Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 1
Réseaux Multiservices
Ahmed MEDDAHI
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 2
Cohabitation des protocoles « IP »
UDP TCP
IP, IP Mcast ,WFQ, Ip Precedence...
Cuivre /Fibre Optique….
Transport
Réseau
Liaison
Physique
I.M
RTP TCAP
JMF
INAPSIP
JAIN
Appli.
Services (Applications)
ISUP
SDH/WDM/DWDM
MPLS
ATMEthernet HDLC/PPP
GMPLS
Flux (Audio/Video) Flux (Signalisation)
Call Control
RTCP
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Réseaux MultiServices
• Introduction
• Rappels
• Concepts:– Connexité numérique– Connexité de signalisation
• Qualité de service (IP)
• Création de services réseaux
• Conclusion
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 4
Introduction
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 5
RéseauTéléphonique
Commuté
Frame RelayX.25..
Introduction
LiaisonSpécialisée
PABXPABX
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RNIS L.B/B.E(ATM,
Numéris, Internet « multimédia »…)
télécopieur
Introduction
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 7
Introduction
« Multi-Services »
TéléphonieFax temps réel (G3/G4)Fax store & ForwardTransmission donnéesvisiophonie"Video On demand""Streaming »« Messagerie Instantanée »….
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"La caractéristique principale d'un RNIS estd'assurer, au sein d'un même réseau, unelarge gamme de possibilités d'applicationstéléphoniques et non téléphoniques. Unélément clé de l'intégration des services dansun RNIS est la fourniture d'une série deservices à l'aide d'un ensemble limité de typesde connexions et d'arrangements d'interfacesusagers-réseau polyvalentes." (Extrait de la recommandation I.120)
"Définition"
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Rappels
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Commutation de messages#Commutation de paquets
• Commutation de messages pas de segmentation parla source.
Ex: message de 7,5Mb2 commutateurs de paquets3 liens à 1.5 Mb/s
Message
Message
Message
S D
Tps (sec)
-0
Message
-5-10-15
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Commutation de messages#commutation de paquets
S D
Tps (msec)
-0-1
-2-3
-5002
5000... 3 2 1
5000
5000
11
1
122
5000
123...
123..
3
paquets de 1.5 Kb
# Si perte d’un paquet, uniquement le paquet perdu est envoyé etnon le message complet
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Service orienté connexion
• Échange de messages de Signalisation entrel ’émetteur, le récepteur et le réseau avant l ’échange duflux de donnée.
• service fournissant :acquittement , contrôle de flux,contrôle de congestion.
• dans l ’Internet,TCP offre un service orienté connexion.
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• l ’émetteur envoie simplement le paquet d ’informationdans le réseau
• pas de contrôle de flux• pas de prototocole type « poignée de main » (hand shaking)• pas d ’acquittement• Pas de contrôle de congestion
UDP (téléphonie/Ip, Audio/Vidéo à la demande,vidéoconférence…)
Service sans connexion
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• Multiplexage– Temporelle Synchrone (circuit) # Asynchrone (paquet)
• Commutation– temporelle Synchrone (circuit) #Asynchrone (paquet)
• Acheminement dans le réseau• circuit (RTC,RNIS..)• circuit virtuel (F.R, X25, ATM,…)
–permanent ou commuté• datagramme (IP,..)• Auto-acheminement (802.5 "source routing",..)
• RQs:– commutation: technique "Hard State"
• nécessite une signalisation de mise en place et destruction• modification du path "lourd"
– Routage: technique "Soft State"• premier paquet établit la route• rafraîchissement obligatoire• modification du path simple
Multiplexage # Commutation # Acheminement
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Transmission
A/DA/D
MUXMUX
D/AD/A
MUXMUX
Transport Transport NetworkNetwork
TransmissionTransmissionPDH / SDH/WDM...PDH / SDH/WDM...
Conversion A/NOptimisation des liens de transmission MULTIPLEXEURS
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8 eb
Multiplexage temporel Synchrone # Asynchrone
MUXB B B C B A C B Aligne multiplex
8 eb
125 µs
Rqs: -multiplex de sortie partagé dans le temps entre les différentes voies incidentes
-en asynchrone:-motif de début/fin de trame ou debut/longueur de trame nécessaire-débits multiples et quelconques possibles-meilleur optimisation du lien-perte de synchro. (flux temps réel)
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Hiérarchie Numérique Plésiochrone (PDH)
TN1TN1TN1TN1
voie n°1
voie n°30
30 voies303030
120 voies120120120TN1TN1TN1TN2
TN1TN1TN1TN3
480 voies480480480 TN4
1920voies
voie n°1 à n°30 8 bits toutes les 125 µs
1920 voies 139,264 Mb/s
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Multiplex primaire Européen (TN1 ou T1)
Débit : 2048 kb/s = 32 x 64 kb/s
30 voies de communication IT1 à 15
IT17 à 31
1 voie de verrouillage trame ( IT0 )
1 voie de signalisation ( IT16 )
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• PDH
– complexe :nécessite un grand nombred’équipements (mux et dmux)
• conséquence = coût élevé– pas ou peu de synchronisation entre les
équipements de transmissions• conséquence =erreurs de transmission
E1E1 E1E1E2E2 E2E2
E3 E3E4 E4
MUXMUX DEMUXDEMUX
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MUXMUX MUXMUX MUXMUX
• SDH– coût moindre– les données peuvent être “facilement” insérées ou
extraites
Multiplexeurs “ADD and DROP”Multiplexeurs “ADD and DROP”
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MUXMUX
Data “utilisateur”Data “utilisateur”
SDH
• la voix est transportée dans un canalfaisant partie d’un conteneur (période125 micro. Sec.)
FrameFrame
Over Over head head (sur-débit de gestion et exploitation)(sur-débit de gestion et exploitation)
FrameFrame
Ex: STM 1: 155 Mbs (trame de 270 colonnes/octets sur 9)
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Multiplexage statistique (asynchrone)
• "économique"
• ex:un lien 1Mb/Sec. Débit de chaque utilisateur -> 100 Kb/s
profil du débit « Bursty » (on/off) chaque utilisateur n ’envoie des data que pendant 10% du tps.
• Multiplexeur statique: chaque utilisateur a 100 kb/s. 10 utilisateurs maxi.
• Multiplexeur statistique ou de paquet: 35 utilisateurs. Probabilité d ’avoir 10 appels simultanément <0,0004. On peut supporter beaucoup plus d ’utilisateurs avec une probabilité de « collision » faible.
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Commutateur Temporel
CommutateurTemporel
C B A
D
E
E A
B
D C
Réseau
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Connexité Numérique
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 25
Connexité numérique
• Le réseau doit être capable de fournir un« débit » numérique en tout point du réseau:
– jusque l ’usager -> connexité numérique de bout en bout
– « avant » l ’usager ->connexité numérique partielle
• Synchronisation du réseau numérique (liaisonset commutateurs) nécessaire
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Connexité numérique
Class 5Class 5(CAA)(CAA)
Class 4Class 4(CTS)(CTS)
Class 3Class 3(CTP)(CTP)
URAURA URAURARéseau d’accèsRéseau d’accès
• Artères de transmission numériques (Multiplexeur, liaisons detransmission)
– PDH, SDH, WDM, DWDM, Ethernet "étendu" (802.17 RPR)
• Nœuds de commutation numériques (commutateurs, routeurs,Gigarouteurs…)
– ATM, Ethernet, Frame Relay, Ip
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Réseaux de niveau 1, 2 et 3
IP
RPR MAC Ethernet MAC HDLC/PPP ATM
PRC-PHY
Sonet/SDH
10 Gig EPHY
Gig EPHY
Fibre Optique
IEEE 802.17 IEEE 802.3
POS
WDM,DWDM..
Niveauphysique
Niveautrame
Niveaupaquet
AAL.5
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Signal d'information
Fe = 2 x Fréquence de coupure du signal
543210
101100011010001000
Echantillonnage
Quantification et Codage
Codage de la parole
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Codage de la parole
8 x 8000 = 64 kb/s
8000 échantillons par seconde
Chaque échantillon est codé sur 8 bits
Le débit est de
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Codage de l'image
Débit en studio (norme 4:2:2) :
Débit après compression :
216 Mb/s
140 à 15 Mb/s
Protocole H261: débit multiple de 64 Kbs utilisé pour la transmission vidéo sur Numéris
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 31
Quelques codecs Audio/vidéo:
Audio : G711 (64 K) , G728 (16k), G729 (8 K)...
Vidéo : H261(n*64K) , H263 (<64K) , H263+ (V2) ,H263 L, MPEG2 (2 à 16 Mbs), MPEG 4,
MJPEG (~24Mbs) ...
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 32
Débit des supports de communication
Paire de cuivre :DébitMax=2WLog2(1+S/B)-> formule de Shannon
Dmax ~ 30Kbs pour une paire téléphonique (S/B 30db, W=4 Khz)
Bande passante de ~ 100 Mhz sans le filtre « 300-3400Hz »
Fibre optique-En 2000: 40 Gigabits/s (16*2.5 Gb/s)-En 2002: 1,28 Tb/s (128*10 Gb/s) WDM-En 2003: 5,32 Tb/s (256*40 Gb/s)-En 2005: 40 Tb/s (1000*40 Gb/s) ? DWDM
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 33
Connexité de signalisation(Polyvalence de l'accès)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 34
Numéris : Accès d'usager
Modes de raccordement au RNIS• Côté "réseau"
L'Accès de base (144 kbit/s; 2B + D)- 2 canaux B à 64 kbit/s pour la parole, les données,le texte et les images- 1 canal D à 16 kbit/s pour la signalisation et lamini-messagerie
L'Accès Primaire (2 Mbit/s; 30B + D)- Connexion de PABX, d'ordinateurs ou de serveurs
• Côté "terminal"Le bus S
- 10 prises, 5 terminaux- Bus long ou court- Contact permanent avec le réseau
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 35
NUMERISTNR
S
S S
SBus
adaptateur
télécopieur
Domaine de responsabilité
OPERATEUR
accèsde base
Exemple de configuration à bus passif
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 36
NUMERISS
Domaine de responsabilité
OPERATEUR
Groupement d'accèsde base
Exemple de configuration à "étoile de bus"
TNR
TNR
TNR
S
SSS
S
Terminaux "classiques"
codeur-décodeur
Terminal audio- conférence
CommutateurNUMERIS
ouPABX
télécopieurgroupe 4
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 37
NUMERISCanal B 1
Canal B 2Canal D
Signalisationmini-messages,identificationd'appel, etc.
Transferten mode paquet
Numéris : Utilisation des différents canaux
Signalisation"out band"
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 38
Contention d'accès au canal D
terminal A
terminal B
terminal C
canal écho
terminal A abandonne terminal C abandonne
Exemple de résolution de conflit
Structure de trame HDLC
adresse commande données FCS
“1” “1” “1”
“1”
“1” “1”
“1”
“1”
“1”
“1”“0” “0”
“0” “0” “0”
“0” “0” “0”
“0”
“0” “0” “0”“0”
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 39
Résultat des conflits d'accès au bus
Terminal A
Terminal B
Signal sur le BUS
Données reçuespar la TNR
Emission de polarités opposéesla loi ET n'est pas réalisée
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 40
Connexité de signalisation
• « Extension » du réseau de signalisation de
l ’opérateur RI,réseau sémaphore/SS7
jusque l ’usager ex. canal D sur Numéris ou
canal « H225/H245 » sur Ip pour la voix (H323)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 41
Signalisation: définition
• Échange d ’informations entre leséléments d ’un réseau, nécessaire pourfournir et maintenir des services.
• Établissement d'appel, N° vert, carte prépayée…
• SS7: signalisation sous forme d ’échangede messages, à un débit élevé, sur uncanal séparé (signalisation « out of band » )
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 42
Signalisation: suite
• "courant continu" ("DC" signaling)– analogique– nombre d'états limité (tension, courant…)– ex: « Ear&Mouth », Accès RTC
• " dans la bande " ("in band »)– « diffserv (ip) » numérique– DTMF (usager/réseau 300<<3400Hz)– SF (2 états: idle/busy), MF (réseau cœur)
• "binaire" ("digital " signaling ou Common Associated Signaling:C.A.S.)– les 4 bits de l ’IT16 du Mic E1 (C.A.S. E1)– le 7éme bit d ’un IT voix (64->56Kbs)
• "hors bande" ("out of band "/Common Channel Sig. :CCS)– > bande 3.5 à 4 Khz en analogique– SS7, canal D (RNIS), « rsvp (IP) » numérique
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 43
Signalisation « USAGER-RESEAU » exemple (RNIS)
DLFL B1 EDAFaN B2 EDM B1 EDS B2 EDLFL
48 bits250 µs
DLFL B1 LDLFaL B2 LDL B1 LDL B2 LDLFL
2 bitsde décalage
Q
TNR TE
TNRTE
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 44
Structure de la trame LAP D
Structure générale des trames du LAP D
FanionFanion ContrôleContrôled'erreurd'erreur InformationInformation CommandeCommande AdresseAdresse FanionFanion
Structure du champ adresse
8 7 6 5 4 3 2 1
SAPISAPI C/RC/R0/10/1
E/AE/A00
TEITEI E/AE/A11
SAPI: 0 signalisationSAPI: 16 données paquet/canal DSAPI: 63 maintenance/gestion….
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 45
Répertoire des trames utiliséesdans le LAP D
Application Format Commandes Réponses Codage8 7 6 5 4 3 2 1
Transfertd'informationà tramesmultiples avecaccusé deréception etsans accuséde réception
Transfertd'information
Supervision
Non numéroté
I (information)
RR (prêt à recevoir)
RNR(non prêt à recevoir)
REJ (rejet)
SABME (mettre enmode asyn. équilibréétendu)
UI (informations nonnumérotées)DISC (déconnexion)
XID (échanged'identificateur)
RR (prêt à recevoir)
RNR(non prêt à recevoir)
REJ (rejet)
DM (modedéconnecté)
UA (accusé de réception non
numérotéFRMR (rejet de
trame)XID (échanged'identificateur)
N(S) 0 N(R) P
o. 4
0 0 0 0 0 0 0 1 N(R) P/F0 0 0 0 0 1 0 1 N(R) P/F0 0 0 0 1 0 0 1 N(R) P/F
o. 5
0 1 1 P 1 1 1 1
0 0 0 F 1 1 1 1
0 0 0 P 0 0 1 1
0 1 0 P 0 0 1 1
0 1 1 F 0 0 1 1
1 0 0 F 0 1 1 1
1 0 1 P/F 1 1 1 1
o. 4o. 5o. 4o. 5o. 4o. 5
o. 4
o. 4
o. 4
o. 4
o. 4
o. 4
o. 4
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 46
Structure des messages
Reference Appel (2 Oct.)(côté origine/recepteur appel)
Type de Message
Elément d’info. I(Type, Longueur, Valeur)
Elément d’info. j
Discriminateur de Protocole (1 Oct.)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 47
Les principaux messagesutilisés par le protocole D
Nom du message SignificationEtablissement Demande d'établissement d'appel
Accusé de réception d'établissement Le numéro de destination reçu est réputéincomplet
Appel en coursL'information relative à l'appel est incomplète; l'appel est en coursd'établissement
Alerte L'usager destinataire est alertéConnexion Réponse de l'usager
Accusé de réception Confirme la prise en compte de la réponse
Appel acheminéIndique une situation d'inter fonctionnement ou d'informations fournies par le réseau dans le canal B
Déconnexion Invitation à libérer la communication
Libération Confirme que la demande de libération est en cours
Fin de libération Confirme la libération de toutes les ressources allouées à l'appel
Appel en mode bloc ouchevauchementelements d ’info:
Service supportn°canalinfo des couches 4 à 7SDASig. Usager/usager
Phase d’établissement
Phase dedéconnexion
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 48
Exemple de procédure pour un appelsimple à commutation de circuits
Décrochage EtablissementEtablissement
A.R. d'établissement
Info chevauchement
Appel en cours SonnerieAlerteAlerte
Indication de sonnerie Alerte DécrochageConnexion
ConnexionArrêt de l'indication deretour d'appel A.R. de connexion Libération
Fin de libération
DéconnexionRaccrochage
Déconnexion Libération
Libération
Raccrochage DéconnexionDéconnexion
Fin de libérationLibérationLibération
Usagerdemandeur
Usagerdemandé
(X)Terminal d'abonné
demandé (X)Terminal d'abonné
demandé (Y)Terminal d'abonné
demandeur (A)par chevauchement
Le terminaldu demandéraccroche en premier
Le terminaldu demandeur
raccrocheen premier
A.R. de connexion
Fin de libération
Fin de libération
Flux de données
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 49
Protocoles mis en oeuvrepour les services CV RNIS
Canal B Canal D
Transfertdes données
usager
Commandedes circuits
virtuels
Commandedes connexions
à 64 kbit/set sélectionde terminal
Niveau 3 Niveau paquetX25
Niveau 2
Niveau 1
LAP B( X25 )
Niveau paquetX25
Protocole D( I-451 )
LAP B( X25 )
LAP D (Sapi s)( I-441 )
I-430/431
Etablissement du circuit virtuel dans le canal B(Service Support : CVCB)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 50
Protocoles mis en oeuvrepour les services CV RNIS
Canal D
Transfertdes données
usager
Commandedes circuits
virtuelsSélection
du terminal
Niveau 3 Niveau paquetX25
Niveau 2
Niveau 1
Niveau paquetX25
Protocole D( I-451 )
LAP D (Sapi s)( I-441 )
I-430/431
Etablissement du circuit virtuel dans le canal DService Support : CVCD)
LAP D (Sapi p)( I-441 )
LAP D (Sapi p)( I-441 )
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 51
Signalisation « RESEAU »
Signalisation voie par voie
Abonné nonNuméris
URA
CAA
Codeabonné
Codespécifique
(Abonné non
NumérisURA
CAA
Codeabonné
Codespécifique
)
M.F
AbonnéNuméris
CSN
CAA
Protocole D
(AbonnéNuméris
CSN
CAA
Protocole D
)
CCITT N°7
Signalisation sémaphore
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 52
Réseau de signalisation
CT
CT
CAA
CAA
CAA
serveur
CAACT
PS PSPS
PTS
PTS
PTS
PTSPS
Réseau de signalisation
Réseau de transport des informations
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 53
SSTM - niveau 3
SSTM - niveau 2
SSTM - niveau 1
SSURSSUTSSUD
Architecture générale du systèmede signalisation par canal sémaphore CCITT n°7
Modèle de référence OSI
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
Physique
Architecture du système de signalisation CCITT n°7
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 54
Une architecture en couche
• Modèle
TUP ISUPTCAP
SCCP
MTP Level 3
MTP Level 2
MTP Level 1
MTP: Message Transfert Partroutage mode datagramme
SSCP:Signaling Connection Control PartService: Connectionless/Connection oriented
TCAP: Transaction Capabilities Application PartApplicatif
TUP: Telephone User PartApplicatif
DUP: Data User PartApplicatif
INAP: IN application partMAP : Mobile Application Part...
MAP INAP
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 55
Signalisation « SS7 »common Channel Signaling System N° 7
• Architecture:
STP
STP STP
STP
STP
STP
SSP SSP
SCP
SCP
VOICE TRUNKS
B
D D
D
D
CC
EE
AA
B
BB
A
A
AAC
AA
*SSP:Service Switching Point*STP: Signal Transfert Point*SCP: Service Control Point
Liens SS7rq: un lien ss7 à 64 Kbs peut traiter
~50000Appels/heures
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 56
La couche physique et liaison
• MTP L1= E1 (2Mbs), V35 (64 kbs), S0 (64 Kbs) voir ATM• MTP L2
Flag Bsn Bib Fsn Fib Li Spare Crc
Flag Bsn Bib Fsn Fib Li Spare CrcStatus
Flag Bsn Bib Fsn Fib Li Spare CrcSio Sif
MTP L3
Fill In Signal UnitFISU
Link Status SignalLSSU
Message Signal UnitMSU 8 bits 7 1 7 1 6 2 <=272oc. 16
8 ou 16
279 oc. Maxi
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 57
La couche liaison
• Li:length indicator– 0: fill in signal unit– 1-2: link status unit– 3-63: message signal unit
• Flag: drapeau (0111 1110)• Bsn: backward sequence number• Fsn: forward sequence number• Fib:forward indication bit• Bib: backward indication bit
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 58
La couche réseau
• Sio: service info octetServiceIndicator
SubServiceField
4 bits 4 bits
S.I:0: Signaling Network Management1:Signaling Testing & Maintenance3: SCCP5:ISUP
S.F:*2 bits: Network Indicator (message à dest. du réseau Nat. ou Intern. en général NI=2-> réseau nat.) *2 bits: priorité du message
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 59
La couche réseau
• MTP L3: SIF (Signaling Info. Field)
Dpcmember
Dpccluster
Dpcnetwork
Opcmember
Opccluster
Opcnetwork
Sparebits
Sls.
Routing Label
1 oc. 3 bits 5 bits
Couches Sup.
ANSI point code: 24 bitsITU-T point code: 14 bits
ex itu-t point code 5557 peut être codé 2-182-5 (010 10110110 101)
zone région Signaling point
Sls : signaling link selection: partage du trafic sur plusieurs liens
Mess.type
CIC
Circuit Identification codedans le cas des messages Isup
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 60
Les couches applicatives
• ISUP: définit le protocole et les procédures pourl ’établissement, la gestion des circuits destinés autransport de la voix et des données sur PSTN.
– Exemple:établissement d ’appel
STPW
STPX
SSPA
SSPB
(1) I
AM
(5) R
EL (6) REL(2) IAM (3
) AC
M(5
)AN
M(7
) RL
C
Liens ss7
(6) ANM
(8)RLC(4) ACM
(0) switch A analyse du n° doit envoyer vers B réservation d ’un circuit libre
IAM :initial adress messageREL: releaseRLC: release messageACM: adress complete messageANM: answer message
« voice trunk »
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 61
Les couches applicatives
• SCCP:– offre un service orienté "connexion" (pas d'établissement de connexion
mais assure sequencement, contrôle de flux…)– identifie l ’application de niveau supérieur– fonction d ’appellation globale « global title representation »
STPW
STPX
SCPL
SCPMSSP
A
(1)« 800 » query
(2)
« 800 » query
(3)response
(4)response
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 62
ASN1 (Abstract Syntax Notation 1)
• ASN.1 définit une notation ou une syntaxe pourdécrire les messages utilises par les protocolesde communication, indépendamment dulangage d ’implémentation, du codage physique
• Parser ASN.1• outil d ’encodage (BER, PER…)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 63
ASN.1 (Abstract Syntax Notation 1) suite
• Cette notation fournit un certain nombre de types de base prédéfinis tel que:• integers (INTEGER),• booleans (BOOLEAN),• character strings (IA5String, UniversalString...),• bit strings (BIT STRING),
• etc.,• il permet également la définition de type plus complexe
• structures (SEQUENCE),• lists (SEQUENCE OF),• choice between types (CHOICE),
• etc.
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 64
Exemple de message ASN.1 (H323/H225)H323-MESSAGES DEFINITIONS AUTOMATIC
TAGS ::=
BEGIN
H323-UserInformation ::= SEQUENCE -- root for all Q.931 relatedASN.1
{
h323-uu-pdu H323-UU-PDU,
user-data SEQUENCE
{
protocol-discriminator INTEGER(0..255),
user-information OCTET STRING(SIZE(1..131)),
...
} OPTIONAL,
...
}.
.
.
.
.suite
.
.
H323-UU-PDU ::= SEQUENCE
{
h323-message-body CHOICE
{
setup Setup-UUIE,
callProceeding CallProceeding-UUIE,
connect Connect-UUIE,
}
nonStandardDataNonStandardParameter OPTIONAL,
...
}
Setup-UUIE ::= SEQUENCE
{…
activeMC BOOLEAN,
...
}
}
END
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 65
Exemple de message ASN.1 (H323/H225)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 66
Exemple de message ASN.1 (H323/H225)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 67
Exemple de message ASN.1 (H323/H225)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 68
Exemple de message ASN.1 (H323/H225)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 69
Concepts de« Next Generation Network »
(NGN)
Ahmed MEDDAHI
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 70
C4
STP
STP STP
STP
STP
STP
SSPSSP
SCP
SCP
VOICE TRUNKS
B
D D
D
D
CC
E
E
A
A
B
B
B
A
A
AAC
AA
*SSP:Service Switching Point*STP: Signal Transfert Point*SCP: Service Control Point
RTC (Architecture)
C5
C3C3
C4 C4
C4
C5 C5C5C5C5
Home, Enterprise, SoHo
Signaling Network
Transport Network
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 71
• Topologie hiérarchique--> adaptée au transport de la voix (protocolesorientés circuit) mais pas optimisés pour le transport des données (~3/4 dutrafic globale)
• SS7 standard international mais implémentation différente (version Fr, US…)
• Congestion des commutateurs classes "5" et "4"
• Commutateurs "classe 5" --> "complexes" (# classe 3 et 4 pour le transit)– fournit les services de bases (signal d'appel, identifiant d'appel, transfert ….)
• Besoin d'un retour sur investissement rapide lié au déploiement des réseaux
d'accès (Xdsl, BLR, 3GPP…)
• Besoin de standards simplifiés et "accessible" pour le développement et ledéploiement rapide de nouveaux services
RTC
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 72
• Réseau Multiservices
• Topologie linéaire--> réseaux de « routeurs »
• Un réseau de transport principal (paquet) --> « IP »
• "API" pour la création de services (ex service voix) ouvertes et supportées partout type de technologie réseaux--> “JAIN“ (ex. JAINSIP)
• Le "réseau intelligent" sur RTC se "résume" au SoftSwitch (Call Agent) sur IP– architecture centralisée facilite la création et le déploiement de services # architecture
distribuée du RTC
• Connectivité vers les réseaux existants (Mobile, Adsl, RI,…)– Media gateways– Signaling gateways
concept "d'Ubiquité réseau " ("Any Where, Any device, Any Network")
NGN
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 73
Signalisation SS7 pour réseaux intelligents convergentsSignalisation SS7 pour réseaux intelligents convergents
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
BSC
HLRVLR
MTP1MTP2MTP3
SCCP
SSP SSP
SCP
STP STP
IPe
MG
SG
CO COSN
MSC
VoIPGateway
MGCSOFTSWITCH
IP MediaServer
MTP2MTP3
SCCPTCAP
MTP1
MTP2MTP3
SCCPTCAPINAP
MTP1
MTP2MTP3
SCCPTCAP ISUP
MTP1
MTP2MTP3
MTP1
MTP2
MTP3
SCCP
TCAP
GSM MAPISUP
MTP1
IN
Réseaux IpMobile
Fixe
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 74
RGWRGWTGWTGW
SSPSSP
Réseau IPSS7 / IS
UP
CallagentCallCall
agentagent
STPSTP
Sigt
ran
H.323/SIP
RTPRTP
MGCPRTPRTP
S.G
MGCP
Architecture MGCP / SIP / SIGTRAN
InterfaceSS7
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 75
Requêtes:
INVITEACKBYECANCEL OPTIONREGISTER
Réponses:
Informational 1xxSuccess 2xxRedirection 3xxClient Error 4xxServer Error 5xxGlobal Failure 6xx
GeneralHeaders:
call-IDContactDateFromToVia...
Entity-Headers:
Content-Encod.Content-LengthContent-type
Protocole SIP :• RFC 2543/ 3261-3266• Protocole de signalisation client / serveur• S’inspire de Smtp et Http (texte)• Mécanisme d'Adressage + Localisation
serveur, "user"• Messages SIP:
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 76
[email protected]@enic.fr
durer.enic.frdurer.enic.fr
enic.frenic.fr
goujon
serveur de
localisation
serveur de
localisation
sip-proxysip-proxy
int.frint.frINVITE
pasc
alpa
scal
2
Pasc
al@
gouj
on.in
t.fr
Pasc
al@
gouj
on.in
t.fr
3
4
[email protected]@goujon.int.fr5
200 OK200 OK6200 OK200 OK
7
8ACK
9
Protocole SIP : Exemple"INVITATION" dans le cas du « Proxy »
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 77
[email protected]@enic.fr
durer.enic.frdurer.enic.fr
enic.frenic.fr
serveur de localisationserveur de localisation
sip-proxysip-proxy
goujongoujon
[email protected]@goujon.int.fr
INVITE [email protected] [email protected] pa
scal
pasc
al
2
Pasc
al@
gouj
on.in
t.fr
Pasc
al@
gouj
on.in
t.fr
3
302 Moved temporarilyContact : [email protected]
302 Moved temporarilyContact : [email protected]
4
INVITE [email protected] [email protected]
200 OK200 OK7
ACK [email protected] [email protected]
Protocole SIP : Exemple"INVITATION" dans le cas d'une « redirection »
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 78
Protocole SIP : Ex. de requête sip
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP durer.enic.frFrom:Meddahi<sip:[email protected]>To:Pascal<sip:[email protected]>Call-ID: [email protected]:1 INVITESubject: sujetContent-Type:application/SDPContent-Lengh:..
v=0o=ffl 53655765 2353687637 IN IP4 123.4.5.6s=heure?c=IN IP4 durer.enic.frm=audio 5004 RTP/AVP 0 3 5
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 79
Protocole SIP : Ex. de réponse sip
SIP/2.0 200 OKVia:SIP/2.0/UDP sip-proxy.int.frVia:SIP/2.0/UDP meddahi.enic.frFrom:meddahi<sip:[email protected]>To:Pascal<sip:[email protected]> :tag=25443232Call-ID: 1234567890@[email protected]:1 INVITEContent-Type:application/SDPContent-Lengh:..
v=0o=pascal 4858949 4858949 IN IP4 198.7.6.5s=Okc=IN IP4 goujon.int.frm=audio 5004 RTP/AVP 0 3
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 80
[email protected]@[email protected]
SIP Serverint.fr
SIP ServerSIP Serverint.frint.fr
SIP Serverenst.fr
SIP ServerSIP Serverenst.frenst.fr
INTERNETINTERNET BACKBONEBACKBONE
1
10116
14
28
12
13397
5
4
15
16
Exemple de la mobilité dans SIP
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 81
comparaison SIP/H323• H323:
– 700 pages– plusieurs centaines de messages– représentation binaire– plusieurs échanges avant d ’établir la communication. (temps d ’établissement
long)– technologie relativement « mûr » et ayant fait ses preuves– adopté par les industriels
• SIP:– 130 pages– 37 en-têtes– représentation « textuelle »– 1 requête suffit pour établir la communication.– évolutivité– détection « loop »– requête multiple en // possible.
www.openh323.com & www.vovida.com
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 82
• SIP1.5 aller-retoursimple format
« texte »protocole ouvertdistribuéesupportésupportésupporté
comparaison SIP/H323 (suite)
• H3236 à 7 aller-retourComplexe (compilateur)ajout d ’extensions
propriétairesCentralisée avec le MCUH323 V2+H450non supporté dans la V1non supporté
Nbre d'échangespour établir la com.
Maintenance du code
Evolution
Conférence
Services
Detection boucle
Multicast
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 83
SIP Stack: Modèle en couche
NiveauTransport
NiveauTransaction
Niveau appel
NiveauMessage
Application
API"haut niveau"
API
API"bas niveau"
API
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 84
SIP Stack
• piles: UDP/TCP/RTP..• APIs "multi-niveaux":
– Appel– Transaction– Transport– Message
• fichier de log• évolutif:
– implementer de nouvelles extensions possible
• ...
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 85
Code (exemple)void RespondToInvite(SIPTransaction& trans, SIPAddress&
myAddress){
SIPMessage msg; // Received messageSIPAddress reqURI; //adresse destination du message reçu
trans.GetReceivedMsg(&msg);msg.GetRequestURI(&reqURI);if (reqURI.IsEqual(myAddress)){
trans.Respond(200); // Accepte (envoie OK)}else{ trans.Respond(488, “Not acceptable here”); // Rejeté
}}
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 86
Qualité de Service (QdS)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 87
Notions de QoS(Qualité de Service)
• Notion relativement large• nécessité de la normaliser (ETSI)
• sous ensemble du SLA (service Level Agreement)• Services couverts (spécifications, réalisation, cycle de vie,
durée du contrat)
• Engagements de QoS (mise en place, exploitation, rupturesde service, gestion des pannes, engagement de moyens,paramètres de QoS)
• Support utilisateur (Help Desk, traitement pannes)
• Suivi (rapports de consommation, d'incidents, de Qos, coûts)
– méthodologie de mesure: "quoi" mesurer, échantillond'utilisateurs, valeurs de référence (MOS)...
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 88
Paramètres de QoS
• Paramètres génériques:
– pour le service– Échec, temps d'établissement de la com., déconnexion
après l'établissement de la com., défauts gênants de lacom.
– Pour les défaillances du service– performances garanties en fonctionnement dégradé,
fréquences d'interruption, délai de remise en état…– pour la mise à disposition
– délai, respect du délai, conformité aux spec., doc..– Pour le service support client
– temps d'accès, pertinence réponse– pour la facturation:
– clarté, exactitude
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 89
Paramètres spécifiques au service
• Paramètres• pour les com. Vocales (délai d'établissement de la com., taux
d'échecs, coupures, qualité audio)
• les com. Mobiles (coupures, couverture, qualité audio)
• connexion Internet
– nbre de tentatives nécessaire pour établir la com.– délai d'établissement à charge moyenne et élevée– durée d'indisponibilité du FAI– vitesse de connexion, fréquence de rupture des
connexions– latence, jitter , taux de perte, vitesse de téléchargement
depuis/vers le serveur du FAI (ex: serveur mail, web…
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 90
QOS (service Voix)
• Délai de bout en bout (Maxi. 150ms)
• variation du délai (20 à 80ms.)
• Taux de perte (<5 à 10%)
• Mode "circuit"– risque de congestion faible voir inexistant
mux statique: Somme (débits entrants) = débit du lien (et contrôled'admission)
• Mode "paquet" (B.E)– risque de congestion élevé
• mux statistique: Somme (débits entrants) > débit du lien (pas decontrôle d'admission)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 91
Qualité de service
• « naturelle » dans les réseaux à commutation de circuit
• nécessite des mécanismes supplémentaires dans lesréseaux à commutation de paquets (ex: Ip) ou réseauxasynchrones
– Couches d'adaptation AAL1, AAL2…, sig. uni, pnni dans ATM
– modèle Diffserv ou Intserv pour la QoS réseau dans IP
– RTP, RTCP, Playout Buffer, Voice Activity Detection, Crtp,
802.11p …pour la QoS de bout en bout dans IP
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 92
Contrôle de flux et de congestion
• Contrôle de flux: « mapping » du débit et desressources entre l ’émetteur et le récepteur.
–Peut être explicite ou implicite
• Contrôle de congestion: réaction à une situation decongestion dans le réseau
–End to End congestion control–network indicated congestion control– rate based congestion (réseaux haut débit) - « leacky bucket » évite les burst
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 93
Ex: contrôle de flux dans TCP
<seq=3072,data>•6
<ack=2049,win=1024> •5Récepteur génère ack, informe qu ’il peutrecevoir 1 nouveau paquet
<seq=2048,data>•4 •3Récepteur retarde l ’envoie de l ’ack (pas d ’ack généré)
<seq=1024,data>•2
•1<win=2048>
Récepteur informe qu ’il peut recevoir 2K(maxi 64k)
Envoie d ’1 paquet
Envoie du 2° paquet -fenêtre de contrôle de flux fermée -émetteur ne peut plus envoyer
Envoie d ’1 paquet - fenêtre de contrôlede flux fermée-émetteur ne peut plus envoyer
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 94
« end to end congestion control »dans TCP (slow/start de Van Jacobson)
• « window-based congestion control :slow start + évite congestion
– 2 variables utilisées: -cwnd:taille de la fenêtre de congestion. -sthresh:seuil à partir duquel il faut le débit
Principe: segment TCP de 4 k taille fenêtre TCP =min(taille fenêtre flow control,taille fenêtre congestion
control)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 95
« end to end congestion control »(suite)
Initialize: cwnd=1 sthresh=16
loop:for each received Ack do:
if(ack received and cwnd <= sthresh)cwnd=cwnd+1
else if(ack received and cwnd>stresh)cwnd=cwnd+1/cwnd
else if packet timeoutsthresh=cwnd/2 /*nouveau seuil*/cwnd=1 /*taille fenêtre redémarre à 1*/
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 96
Composantes de la QOS (Réseaux Ip)
• Algo. d ’ordonnancement des paquets dans les routeurs.– Identification du flux, Marquage
• Mécanismes de gestion de la congestion: File d'attente FIFO, PQ,WFQ, CBWFQ…
• Mécanismes pour éviter la congestion: Algo. RED, WRED...
• Contrôle d ’admission (CAC)
• Fonction de "police" à la périphérie du réseau (UPC)
• protocole de sig. Pour demander ou réserver une QoS ouprioritiser les flux.
• in-band intégrée dans le flux (modèle "DIFFSERV")• out-band canal séparé (RSVP dans le modèle "IntServ)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 97
Composantes de la QOS (Réseaux Ip): suite
• Classes de services pour les appli.
– Modèle DiffServ
• équivalent a un service personnalisé de la "poste"
– Modèle IntServ
• équivalent a un service "normal", "lent", "urgent" de la "poste"
-service « guaranted »-> délai Max assuré-service « controlled load »-> B.P assuré-service « best effort » -> classique
-service Premium -> délai faible-service « Olympic » (gold, silver, bronze)-> B.P assuré-service « best effort » -> classique
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 98
Ressource Réservation Protocol (RSVP)
• Protocole de réservation B.P.
• Orienté récepteur.
• Utilisation de messages « PATH » (pas de mécanismes pour envoyer dansl ’autre sens en routage Ip)
• Messages RSVP ne sont pas acquittés par contre il y ’a rafraîchissement.
• Associé à IntServ
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 99
RSVP (suite)
Message Path
Req. Rsvp (ex. 100Mbs)
Req. Rsvp (ex. 10Mbs)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 100
RSVP (suite)
UDP UDP TCPCouche transport
Couche réseau
TCP
IP
RTP RTCP
DécodeurEncodeur
IP
Internet
Délai de transit….gigue...Perte
RTP RTCP
RSVP fournitl ’identification etla classification deflux.Les stations etRouteurs duréseaudoivent supporterle protocole RSVP
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 101
Diffserv, Exemple:Politique au niveau "Business"
d'une entreprise
• Napster interdit entre 8h et 19h
• téléphone prioritaire
• web priorité basse
• aucun paquet Oracle (SAP) perdu
• la télé surveillance MPEG2 ne doit pas perturber Oracle (SAP)
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 102
Diffserv, Exemple:Politique au niveau réseau
• téléphonie: service premium
• web (HTTP): best effort
• Oracle: Olympic Or
• Mpeg2: Olympic bronze avec priorité complète de l'Or sur le Bronze
• Reconnaissance et interdiction des clients Napster
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 103
Diffserv, Exemple:Politique au niveau noeud
• Configuration Diffserv:• reconnaissance et classification des applications
• policing
• gestion des buffer– seuil de perte des BE et Olympic Bronze
• Scheduling– gestion des priorités
• principaux mécanismes de Gestion de files d'attentes• Priority Queing, WFQ (flow/class based), RED, WRED…
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 104
Architecture Diffserv
PDP
PEPPEP
PEP
PEP
PolicyRepository
ManagementTool
SLA
copscops
cops
cops
LDAP
Classifier Shaper/dropperMarker
Meter
Rq: RSVP ou cops SLS, proposition pour gérer dynamiquement les SLA/SLS à partir du terminal pb trusted terminal
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 105
Conclusion
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 106
• Convergence Voix-Vidéo-Données (multiServices):– une seule infrastructure réseau pour la voix et les
données– Administration d ’une architecture unique
réduction des coûts de communication? Administration plus simple et mois onéreuse?
• Developpement et déploiement rapide d'applications " nouvelles etplus riche" (web call center, centrexIP,…)
– services de téléphonie existants sur IP?• Qualité de Service?
Dépend essentiellement de la technologie réseau sous-jacent.
• Facilité et rapidité de création de services réseaux via unecertaine « Abstraction » de la « couche réseau » (ex. APIJAINxxx)
Conclusion
Réseaux MultiServices A. MEDDAHI 107
Quelques références
• Livres:– Signaling System #7 de Travis Russel
Mc Graw Hill– Réseau Sémaphore/Intelligent de Simon Znaty
–EFORT– Qualité de service sur IP de Jean-Louis Mélin
Eyrolles• Sites web:
– www.microlegend.com– www.etsi.com– http://java.sun.com/../jain/
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