Cisco CCVP. Introduction aux réseaux VoIP

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1 Cisco CCVP Introduction aux réseaux VoIP

2 Contenu Fondamentaux de la VoIP Les protocoles de signalisation Real-Time Protocol Les passerelles VoIP Les modèles de déploiement Cisco CCVP -2-

3 Fondamentaux de la VoIP Voice over IP = VoIP = IP Telephony La VoIP transporte les conversations voix sur des réseaux basés sur IP, tel qu Internet Permet de réaliser des économies d échelles en utilisant t l infrastructure réseau IP existante te Cisco Unified Communications Architecture Intègre pleinement les communications en permettant aux données, à la voix et à la vidéo d être transmis sur une unique infrastructure utilisant les standards IP Cisco CCVP -3-

4 Technologies de communication CUCS incorpore et intègre les technologies de communication suivantes : La téléphonie IP Transmission des communications voix sur un réseau IP Centre de contact clients Customer Contact Center La visiophonie Le Rich-media conferencing Les applications tierces Cisco CCVP -4-

5 Avantages de la VoIP Economies financières quant au matériel Flexibilité Fonctionnalités avancées Routage avancé des appels Messagerie unifiée Systèmes d information intégrés Economie pour les appels longues distances au sein d une société Sécurité Relations clientèle Services applicatifs (XML) Cisco CCVP -5-

6 Composants de la VoIP Call Agent Dispositif Vidéo Téléphone IP Voice Gatekeeper IP MCU Serveur d application Téléphone Voice Gateway SoftPhone Voice Gateway PSTN Téléphone PBX Cisco CCVP -6-

7 Composants de la VoIP Gateways Interconnectent la téléphonie de paquets avec les dispositifs de téléphonie traditionnels (téléphone, PBX) MCU Multipoint Control Unit Utilisé pour les conférences Serveurs d'application Fournissent des services basés sur le XML aux téléphones IP (répertoires par exemple) Cisco CCVP -7-

8 Composants de la VoIP Gatekeepers Fournissent le CAC (Call Admission Control) Traduisent les numéros de téléphone ou noms en adresses IP pour le routage des appels dans un réseau H.323 Call Agent Fournissent le contrôle d'appel, le CAC, le contrôle de la bande passante et les services de translation aux téléphones IP ou aux Gateway MGCP Cisco CCVP -8-

9 Les fonctions de la VoIP La signalisation Capacité de générer et d échanger des informations de contrôle Etablir, surveiller et libérer les connexions entre 2 points de terminaison Requière la capacité de fournir des fonctionnalités de supervision, d adressage et d alertes entre les nœuds Le réseau PSTN utilise SS7 (Signaling System 7) pour transporter les messages de contrôle SS7 utilise une signalisation «out-of-band»» Utilisation d un canal dédié pour la signalisation Cisco CCVP -9-

10 La signalisation La VoIP propose plusieurs options pour la signalisation H.323 H.248 MGCP (Media Gateway Control Protocol) SCCP (Skinny Client Control Protocol) Certaines passerelles VoIP sont capables d initier directement des messages de signalisation SS7 vers le réseau PSTN Cisco CCVP -10-

11 Les protocoles de signalisation Les protocoles de signalisation sont classés soit en tant que Peer-to-peer Les dispositifs terminaux ou les passerelles peuvent ent initier et terminer les appels et interpréter les messages de contrôle SIP et H.323 Client / Serveur Les dispositifs terminaux ou les passerelles envoient et reçoivent les messages de contrôle à et depuis un serveur appelé Call Agent Ce dernier indique aux terminaux et aux passerelles leur comportement SCCP, H.248 et MGCP Cisco CCVP -11-

12 Les fonctions de la VoIP Les services de base de données L accès à des services tels que les numéros gratuits l affichage des numéros (CNAM : Caller Name Delivery) les informations de facturation Fax-to- Nécessitent de requêter une base de données Cisco CCVP -12-

13 Les fonctions de la VoIP Contrôle des canaux bearer Les canaux Bearer sont les canaux qui transportent la voix La supervision de ces canaux nécessitent que les messages de signalisation sat pour la connexion et la déconnexion soient bien transmis entre les terminaux Allocation et désallocation des ressources Ces messages sont transmis par SS7 dans le réseau PSTN Ces messages sont transmis par SIP, H.323? H.248, SCCP ou MGCP dans le réseau IP Cisco CCVP -13-

14 Les fonctions de la VoIP Les codecs Fournissent la traduction pour le codage et le décodage de la voix entre l analogique et le digital Chaque type de codec définit la méthode de codage de la voix et les mécanismes de compression Le réseau PSTN utilise TDM pour transporter chaque flux voix Chaque canal voix réserve 64 kbps de bande passante et utilise le codec G.711 Dans les réseaux VoIP, des codecs peuvent compresser la voix en-dessous de ces 64 kbps pour préserver la bande passante Par exemple, le codec G.729 utilise 8 kbps de bande passante par appel Cisco CCVP -14-

15 Les protocoles de signalisation H.323 Standard spécifiant les composants, les protocoles et les procédures pour fournir des services de communications multimédia Des flux audio, vidéo et de données en temps réels Sur les réseaux de communication de paquets H.323 fait partie de la famille des recommandations de l ITU-T appelées H.32x H.32x est un «parapluie» de standards définissant tous les aspects des transmissions i synchronisées de voix, vidéo et données Définit aussi la signalisation bout à bout des appels Cisco CCVP -15-

16 Les protocoles de signalisation MGCP Méthode de contrôle des passerelles PSTN et des clients légers Définit dans la RFC 2705 Décrit un protocole de contrôle des passerelles Voix connectées à des dispositifs de contrôle Voix externes : les call agent MGCP fournit la capacité de signalisation pour les dispositifs frontières, telles que les passerelles, qui n auraient pas toutes les fonctionnalités de signalisation voix comme H.323 Cisco CCVP -16-

17 Les protocoles de signalisation SIP Protocole détaillé spécifiant les commandes et réponses pour mettre en place et terminer un appel SIP détaille les fonctionnalités telles que la sécurité et les proxy et les services TCP et UDP SIP et ses protocoles partenaires (SAP et SDP) fournissent les annonces et les informations à propos des sessions multicast aux utilisateurs sur le réseau SIP définit la signalisation des appels de bout en bout entre les dispositifs Protocole dérivé é de l HTTP Utilise un schéma d adressage dérivé des URL utilisées pour les , basé sur SMTP Cisco CCVP -17-

18 Les protocoles de signalisation SCCP Protocole propriétaire Cisco Utilisé entre CUCM et les téléphones Cisco Les téléphones utilisant SCCP sont appelés Skinny Client Consomme peu de ressources Les clients communiquent avec le CallManager en utilisant une communication orientée connexion (basée sur TCP) pour établir un appel avec une autre station compatible H.323 Cisco CCVP -18-

19 H.323 Umbrella H.323 représente une suite de protocoles définis par ITU-T pour les conférences multimédia sur les LAN H.225 Call Signaling Utilisé pour établir une communication entre 2 dispositifs H.323 Par le biais d échange de message H.225 sur le canal de signalisation de la voix H.225 Registration, Admission and Status RAS : Protocole utilisé entre les points de terminaison (postes ou passerelles) et le gatekeeper Définit les procédure pour l enregistrement enregistrement, le contrôle d admission, les changements de bande passante, le statut et le désengagement des points de terminaison avec le gatekeeper Cisco CCVP -19-

20 H.323 Umbrella H.245 Control Signaling Utilisé pour échanger des messages de contrôle entre les points de terminaison Echange des capacités Ouverture et fermeture des canaux logiques pour transporter les flux médias Messages de contrôle de flux Commandes générales et indications Les codecs audio G.771 (64 kbps) G.722 (64 kbps, 56 kbps et 48 kbps) G (5,3 kbps et 6,3 kbps) G.728 (16 kbps) G.729 (8 kbps) Cisco CCVP -20-

21 H.323 Umbrella Les codecs vidéos H.323 définit le support de la vidéo comme optionnel Recommandation ITU T H.261 Dans les environnements de communications Cisco, H.323 est largement utilisé avec les passerelles, les gatekeepers et les clients H.323 (terminal vidéo) Les connexions sont configurées entre les dispositifs en utilisant des adresses de destinations statiques Cisco CCVP -21-

22 MGCP Protocole de contrôles de appels Client / Serveur Utilisé sur une architecture centralisée des appels Administration centralisée de la passerelle Toutes les informations de plans de numérotation résident sur un Call Agent séparé (CallManager) La passerelle MGCP gère la translation de média entre le réseau PSTN et le réseau VoIP pour les appels externes Cisco CCVP -22-

23 MGCP Protocole dit «plain-text» Avec MGCP, CallManager connaît et contrôle de façon individuelle les ports Voix sur une passerelle MGCP Cette approche permet un contrôle complet du plan de numérotation depuis Cisco UCM permet un contrôle par port des connexions vers le réseau PSTN, vers un PBX, vers le système de Voic , et les téléphones POTS MGCP est implémenté avec l utilisation de commandes envoyées par UDP sur le port 2427 entre Cisco UCM et la passerelle Cisco CCVP -23-

24 PRI / BRI Backhaul Un backhaul PRI ou BRI est une interface interne entre le Call Agent et les passerelles Cisco Il s agit d un dun canal séparé pour la signalisation «Backhauling» Un backhaul PRI transmet la signalisation de couche 3 (Q.931) par le biais d une connexion TCP Une passerelle MGCP est facile à configurer car toute l intelligence est déportée sur le Call Agent Si le Call Agent n est nest plus disponible plus de communications possibles Possibilité de mettre en place SRST et MGCP FallBack pour permettre au protocole H.323 de prendre le relais si Cisco UCM n est plus disponible» Il est nécessaire de configurer les dial-peer sur la passerelle pour l utilisation d H.323 Cisco CCVP -24-

25 Session Initiation Protocol SIP a été développé par l Internet Engineering Task Force (IETF) Multiparty Multimedia Session Control (MMUSIC) Alternative au H.323 SIP est un protocole Peer-to-peer où les User Agents (UA) initient iti t les sessions de façon similaire à H.323 Cependant SIP utilise des messages en format ASCII SIP est facile à mettre en place et à dépanner UCM ne contrôle pas les dispositifs SIP et les dispositifs SIP ne s enregistre pas sur UCM Comme pour H.323, seule une IP peut être configurée pour définir la passerelle SIP Cisco CCVP -25-

26 Considérations sur les services VoIP Dans les réseaux traditionnels de téléphonie, la bande passante est dédiée pour chaque flux voix Garantie par l environnement TDM Pas de délais variables Sur les réseaux VoIP Nécessité de mettre en place de la QoS pour minimiser les délais, la gigue et la perte de paquets Cisco CCVP -26-

27 Problèmes et solutions La latence Augmenter la bande passante Choisir le bon codec Fragmenter les paquets de données Prioriser les paquets voix La gigue Utiliser des buffers Prioriser les paquets voix La bande passante Calculer les besoins en bande passante, incluant le payload et l overhead La perte de paquets Designer le réseau pour minimiser la congestion Prioriser les paquets voix Utiliser les bons codecs La fiabilité Fournir des mécanismes de redondance Gestion proactive du réseau La sécurité Infrastructure réseau Système de gestion des appels Gestion des points de terminaison Applications Cisco CCVP -27-

28 Les protocoles de transmission média Utilisation de RTP et RTCP Real-Time Protocol Format standardisé de paquets pour délivrer de la voix et de la vidéo sur Internet Real-Time Control Protocol Fournit les informations de contrôle pour chaque flux RTP particulier crtp et srtp pour améliorer l utilisation de RTP Compressed RTP Secure RTP Cisco CCVP -28-

29 RTP Fonctionne au dessus d UDP pour utiliser ses services de checksum et de multiplexage N utilise pas de numéros de port standardisés di Utilise un «even» port RTCP utilise le numéro de port suivant En environnement Cisco, RTP utilise la plage de ports UDP de à Bien que RTP est plus souvent utilisé pour des sessions unicast, il est tout d abord conçu pour les sessions multicast En addition des rôles d émetteur et de récepteur, RTP définit les rôles de traducteur et mixeur pour les besoins spécifiques du multicast Cisco CCVP -29-

30 RTP RTP est un composant critique de la VoIP car il permet au dispositif de destination de réordonner et de resynchroniser les paquets voix avant qu ils soient émis à l utilisateur Un header RTP contient un Time Stamp et un numéro de séquence Permet au dispositif de réception de mettre en buffer et de supprimer la gigue gg en synchronisant les paquets pour jouer en play back un flux continu de son RTP utilise les numéros de séquence uniquement pour ordonner les paquets RTP ne demande pas de réémission en cas de perte de paquets Cisco CCVP -30-

31 RTP Control Protocol Fournit des informations de contrôle out-of-band pour un flux RTP Il fonctionne aux côtés de RTP pour l acheminement des données multimédia mais ne transporte pas de données voix ou vidéo Bien que RTCP est periodiquement utilisé pour transmettre des paquets de contrôle aux participants d une session, la première fonctionnalité de RTCP est de fournir des retours d informations sur la qualité de service fournie par RTP Cisco CCVP -31-

32 RTCP RTCP est utilisé pour la QoS RTCP fournit un mécanisme pour les hôtes engagés dans une session RTP pour échanger des informations de supervision et de contrôle de la session RTCP monitore la qualité de service Nombre de paquets Perte de paquet Délai Gigue RTCP envoie des paquets selon la bande passante de la session mais au moins toutes les 5s RTCP provides a mechanism for hosts involved in an RTP session to exchange information On retrouve le time-stamp NTP (synchronisé sur une horloge) et le time-stamp RTP (généré aléatoirement et basé sur l échantillonage du paquet) dans le paquet RTCP de l émetteur Chaque appel voix a 4 ports assignés RTP et RTCP en émission et en réception Cisco CCVP -32-

33 crtp Le payload d un paquet RTP prend entre 20 et environ 150 octets selon les codecs utilisés Les headers dans un paquet RTP prennent 40 octets 20 Octets pour la header IP 8 octets pour le header UDP 12 Octets pour le header RTP La compression de header permet d utiliser seulement 2 ou 4 octets A utiliser sur les liens dont la bande passante est <= à une T1 Pour les codecs prenant 20 à 50 octets Cisco CCVP -33-

34 srtp Fournit le cryptage, l authentification et l intégrité i é pour les flux RTP Fonctionne également en conjonction avec un le protocole de contrôle de flux RTP appelé désormais srtcp Peut fonctionner en même temps que crtp Cryptage Fournit par AES (128 bits) Authentification et intégrité HMAC-SHA1 Protection Anti-replay Le répceteur doit garder un indice du message reçu précédemment Cisco CCVP -34-

35 Les passerelles VoIP Analogiques Fournissent des ports FXS pour connecter les téléphones analogiques, les systèmes IVR, les fax, les PBX et les systèmes Voic Fournissent des port FXO pour la connexion au réseau PSTN, des ports d accès PBX ou E&M pour les trunks Digitales Connexion PRI et BRI Cisco CCVP -35-

36 Fonctionnalités de passerelles Support des protocoles de signalisation Fonctionnalités avancées Capacité de relais DTMF Redondance de passerelle SRST Signalisation QSIG Pour l interopérabilité des PBX Le réseau de téléphonie Cisco apparâit aux PBX comme un PBX de transit pour établir les appels vers n importe quel PBX ou point de terminaison servi par une passerelle Cisco Support Fax et modem Cisco CCVP -36-

37 Modèles de déploiement Chaque modèle de déploiement diffère dans le type de trafic transporté à travers le WAN, la location du Call Agent et la taille du réseau Cisco supporte ces 4 types de déploiement Single site Multisite with centralized call processing Multisite with distributed call processing Clustering over the IP WAN Cisco CCVP -37-

38 Déploiement Single site Cisco CCVP -38-

39 Caractéristiques d un déploiement single site Un seul cluster UCM Maximum de téléphones SCCP ou SIP ou point de terminaison vidéo par cluster Maximum de 1100 dispositifs H.323 (passerelles, MCU, trunk et clients) ou MGCP Réseau PSTN pour tous les appels externes au site Ressources DSP pour la conférence, le transcoding et les points de terminaison média (MTP) Composants Voic , unified messaging, Cisco Unified Presence, audio et video Capacité d intégration de PBX et de systèmes voic Les clients H.323, les MCU et les passerelles H.323/H.320 qui ont besoin d un gatekeeper pour placer les appels Doivent s enregistrer avec un Cisco IOS Gatekeeper (Cisco IOS 12.3(8)T ou supérieur) UCM utilise ensuite un trunk H.323 pour intégrer le gatekeeper etfournir le routage d appel ainsi que les services de gestion de la bande passante aux dispositifs enregistrés Cisco CCVP -39-

40 Avantages du déploiement Single site Facilité de déploiement A utiliser lorsque la majorité des appels de l entreprise ont lieu dans le même site ou vers le réseau PSTN Infrastructure f t t commune pour une solution convergente Plan de numérotation simplifié Aucune ressource de transcoding nécessaire du fait de l utilisation d un seul codec haute bande passante Cisco CCVP -40-

41 Meilleures pratiques pour un déploiement Single Site Fournir une infrastructure haute disponibilité, tolérante aux pannes Connaître les modèles de numérotation de l entreprise Utiliser le codec G.711 Utiliser SIP, SRST et des passerelles MGCP pour le réseau PSTN H.323 peut être requis pour supporter des fonctionnalités spécifiques comme le support pour SS7 ou NFAS Cisco CCVP -41-

42 Déploiement Multisite with centralized call processing Cisco CCVP -42-

43 Modèle Multisite centralisé Un seul cluster de Call Agent fournit les services pour plusieurs sites distants Utilisation du WAN pour transporter les paquets voix et les paquets de signalisation voix Connectivité WAN Lignes louées Frame-Relay ATM MPLS VPN Voice and Video Enabled IPSec VPN (V3VPN) Cisco CCVP -43-

44 Modèle Multisite centralisé Les routeurs aux frontières WAN nécessitent des mécanismes de QoS Le CAC (Call Admission Control) est utile pour éviter la surcharge des liens WAN par les flux voix Utilisation des locations dans UCM pour fournir le CAC Utilisation de SRST si UCM n est plus disponible ou si le lien WAN est tombé Disponible pour Cisco IOS ou Cisco Unified Communications Manager Express Cisco CCVP -44-

45 Caractéristiques d un déploiement multisite centralisé Un seul cluster UCM Maximum de téléphones SCCP ou SIP ou point de terminaison i vidéo par cluster Maximum de 1100 dispositifs H.323 (passerelles, MCU, trunk et clients) ou MGCP Maximum de 1000 locations par cluster Réseau PSTN pour tous les appels externes Ressources DSP pour la conférence, le transcoding et les points de terminaison média (MTP) Composants Voic , unified messaging, Cisco Unified Presence, audio et video Capacité d intégration de PBX et de systèmes voic Les clients H.323, les MCU et les passerelles H.323/H.320 qui ont besoin d un gatekeeper pour placer les appels Doivent s enregistrer avec un Cisco IOS Gatekeeper (Cisco IOS 12.3(8)T ou supérieur) UCM utilise ensuite un trunk H.323 pour intégrer le gatekeeper etfournir le routage d appel ainsi que les services de gestion de la bande passante aux dispositifs enregistrés Cisco CCVP -45-

46 Meilleures pratiques pour un déploiement multisite centralisé Minimiser les délais entre UCM et les locations distantes. t Les spécifications de l ITU-T T G.114 spécifie un maximum de 150 ms de délai unidirectionnel Utiliser HSRP Utiliser le mécanisme de location d UCM pour founir le CAC Le nombre de téléphones IP supporté en mode SRST dépend du modèle de routeur utilisé pour les succursales (de 240 à 720) Sur les sites distants, pour prévoir les ruptures du WAN, utiliser : SRST pour les téléphones SCCP SIP SRST pour les téléphones SIP MGCP Gateway Fallback pour les téléphones MGCP Cisco CCVP -46-

47 Déploiement Multisite with distributed call processing Cisco CCVP -47-

48 Modèle multisite distribué Plusieurs sites indépendants Chaque site a son propre Call Agent Connectés au WAN pour les appels entre les sites Le réseau PSTN sert de backup En cas de rupture du WAN Si toutes les ressources du WAN sont utilisées Cisco CCVP -48-

49 Caractéristiques d un déploiement multisite distribué Plusieurs cluster UCM Maximum de téléphones SCCP ou SIP ou point de terminaison i vidéo par cluster Maximum de 1100 dispositifs H.323 (passerelles, MCU, trunk et clients) ou MGCP Maximum de 1000 locations par cluster Réseau PSTN pour tous les appels externes Ressources DSP pour la conférence, le transcoding et les points de terminaison média (MTP) Composants Voic , unified messaging, Cisco Unified Presence, audio et video Capacité d intégration de PBX et de systèmes voic Les clients H.323, les MCU et les passerelles H.323/H.320 qui ont besoin d un gatekeeper pour placer les appels Doivent s enregistrer avec un Cisco IOS Gatekeeper (Cisco IOS 12.3(8)T ou supérieur) UCM utilise ensuite un trunk H.323 pour intégrer le gatekeeper etfournir le routage d appel ainsi que les services de gestion de la bande passante aux dispositifs enregistrés Cisco CCVP -49-

50 Avantages du déploiement multisite distribué Réduction des coûts pour les appels inter-sites Utilisation optimale de la bande passante Pas de pertes de fonctionnalités lors d une rupture du WAN Evolutivité pour des centaines de sites Cisco CCVP -50-

51 Meilleures pratiques pour un déploiement multisite it distribué ib Utiliser un gatekeeper Cisco IOS pour fournir le CAC en entrée et en sortie de chaque site Utiliser HSRP pour les gatekeeper Dimensionner la plateforme de façon adéquate pour des performances optimales Utiliser un seul type de codec sur le WAN car les spécifications H.323 ne prennent pas en compte les overheads de couche 2, IP, UDP et RTP dans les demandes de bande passante Pour les dispositifs SIP, UCM ne supporte que l adressage E.164 (pas les URI) Cisco CCVP -51-

52 Déploiement Clustering over IP WAN Les UCM d un même cluster sont déployés à travers le WAN 2 modes de déploiement Local Failover Les serveurs de backup sont situés sur le même site Idéal pour les réseau de 2 à 4 sites Remote Failover Les serveurs backup peuvent être situés sur des sites distants Jusqu à 8sites Le RTT (round trip time) ne doit pas excéder les 40 ms Cisco CCVP -52-

53 Avantages du modèle Clustering Over IP WAN Point unique d administration de tous les utilisateurs pour tous les sites dans un seul cluster Transparence des fonctionnalités Fonctionnalité «Extension mobility» étendue à tous les sites Plan unifié de numérotation Cisco CCVP -53-

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