SIP (Session Initiation Protocol)

LE PROTOCOLE SIP

1.        La norme SIP

Le protocole d’établissement SIP (Session Initiation Protocol) permet d’établir des sessions multimédias ou de simples appels téléphoniques. Il peut interagir avec des réseaux différents : réseau téléphonique PSTN, réseau H.323 ou MGCP. Le protocole SIP est défini dans le cadre du groupe de travail MMUSIC (Multiparty, Multimedia Session Control ou Contrôle de sessions multimédias à plusieurs participants). Ce dernier couvre les protocoles SDP (Session Description Protocol, protocole de description de session), SAP (Session Announcement Protocol), RTSP (Real Time Sheaming Protocol) et SIP.

Ces protocoles sont définis à l’IETF (Internet Engineering Task Force) dans de nombreux RFC (Request For Comment) tout comme RFC 3261 (Session Initiation Protocol), RFC 3263 traitant de la localisation des serveurs SIP, RFC 3265 traitant de notification d’événement en SIP etc. Des RFC ont été ajoutés afin de tenir compte de la téléphonie de cellulaire de la troisième génération 3 GPP (RFC 3113 et RFC 3131), des adresses Internet futures IPv6 (RFC 3266) ou de la messagerie instantanée (RFC 3265). Bien que le protocole SIP ait laissé entrevoir une formulation simplifiée des commandes de téléphonie IP, le nombre d’extensions qu’il a fallu ajouter pour tenir compte de contraintes pratiques en fait en bout de ligne un protocole assez complexe.

SIP est un protocole de signalisation dont les messages sont des textes (codage ASN.1) lesquels sont formatés de façon analogue aux adresses courriels. Les usagers ont une adresse URI (Uniform Resource Identifier) et les numéros de téléphone peuvent être également définis sous cette forme. Une adresse URI peut avoir la forme usager@etsmtl, ou bien usager@etsmtl;user=phone, ou encore la forme Tel URI. Cette dernière est définie dans la RFC 3966 et commence par + suivi du code téléphonique international (par exemple +33 pour une adresse téléphonique destinée à la France).

Le protocole SIP procède par trois séries de Requêtes et Réponses (Request and Responses). Chaque message SIP comprend une méthode (Method) définissant l’action à prendre suivie d’entête (Header) décrivant le paramètre de la conversation.

Les sessions multimédias proprement dites suivent le protocole SDP (Session Description Protocol) défini par le RFC 3227. En téléphonie IP, les sessions se déroulent en temps réel et font appel au protocole en temps réel RTP (Real Time Protocol). Certains groupes de travail de l’IETF se penchent sur le SIP : SIPPING (Session Initiation Protocol Project INvestiGation), SIMPLE (SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions), SIP, Megaco, etc

2.         L’appel de base en SIP

Le rôle du protocole SIP est d’agencer l’établissement, la gestion et la terminaison d’une session multimédia. Ainsi, l’établissement d’une session fait intervenir des notions telles que : appel, sonnerie, paramètres de la communication. La gestion de l’appel couvre l’établissement de l’appel, la terminaison de l’appel, l’invocation de services particuliers, et la modification des paramètres de la session. Cette gestion inclut la localisation de l’appelé, la vérification de sa disponibilité et la détermination des paramètres à utiliser dans les médias retenus.

L’appel de base est effectué au moyen d’un certain nombre de commandes standard représentant l’enchaînement des questions et réponses. Les commandes utilisent des en-têtes obligatoires ou optionnels.

Les principales méthodes définies par SIP sont :

INVITE :         Pour démarrer une conversation

ACK :        Pour confirmer que l’étape suivante du processus de signalisation peut commencer

CANCEL :        Pour annuler l’appel

BYE :        Pour terminer l’appel

REGISTER :        Enregistre l’usager dans un service de localisation

OPTIONS :        Pour préciser des besoins spéciaux tels que l’appel conférence, par exemple.

Les réponses sont données sous forme de codes de trois chiffres (RFC 3261) : 

1xx :        requête en cours de traitement (100 : essai d’établissement de liaison ; 180 : signal de sonnerie; 181 : transfert d’appel ; 182 : en file d’attente)

2xx :        requête comprise et acceptée (200 : étape réussie)

3xx :        redirection nécessaire pour répondre à la requête (300 : ambigu; 301 : introuvable)

4xx :        erreur du client qui peut être une erreur de syntaxe ou encore un type de requêtes qui ne peut être satisfait par le serveur

5xx :        erreur du serveur qui n’a pu accomplir la requête

6xx :        échec global si la requête ne peut être satisfaite par le serveur

Exemple de liaison point à point SIP :

Les requêtes de service sont formulées par les Agents utilisateurs UA (User Agents). Dans le cas d’une liaison point à point, les UA négocient entre eux l’établissement ou l’interruption d’une session.

[pic 1]

La liaison peut être également transmise par l’intermédiaire d’un proxy :

La figure illustre la procédure d’établissement et d’interruption d’une conversation entre usager A à Montréal avec un usager B à Toronto en passant par un premier proxy à Cornwall et un second proxy à Kingston.

La demande d’établissement d’une liaison par A et transmise à B via les intermédiaires. Le signal de sonnerie (180) émanant de B rejoint A via les intermédiaires. Dès que la sonnerie est interrompue (200), A envoie une confirmation ACK et la conversation en temps réel RTP pour commencer.

[pic 2]

3.        Éléments constitutifs d’un réseau de téléphonie SIP :

• Agents utilisateurs (User Agents)
• Serveur SIP
• Serveur intermédiaire au proxy (Proxy)
• Serveur registraire (Registrar Server)
• Services ou serveurs de redirection (Redirect Services/Server)
• Services ou serveurs de localisation
• Passerelle (Gateway)
• Services ou serveurs d’interopérabilité
• Services ou serveurs d’application
• Serveurs de média
• Serveurs de conférence
• Systèmes de noms de domaine DNS (Domain Name Server)

L’agent utilisateur

L’usager interface au réseau par un agent utilisateur UA (User Agent). On fait la différence entre un UA client (UAC qui crée une requête) et UA serveur (UAS) qui génère des réponses aux requêtes. Ces réponses peuvent être : acceptation, rejection ou redirection.

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