L'Architecture Voip

5.1 - Les schémas

Voici le schéma générale de l'utilisation de la Voip en entreprise :




La VoIP étant une nouvelle technologie de communication, elle n'a pas encore de standard unique. En effet, chaque constructeur apporte ses normes et ses fonctionnalités à ses solutions. Il existe tout de même des références en la matière. Je vais décrire les trois principales que sont H.323, SIP et MGCP/MEGACO. Tous les acteurs de ce marché utilisent comme base pour leur produit une ou plusieurs de ces trois architectures. Il existe donc plusieurs approches pour offrir des services de téléphonie et de visiophonie sur des réseaux IP. Certaines placent l'intelligence dans le réseau alors que d'autres préfèrent une approche peer to peer avec l'intelligence répartie à la périphérie (terminal de téléphonie IP, passerelle avec le réseau téléphonique commuté...). Chacune a ses avantages et ses inconvénients.

Le schéma ci-dessus, décrit de façon générale la topologie d'un réseau de téléphonie IP. Elle comprend toujours des terminaux, un serveur de communication et une passerelle vers les autres réseaux. Chaque norme a ensuite ses propres caractéristiques pour garantir une plus ou moins grande qualité de service. L'intelligence du réseau est aussi déportée soit sur les terminaux, soit sur les passerelles/Gatekeeper (contrôleur de commutation). On retrouve les éléments communs suivants :

Le routeur : Il permet d'aiguiller les données et le routage des paquets entre deux réseaux. Certains routeurs, comme les Cisco 2600, permettent de simuler un gatekeeper grâce à l'ajout de cartes spécialisées supportant les protocoles VoIP.

La passerelle : il s'agit d'une interface entre le réseau commuté et le réseau IP.

Le PABX : C'est le commutateur du réseau téléphonique classique. Il permet de faire le lien entre la passerelle ou le routeur et le réseau RTC. Une mise à jour du PABX est aussi nécessaire. Si tout le réseau devient IP, il n'y a plus besoin de ce matériel.

Les Terminaux : Des PC ou des téléphones VoIP.

Pour transmettre les paquets, on utilise RTP, standardisé en 1996. Il est un protocole adapté aux applications présentant des propriétés temps réel. Il permet ainsi de reconstituer la base de temps des flux (horodatage des paquets : possibilité de re-synchronisation des flux par le récepteur), de détecter les pertes de paquets et en informer la source, et d'identifier le contenu des données pour leurs associer un transport sécurisé. En revanche, ce n'est pas "la solution" qui permettrait d'obtenir des transmissions temps réel sur IP. En effet, il ne procure pas de réservation de ressources sur le réseau (pas d'action sur le réseau de type RSVP, diffserv, Policeur), de fiabilisation des échanges (pas de retransmission automatique, pas de régulation automatique du débit) et de garantie dans le délai de livraison (seules les couches de niveau inférieur le peuvent) et dans la continuité du flux temps réel. Bien qu'autonome, RTP peut être complété par RTCP. Ce dernier apporte un retour d'informations sur la transmission et sur les éléments destinataires. Ce protocole de contrôle permet de renvoyer à la source des informations sur les récepteurs et ainsi lui permettre, par exemple, d'adapter un type de codage ou encore de modifier le débit des données.

5.2 - Gateway et Gatekeeper

Pour commencer je vais parler d'un des éléments clefs d'un réseau VoIP, la passerelle et leurs « Gatekeepers » associés. Les passerelles ou gateways en téléphonie IP sont des ordinateurs qui fournissent une interface où se fait la convergence entre les réseaux téléphoniques commutés (RTC) et les réseaux basés sur la commutation de paquets TCP/IP. C'est une partie essentielle de l'architecture du réseau de téléphonie IP. Le gatekeeper est l'élément qui fournit de l'intelligence à la passerelle. Comme nous l'avons déjà fait remarqué, nous pouvons séparer les parties matérielles et logicielles d'une passerelle. Le gatekeeper est le compagnon logiciel de la gateway.

Une gateway permet aux terminaux d'opérer en environnements hétérogènes. Ces environnements peuvent être très différents, utilisant diverses technologies tels que le Numéris, la téléphonie commutée ou la téléphonie IP. Les gateways doivent aussi être compatible avec les terminaux téléphoniques analogiques. La gateway fournit la possibilité d'établir une connexion entre un terminal analogique et un terminal multimédia (un PC en général). Beaucoup de sociétés fournissent des passerelles mais cela ne signifie pas qu'elles fournissent le même service. Les gateways (partie physique) et les gatekeepers (partie logicielle) font l'objet de deux sections séparées pour bien cerner la différence. Certaines sociétés vendent un produit " gateway ", mais en réalité, elles incorporent une autre gateway du marché avec leur gatekeeper pour proposer une solution commerciale. La plus-value ne se fait pas sur la gateway mais sur le gatekeeper car c'est sur celui-ci qu'on peut faire la différence.

Un gatekeeper deux services principaux : la gestion des permission et la résolution d'adresses. La gatekeeper est aussi responsable de la sécurité. Quand un client veut émettre un appel, il doit le faire au travers du gatekeeper. C'est alors que celui-ci fournit une résolution d'adresse du client de destination. Dans le cas où il y a plusieurs gateways sur le réseau, il peut rediriger l'appel vers un autre couple gateway/gatekeeper qui essaiera à son tour de router l'appel. Pendant la résolution d'adresse, le gatekeeper peut aussi attribuer une certaine quantité de bande passante pour l'appel. Il peut agir comme un administrateur de la bande passant disponible sur le réseau. Le gatekeeper répond aux aspects suivant de la téléphonie IP :

Le routage des appels : en effet, le gatekeeper est responsable de la fonction de routage. Non seulement, il doit tester si l'appel est permis et faire la résolution d'adresse mais il doit aussi rediriger l'appel vers le bon client ou la bonne passerelle.

Administration de la bande passante : le gatekeeper alloue une certaine quantité de bande passant pour un appel et sélectionne les codecs à utiliser. Il agit en tant que régulateur de la bande passante pour prémunir le réseau contre les goulots d'étranglement (bottle-neck).

Tolérance aux fautes, sécurité : le gatekeeper est aussi responsable de la sécurité dans un réseau de téléphonie IP. Il doit gérer les redondances des passerelles afin de faire aboutir tout appel. Il connaît à tout moment l'état de chaque passerelle et route les appels vers les passerelles accessibles et qui ont des ports libres.

Gestion des différentes gateways : dans un réseau de téléphonie IP, il peut y avoir beaucoup de gateways. Le gatekeeper, de par ses fonctionnalités de routage et de sécurité, doit gérer ces gateways pour faire en sorte que tout appel atteigne sa destination avec la meilleure qualité de service possible.

Ainsi, le gatekeeper peut remplacer le classique PABX. En effet, il est capable de router les appels entrant et de les rediriger vers leur destination ou une autre passerelle. Mais il peut gérer bien d'autres fonctions telles que la conférence ou le double appel. Il n'existe pas les mêmes contraintes avec un gatekeeper qu'avec un PABX. En effet, ce dernier est constitué par du logiciel et l'opérateur peut implémenter autant de services qu'il le désire. Alors qu'avec un PABX, l'évolutivité est limitée par le matériel propriétaire de chaque constructeur, avec le gatekeeper, l'amélioration des services d'un réseau de téléphonie IP n'a pas de limites. Le grand bénéfice du développement d'un gros gatekeeper est de remplacer le PABX classique. En effet, chaque PABX utilise son propre protocole pour communiquer avec les postes clients, ce qui entraîne un surcoût. Avec le couple gateway/gatekeeper, ce problème n'existe pas. Il utilise des infrastructures qui existent, le LAN et des protocoles tel qu'IP.