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téléphonie sur 2e édition ip sip h.323 mgcp qos et sécurité asterisk vowifi offre multiplay des fai skype et autres softphones architecture ims laurent guy ouakil pujolle

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avant-propos lorsque le 2 juin 1875 le canadien alexandre graham bell tente de transformer des ondes sonores en impulsions électromagnétiques nul n imagine que ce professeur de physiologie vocale spécialisé dans l enseignement du langage pour sourds et muets allait inventer le téléphone accompagné de son assistant thomas watson bell expérimente le premier modèle de téléphone à distance limitée et à correspondance réduite placés dans deux pièces distinctes les deux physiciens disposent entre eux un fil conducteur dont une extrémité est munie d une lamelle reliée à un électroaimant l expérience consiste à écarter cette lamelle de l électroaimant puis à la relâcher le résultat est prodigieux un son se propage sur le fil conducteur jusqu à parvenir à l autre extrémité du fil il faudra moins d un an au scientifique bell tout juste âgé de 28 ans pour perfectionner son prototype et rendre les transmissions d un bout à l autre d un fil conducteur parfaitement intelligibles pour l oreille humaine le 10 mars 1876 à boston bell communique à distance avec son assistant en prononçant sa célèbre phrase « monsieur watson veuillez venir dans mon bureau je vous prie » quelques mois plus tard le téléphone entre dans sa phase de commercialisation des opératrices prennent en charge la demande de connexion et assurent la liaison entre les correspondants et le succès est au rendez-vous en 1964 en pleine guerre froide le projet d un réseau informatique totalement distribué et dédié aux communications militaires est refusé par les autorités à son initiateur paul baran presque en parallèle les travaux du français louis pouzin mettant au point le tout premier réseau à commutation de paquets émule la communauté scientifique au début des années 70 un réseau imaginé par des laboratoires de recherche académiques voit le jour constitué de quatre ordinateurs répartis dans le monde il est réalisé par l arpa advanced research projects agency et prend le nom d arpanet au même moment en france le projet cyclades relie plusieurs ordinateurs par une technologie de datagramme ces prototypes démontrent la faisabilité du réseau mondial qui se développera sous le nom d internet et dont le protocole ip internet protocol est l emblème il faudra toutefois attendre 1989 pour que tim berners-lee invente le protocole http et propose des

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vi téléphonie sur ip liens hypertextes avec le langage html pour que le grand public commence à se passionner pour le word-wide web depuis lors le réseau ip n a cessé de croître et d obtenir les faveurs des acteurs des télécommunications avec les réseaux ip la téléphonie connaît un nouvel élan elle se place à la jonction du monde des télécommunications et de celui des réseaux informatiques les professionnels ont rapidement compris l intérêt d une convergence vers un réseau entièrement ip de son côté le grand public se passionne pour des programmes tels que skype qui allient simplicité et performance à des tarifs ultra-compétitifs plus qu un nouveau support de l information c est un nouveau mode de communication qui est inventé avec la téléphonie sur ip les fonctionnalités étant accrues une communication ne se limite plus qu à la parole téléphonique mais peut s enrichir de multiples facettes qui facilitent son usage comme la vidéo associée à la parole téléphonique ou le service de présence des softphones qui indique en temps réel la disponibilité de ses contacts cet enrichissement s accompagne de performances souvent supérieures à celles du traditionnel réseau rtc la qualité d une communication de toip est parfois tellement bonne qu il est impossible de discerner si un correspondant est proche ou à l autre bout du monde peu à peu les habitudes comportementales des consommateurs sont modifiées À des coûts très raisonnables et avec une telle commodité d utilisation les distances sont abolies l interactivité est fidèle et les communications téléphoniques deviennent tout à la fois plus longues plus conviviales et plus productives l émergence de la toip se poursuit inexorablement depuis plusieurs années que l on soit un particulier ou un professionnel elle s impose parallèlement sur différents axes pour un utilisateur équipé d un ordinateur les solutions de toip de type skype sont nombreuses si l usage d un ordinateur rebute les fai proposent des solutions packagées dans leur offre internet de base dans ce modèle la toip tend à se substituer à la téléphonie fixe standard mais elle va aussitôt plus loin en introduisant progressivement sur le marché de la téléphonie sans fil avec les technologies ip sans fil adéquates comme wi-fi ou wimax lorsque l utilisateur n a pas accès à un réseau ip des terminaux hybrides lui permettent de basculer d un réseau ip vers le réseau téléphonique classique en quelque sorte la transition vers un réseau entièrement ip se fait en douceur les contraintes de cette nouvelle technologie n en sont pas moins nombreuses de même que les verrous à lever en termes de disponibilité de qualité de service de sécurité et de mobilité ces contraintes sont à évaluer différemment selon le type de communication considéré un service de téléphonie ne peut s accommoder d une piètre qualité d écoute sous peine d être inutilisé il nécessite des ressources optimales le contrôle et la maîtrise des communications téléphoniques sur ip sont donc des enjeux colossaux pour favoriser l essor de cette technologie.

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avant-propos vii objectifs de l ouvrage l objectif de ce livre est de faire comprendre par la théorie et par la pratique pourquoi la téléphonie sur ip peut être considérée aujourd hui comme mature et en quoi elle peut avantageusement remplacer la téléphonie standard de type rtc cela n implique pas que les services exploitant cette technologie soient toujours à la hauteur des attentes des utilisateurs simplement les protocoles dédiés à la gestion des flux multimédias sont disponibles et éprouvés pour satisfaire toutes ces exigences toutes les conditions sont réunies pour valoriser ce potentiel et faire de la toip une technologie dominante en phase avec les besoins de tout type cet ouvrage s adresse à un large public aux professionnels comme aux particuliers il peut être lu et compris par toutes les personnes qui désirent découvrir ou approfondir les vastes possibilités qu offre la toip certains chapitres visent davantage des débutants d autres des étudiants d autres encore des professionnels du domaine de nombreux chapitres sont indépendants et peuvent être lus de façon non linéaire sans nécessiter de connaissances préalables tandis que d autres requièrent des bases plus techniques que l ouvrage apporte de façon progressive organisation de l ouvrage ce livre se compose de deux grandes parties et d une conclusion la première partie est dédiée aux notions fondamentales de la toip elle expose ses fondements théoriques et couvre un vaste état de l art des normalisations adoptées pour le contrôle et la gestion du multimédia en général et de la voix sur ip en particulier elle détaille l ensemble des spécificités des flux de téléphonie sur ip et s attarde sur les architectures déployées ainsi que sur la manière dont les communications sont établies entre les interlocuteurs après une présentation de la problématique et des contraintes de la toip chapitres 1 et 2 les trois principaux protocoles de signalisation que sont h.323 sip et mgcp sont détaillés chapitres 3 4 et 5 nous évoquons ensuite la qualité de service chapitre 6 l architecture de sécurité chapitre 7 autant de points cruciaux pour une application aussi sensible que la téléphonie la deuxième partie rassemble plusieurs composants disparates qui constituent un reflet de ce que recouvre aujourd hui la toip dans la pratique les logiciels de téléphonie sur ip ou softphones en sont une composante importante que nous présentons de manière générale chapitre 8 avant de mettre l accent sur les plus connus tels que skype chapitre 9 wlm et yahoo messenger chapitre 10 puis jabber et google talk chapitre 11 bien que certains d entre eux n ambitionnent pas directement de traiter de la téléphonie ils en sont les vecteurs et nous verrons qu ils ne respectent pas toujours les protocoles de la standardisation.

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viii téléphonie sur ip asterisk constitue également une tendance marquée de ces dernières années ce logiciel impressionnant permet de réaliser à moindre coût dans un cadre industriel comme domestique un commutateur téléphonique ou pbx avec une gamme de services associés tels que la redirection d appel le répondeur téléphonique ou la conférence audio il initie une petite révolution dans le monde des télécoms en remplaçant un modèle opaque par un modèle ouvert ce qui permet une large démocratisation des techniques mises en oeuvre toutefois ses bases demeurent encore délicates à comprendre c est pourquoi nous consacrons un long développement chapitre 12 sur cette thématique afin de fournir au lecteur les éléments clés du fonctionnement d asterisk nous détaillons ensuite les offres de toip des fai chapitre 13 et présentons les techniques utilisées pour traverser les pare-feu et les nat chapitre 14 un sujet important compte tenu du fait que le nat reste très employé chez les particuliers comme chez les professionnels la troisième partie de l ouvrage revient sur les cinq questions clés à se poser avant de passer à la téléphonie sur ip et offre en conclusion une vision des futurs développements attendus chapitre 15 en particulier et c est la grande nouveauté de cette deuxième édition l ims est longuement développé en fin d ouvrage chapitre 16 nous espérons que cette deuxième édition plus riche en contenu que la précédente et actualisée reflète les principales problématiques technologies et tendances actuelles et à venir de la téléphonie sur ip et permette de mieux comprendre les caractéristiques et les enjeux afin d en être comme utilisateurs avertis ou fournisseurs de services les acteurs de demain.

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table des matières avant-propos objectifs de l ouvrage organisation de l ouvrage v vii vii partie i théorie de la toip chapitre 1 problématiques de la toip la téléphonie par circuit et par paquets la problématique de base de la téléphonie comparaison avec la téléphonie classique avantages de la toip les solutions de toip questions posées par la mise en place de la toip en entreprise conclusion chapitre 2 3 4 7 8 10 13 18 20 contraintes de la toip les contraintes temporelles le processus de resynchronisation de la parole téléphonique 23 23 26

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x téléphonie sur ip la téléphonie numérique l échantillonnage techniques de codage 27 28 30 32 35 37 40 42 les codeurs audio qualité de service de la toip caractéristiques du débit le contrôle dans la toip conclusion chapitre 3 la signalisation h.323 protocoles et normalisation la normalisation uit normes d interopérabilité les six versions de h.323 43 45 46 47 48 53 53 55 57 60 64 68 69 75 78 79 81 81 82 82 82 83 84 architecture et fonctionnalités du protocole h.323 les quatre entités d une architecture h.323 le terminal h.323 équipement des interlocuteurs le gatekeeper point de contrôle et de gestion la passerelle pour joindre les réseaux ne fonctionnant pas en mode paquet la mcu et les conférences les messages h.323 le protocole h.225.0 signalisation d appel et d enregistrement le protocole h.245 la signalisation de contrôle de connexion les autres protocoles exemple de scénario d une communication complète fonctionnalités avancées de h.323 la procédure early h.245 la procédure fastconnect la procédure h.245 tunneling la sécurité gatekeeper alternatif et gatekeeper affecté conclusion .

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table des matières xi chapitre 4 le protocole sip la standardisation sip session initiation protocol historique compatibilité modularité simplicité architecture de sip se connecter à des réseaux non-ip l adressage sip uri universal ressource identifier format des adresses sip localisation et résolution d une adresse sip les messages sip notion de transaction paramètres généraux pour les requêtes et les réponses le champ via pour détecter les boucles lors du routage différence entre call-id et cseq abréviation des en-têtes de messages corps d un message les requêtes sip méthodes d extension du protocole sip les réponses sip scénarios de communication 1 initialisation d une communication directe 2 enregistrement d un terminal 3 initialisation d une communication sip avec un serveur proxy 4 localisation par un serveur de redirection et initialisation d appel directe 5 modification d une communication sip 6 terminaison d une communication sip conclusion chapitre 5 85 85 86 86 87 88 89 94 94 95 96 98 100 100 101 103 104 105 106 112 115 116 120 120 122 122 125 126 127 128 le protocole mgcp historique h.248/megacop 129 130 131

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xii téléphonie sur ip architecture et fonctionnement le call agent les passerelles multimédias raisons d être d un nouveau protocole exemple d utilisation de mgcp chez les fai avantages et inconvénients de mgcp principes d établissement d une communication les messages mgcp adressage des endpoints identifiant de transaction paramètres généraux pour les requêtes et les réponses la ligne d état mgcp les requêtes les réponses mgcp conclusion chapitre 6 132 133 134 136 137 138 139 142 142 144 145 147 147 151 155 la qualité de service le contrôle et les protocoles de transport tcp et le transport de données multimédias temps réel udp et le transport de données multimédias temps réel en résumé les protocoles rtp et rtcp rtp real-time transport protocol rtcp real-time transport control protocol rtp/rtcp et la qualité de service les contrôles au niveau réseau intserv integrated services diffserv differentiated services l ingénierie de trafic conclusion chapitre 7 157 157 158 160 160 161 161 166 167 167 168 170 177 181 architectures et sécurité la téléphonie sur ethernet l intégration voix-données 183 183 183

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table des matières xiii 187 187 188 189 190 195 195 197 205 205 205 207 208 209 210 213 214 215 216 la téléphonie sur atm aal2 les microtrames aal2 la téléphonie sur le relais de trames intégration de la téléphonie dans le relais de trame la téléphonie sur réseaux sans fil contraintes de la toip sans fil la qualité de service en résumé la téléphonie sur wimax wimax fixe wimax-mobile classes de services wimax pour la toip la sécurité les attaques les sécurités à mettre en place les infrastructures de sécurité la sécurité dans la téléphonie par wi-fi conclusion partie ii pratique de la toip chapitre 8 la toip sur softphone introduction aux softphones les services proposés la téléphonie liste de contacts présence et disponibilité messagerie instantanée vidéo et transfert de fichiers les softphones en entreprise les autres softphones wengophone téléphoner gratuitement d un pc vers un téléphone fixe 219 220 220 221 223 223 224 225 225 225 228

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xiv téléphonie sur ip les clients de messagerie web la téléphonie free 229 229 235 conclusion chapitre 9 skype architecture de skype limiter les ressources traverser les pare-feu 237 238 239 239 240 241 242 243 243 244 246 247 248 252 253 254 256 257 les offres skype partenariats technologiques et commerciaux la sécurité utiliser skype prérequis appeler outils aller plus loin avec skype ouvrir plusieurs instances de skype options en ligne de commande commandes textuelles intégrer skype dans ses pages web et ses e-mails recommandations et résolution de problèmes conclusion chapitre 10 windows live messenger et yahoo messenger windows live messenger la gamme de services unifiés live wlm windows live messenger utiliser wlm aller plus loin avec wlm 259 259 260 261 262 264 271 271 yahoo messenger utilisation .

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table des matières xv 277 279 le partenariat microsoft-yahoo conclusion chapitre 11 jabber et google talk jabber architecture de jabber xmpp extensible messaging and presence protocol xep xmpp enhancement proposals utilisation 281 281 282 284 285 287 295 296 297 303 google talk une offre à trois volets utilisation conclusion chapitre 12 asterisk introduction aux pbx présentation d asterisk fonctionnalités compatibilité cible et usage 305 305 307 308 308 309 311 312 315 318 318 319 installation de base mise en oeuvre de la plate-forme lancement du serveur et exploitation configuration les quatre catégories d éléments d asterisk organisation des fichiers fichier asterisk.conf première étape de configuration description des utilisateurs et des terminaux fichiers sip.conf iax.conf mgcp.conf h323.conf skinny.conf deuxième étape de configuration le plan de numérotation fichier extensions.conf 321 324

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xvi téléphonie sur ip tester la configuration d un client optimiser les traitements la directive d inclusion logique de programmation optimisation du routage avec les contextes et la vidéo ajouter des sons problèmes éventuels avec les modules 336 338 339 339 342 342 343 345 346 346 347 349 352 352 355 355 356 356 357 358 ajouter de nouveaux services standard vocal automatique ivr conférence le service de messagerie audio fichier voicemail.conf aller plus loin avec asterisk connecter asterisk à un fournisseur sip agi asterisk gateway interface trixbox communiquer avec le protocole iax asterisk sous windows la concurrence conclusion chapitre 13 la téléphonie chez les fournisseurs d accès les accès xdsl le modem xdsl ethernet dans le premier mile les protocoles de l adsl le protocole l2tp les modems vdsl la parole et la vidéo sur xdsl 359 359 360 362 363 365 366 366 367 370 372 373 la téléphonie sur catv la téléphonie sur fibre optique la téléphonie sur quadruple-play conclusion .

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table des matières xvii chapitre 14 filtrage des flux de toip le mécanisme de nat network address translation adresses privées et adresses publiques partager une adresse ip privée avantages du nat 375 376 376 377 379 381 381 381 383 384 384 384 385 385 386 388 388 389 391 394 395 les trois catégories de nat le nat statique le nat dynamique le napt les problèmes engendrés par le nat les protocoles sensibles au nat recevoir une connexion derrière un napt la sécurité avec le nat en résumé le passage des pare-feu méthodes de résolution de la translation d adresse pour les flux multimédias filtrage applicatif des données tunneliser les applications la gestion du nat par le client en résumé conclusion partie iii conclusion chapitre 15 les cinq problèmes clés de la toip la sécurité l authentification confidentialité et intégrité 399 400 400 406

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xviii téléphonie sur ip la disponibilité la gestion le contrôle la qualité de service gan perpsectives conclusion chapitre 16 406 408 410 411 412 413 414 l architecture ims motivations et objectifs de l ims le point de vue opérateur le point de vue utilisateur historique de l ims introduction à l ims protocoles utilisés dans l ims notions de réseau visité et de roaming le modèle à quatre couches de l architecture ims la couche de transport la couche de contrôle hss home subscriber server la base de données des utilisateurs cscf call state control function les trois gestionnaires d appels mrf multimedia resource function pour la gestion des conférences bgcf breakout gateway control function pour la liaison avec le réseau rtc ims-mgw mgcf et sgw pour l interfonctionnement avec le réseau rtc trgw et ims-alg pour le support transparent des adresses ipv4 les serveurs d applications sip as sip application server im-ssf ip multimedia-service switching function osa-scs open service access-service capability server les identités ims gestionnaire d identités 415 416 417 418 419 420 420 421 422 424 424 425 425 429 430 430 432 434 434 434 435 435 436

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