SIP. Plan. Nguyen Thi Mai Trang LIP6/PHARE o Introduction. o Architecture SIP. o Messages SIP

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1 SIP Nguyen Thi Mai Trang LIP6/PHARE UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 1 Plan Intrductin Architecture SIP Messages SIP Exemples d établissement de sessin Enregistrement UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 2 1

2 Intrductin L idée de la transmissin de la vix sur l Internet est pas nuvelle Netwrk Vice Prtcl RFC 741 daté en 1977 Mais les réseaux à circuits étaient la technlgie dminante pur la transmissin de parle Aujurd hui, les systèmes de téléphnie sur IP snt largement utilisés Surce: UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 3 Internet multimédia SDP CODEC H.323 SIP RTP DNS DHCP TCP SCTP UDP IP Signalisatin Média Utilités IP : Internet Prtcl TCP: Transmissin Cntrl Prtcl UDP: User Datagram Prtcl SCTP: Stream Cntrl Transmissin Prtcl SIP: Sessin Initiatin Prtcl SDP: Sessin Descriptin Prtcl RTP: Real Time Transprt Prtcl DNS: Dmain Name System DHCP: Dynamic Hst Cnfiguratin Prtcl UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 4 2

3 SIP Sessin Initiatin Prtcl, RFC 3261 Standardisé en 1999 par l IETF (Internet Engineering Task Frce) Prtcle de signalisatin pur l établissement, la mdificatin et la terminaisn de sessins multimédias (e.g. téléphnie, vidécnférence) UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 5 Prtcle de signalisatin Fnctins principales Lcaliser l appelé Cntacter l appelé pur cnnaître sa vlnté de recevir l appel Échanger les infrmatins de média permettant d établir la sessin multimédia Mdifier les sessins multimédias existants Terminer des sessins multimédias existants UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 6 3

4 Service de présence Permettre à l appelant de cnnaître la présence et les préférences de l appelé avant de faire un appel SIP a été étendu pur supprter le service de présence Publier et enregistrer les infrmatins de présence Demander de délivrer les infrmatins de présence d un utilisateur Ntifier la présence d un utilisateur UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 7 Architecture SIP (1) UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 8 4

5 Architecture SIP (2) Entités utilisatrices - Agents utilisateurs (UA User Agent) Client agent utilisateur (UAC User Agent Client) L entité qui envie les requêtes SIP Initialisatin des sessins à la demande de l utilisateur Serveur agent utilisateur (UAS User Agent Server) L entité qui répnd aux requêtes SIP Réceptin de tutes les sessins à destinatin de l utilisateur UA jue à la fis le rôle de l UAC et le rôle de l UAS Un terminal SIP dit implémenter les deux côtés client SIP et serveur SIP car il dit juer le rôle d un client pur envyer une requête SIP et juer le rôle d un serveur pur envyer les répnses UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 9 Architecture SIP (3) Entités réseaux Serveur prxy (Prxy Server) Avir une fnctinnalité de relais Serveur d enregistrement (Registrar Server) Enregistrer l assciatin de l identifiant d un utilisateur et sn adresse IP Serveur de redirectin (Redirect Server) Répndre à des requêtes en dnnant l adresse IP d un utilisateur u d un serveur de lcalisatin Serveur de lcalisatin (Lcatin Server) Cntenir la base de dnnées de l ensemble des abnnées Suvent asscié avec le serveur d enregistrement Un système de serveur de lcalisatin frme un service de lcalisatin cmme un serveur DNS UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 10 5

6 Architecture SIP (4) Deux mdes de cmmunicatin Mde direct Les entités utilisatrices cmmuniquent directement SIP est un prtcle de signalisatin de but en but Les serveurs ne snt pas nécessaires si les entités utilisatrices cnnaissent leurs adresses IPs Mde indirect Les entités réseaux relaient les messages échangés A utiliser quand l appelant ne cnnaît pas l adresse IP de l appelé UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 11 Messages SIP Deux catégries de messages Requête (i.e. méthde) Les messages initialisés par les UAC (User Agent Client) à destinatin d un u de plusieurs UAS (User Agent Server) Répnse Les messages envyés par les UAS pur répndre à une requête Encdés en langage textuel UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 12 6

7 Structure du message SIP UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 13 Méthdes (i.e. requêtes) SIP INVITE Initialiser une cmmunicatin en invitant un crrespndant à y participer ACK Acquitter et cnfirmer les paramètres de sessin BYE Libérer une cmmunicatin OPTIONS Interrger un serveur SIP, y cmpris l UAS, sur différentes infrmatins (Cdecs, présence) CANCEL Annuler une requête dnc la répnse n est pas encre parvenue au demandeur REGISTER Permettre à un utilisateur d enregistrer sn adresse IP auprès d un serveur d enregistrement UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 14 7

8 Répnses SIP 1xx 2xx 3xx 4xx 5xx 6xx Infrmatin Exemple: 100 Trying Succès Exemple: 200 OK Redirectin Exemple: 305 Use Prxy Erreur côté client Exemple: 400 Bad Request Erreur côté serveur Exemple: 500 Server Internal Errr Erreur glbale Exemple: 600 Busy Everywhere UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 15 Adresse SIP Chaque utilisateur SIP a une identité SIP (i.e. une adresse SIP) sus la frme d un URI (Unifrm Resurce Identifier) Exemple: sip:alice@lip6.fr Une adresse SIP peut être assciée à une u plusieurs adresses IP à cause de la mbilité UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 16 8

9 SDP (1) Sessin Descriptin Prtcl Une syntaxe de descriptin de média Nrmalisé en 1988 par l IETF RFC 4566 Suit un cdage textuel Utilisé avec SIP pur échanger les caractéristiques du média UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 17 SDP (2) Décrire les détails du média v: versin du prtcle SDP : rigine du message s: sujet du message c: cnnexin t: temps m: média a: attributs UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 18 9

10 Exemples d établissement de sessin Les fnctinnalités de signalisatin Lcaliser l utilisateur Cntacter l utilisateur pur établir une sessin Échanger les infrmatins de média pur l établissement d une sessin Mdifier une sessin existante Terminer une sessin existante Deux scénaris Exemple 1: Établissement de sessin en mde direct Exemple 2: Établissement de sessin en mde indirect UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 19 Exemple 1 Mde direct tesla@high-vltage.rg lab.high-vltage.rg INVITE 180 Ringing 200 OK ACK marcni@radi.rg twer.radi.rg BYE 200 OK UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 20 10

11 INVITE (1) INVITE SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP lab.high-vltage.rg:5060;branch=z9hg4bkfw19b Max-Frwards: 70 T: G. Marcni Frm: Nikla Tesla Call-ID: CSeq: 1 INVITE Subject: Abut That Pwer Outage Cntact: <sip:n.tesla@lab.high-vltage.rg> Cntent-Type: applicatin/sdp Cntent-Length: 158 v=0 =Tesla IN IP4 lab.high-vltage.rg s=phne Call c=in IP t=0 0 m=audi RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 21 INVITE (2) Ligne de début Nm de la méthde INVITE URI du destinataire sip:marcni@radi.rg Versin du prtcle SIP SIP/2.0 Via: Chaque élément SIP (terminal u serveur) qui génère u retransmet une requête SIP rajute sn adresse dans une en-tête Via La versin du prtcle SIP et le prtcle de transprt utilisé (e.g. SIP/2.0/UDP) Nm DNS u adresse IP de la machine et le numér de prt (e.g. lab.highvltage.rg:5060) auxquels la répnse est envyée Transactin ID (i.e. branch) qui reste le même pur les répnses à cette requête UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 22 11

12 INVITE (3) Max-Frwards: Cmme le champ TTL dans IP Un nmbre entier pur détecter les bucles Diminué par chaque serveur SIP qu il traverse T: Adresse destinataire de la requête Frm: Adresse expéditeur de la requête Tag Un nmbre aléatire généré par chaque participant dans un appel Tag asscié avec «Frm» est généré par l appelant Tag asscié avec «T» est généré par l appelé UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 23 INVITE (4) Call-ID ID de l appel Une chaîne de caractères générée par l appelant suivi par le nm de sa machine L ensemble Call-ID + Frm Tag + T Tag identifie une sessin, appelée un «dialgue» CSeq Numér de séquence de la requête Incrémenté à chaque requête de même type envyée Via, Max-frwards, T, Frm, Call-ID, CSeq snt les en-têtes bligatires dans tutes les requêtes SIP UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 24 12

13 INVITE (5) Cntact Obligatire pur le message INVITE SIP URI du terminal ù se truve l UA de l utilisateur Permettre de cntacter l utilisateur directement une fis la sessin est établie Subject Optinnel pur le message INVITE Ne pas être utilisé par le prtcle mais puvir être affiché sur l écran de l appelé pendant la snnerie Cntent-Type Spécifier le prtcle utilisé pur la partie crps du message (e.g. SDP Sessin Descriptin Prtcl) Cntent-Length La taille de la partie crps du message (e.g. 158 ctets) UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 25 INVITE (6) Le crps du message cntient les infrmatins du média furnies par l appelant Adresse IP de la cnnexin ( ) Type du média (audi) Numér de prt (49170) Prtcle de transprt du média (RTP) Cdage utilisé (PCM li µ) Fréquence d échantillnnage (8000 Hz) UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 26 13

14 180 Ringing (1) SIP/ Ringing Via: SIP/2.0/UDP lab.high-vltage.rg: 5060;branch=z9hG4bKfw19b;received= T: G. Marcni Frm: Nikla Tesla Call-ID: CSeq: 1 INVITE Cntact: <sip:marcni@twer.radi.rg> Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL Ringing (2) Répnse au message INVITE Indiquer que le message INVITE est bien reçu par l appelé et la snnerie est en curs Ligne de début Versin du prtcle SIP SIP/2.0 Cde de la répnse 180 Répnse de type infrmatinnel (1xx) Phrase de descriptin Ringing (suggéré par le standard) Tus les textes snt pssibles (e.g. «Hld n, please») UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 28 14

15 180 Ringing (3) Les en-têtes Via, T, Frm, Call-ID et CSeq snt cpiées du message INVITE en ajutant les infrmatins du côté de l appelé Via Ajuter le paramètre «received» qui est la même adresse de l URI de cette entête Via (lab.high-vltage.rg) mais sus la frme de l adresse IP traduite par le DNS Si l URI cntient déjà l adresse IP, le paramètre «received» n est pas nécessaire T et Frm Les valeurs des en-têtes T et Frm ne snt pas inversées dans le message de répnse car elles indiquent la directin de la requête Un tag de l appelé est rajuté Cntact Adresse SIP cntenant l adresse du terminal avec laquelle l appelé peut être cntacté directement une fis la sessin est établie UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL OK (1) SIP/ OK Via: SIP/2.0/UDP lab.high-vltage.rg:5060;branch=z9hg4bkfw19b;received= T: G. Marcni <sip:marcni@radi.rg>;tag=a53e42 Frm: Nikla Tesla <sip:n.tesla@high-vltage.rg>;tag=76341 Call-ID: @lab.high-vltage.rg CSeq: 1 INVITE Cntact: <sip:marcni@twer.radi.rg> Cntent-Type: applicatin/sdp Cntent-Length: 155 v=0 =Marcni IN IP4 twer.radi.rg s=phne Call c=in IP t=0 0 m=audi 6000 RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 30 15

16 200 OK (2) La répnse OK est envyée quand l appelé décide d accepter l appel Les en-têtes Via, T, Frm, Call-ID et CSeq snt cmme dans le message Ringing Le crps du message OK cntient les infrmatins de média de l appelé UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 31 ACK (1) ACK sip:marcni@twer.radi.rg SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP lab.high-vltage.rg: 5060;branch=z9hG4bK321g Max-Frwards: 70 T: G. Marcni <sip:marcni@radi.rg>;tag=a53e42 Frm: Nikla Tesla <sip:n.tesla@highvltage.rg>;tag=76341 Call-ID: @lab.high-vltage.rg CSeq 1 ACK Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 32 16

17 ACK (2) Acquittement Dernier message à échanger dans l établissement d une sessin Cnfirmer que l appelant a bien reçu la répnse de l appelé CSeq Le même numér de cmmande dans le message INVITE mais avec un autre nm de méthde Via Le paramètre «branch» cntient un autre numér de transactin ID Le message ACK est une requête et dnc cnsidéré cmme une nuvelle transactin séparée de la transactin lancée par le message INVITE Une transactin est cnsidérée cmme une requête suivie par les répnses à cette requête UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 33 Terminer une sessin Un des participants accrche Message BYE est envyé cmme une requête Message 200 OK est envyé cmme une cnfirmatin UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 34 17

18 BYE (1) BYE SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP twer.radi.rg:5060;branch=z9hg4bk392kf Max-Frwards: 70 T: Nikla Tesla Frm: G. Marcni Call-ID: CSeq: 1 BYE Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 35 BYE (2) Remarquer que les identités dans les en-têtes T et Frm snt inversées T: Nikla Tesla <sip:n.tesla@highvltage.rg>;tag=76341 Frm: G. Marcni <sip:marcni@radi.rg>;tag=a53e42 C est parce que la directin de la requête BYE est maintenant de Marcni à Tesla L ensemble de {Call-ID, T-tag, Frm-tag} reste inchangé car il est encre tujurs dans la même sessin Une nuvelle en-tête Via est générée UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 36 18

19 200 OK SIP/ OK Via: SIP/2.0/UDP twer.radi.rg: 5060;branch=z9hG4bK392kf;received= T: Nikla Tesla Frm: G. Marcni Call-ID: CSeq: 1 BYE Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 37 Exemple 2 Mde indirect Alice@lip6.fr nem.lip6.fr INVITE 180 Ringing 200 OK ACK INVITE 180 Ringing 200 OK Bb@lip6.fr dry.lip6.fr BYE 200 OK UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 38 19

20 Purqui un serveur prxy SIP? Adresse IP est pas fixe cmme un numér de téléphne Adresse IP est suvent attribuée dynamiquement à une machine via DHCP SIP UA de l appelant ne cnnaît pas tujurs l adresse IP de l appelé pur envyer le message INVITE Serveur prxy SIP est une entité intermédiaire pur rienter les requêtes SIP vers le destinataire dans ce cas là Serveur prxy initie ni termine une sessin mais seulement retransmet les messages SIP Il est pssible d avir plusieurs serveurs prxy dans un chemin de signalisatin UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 39 INVITE (Alice à Prxy) INVITE sip:bb@lip6.fr SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKmp17a Max-Frwards: 70 T: Bb <sip:bb@lip6.fr> Frm: Alice <sip:alice@lip6.fr>;tag=42 Call-ID: 10@ CSeq: 1 INVITE Subject: Where are yu? Cntact: <sip:alice@nem.lip6.fr> Cntent-Type: applicatin/sdp Cntent-Length: 159 v=0 =alice IN IP s=phne Call t=0 0 c=in IP m=audi RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 40 20

21 Traitement du message INVITE au serveur prxy Traduire adresse SIP du destinataire en adresse IP de Bb ( ) Transmettre le message INVITE à Bb Rajuter une en-tête Via dans le message L en-tête Via permet à la répnse d être envyée sur le même chemin de la requête Diminuer la valeur de Max-Frwards UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 41 INVITE (Prxy à Bb) INVITE sip:bb@ SIP/2.0 Via: SIP/2.0.UDP prxy.lip6.fr:5060;branch=z9hg4bk Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKmp17a Max-Frwards: 69 T: Bb <sip:bb@lip6.fr> Frm: Alice <sip:alice@lip6.fr>;tag=42 Call-ID: 10@ CSeq: 1 INVITE Subject: Where are yu? Cntact: <sip:alice@nem.lip6.fr> Cntent-Type: applicatin/sdp Cntent-Length: 159 v=0 =alice IN IP s=phne Call t=0 0 c=in IP m=audi RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 42 21

22 180 Ringing (Bb à Prxy) SIP/ Ringing Via: SIP/2.0/UDP prxy.lip6.fr: 5060;branch=z9hG4bK ;received= Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKmp17a T: Bb Frm: Alice Call-ID: CSeq: 1 INVITE Cntact: <sip: bb@ > Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL Ringing (Prxy à Alice) (1) SIP/ Ringing Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKmp17a T: Bb <sip:bb@lip6.fr>;tag= Frm: Alice <sip:alice@lip6.fr>;tag=42 Call-ID: 10@ CSeq: 1 INVITE Cntact: <sip: bb@ > Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 44 22

23 180 Ringing (Prxy à Alice) (2) Le serveur prxy recnnaît sn adresse dans la première en-tête Via Il utilise le transactin ID (i.e. le paramètre «branch») pur identifier la transactin, enlever sn en-tête Via, et retransmet le message à l adresse IP indiquée dans l en-tête Via suivante L en-tête Via simplifie le rutage des répnses SIP dans les serveur prxy car l adresse IP du prchain nœud est déjà indiquée dans le message UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL OK (Bb à Prxy) SIP/ OK Via: SIP/2.0/UDP prxy.lip6.fr:5060;branch=z9hg4bk ;received= Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKmp17a T: Bb <sip:bb@lip6.fr>;tag= Frm: Alice <sip:alice@lip6.fr>;tag=42 Call-ID: 10@ CSeq: 1 INVITE Cntact: <sip: bb@ > Cntent-Length: 159 v=0 =bb IN IP s=phne Call t=0 0 c=in IP m=audi RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 46 23

24 200 OK (Prxy à Alice) SIP/ OK Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKmp17a T: Bb Frm: Alice Call-ID: CSeq: 1 INVITE Cntact: <sip: bb@ > Cntent-Length: 159 v=0 =bb IN IP s=phne Call t=0 0 c=in IP m=audi RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 47 ACK (Alice à Bb) (1) ACK sip:bb@lip6.fr SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKka42 Max-Frwards: 70 T: Bb <sip:bb@lip6.fr>;tag= Frm: Alice <sip:alice@lip6.fr>;tag=42 Call-ID: 10@ CSeq 1 ACK Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 48 24

25 ACK (Alice à Bb) (2) La requête ACK est envyée directement à Bb cette fis ci, sans passer la le serveur prxy, car Alice cnnaît déjà l adresse IP de Bb grâce à l en-tête «Cntact» dans la répnse de Bb UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 49 ACK passé par le serveur Il est pssible que le serveur prxy frce tus les messages à passer par lui (a) Le message ACK est envyé directement à l appelé (b) Le message ACK est frcé à passer par le serveur prxy UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 50 25

26 BYE (Bb à Alice) BYE SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP :5060; branch=z9hg4bk4332 Max-Frwards: 70 T: Alice Frm: Bb Call-ID: CSeq: 2000 BYE Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 51 OK (Alice à Bb) SIP/ OK Via: SIP/2.0/UDP :5060; branch=z9hg4bk4332 T: Alice <alice@lip6.fr>;tag=42 Frm: Bb <bb@lip6.fr>;tag= Call-ID: 10@ CSeq: 2000 BYE Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 52 26

27 Prcédure d enregistrement L UA enregistre la crrespndance entre l adresse IP et l adresse SIP auprès d un serveur d enregistrement Le serveur d enregistrement maintient une base de dnnées qui sera cnsultée par les serveur prxy pur ruter les requêtes SIP vers le destinataire Agent utilisateur Serveur d enregistrement REGISTER 200 OK UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 53 REGISTER (1) REGISTER sip:registrar.lip6.fr SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKus19 Max-Frwards: 70 T: Bb <sip:bb@lip6.fr> Frm: Bb <sip:bb@lip6.fr>;tag=3431 Call-ID: 23@ CSeq: 1 REGISTER Cntact: sip:bb@ Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 54 27

28 REGISTER (2) L en-tête T cntient l adresse SIP de l utilisateur L en-tête Cntact cntient l adresse IP ù l utilisateur peut être jint directement L enregistrement est suvent lancé autmatiquement dès le démarrage d un terminal SIP UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL OK (1) SIP/ OK Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKus19 T: Bb <sip:bb@lip6.fr>;tag=8771 Frm: Bb <sip:bb@lip6.fr>;tag=3431 Call-ID: 23@ CSeq: 1 REGISTER Cntact: <sip:bb@dry.lip6.fr>;expires=3600 Cntent-Length: 0 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 56 28

29 200 OK (2) Paramètre expires [secnde] Ex: 3600 secndes (i.e. une heure) Bb dit renuveler l enregistrement avant sn expiratin Plusieurs terminaux (i.e. plusieurs adresses IP) peuvent être enregistrés pur une même adresse SIP Le serveur prxy peut retransmettre une requête à un u plusieurs terminaux enregistrées D autres pératins permettent d annuler un enregistrement u de demander une liste des terminaux actuellement enregistrés UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 57 Références G. Pujlle, Les réseaux, éditin 2008, Eyrlles 2007 A. B. Jhnstn, SIP Understanding the Sessin Initiatin Prtcl, secnd editin, Artech Huse 2004 UPMC - M2 Réseaux - UE PTEL 58 29