en2004cechiffreestpasséàmoinsde 10%.Aussien2002lepourcentagederesponsablesquis occupaientéquitablementdeces deuxtypesderéseauétaitde23%alorsqu en2004cepourcentageestpasséàunpeuplusde 35%,cequimontrelanécessitéd uneconvergenceafind allégerletravaildesadministrateurs réseaux et de diminuer en même temps les coûts de fonctionnement des entreprises. On remarqueenfinquelepourcentagederesponsablesquis occupentde75%deréseauxdevoix estsensiblementlemêmedepuis Laconvergenceestelleperçueréellementcommestratégique? 28

29 Figure24:Laconvergenceestelleperçueréellementcommestratégique? SourceWebtorials2004 Acettequestionnousremarquonsqu en2002,45%desutilisateurssondéstrouvaitlesdata stratégiques alors que 41% trouvait la voix stratégique. Ces pourcentages sont passés respectivementde48%à44%en2003.donconvoitbienquel écartestlemêmeen2003 maislespourcentagesaugmentent,cequiexpliquel importancedeplusenplusgrandissante desdeuxtypesderéseaux.en2004plusde50%dessondésestimentquelaconvergenceest stratégique, ce qui montre encore une fois l importance de faire des passages brefs à IP enabled QuellessontlesraisonsprincipalesquifreinentledéploiementdelaVoIP? 29

30 Figure25:QuellessontlesraisonsprincipalesquifreinentledéploiementdelaVoIP? A cette question, nous remarquons que le pourcentage des utilisateurs professionnels qui désignaientlemanquedebudgetcommeleprincipalfreinaudéploiementdelavoipestpassé de58%en2002àunpeuplusde30%en2004.lepourcentaged utilisateursquidésignaient unproblèmeliéàl interopérabilitéétaitde50%en2002etasensiblementdiminuéde4 pointsen2004,cequimontrequel interopérabilitérestetoujoursunfreinaudéploiementde lavoip.maisleplusimportantdesobstaclesdenosjoursestlasécuritéquin étaitpascitéen 2002etreprésentaitàpeuprés50%dessondésen Conclusion Nousavonsprésentédanscedocumentlesdeuxtypesd architecturededéploiementdela VoIPutilisantcommeprotocoledesignalisationSIP.LepassagetotalenIPnepouvantpasse fairedujouraulendemain,doncunpassageparip enabledestobligatoireavantlamiseen placedeip centric.cetteétapepermetsurtoutàl entreprised éviterdeprendredesrisques danslecasoùlavoipn estpasadaptécarseulsquelquesphonetdmserontremplacéspar desphoneip.desétudesetdestestsfonctionnelsdoiventêtreréalisésavantlamigration complèteenip centricafindeprendreenconsidérationlesproblèmesliésàlafiabilitéetàla qualitédeservicesdescommunicationstéléphoniques. LaVoIPétantunetechnologierécenteetattractive,elleestuneciblepourdespersonnesmal intentionnées désireuses de profiter d un tel service gratuitement (via un ITSP) ou tout 30

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