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Le Protocole SIP

  1. Définition du Protocole SIP (Session Initiation protocole)


Ce protocole appartient à la couche application du modèle OSI. Son rôle est d’ouvrir, de modifier et de libérer les sessions. Ces sessions permettent de réaliser de l’audio ou vidéoconférence de la ToIP ou encore de la diffusion multimédia sur IP (ecommerce …). Un utilisateur peut se connecter avec les utilisateurs d’une session déjà ouverte.

Afin d’ouvrir une session, l’utilisateur émet une invitation. Cette invitation transporte un descripteur de session qui permet aux utilisateurs de s’accorder sur la compatibilité de leur média. L’avantage de SIP réside dans le fait qu’il est indépendant du protocole de transport.

SIP est un protocole de type requête / réponse très proche du protocole http (protocole sur lequel est basé le web et les emails). Par conséquent, SIP peut aisément être supporté par des applications Web. C’est pourquoi la téléphonie peut devenir une nouvelle application web et s’intégrer à d’autres services du net. SIP est un outil formidable pour faire converger de la voix et des données au sein d’un même réseau.
  1. Les Différentes Fonctionnalités associées au Protocole SIP


SIP localise le terminal appelé et analyse le profil et les ressources du destinataire. Ce protocole gère également les négociations de type média (voix, vidéo, données…), ainsi que les paramètres de communication. Il détermine si le poste appelé souhaite communiquer, et, le cas échéant autorise l’appelant à le contacter, ce qui permet une optimisation de la communication entre les différents utilisateurs du réseau utilisant le protocole SIP.

Evidement SIP avertit les parties appelant et appelées de la demande d’ouverture de session, gestion du transfert et de la fermeture des appels.
  1. Architecture du protocole SIP


SIP est un protocole fonctionnant en mode point à point et /ou en mode diffusif. SIP permet donc l’ouverture de sessions en mode :

  • Point-à-point : communication entre 2 machines, on parle d’unicast. Ex : téléphonie sur IP

  • Diffusif : plusieurs utilisateurs en multicast, via une unité de contrôle M.C.U (Multipoint Control Unit).Ex : visioconférence, forum

  • Combinatoire : plusieurs utilisateurs pleinement interconnectés en multicast via un réseau à maillage complet de connexions.
  1. Ouverture d’une session


Les différents éléments intervenant dans l’ouverture d’une session :

  • Choix des protocoles les mieux adaptés (RSVP, RTP, RTCP, SAP, SDP).

  • Requête SIP : une fois le client (machine appelante) connecté à un serveur SIP distant, il peut lui adresser une ou plusieurs requêtes SIP et recevoir une ou plusieurs réponses de ce serveur.
  1. Format des messages SIP


Un message SIP peut être à la fois une requête d’un client (terminal appelant) vers un serveur (terminal appelé), ou une réponse d’un serveur vers un client :

  • Ligne de requête (Méthode, Requête URI, version SIP).

  • En tête général, ou de requête, ou d’entité CRLF (permet de spécifier la fin du champ d’en-têtes, et le début du corps du message).

  • Corps du message

  • Requête d’un client vers un serveur.

  • Ligne d’état (version SIP, code d’état, Reason Phrases).
  1. Avantages du protocole SIP


SIP est un protocole plus rapide : la séparation entre ses champs d’en-tête et son corps du message facilite le traitement des messages et diminue leur temps de transition dans le réseau. Le nombre des en-têtes est limité (36 au maximum et en pratique, moins d'une dizaine d'en-têtes sont utilisées simultanément), ce qui allège l'écriture et la lecture des requêtes et réponses.

SIP est un protocole indépendant de la couche transport : il peut aussi bien s’utiliser avec TCP qu’avec UDP. De plus, il sépare les flux de données de ceux la signalisation ce qui rend plus souple l'évolution "en direct" d'une communication (arrivée d'un nouveau participant, changement de paramètres…).
  1. Sécurité et authentification


Les messages SIP peuvent contenir des données confidentielles, en effet le protocole SIP possède 3 mécanismes de cryptage:

  • Cryptage de bout en bout du Corps du message SIP et de certains champs d’en-tête sensibles aux attaques.

  • Cryptage au saut par saut (hop by hop) à fin d’empêcher des pirates de savoir qui appelle qui.

  • Cryptage au saut par saut du champ d’en-tête pour dissimuler la route que la requête a emprunté.

De plus, à fin d’empêcher à tout intrus de modifier et retransmettre des requêtes ou réponses SIP, des mécanismes d’intégrité et d’authentification des messages sont mis en place. Et pour des messages SIP transmis de bout en bout, des clés publiques et signatures sont utilisées par SIP et stockées dans des champs d’en-tête.
  1. Fonctionnalités du protocole SIP


  • Localisation du terminal appelé.

  • Analyse du profil et des ressources du destinataire.

  • Négociation du type de média (voix, vidéo, données…), et des paramètres de communication.

  • Disponibilité de l’appelé : détermine si le poste appelé souhaite communiquer, et autorise l’appelant à le contacter.

  • Etablissement et suivi de l’appel : avertit les parties appelant et appelé de la demande d’ouverture de session, gestion du transfert et de la fermeture des appels.
  1. Architecture en couches de SIP dans le modèle OSI




Figure 7 : L’architecture en couches de SIP dans le modèle OSI
A chacune des couches de l’architecture SIP sont associés des protocoles tels que :

  • RSVP est un protocole utilisé pour réserver les ressources réseaux sur IP avec une excellente qualité de service(QoS)

  • R.T.P.(Real-time Transport Protocol) pour transporter des informations en temps reel avec une excellente qualité de services

  • R.T.C.P.(Real-Time streaming Control Protocol) pour assurer le contrôle de flux des données multimédia

  • S.A.P.(Session Announcement Protocol) pour préciser si les sessions mutimedia ouvertes le sont en multicast

  • S.D.P.(Session Description Protocol) est un protocole de description des sessions multimédia.
  1. Exemple d’un appel simple par le protocole SIP


Le scénario de la figure illustre un appel simple par SIP utilisant les requêtes INVITE, ACK et BYE. Un client x SIP appel un autre terminal y en utilisant le message INVITE.

Ce message contient d'ordinaire assez d'informations pour permettre au terminal appelé d’établir immédiatement le flux média requis vers l'appelant. Le terminal appelé doit quant à lui, indiquer qu'il accepte la requête, ce qui est la finalité de la réponse 200 OK. Puisque la requête est une invitation à communiquer, la réponse 200 OK contient également d'ordinaire une proposition de flux média pouvant être établie vers le terminal appelé, ainsi que les informations de port correspondants. Le message ACK est une transaction et la requête BYE est une demande de relâchement de l'appel. Ce type d'échange de transaction SIP pendant une communication entre user agents est appelée un dialogue SIP (dialog). Il faut préciser que la capture de ces signaux ou requêtes permet de facturer l'appel.



Figure 8 : Simple appel sur SIP
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