06 - Le protocole SIP, au cœur de la VoIP

Le protocole SIP, au cœur de la VoIP

 

Le protocole SIP est utilisé dans les télécommunications multimédia. Il est depuis 2007 le protocole le plus utilisé pour la téléphonie par Internet.

(20/02/2009)

Le terme "VoIP" ou son terme francophone «voix sur un réseau IP» est une technique qui permet de communiquer par la voix via l'Internet. La voix est diffusée via un mode point à point. L'établissement des connexions en voix sur IP utilise au moins deux protocoles : un pour la signalisation, un autre pour la transmission de la voix. Le SIP, acronyme de Session Initiation Protocol, se charge de la signalisation.

 
Le SIP

SIP est un protocole standard ouvert de gestion de sessions souvent utilisé dans les télécommunications multimédia (son, image, etc.). La session multimédia peut être un appel téléphonique entre deux équipements. Des messages sont ainsi envoyés, pour accepter ou refuser un appel, indiquer une occupation, pour l'identifier ou pour choisir un mode de compression (Codec) ... Les messages peuvent être beaucoup plus complexes en cas de transfert d'appel, de conférence...Le SIP normalise donc ces messages, leurs envois et leurs réponses. Le SIP définit également une architecture composée de 3 types d'équipements qui vont dialoguer en SIP : des Users Agents, des Registrar et des Proxy SIP. Les Users Agents désignent les agents que l'on retrouve dans les SIP, les softphones des téléphones et PDA ou les passerelles SIP. Ils envoient des requêtes gérées par des Registars pour signaler leur emplacement. Ces requêtes contiennent une adresse IP, associée à une URI (Uniform Ressource Identifier , une courte chaîne de caractères identifiant une ressource sur un réseau) qui seront stockées dans une base de données. Les Proxy servent d'intermédiaire entre deux User Agents qui ne connaissent pas leurs emplacements respectifs.

L'association URI-Adresse IP ayant été stockée préalablement dans une base de données par un Registrar, les proxy peuvent donc interroger la base de données. Pour comprendre la logique du SIP, il n'est pas inutile de s'intéresser à sa paternité. Il est défini par l'IETF (Internet Engineering Task Force, l'instance internationale en charge des protocoles de l'Internet) et sa philosophie est bien celle de l'Internet. D'ailleurs, le SIP présente de fortes similarités avec le Http (dont il partage par exemple les codes d'erreur). Les messages sont au format texte, il s'appuie sur les protocoles de l'Internet comme http ou SSL pour l'authentification, SSL, PGP, S/MIME pour le cryptage ou DNS SRV pour le partage de charge. Le SIP peut être assez déroutant lorsque l'on vient du monde de la téléphonie, car il se veut ouvert, simple et versatile et dépasse largement le cadre de la téléphonie. Son but est d'établir une session entre deux équipements (cette session pouvant transporter de la voix, de la vidéo, de la messagerie instantanée, de la réalité virtuelle...). Le SIP s'est ensuite enrichi pour pouvoir traiter les problèmes spécifiques de la téléphonie en ayant parfois recours à des artifices.
 

Les évolutions depuis le protocole H.323 et MGCP

Plus ancien que le SIP, le protocole de signalisation H323 est développé par l'ITU (International Telecommunication Union). Le H323 est issu des protocoles traditionnels (ISUP, ISDN) qui au cours des décennies n'ont cessé de se développer et de s'améliorer. Conçu pour être robuste et inter opérable il est parfaitement adapté à la téléphonie et à sa transition sur l'IP cependant, à la différence du SIP, il intègre moins d'informations et ne permet pas d'exploiter totalement la richesse de l'IP au travers de la convergence applicative. Le MGCP (Media Gateway Control Protocol) part d'une vision centralisée en mode client/serveur avec des équipements terminaux relativement simples et passifs, pilotés par des serveurs centraux. C'est par exemple le choix de certains FAI (fournisseurs d'accès Internet) pour leurs «box» de VoIP. Choix compréhensible s'agissant de réseaux propriétaires et de services standardisés mais qui ne reflète pas l'ouverture inhérente au protocole internet.
 

L'évolution du marché de la VoIP depuis quelques années

Après le déploiement massif de l'Internet à la fin des années 90, le marché de la VoIP est devenu beaucoup plus accessible. La multiplication des acteurs et des solutions a permis d'entraîner des économies d'échelle substantielles et les offres sont aujourd'hui très abordables. Le rapprochement des deux mondes que sont l'informatique et les télécoms a permis d'envisager et de créer une multitude de fonctionnalités. L'IP convergence génère un potentiel d'applicatifs infinis puisque la voix et la data passent désormais par des tuyaux identiques. La démocratisation des offres de VoIP pour les particuliers a permis également d'évangéliser le marché. En effet, la conception très aboutie des offres s'est inscrite dans une démarche de qualité, souvent supérieure à celle de la téléphonie classique, ce qui a évidemment contribué à rassurer les utilisateurs.

On constate finalement que le marché a évolué de façon classique. La pénétration s'est d'abord faite via les grands comptes professionnels, ensuite au travers du grand public et enfin des opérateurs qui se tournent désormais vers le marché des PME et des TPE.

La VoIP correspond à une véritable transformation des télécommunications. On ne parle plus de ligne téléphonique mais de compte lié à un identifiant (comme une adresse mail) auquel on ajoute des services comme la téléphonie, la visioconférence, la messagerie...). Tout cela indépendamment du réseau d'accès (IP), de la localisation ou du type de terminal. Les plates-formes de services peuvent être localisées n'importe où (réparties ou centralisées) le transport et le routage étant de la responsabilité exclusive du réseau (TCP/IP). On mesure l'évolution au regard d'un réseau de téléphonie classique transportant la voix de d'autocommutateur en autocommutateur, ces derniers devant chacun d'eux disposer d'informations de routage (tranches de numéros) et de service. Face à ce bouleversement, le SIP de part sa philosophie et ses origines (issu du monde IP) tire naturellement le meilleur parti de ce changement de paradigme.

En d'autres termes, les qualificatifs du H323, robustesse, exhaustivité, ne paraissent pas, sur le long terme, de nature à rivaliser avec ceux du SIP, simplicité, ouverture, évolutivité, modularité.
 

L'avenir pour le protocole SIP

Le SIP évolue, de nouvelles extensions sont régulièrement disponibles (par exemple la RFC 5263 pour gérer la présence). Il n'est pas impossible que le SIP devienne rapidement l'unique protocole de VoIP disponible sur les terminaux, car on ne lui voit plus aujourd'hui de réel concurrent. Les raisons qui ont fait du TCP/IP le protocole de communication par excellence, pourraient faire du SIP le grand vainqueur du monde de la téléphonie sur IP. A titre d'exemple, Microsoft a choisi le SIP pour ses produits de communication d'entreprise (Office Communication Server). Alcatel fait de même sur ses PABX, France Télécom sur ses Livebox et Google, qui sur la version bêta de Google Talk utilise un protocole de messagerie instantanée (XMPP/Jabber), annonce se préparer à supporter le SIP. Il semble donc que le marché ait fait son choix en balayant toutes les controverses d'experts. Toutefois, on ne peut ignorer le protocole propriétaire utilisé par Skype.

Il présente une innovation majeure, les informations concernant les utilisateurs, listes d'amis, préférences sont réparties sur de très nombreux serveurs selon un mode peer to peer. Il y aurait beaucoup à dire sur l'intérêt d'appliquer un principe de P2P à la téléphonie en termes d'avantage, de robustesse et de confidentialité. Toutefois, dans un monde de réseaux ouverts, normés et documentés, le protocole de Skype s'apparente à un continent fermé face à la montée des eaux. Mais le SIP n'est pas le protocole ultime, d'autres sont à l'étude, l'un des plus prometteurs étant l'AMS (Advanced Multimedia System). L'AMS a une ambition plus vaste, il vise à définir une architecture technique permettant par exemple, des partages d'applications ou l'adaptation du contenu aux terminaux. Il utilisera probablement le très versatile XML comme protocole de signalisation.

Partageant une grande part de la philosophie du SIP, on pourrait le considérer comme son successeur légitime. Keyyo s'est d'ailleurs largement inspiré des travaux sur l'AMS pour la répartition de ses serveurs de services et la mise en place de leur redondance. Promu par l'ITU, ce protocole ne sera pas normalisé avant plusieurs années.
 

La présence des acteurs Skype et Dooper dans les entreprises

Une entreprise doit étudier toutes les offres du marché et choisir celle qui répond précisément à sa demande. Une solution comme Skype par exemple apparaît comme un service ponctuel sur laquelle elle peut se reposer de manière occasionnelle. Le principe est intelligent mais peut être inadapté dans le cadre d'un schéma classique où l'entreprise a besoin de s'appuyer sur un standard téléphonique avec des numéros d'appels et une gestion des appels entrants et sortants que ce type d'opérateurs ne propose pas.
 

Silvère Baudouin