H.323. Internet Multimédia. Sommaire

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1 Internet Multimédia La Visioconférence H André Aoun - Internet Multimédia H Sommaire 1. Présentation 2. La Norme Appel H.323 Les Gatekeepers 5. Les ponts multipoints (MCU) 6. Les terminaux 7. Portail d accès au service 8. Sécurité d un réseau H Conclusion 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

2 Présentation (1) Visioconférence : communication interactive combinant de multiples média : voix, vidéo, données applications : réunion et apprentissage à distance avantages : économie en temps, en déplacements, en coûts de télécom, H.323 n a pas «inventé» la visioconférence sur IP puisque déjà utilisé sur Mbone avec RTP/RTCP mais a enrichi les procédures de signalisation nécessaires à l établissement t d appels, de conférences, de choix de codecs 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Présentation (2) Un service multipoint de visioconférence H.323, c est : des terminaux (EndPoint ou EP), pour entrer en visioconférence des ponts (Multipoint Control Unit ou MCU), pour gérer le multipoint éventuellement des passerelles (GateWay), pour accueillir des terminaux RNIS un réseau de portiers (GateKeeperou GK), pour rendre le réseau «intelligent» et faciliter l appel entre terminaux des pare-feu (FireWall) intégrant H.323, pour sécuriser le réseau des applications (Portail Web), pour accéder aux services 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

3 Présentation (3) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H La Norme (1) Recommandation de l ITU (WG 16) Tiré de H320 ( visio sur numéris ), elle définit comment les systèmes audio et vidéo peuvent communiquer sur des réseaux de paquets fonctionnant en mode sans connexion et sans garantie de qualité de service. Plusieurs versions depuis 1996 ( V5 actuellement ) adressage souple ( numéro de ) Permet une interopérabilité des systèmes H320/RNIS et H323/IP Protocole dominant pour les communications voix et multimédia sur IP, en cœur de réseau et à l accès des IP- PBX, même si le protocole SIP se développe également rapidement notamment sur les PC André Aoun - Internet Multimédia H

4 La Norme (2) H.323 spécification chapeau Se réfère à de nombreuses autres normes de l ITU Décrit à la fois l architecture et les modes opératoires Traite plusieurs informations : contrôle, signalisation, audio, vidéo et données 2011 André Aoun - Internet Multimédia H La Norme (3) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

5 La Norme (4) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Codecs (1) AUDIO : Les terminaux H.323 doivent supporter au moins le standard de l ITU G.711, approuvé en 1965, débit 64 Kb/s Optionnel : G.722, débit 48, 56 ou 64 Kbps spectre 7 khz G.723 débit 5.3 ou 6.3 Kbps G.728, débit 16 Kbps G.729, débit 8 Kbps MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding) à 14 khz à 64/96 Kbps Norme G.711 : Modulation par impulsion i et codage (MIC) des fréquences vocales avec un débit de 64 kbit/s pour une bande de fréquence de 300 à 3400 Hz André Aoun - Internet Multimédia H

6 Codecs (2) Les codecs vidéo généralement utilisés sont (du plus ancien au plus récent) : H.261, débit entre 40 kbps et 2 Mbps H.263 pour le bas débit jusqu à 20kbps H.264 (aussi appelé MPEG-4 ou AVC Advanced Video Coding) permettant d avoir la même qualité que H.263 en divisant le débit par 2. Les formats vidéo sont aussi standardisés, tels que : QCIF: 176x144 pixels (utilisé à faible débit, par exemple sur téléphone mobile) CIF: 352x pixels (format standard d pour un débit moyen entre 256 kbit/s et 768 kbit/s) Mais aussi 4CIF (704x576), ou VGA (640x480), pour aller vers la haute définition : XGA (1024x768), etc André Aoun - Internet Multimédia H Data Conferencing : T.120 T.120 définit un cadre de spécifications communes pour les applications de travail coopératif, les outils logiciels de partage d application, de tableau blanc, de transfert de fichiers, appartenant à un univers encore largement propriétaire. Les logiciels de partage d application sont majoritairement le fruit de développement de technologies propriétaires. Les retards dans le processus final de normalisation de T.120 ont amené les deux principaux proposants Microsoft et PictureTel à faire alliance pour que leurs produits logiciels Netmeeting 2.0 et LiveSharePLus soient compatibles entre eux (et T.120). Les couches basses du T.120 spécifient des mécanismes indépendants de l application, de la plate-forme et du réseau, pour rendre des services de communication multipoint à toute application capable de les exploiter André Aoun - Internet Multimédia H

7 Appel H.323 (1) Étapes d un appel H.323 H.225-RAS (port UDP 1719) : ouverture d un canal RAS (Registration,Admission,Status) enregistrement des terminaux auprès du GK (optionnel) H.225-SIG (port TCP 1720) : ouverture d un canal de signalisation initialisation des appels H.245 (port TCP > 1024) : ouverture d un canal de contrôle négociation des médias échangés entre terminaux RTP/RTCP (ports UDP > 1024) : ouverture des canaux logiques pour les données transport et contrôle de l audio et de la vidéo T.120 (port TCP 1503) : ouverture d un canal pour le partage d applications 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Appel H.323 (2) Contraintes d appel sans GK : appels uniquement terminaux publique exclusivement ouverture des ports TCP et UDP > 1024 (peut poser des Pbs de sécurité) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

8 Appel H.323 (3) Appel sans GK 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Appel H.323 avec un GK (1) Utilisation d un GK : logiciel ou matériel équipement dédié ou intégré dans un MCU ou dans un routeur IP administration, gestion et contrôle des équipements H André Aoun - Internet Multimédia H

9 Enregistrement des terminaux et translation d adresses : Appel H.323 avec un GK (2) Les terminaux s enregistrent auprès du GK avec un n E.164 ou un nom d alias H.323 unique le GK connaît l état de connexion des terminaux et contrôle les appels les appels entre terminaux se font avec les n E.164 ou les alias H.323 le GK qui s occupe de la conversion n E.164 <--> IP ou nom d alias <--> IP RAS : Registration, Admission, Status 1. découverte du GK, 2. enregistrement et localisation du terminal: infos sur la bande pasante des s canaux de signalisation, numérotation, 3. contrôle et état de la connexion 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Appel H.323 avec un GK (3) Trois modes de fonctionnement d un GK : Appel direct le GK ne fait que mettre en communication les terminaux Appel et contrôle le GK route les paquets H.225 et H.245 entre terminaux 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

10 Appel H.323 avec un GK (4) Routage complet (mode Proxy) : aucune connexion directe entre terminaux : tous les paquets H.323 (H.225, H.245, RTP/RTCP et T.120) sont routés par le Proxy qui peut aussi faire du NAT les terminaux en adresse privée derrière le Proxy en adresse publique peuvent appeler ou être appelés réduction possible de la gamme des ports dynamiques les terminaux peuvent mieux traverser les FireWalls Tous les GK n intègrent pas la fonction Proxy 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Appel H.323 avec un GK (5) Appel H.323 avec un GK en mode direct 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

11 Un GK gère une zone H.323 unique Réseaux de GK (1) la zone H.323 est identifiée par un préfixe X les terminaux s enregistrent auprès du GK avec un n E.164 unique de préfixe X les appels se font avec les n E E.164 de préfixe X Les GK en réseau gèrent les appels inter-zones H.323 le GK d une zone est lié à ses GK voisins en fonction du préfixe du n E.164 appelé, il route l appel vers le bon GK un appel vers un n E.164 de préfixe X est routé vers le GK gérant la zone X Un GK avec fonction de réécriture des n E.164 permet de s affranchir du préfixe : les terminaux s enregistrent avec leur n E164 court (i.e. sans le préfixe) permet d assurer un service de numérotation interne les appels intra-zone se font avec les n E.164 courts ou longs 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Réseaux de GK (2) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

12 Réseaux de GK (3) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Réseau d appel international 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

13 Recommandation pour un GK (1) Fonction de Proxy H.323 si besoin Gestion de zone H.323 Fonction de routage des appels H.323 Capacité de déclarer des GK voisins Capacité de router les appels vers les GK voisins en fonction des n E.164 Fonction de réécriture des n E.164 (optionnel) Permet d assurer un service de numérotation interne avec des n courts 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Recommandation pour un GK (2) Le GnuGK, GK logiciel libre qui intègre toutes les fonctionnalités recommandées Configuration fg : p pp p Outils utiles au GnuGK: configuration et administration : GnuGKControl Center supervision : OpenH323 Java GUI André Aoun - Internet Multimédia H

14 Le pont multipoint - MCU (1) Le pont multipoint (MCU) : Indispensable pour des visioconférences à partir de 3 participants Serveur qui centralise les flux et qui les redistribue aux participants Mode activation par la voix, l image de celui qui prend la parole est vue par les autres et Mode présence continue, l image intègre l ensemble ou une partie des participants. Équipement coûteux, le plus souvent matériel, quelques solutions logicielles Variétés des fonctionnalités selon les MCU Constructeurs : Tandberg, Polycom, Radvision, FVC, VCON, Cisco, Sony, 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Le pont multipoint - MCU (2) Enregistrement du MCU auprès d un GK Le pont enregistre ses conférences sur le GK comme un terminal H.323 : pour le pont et un n E.164 unique pour chaque conférence si le MCU n enregistre pas ses conférences auprès du GK,les conférences ne seront pas accessibles par les terminaux (le pont pourra toutefois appeler les terminaux par si le terminal ne s enregistre pas auprès du GK, il ne pourra pas appeler une conférence du MCU 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

15 Le pont multipoint - MCU (2) Solution matérielle ou logicielle? Les machines serveurs sont aujourd hui suffisamment rapides pour réaliser tous les traitements audio et vidéo nécessaires pour être un MCU efficace Solution matérielle : plus difficile il à faire évoluer et très onéreuse Solution logicielle : plus de fonctionnalités et d évolutions Pont gratuit (logiciel libre) Open MCU Ponts commerciaux Logiciel : ConferenceServer (FVC), VCB 2500 (VCON) Matériel : MGC (Polycom), MPS (Tandberg), Cisco (IP/VC 3540) Plus d informations (tests, comparatifs, actualités, ) : The Wainhouse Research Bulletin : André Aoun - Internet Multimédia H Choix d un MCU (1) Capacité: nombre total de ports débit émis/reçu maximum par port : au minimum 2 Mbits/s nombre maximum de ports par conférence (dépend souvent du débit) nombre maximum de conférences simultanées Évolutivité: en capacité(nombre de ports, cascading, ) en technologie (intégration des nouvelles normes : SIP, H.264, H.239 ) Fonctionnalités importantes : le transcoding audio et vidéo l adaptation dynamique des débits pour l audio et la vidéo la Présence Continue en mode multiples (CP 4, 9, 16...) et l activation à la voix la gestion dynamique des modes Présence Continue 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

16 Choix d un MCU (2) Interopérabilité avec les terminaux H.323 : (support de l ensemble des normes H.323) pour l audio : G711, G722, G723, G728, G729, MPEG4 AAC LD pour la vidéo : H.261, H.263, H.264 en mode QCIF, CIF, 4CIF (16CIF rare) pour le partage d applications : T.120 autres : H.350 (intégration dans un annuaire LDAP), H.239 (double flux), H.235 (chiffrement), H.281 (pilotage des caméras à distance), Intégration du pont dans un réseau de GK : si le pont n intègre pas de GK le pont doit pouvoir s interfacer à un quelconque GK sinon le pont intègre un GK le GK du pont doit pouvoir se lier à d autres GK à défaut, le GK du pont peut être désactivé, le pont utilise alors un GK tierce qui peut se lier à d autres GK dans tous les cas, les n E.164 des conférences (au moins leur préfixe de zone) doivent être configurables 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Les terminaux H.323 (1) Systèmes tout-intégré ou semi-autonomes grande variété de prix selon les modèles et les fonctionnalités systèmes de salle pour grand groupe (10 personnes) systèmes de bureau pour petit groupe (2-3 personnes) systèmes individuels stabilité des systèmes non intégrés Recommandations pour un terminal H.323 Capacité de s enregistrer auprès d un GK (indispensable) Support des normes H.323, en particulier compatible avec les codecs du MCU Pour un codec donné, le débit émis/reçu fera la qualité de la visioconférence H.264 : codec vidéo, qualité équivalente à H.263 pour un débit divisé par 2 MPEG4 AAC : codec audio à bande passante élargie + stéréo Fonctions de partage de données et d applications T André Aoun - Internet Multimédia H

17 Les terminaux H.323 (2) 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Portail d accès au service Interface utilisateur : Système de gestion pour des réservations automatisées Très importante pour un service multipoint mutualisé Intégrée au MCU mais souvent mal adaptée Si la programmation des conférences est «manuelle» il faut des ressources humaines pour réserver les ressources du MCU Sinon, il y a un système automatique de planification des conférences idéalement à travers une application Web avec des fonctions : de gestion de groupes d utilisateurs et des profils utilisateurs, d annuaire, de réservation des ressources du pont, d automatisation des appels 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

18 Sécurité d un réseau H.323 (1) Filtrage réseau (par Access List) pour les équipements H.323 ouvrir tous les ports concernés pour ces équipements pas bon, mais encore envisageable pour les terminaux de salle dédiés H.323 certains terminaux et MCU ont la capacitéde restreindre la gamme des ports Proxy H.323 derrière un FireWall le FireWall laisse passer le trafic entre le Proxy et l extérieur tous les trafics H.323 passent par le Proxy inconvénient : le Proxy, même si il a la capacité de réduire la gamme de ports dynamiques, doit rester ouvert sur une grande plage de ports UDP et TCP 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Sécurité d un réseau H.323 (2) FireWall statefull inspection qui intègre H.323 par exemple : Netscreen, CheckPoint, Cisco PIX le FireWall détecte dès la signalisation d appel les ports TCP et UDP négociés il ouvre dynamiquement les ports concernés uniquement pour la durée de connexion 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

19 Passerelle H.320/H.323 Passerelle BRI (Basic Rate Interface), accès de base 128K Passerelle PRI (Primary Rate Interface), accès primaire 2 M 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Conclusion (1) Voici les principaux bénéfices qu'apporte la norme H.323 : Codec standards Interopérabilité : Indépendance vis à vis du réseau, des plates-formes et des applications Support multipoint Gestion de la bande passante Support multicast 2011 André Aoun - Internet Multimédia H

20 Conclusion (2) Protocole complexe, créé initialement pour les conférences multimédia et qui incorpore des mécanismes superflus dans un contexte purement téléphonique. Ceci a notamment des incidences au niveau des terminaux H.323 (téléphones IP, par exemple) capacité mémoire et traitement non sans incidence au niveau du coût. Comprend de nombreuses options susceptibles d'être implémentées de façon différentes par les constructeurs et donc de poser des problèmes d'interopérabilité ou de plus petit dénominateur commun (dans le choix du codec, par exemple) Précaution à prendre : tester les équipements 2011 André Aoun - Internet Multimédia H Conclusion (3) Ethernet IP = réseau «best effort», sans garantie d acheminement des paquets IP Or, la qualité de la visioconférence dépend de 4 paramètres : le débit >384 Kbits/s pour la qualitéet la fluidité la perte de paquets<1% indispensable (voir moins) le délai de transit (latence) idéalement 100 ms, obligatoirement <200 ms la variation du délai de transit (gigue) nécessairement <30 ms Toute perte de paquets a une incidence visible Des congestions de liaisons entraînent la perte de qualité Précautions à prendre : contrôler son réseau et disposer d outils de Métrologie Solutions : les classes de service pour traiter de manière spécifique les trafics H André Aoun - Internet Multimédia H

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