Cahier des charges de projet 2006/2007. Poxy-SIP. 08 janvier cahier des charges. par. Gwenaël CHOLET Frédéric PASCAL Léo DEVERNE.

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1 Projet Groupe Rendu le Poxy-SIP Gwenaël CHOLET, Frédéric PASCAL, Léo DEVERNE 08 janvier 2007 cahier des charges par Gwenaël CHOLET Frédéric PASCAL Léo DEVERNE Tuteur Rachid Elazouzi Proxy-SIP Proxy-SIP - 1 -

2 Table des matières I.Description du projet...2 a.objectifs...2 b.environnement actuel... 2 c.intérêts du projet... 2 II.Expression des besoins... 4 a.objectif prioritaire...4 b.objectifs souhaités...4 c.description des besoins techniques...4 i.architecture...4 ii.configuration logiciel... 5 iii.configuration matériel...6 iv.protocoles...6 d.prestations attendues...8 III. Phases de test...9 a.première phase : Connexion de deux Soft phones par l intermédiaire du serveur Astérisk et configuration du serveur b.deuxième phase : Réalisation du Proxy-SIP Initialisation d une communication en local Enregistrement de l adresse de localisation d un utilisateur du domaine en local Interaction entre le serveur Proxy-SIP et le serveur Astérisk Initialisation d une communication au travers de l internet Enregistrement de l adresse de localisation d un utilisateur du domaine au travers de l internet Initialisation d une communication entre deux utilisateurs du domaine enregistré avec une adresse public Initialisation d une communication entre un utilisateurs du domaine et un utilisateur du réseau RTC Proxy-SIP - 2 -

3 I. Description du projet. a.objectifs L objectif est de développer un serveur proxy pour installer un standard téléphonique sous VoIP basé sur le protocole SIP au sein des locaux de l'iup. Le PABX actuellement en place sur l'iup sera, à terme, remplacé par une version numérique que représente le logiciel Asterisk. Ceci permettra de mettre en place un système téléphonique avancé pour un coût moindre offrant la possibilité de communiquer sur les réseaux numériques et analogiques. b.environnement actuel Actuellement, c'est un autocommutateur privé qui fait office de standart téléphonique. C'est lui qui fournit par la ligne le courant de l'alimentation de l'appareil. Le signal transmis est un signal analogique. Le numéro de téléphone correspond physiquement à une ligne téléphonique sur l'autocommutateur désigné. Pour établir une communication téléphonique, il faut donc établir une connexion, un circuit, entre la ligne appelante et la ligne appelée au travers de ces autocommutateurs. Cet environnement ne permet que des appels au travers du réseau commuté public et du réseau téléphonique privé du laboratoire. Le standard n'a de fonction que pour les appels de ces mêmes reseaux. Si l'on désire utiliser le réseau internet pour réaliser des communications VoIP il faut alors utiliser un matériel complètement indépendant de cet environnement. De plus, si l'on se trouve en déplacement, il est impossible de pouvoir communiquer avec le réseau commuté public par le biais des lignes du laboratoire. c.intérêts du projet Avec la VoIP les fonctions téléphoniques utilisent le protocole IP, la voix est numérisée et compressée, et est transmise sous forme de paquets routés de la même manière que les paquets de données. Il n'y a donc plus de commutation de circuits, c'est la fonction standard de routage de l'internet qui est utilisée. Il n'y a plus besoin d'un lien physique uniquement dédié à la téléphonie, les paquets contenant la voix sont transportés sur le reseau informatique. Un seul média est alors utilisé pour la transmission des données informatiques et téléphoniques. L'installation du standard téléphonique numérique offrira la possibilité de communiquer sans coûts sur les réseaux numériques et fera office de passerelle vers le réseau RTC public, ceci pour les utilisateurs enregistrés quelque soit leurs localisations géographique. L'installation de ce type de standard téléphonique représente une solution qui serait 50% moins chère que l'installation de centraux classiques. Astérisk permet d'obtenir un standard téléphonique complet pour les échanges téléphoniques en VoIP et vers le réseau Proxy-SIP - 3 -

4 commuté public. Dans le cadre de ce projet, Asterisk sera principalement utilisé comme passerelle vers le réseau RTC et fournira un certain nombre de services que nous décrirons par la suite. Le rôle du serveur Proxy-SIP sera la gestion de la localisation des utilisateurs connectés et l'initiation et la cloture des connexions. Grâce au protocole SIP, permettant d'initier des communications téléphoniques sur l'internet, un numéro ne correspond plus à une "ligne téléphonique", mais à un utilisateur qui posséde un numéro SIP unique. Suite à une phase d'authentification, l'utilisateur pourra utiliser son numéro à partir de n'importe quelle connexion Internet. Proxy-SIP - 4 -

5 II. Expression des besoins a.objectif prioritaire L'objectif prioritaire à atteindre au terme du deuxième semestre est de pouvoir établir une communication dans les locaux de l'iup entre deux téléphones IP par le biais du serveur proxy. La majeure partie du travail consistera à développer ce serveur proxy. b.objectifs souhaités L'idéal dans la réalisation de ce projet serait de mettre en place, en association avec le serveur proxy, le PBX numérique Asterisk pouvant fournir de nombreux services et permettre un accès au RTC. c.description des besoins techniques i.architecture Proxy-SIP - 5 -

6 Le schéma ci-dessus représente l'architecture générale du projet où sont représentés : les différents utilisateurs (sur le réseau de l'iup, sur l'internet et sur le RTC); le serveur Proxy, contacté par les utilisateurs de son domaine pour initier un appel; le serveur Asterisk, contacté par le serveur Proxy et utilisé comme PBX pour accéder au RTC et délivrer les services associés. ii.configuration logiciel Le serveur proxy Il sera développé en langage Java à partir d'une librairie existante (la librairie Jain SIP) contenant les interfaces permettants d'utiliser le protocole SIP. Il sert d'intermédiaire entre deux utilisateurs ne connaissant pas leurs localisations respective. Dans ce but, une base de donnée (un simple fichier) contiendra les informations relatives à chaque utilisateurs enregistrés, c'est à dire son adresse IP actuelle et son adresse SIP (propre à chaque utilisateur) de la forme: sip:nom_utilisateur@domaine. Ainsi, lorsqu'un utilisateur effectue un appel, il s'adresse en premier lieu au serveur proxy. Celui-ci vérifie dans la base de donnée si le destinataire de l'appel est connecté. Si c'est le cas, il mettra en relation les deux utilisateurs après avoir résolu l'adresse SIP du destinataire. Sinon, l'appel sera redirigé vers le serveur Asterisk qui transmettra l'appel sur le RTC si nécessaire ou fournira les services de boites vocales si l'utilisateur n'est pas joignable. Le serveur Asterisk Il sera installer sur une machine sous environnement Unix. Ce serveur sera utilisé suite à un requête du serveur proxy pour obtenir un transfert sur le RTC ou fournir un service de messagerie. Les packages suivants devrons être installés : Linux kernel 2.6 bison et bison-devel ncurses et ncurses-devel zlib et zlib-devel openssl et openssl-devel Proxy-SIP - 6 -

7 iii.configuration matériel Les serveurs proxy et Asterisk pourrons être installés sur une même machine sous Linux. Aucun matériels supplémentaires n'est nécessaires pour un usage interne (il suffit d'installer deux softphones sur deux machines du réseau). Des cartes (TDM) devrons être utilisées pour atteindre le réseau téléphonique commuté. Des téléphones IP (hardphone) connectés directement sur le réseau informatique pourrons être utilisés à la place des softphones pour un meilleur confort. iv.protocoles Notre projet est entièrement basé sur le protocole SIP, utilisé pour initier et terminer des sessions. L ouverture de ces sessions permet de réaliser de l audio ou vidéoconférence, de la voix (téléphonie) et de la diffusion multimédia sur IP. Ce protocole utilise différentes requêtes envoyées par les utilisateurs et traitées par le proxy. Cidessous, un exemple d'établissement d'une session SIP : Proxy-SIP - 7 -

8 Il faut noter que SIP est indépendant du transport des données, il permet uniquement l'établissement de la session. A chacune des couches de l architecture SIP sont associés des protocoles tels que : RSVP, RTP, RTCP, SAP, SDP. Pour notre application le transport des paquets sera géré par le protocole RTP. RTP est utilisé conjointement avec le protocole RTCP. En effet, les paquets RTP contiennent les données (voix, vidéo,...) et les paquets RTCP contiennent les informations de QoS relatives aux sessions. Proxy-SIP - 8 -

9 d.prestations attendues Notre projet doit répondre à de multiples attentes. Il doit permettre des communications téléphoniques au sein de l'iup, depuis le réseau de l'iup vers l'internet et inversement, et d'internet vers le RTC. De plus astérisk sera utilisé pour tous les appels concernant le RTC ainsi que pour tous les services de standard téléphonique. Les services qui peuvent être envisagés sont : Boites vocales : Elles sont complètement paramétrables par l'utilisateur (mot de passe, message d'absence...). La consultation de la boite vocale peut s'effectuer par plusieurs méthodes : Appel de la boite vocale Réception du message vocal par Écoute du message vocal par site Web Communications vers le RTC : Une carte TDM permet d'effectuer des appels depuis Internet vers le RTC. Central téléphonique : la mise en attente, la redirection ou l'utilisation d'une boite vocale à l'arrivée d'un appel, l'usage de message d'accueil avec la possibilité de redirection par appui sur une touche du téléphone par l'appelant, la redirection de l'appel vers un centraliste qui peut être dédié à un poste ou s'authentifier par mot de passe, l'enregistrement des appels. Conférences : La mise en place de salles de conférences. Ces salles peuvent être pré-configurées par l'administrateur ou dynamiques (configurées à la volée par un appelant). La possibilité de mettre un mot de passe. Proxy-SIP - 9 -

10 III. Phases de test a.première phase : Connexion de deux Soft phones par l intermédiaire du serveur Astérisk et configuration du serveur. - La première étape de réalisation de notre projet est la communication de deux Soft phones par le biais du serveur Astérisk. Chaque Soft phones spécifiera l adresse IP du serveur Astérisk qui réalisera l initialisation de la connexion entre l appelant et l appelé. Pour mettre en place les Soft phones avec la passerelle Astérisk, on spécifie que l on désire utiliser le protocole SIP. Ensuite on renseigne les champs Display Name, User name et Password qui permettent au client de s identifier sur le serveur. Le champ Authorization user name est défini sur le Serveur Asterisk et on rentre l adresse IP du serveur dans le champ Domain. On notera que dans cette configuration l adresse IP du Proxy-SIP est la même que celle du serveur Astérisk. Le serveur Astérisk possède un service SIP qui lui permet de résoudre des numéro sip d utilisateur enregistré. Au cour de cette étape nous créerons des comptes pour des utilisateurs du domaine sur le serveurs Astérisk afin de pouvoir s essayer aux configurations suivantes : Services d'identification de l'appelant, Mise en attente d appels, Répondeur vocal interactif, Messagerie vocale, redirection de l'appel vers un centraliste, conférence Proxy-SIP

11 b.deuxième phase : Réalisation du Proxy-SIP. - Le serveur proxy aura à charge de router les messages SIP. Il a uniquement un rôle dans la signalisation et il ne gère pas de media. Il n'est en général à l'origine d'aucune requête exceptée la requête CANCEL utilisée pour libérer une session pendante. La figure suivante montre l'établissement d'une session grâce à un serveur Proxy-SIP et la séparation de la partie signalisation et de la partie flux media. Le Proxy-SIP se contente de router les messages SIP vers l'opérateur sélectionné. Le «dialogue» SIP fournira aux deux terminaux (celui du client1 et celui du client2) les données nécessaires à l'établissement d'une session de media entre eux. Ces données sont entre autres l adresse IP de destination de la communication. Les deux terminaux peuvent alors s'envoyer des flux média sans passer par le serveur Proxy-SIP ce qui en allège la charge. Proxy-SIP

12 1. Initialisation d une communication en local. - Dans un premier temps, nous réaliserons un communications entre deux utilisateurs du domaines iup.univ-avignon.fr. Ces tests se réaliseront en local sur un réseau d adressage privée. L utilisateur Léo Edverne cherche à joindre l utilisateur Gwenael Cholet du domaine iup.univ-avignon.fr Le serveur Proxy-SIP possède dans sa structure de donnée l adresse IP de l utilisateur Gwenael Cholet. Léo Edverne lance une requête SIP INVITE à l adresse SIP de Gwenael Cholet : sip :123456@iup.univ-avignon.fr Le serveur Proxy-SIP va chercher dans sa structure de données la résolution de l adresse géographique (IP) de l utilisateur Gwenael Cholet correspondant à l adresse sip :123456@iup.univ-avignon.fr Le serveur retourne l invitation de l utilisateur Léo Edverne à l adresse IP de Gwenael Cholet, met en place l initialisation de la communication puis se retire pour l essai place à la communication à proprement dite et le transport des données. Le serveur Proxy-SIP reprend place ensuite pour la cloturation de la communication. Proxy-SIP

13 2. Enregistrement de l adresse de localisation d un utilisateur du domaine en local. - Le but de cette étape sera de permettre à un utilisateur du domaine iup.univ-avignon.fr de s authentifier auprès du serveur Proxy-SIP et de faire correspondre son adresse de localisation géographique (IP) à son adresse sip. Lors du démarrage, le client doit s enregistrer auprès du serveur Proxy-SIP en envoyant une requête REGISTER. C'est la méthode utilisé par un client pour s enregistrer auprès du serveur Proxy-SIP. Ainsi le client pourra être joignable peut importe sa localisation géographique par le biais de son adresse sip. Dans cette étape le client et le serveur serons toujours sur un même réseau privé ce qui limite la localisation aux adresses de ce réseau. Proxy-SIP

14 3. Interaction entre le serveur Proxy-SIP et le serveur Astérisk. - Pour cette étape nous aurons à faire fonctionner le serveur Proxy-SIP et le serveur Astérisk ensemble. L intérêt de cette méthode est d offrir les services des deux serveurs aux utilisateurs du domaine. C est à dire les services de Proxy-SIP et ceux d un système téléphonique avancé. Ainsi si l utilisateur Gwenael Cholet appel l utilisateur Léo Edverne et que celui ci n est pas connecté ou momentanément non joignable, l utilisateur Gwenael Cholet aura alors la possibilité d utilisé les services du standard téléphonique Astérisk comme le services d'identification de l'appelant, Mise en attente d appels, Répondeur vocal interactif, Messagerie vocale, redirection de l'appel vers un centraliste, conférence Proxy-SIP

15 4. Initialisation d une communication au travers de l internet. - Pour cette réalisation, un utilisateur du domaine initiera une communication avec un client sur l internet. La réalisation de cette étape nous mènera à sortir du réseau privé de l IUP. Pour cela il nous faudra réaliser une communication au travers de routeurs et Firewalls. Le Proxy-Sip devra possédé une adresse public, sans quoi son adresse ne pourra être résolvable et les messages ne pourrons joindrent l utilisateur du domaine sur le réseau privé. Il devra translater l adresse IP privée en adresse IP public de l appelé afin de permettre la transmission des paquets de la communication à proprement parler. Il faudra également ouvrir le port du service sur le Firewall de l université afin de laisser passer les messages d initialisation de la connexion et de communication. Proxy-SIP

16 Le cheminement inverse, c est à dire d offrir la possibilité pour les utilisateurs du domaine enregistré sur le réseau privé d être joint par tout utilisateur externe sera également offerte. Proxy-SIP

17 5. Enregistrement de l adresse de localisation d un utilisateur du domaine au travers de l internet. - C est à partir de cette phase de test que notre Proxy-SIP va réellement offrir la possibilité à tous les utilisateurs du domaine iup.univ-avignon.fr d être joignables à tout instant ou ils sont en ligne, peut importe leurs localisations, à partir de leurs adresses sip. A partir de la validation de cette étape tout utilisateur du domaine, au démarrage de son application client, pourra s enregistrer avec une adresse public auprès du serveur Proxy- SIP en envoyant une requête REGISTER. Les utilisateurs pourrons donc alors être joignable sur tout les réseaux. Proxy-SIP

18 6. Initialisation d une communication entre deux utilisateurs du domaine enregistré avec une adresse public. - Cette phase sera une phase de vérification du bon fonctionnement de notre application. C est une étape qui doit fonctionner avec les configurations réalisées sur les étapes précédentes. Un utilisateur quelconque situé sur l Internet contacte un utilisateur du domaine iup.univavignon.fr enregistré avec une adresse public. La résolution de l adresse sip de l utilisateur enregistré doit retourner son adresse public sur le Proxy-SIP et initialisé une communication avec cette adresse IP. Les deux agents utilisateur son alors connecté et peuvent ainsi communiquer. Proxy-SIP

19 7. Initialisation d une communication entre un utilisateurs du domaine et un utilisateur du réseau RTC. - Le logiciel Astérisk permet d interconnecté le réseau de voix sur IP au réseau de téléphonie classique (commuté) via des cartes d interface téléphonique (TDM). L intérêt de cette fonctionnalité et d offrir un accès au réseau commuté public via cette passerelle à tous les utilisateurs du domaine et ce peut importe leur localisation. Ces phases de test correspondent aux fonctionnalités attendues de la part de notre chef de projet. La réalisations de toutes ces phases correspondrait à une réalisation complète de notre projet. Proxy-SIP