Chapitre 2 L Architecture et la Signalisation H.323 Ver 01-09 2-1
Objectifs du chapitre Revoir la signalisation d un appel téléphonique classique Découvrir les composants de base de la téléphonie IP H.323 Voir quelques exemples de configurations H.323 2-2
Architecture et Signalisation H.323 Le multimédia Réaliser un appel téléphonique classique Réaliser un appel H.323 Composants et protocoles H.323 Signalisation et contrôle H.323 Sommaire du chapitre 2-3
Que comprenons nous par multimédia? Voix et audio Signaux audio Codage utilisant des CODEC convertit analogique en numérique G.711 à 64 Kbps par défaut Autres: G.722, G.728, G.729, MPEG1 audio, et G.723 Seront revus plus loin dans le cours Format numérique Décrit dans RTP Vidéo H.261 QCIF : : Quarter Common Interchange Format Autre format possible : H.263 H.264 Data Fichiers, messagerie, 2-4
2-5 Le multimédia
Architecture et Signalisation H.323 Le multimédia Réaliser un appel téléphonique classique Réaliser un appel H.323 Composants et protocoles H.323 Signalisation et contrôle H.323 Sommaire du chapitre 2-6
Comment se fait un appel téléphonique classique? Les appels démarrent par un téléphone analogique ou numérique Connecté par la boucle locale à l autocommutateur local (AL) Ou par l intermédiaire d un PBX (Private Branch Exchange) Autocommutateur de transit (AT) pour les liaisons longue distance vers d autres AL PBX AL AL PBX 2-7
Le plan de contrôle pour la signalisation Appelant PBX RTC Appelé Décroché Préfixe RTC Numéro appelé Invitation à numéroter Décroché Invitation à numéroter Numéro appelé Suivi de num Alerte Décroché Invitation à numéroter Suivi de num Émission sonnerie Alerte Décroché Décroché Conversation Tonalité raccroché Raccroché Conversation Raccroché 2-8
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Les différentes configurations : Station à station Interconnexion entre PCs avec des cartes sons full duplex Coût additionnel faible On doit connaître les @IP : adressage dynamique dans certain cas La QoS dépend de l interconnexion 2-10
Exercice n 1 Démonstration d un appel simple H.323 Utilisation de Netmeeting sur des PC multimédia Communication sur un LAN Capture de trames VoIP H.323 Trouver les éléments suivants : H.225 TCP port 1720 H.245 RTP et RTCP repérer les numéros des ports pairs et impairs Communication par les liaisons WAN 2-11
Appel simple H.323 : Etape 1 Initialisation de l appel H.225 : ss/ens Q.931 Toto Set up Alerte Connect TCP Port 1720 Titi Release complete Status 2-12
H.225.0 Mise en paquets de flux média et synchronisation sur des Lan sans garantie de qualité de service. S appuie sur TCP, port 1720 Utilisation de protocoles temps réel Real-time Transport Protocol (RTP) pour transporter et synchroniser les données reçues Real-time Transport Control Protocol (RTCP) pour fournir des information sur le délai et la qualité de la transmission Transport du nom canonique Cname pour identifier les terminaux Transport des messages Q.931 pour la signalisation et les services supplémentaires Transport des information Registration, Admission, et Status (RAS) pour la connexion des appels et communiquer avec le gatekeeper 2-13
Appel simple H.323 : Etape 2 Ouverture du canal de contrôle H.245 Toto Req : Tes Capacités Res : Ack Mes Capacités TCP Titi Maître/esclave Req : Open Logical channel Res : Open Logical channel 2-14
H.245 Protocole de Contrôle pour les communications multimédia Définit les messages et les procédures échangés entre 2 entités H.323 pour négocier les capacités multimédia et ouvrir les canaux logiques S appuie sur TCP Gestion de l attribution des ressources multimédia Par des échanges de capacités entre les terminaux Définit les possibilités supportées par les équipements Permet les négociations de codecs Détermination Maître/Esclave où le statut est assigné dynamiquement Peut multiplexer jusqu à 15 canaux logiques Signalisations entre Transport Service Access Point (TSAP) Adresse IP et ports de communication Détermine le délai aller-retour de l appel Boucle de maintenance 2-15
Appel simple H.323 : Etape 3 Ouverture des canaux logiques Toto Ouverture des Canaux logiques Début de la communication Ouverture RTP Ouverture RTCP Ouverture RTP Ouverture RTCP UDP pair Titi UDP impair 2-16
Appel simple H.323 : Etape 4 Conversation Toto Canaux logiques Dialogue : modifications éventuelles des canaux logiques RTP RTCP RTP UDP pair Titi UDP impair RTCP 2-17
Codage du contenu des appels La voix et la vidéo sont transportés par RTP RTP comprend numéros de séquence et Horodatage (timestamp) La possibilité de suppression du silence permet de réduire la bande passante Permet au receveur de réorganiser les paquets hors séquence et d identifier les paquets perdus RTCP permet le retour d information à l envoyeur Rapports que l expéditeur et le receveur s envoient périodiquement Le receveur renvoie des informations sur la gigue et les paquets perdus Transporte également des informations pour l identification 2-18
Appel simple H.323 : Etape 5 Fin de communication Toto Fin de la Communication Fermeture canal logique Titi Fermeture canal logique Fin de session H.245 Fin de session H.245 Libération du canal H.225 Libération du canal H.225 2-19
Les différentes configurations : Station à téléphone privé Pour appeler un téléphone classique à partir d un PC à un téléphone privé Ajouter une gateway au réseau téléphonique privé La résolution d adresse doit se faire par la gateway Pots INTRANET Gateway PBX 2-20
Exercice n 2 Démonstration d un appel H.323 vers un téléphone analogique Utilisation de Netmeeting ou Conference sur des PC multimédia Configuration des routeurs Cisco comme passerelle vers des téléphones analogiques- test des téléphones analogiques Configuration de Netmeeting pour utiliser les passerelles Cisco Capture de trames VoIP H.323 2-21
Les différentes configurations : Station au RTC L appel d un PC vers le RTC nécessite un gatekeeper Pour la résolution d adresse IP et numéro de téléphone Pour contrôler la charge sur le réseau Gatekeeper Gateway RTC Pots 2-22
Exercice n 3 Démonstration d un appel H.323 avec un Gatekeeper Utilisation de Netmeeting ou Conference sur des PC multimédia Utilisation des routeurs Cisco comme passerelle vers des téléphones analogiques Gatekeeper OpenGatekeeper Configuration d un routeur Cisco comme Gatekeeper Découverte en multicast : 224.0.1.41 Configuration de Netmeeting pour s enregistrer auprès du Gatekeeper Configuration des passerelles Cisco pour s enregistrer auprès du Gatekeeper Capture de trames VoIP H.323 2-23
Appel H.323 vers RTC : Etape 1 Découverte du Gatekeeper GK Où est le Gatekeeper? Toto GK Discovery UDP Port 1718 Titi Requête en Multicast 224.0.1.41 TTL très bas : <10 GK Confirm GCF Nom, @IP, port (1719) pour RAS 2-24
Appel H.323 vers RTC : Etape 2 Enregistrement auprès du Gatekeeper GK Registration Toto RRQ UDP Port 1719 Titi ID, capacités, @IP,... RCF 2-25
Messages RAS : enregistrement auprès du gatekeeper Les terminaux doivent s enregistrer auprès du gatekeeper L enregistrement suit la découverte Permet l établissement d une connexion logique entre terminal et GK Définit le type de terminal et son ID Registration ReQuest (RRQ) envoyé depuis le terminal Accepté ou rejeté par le gatekeeper Registration Confirm (RCF), ou Registration Reject (RRJ) L enregistrement peut expirer La période de validité n est pas définie Décidée par le vendeur/administrateur L enregistrement peut être gardé actif Avec un enregistrement keep alive (RRQ) Un-registration Request (URQ) quand le terminal se déconnecte URQ envoyé du terminal au gatekeeper Gatekeeper peut confirmer (UCF) ou rejeter (URJ) l URQ 2-26
Appel H.323 vers RTC : Etape 3 Autorisation auprès du Gatekeeper GK Toto Admission ARQ UDP Port 1719 N Seq, ID, Type d appel, modèle, Destination, call ID unique, estimation de BW BRQ Titi ACF Modèle, BCF, Socket de la GW 2-27
Appel H.323 vers RTC : Etape 4 Demande de Statut GK Status Toto IRQ UDP Port 1719 Titi IRR 2-28
Appel H.323 vers RTC : Etape 5 Réception de ID GW et Signalisation Qui connaît Titi? GW Toto GK Initialisation : H.225 Set up TCP Port 1720 Titi Alerte Connect Release complete Status 2-29
Les différentes configurations : Pots vers Pots Entre opérateurs ITSP, proposant des services VoIP Les gatekeepers doivent discuter entre eux pour la résolution d adresses La qualité de service sera difficile à maintenir à travers l Internet Gateway Gatekeeper RTC INTERNET Gateway RTC Gatekeeper 2-30
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Composants d une Zone H.323 Terminaux INTRANET Terminaux Gateway Zone MCU Gatekeeper RTC 2-32
Composants d un système de conférence multimédia Terminal : Point d extrémité sur un réseau local qui engage une communication H.323 en temps réel. Codec audio et vidéo, et canaux de données T.120 Négociation des paramètres de flux Gateway : Passerelle reliant des équipements non H.323 à la zone pour la traduction des protocoles Adaptation de Q.931 Transport des codes DTMF Multipoint Control Unit (MCU): Permet des conférences multidirectionnels Comprend un Multipoint Controller (MC) pour gérer la conférence Des Multipoint Processor (MP) pour le traitement 2-33
Architecture d une entité H.323 Video I/O equipment Audio I/O equipment Video CODEC H.261, H.263 Audio CODEC G.711, G.722 G.723.1, G.728 G.729 Receive path delay User data applications T.120 System control H.225.0 Layer Communication layers H.245 control System control Call control H.225.0 RAS control H.225.0 2-34
Gatekeeper H.323 Optionnel dans le modèle H.323, il assure le contrôle des appels entre les terminaux, gateway et MC s Translation d adresses alias en adresses transport Contrôle des appels entres les terminaux, gateway, etc. Gestion des ressources (bande passante, accès RTC) Zone H.323 Un seul Gate keeper, plusieurs terminaux, gateway et MCU Protocole de découverte du gate keeper de la zone (RAS) 2-35
Gatekeeper H.323 Assure les fonctionnalités d un PBX Tonalités Musique Annonces pré décroché Annuaire Taxation Journal Appelants Appelés Services PBX Outils de développement G.7xx H.26x RTP RTCP H.225.0 Terminal to Gatekeeper Signalling RAS H.225.0 Call Signalling H.245 T.120 2-36
T.120 Protocoles de transmission de données dans une conférence multimédia Documentent la structure des applications données Référencent la pile de protocoles dans T.123 Multipoint Communications Service (MCS) dans T.122 et T.125 Generic Conference Control (GCC) dans T.124 Generic Application Template (GAT) dans T.121 Multipoint Still Image et Annotation Protocol (MSIA) dans T.126 Multipoint Binary File Transfer (MBFT) dans T.127 Base pour les outils de conférence comme les tableaux,graphiques, messageries,... 2-37
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Signalisation H.323 La signalisation est utilisée dans MMIP pour : Pour établir une communication multimédia Pour s enregistrer dans le réseau afin de recevoir et de faire des appels Pour la correspondance entre les différentes adresses et numéros, (IP, E.164, alias, ) Pour indiquer le statut des terminaux Pour négocier les capacités entre les équipements communiquants Pour choisir et confirmer les codecs utilisés Pour définir et configurer les services supplémentaires Pour terminer les appels 2-39
2-40 Protocoles H.323
Architecture fonctionnelle de H.225.0 TPKT : Transport Packet 4 octets Limites du message Q.931 0000 0011 réservé Longueur du message 2-41
Adresse destination de signalisation d appel Dans la confirmation (ACF) le gatekeeper choisit l une de ces deux méthodes pour la signalisation Appel direct ou indirect (routé) Gatekeeper Gatekeeper H.225 Terminal Terminal Terminal Terminal Appel routé Appel direct 2-42
Autres messages RAS Demande de changement de bande passante (BRQ) Confirmation (BCF) ou rejet (BRJ) Demande de localisation d adresse (LRQ) Demande la traduction d une adresse en une adresse IP et un numéro de port La Confirmation fournit l adresse (LCF) Demande de fin de communication (DRQ) Permet au terminal d indiquer au GK la fin d une communication Permet au GK de forcer la fin d une communication Confirmée (DCF) ou rejetée (DRJ) Demande d information (IRQ) Permet au GK de demander un rapport d état sur un terminal et ses communications en cours Réponse (IRR) Permet d indiquer le nombre et les paramètres des communications en cours sur un terminal 2-43
Connexion rapide (Fast Connect) Problèmes avec la procédure normale d initialisation Certains appels impliquent des messages audio sans aucune connexion Le réseau génère les messages «Votre appel n a pu être effectué, veuillez recommencer ultérieurement» Ce message doit être envoyé au correspondant sur un canal audio Les canaux logiques n ont pas étés ouverts La solution est la connexion rapide Initialise un canal logique après le message d établissement Permet aussi un temps de réponse plus court à l initialisation 2-44
Fin de l appel Peut être demandé par l un des participants N arrête pas forcément la conférence Fermeture des canaux logiques vidéo, et voix H.245 envoie une commande Fin de Session sur le canal de contrôle Attente de confirmation Fermeture des canaux logiques Message de libération envoyé sur le canal de signalisation d appel Cela ferme le canal de contrôle d appel (H.245), et Cela ferme le canal de signalisation d appel Message de désengagement au gatekeeper (s il existe) Le gatekeeper peut aussi mettre fin à une connexion en envoyant une demande de déconnexion Le terminal suit les mêmes procédures L arrêt peut aussi être provoqué par un échec du protocole 2-45
Autres types d appels Les appels peuvent devenir plus complexes Appels multipoints Conférence avec plusieurs participants Participants actifs : écoutent et parlent Participants passifs : écoutent seulement Appels entre zones différentes Impliquent plus d un gatekeeper : version 4,communication entre GK Appels vers des réseaux de types différents RTC, RNIS, Plusieurs gateways 2-46
Conférences multimédia Conférence décentralisée Distribution multicast à l ensemble des participants Sélection et mixage des flux se font au niveau de chaque terminal Conférence centralisée Présence d un MCU ou Pont de conférence nécessaire Chaque participant communique avec le MCU en mode point à point Le MCU gère l accès à la conférence, le mixage et la diffusion des flux Conférence mixte (ou hybride) Deux modes, centralisée et décentralisée 2-47
Conférences multipoint hybride MCU Conférence décentralisée Conférence centralisée 2-48
Le MCU (Multipoint Control Unit) ou Conferencing Bridge Il faut pouvoir mixer des flux decommunications audio, vidéo et data Ajouter un tableau pour que le groupe puisse dessiner dans une fenêtre commune Discuter en échangeant des messages texte Mélanger les flux vidéo Mélanger les flux audio Voix et son Haute fidélité Le MCU comprend Un Contrôleur MC qui détermine le mode de conférence Négociation des capacités de réception/émission établie avec chaque poste Peut être réduite dû aux capacités des terminaux Capacité de conversion pour sélectionner les modes communs plus facilement Assignation des adresses multicast Des Processeurs MP qui exécutent la synchronisation audio/vidéo, synchro lèvres Les MP peuvent crypter 2-49
Services supplémentaires H.450 Amélioration des services VoIP (Services Supplémentaires ) H.450 définit des Services Supplémentaires pour H.323 H.450.1 protocole générique pour des services supplémentaires H.450.2 transfert d appel Transfert aveugle Transfert sécurisé Transfert avec consultation H.450.3 renvoi d appel Renvoi en cas de ligne occupée Renvoi en cas de non réponse Renvoi inconditionnel Problème d appel Autres ajouts Mise en attente, parcage, interception Appel en attente, message d attente ID de l appelant et services supplémentaires 2-50
Les Versions de H.323 Quatre versions de H.323 ont été éditées Versions 2 et 3 sont des mises à jour et des améliorations de la version 1 Changements de la Version 2 (Janvier 1998) Ajout de capacités pour mise en attente, transfert et renvoi d appels Réduction du délai d établissement d appel : 3 4 AR (Faststart) Ajout de caractéristiques de sécurité (authentification, intégrité, confidentialité, etc.) Global System for Mobile communication (GSM) compression audio ajouté RAS léger (maintient) Changements prévus de la version 3 (septembre 1999) n a pas vu le jour Réduction du délai d établissement d appel : 2 3 AR Amélioration de la récupération de paquets perdus, tolérance aux erreurs Utilisation de traitement par des processeurs de serveur indépendant (meilleur pour l évolution) Capacité de Communications inter-serveur Ré-utilisation du canal signalisation (p.ex. entre gateway et gatekeeper) Le protocole de Transport pour l établir l appel est UDP (au-lieu de TCP) Services supplémentaires (ID de l appelant, préférence de langue, capacités génériques) 2-51
Versions de H.323 (suite) Changements de la version 4 (approuvé en novembre 2000) Décomposition des Gateway pour se conformer aux recommandations H.248 (MEGACO) en MGC et MG Multiplexage audio et vidéo possible dans un même flux RTP pour améliorer la synchronisation Administration par HTTP Ajout d information supplémentaires à l enregistrement Gatekeeper de secours avec possibilité d équilibrage des charges entre GK Demandes d informations supplémentaires par le GK auprès du terminal pour la facturation (avec le GK de secours) Indication sur les ressources disponibles d une Gateway ( par exemple, 20 ports disponibles sur les 100 ports de la GW) Identification des services pour l appelant Correspondances entre différents adresses et identifiants fournis par la GW Indication du protocole souhaité (exemple : fax) Fax temps réel Tunnelling de protocoles non H.323 URL : format h323:duc@gatekeeper Version 5 en 2004 amélioration de la sécurisation du transport de la voix Version 6 en préparation. 2-52
Architecture et Signalisation H.323 Le multimédia Réaliser un appel téléphonique classique Réaliser un appel H.323 Composants et protocoles H.323 Signalisation et contrôle H.323 Sommaire du chapitre 2-53
Sommaire du chapitre Dans ce chapitre, nous avons Revu la signalisation d un appel téléphonique classique Découvert les composants de base de la téléphonie IP H.323 Vu quelques exemples de configurations H.323 2-54
2-55 Notes