Le protocole MEGACO/H.248. EFORT

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Le protocole MEGACO/H.248 EFORT 1 MEGACO MEGACO (Media Gateway Control Protocol) spécifié par l IETF dans le RFC 3525 présente de nombreuses similarités avec son prédécesseur, le protocole
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Le protocole MEGACO/H.248 EFORT 1 MEGACO MEGACO (Media Gateway Control Protocol) spécifié par l IETF dans le RFC 3525 présente de nombreuses similarités avec son prédécesseur, le protocole MGCP aussi défini par l'ietf dans le RFC Il s agit d un protocole de contrôle entre les entités MGC (Media Gateway Controller) et MGW (Media Gateway) de l'architecture NGN (Next Generation Network). Le MGC contrôle les activités des MGWs. Le MGC prend en charge le contrôle et la signalisation de l appel alors que les MGWs reçoivent des instructions des MGCs leur indiquant les actions qu ils doivent entreprendre. Ces actions concernent l établissement et la libération de connexions ; une connexion représente une association entre une terminaison en entrée et une terminaison en sortie du MGW. Par exemple, la terminaison en entrée peut correspondre à une terminaison d un circuit de parole alors que la terminaison en sortie peut être assimilée à un port de communication IP/GE ou ATM. Les MGWs ont différentes appellations selon qu ils s'interfacent à des équipements d usager (RGW, Residential Gateway), à des réseaux d accès (AGW, Access Gateway), ou à des commutateurs téléphoniques d accès ou de transit (TGW, Trunking Gateway). MEGACO s appelle H.248 à l ITU-T et est donc défini conjointement par l IETF et l ITU-T. Le protocole MEGACO permet à ces deux entités MGC et MGW de s échanger des transactions. Chaque transaction s exprime par l envoi d une transactionrequest par l une des entités et l envoi d une transactionreply par l autre entité. Une transactionrequest consiste en une suite de commandes alors qu une transactionreply contient une suite de réponses correspondantes. Le paragraphe 2 introduit les concepts de terminaison et contexte permettant de modéliser une connexion avec MEGACO. Le paragraphe 3 liste les commandes MEGACO utilisées entre le MGC et le MGW. Le paragraphe 4 décrit les descripteurs qui correspondent à des paramètres présents dans les commandes MEGACO. Les commandes MEGACO sont passées dans des transactions MEGACO, présentées au paragraphe 5. Des scénarios d établissement et de libération de communications avec MEGACO sont décrits au paragraphe 6. 2 Terminaison et contexte Le modèle de connexion du protocole MEGACO est un modèle orienté objet. Il décrit les entités logiques ou objets au sein du MGW qui peuvent être contrôlés par le MGC. Les principales abstractions utilisées dans ce modèle de connexion sont les terminaisons (termination) et les contextes (context). Le protocole MEGACO permet l établissement d appels multiparties à la différence du protocole MGCP qui ne permet que des appels entre deux parties. Une terminaison MEGACO commence ou termine un ou plusieurs flux. Une terminaison est décrite par un ensemble de propriétés regroupées dans un ensemble de descripteurs inclus dans des commandes. Une terminaison a une identité unique (TerminationId) affectée à sa création par le MGW. Certaines terminaisons qui représentent des entités physiques sont semi-permanentes. Un circuit de parole raccordé à un MGW est un exemple de terminaison semi-permanente. Copyright EFORT D autres terminaisons représentant des flux temporaires tels que les flux RTP n existent que pendant la durée de l appel correspondant. Il s agit de terminaisons temporaires. Un contexte est une association entre terminaisons. Il existe un type spécial de contexte, le contexte «null», qui contient toutes les terminaisons non associées à une autre terminaison. Par exemple, dans un Trunking Gateway, toutes les lignes au repos sont représentées par des terminaisons du contexte «null». Les terminaisons temporaires sont créées par la commande Add dont la fonctionnalité est similaire à CreateConnection du protocole MGCP. Elles sont supprimées par la commande Subtract correspondant à DeleteConnection avec MGCP. Une terminaison physique est rajoutée à un contexte par la commande Add en étant retirée du contexte «null» dans lequel elle se trouve par défaut. Elle est retirée d un contexte donné par la commande Subtract en étant déplacée au contexte «null». Les terminaisons sont désignées par un identificateur de terminaison qui est une séquence arbitraire, choisie par le MGW. Les identificateurs de terminaisons physiques peuvent être déterminés par le MGW. Ils peuvent être choisis de façon à posséder une structure. Par exemple, un identificateur de terminaison peut se composer d'un faisceau de circuits (Trunk) et d'une jonction locale dans ce faisceau. Un mécanisme de remplacement par des caractères génériques, utilisant deux types de caractère générique, peut être utilisé avec les identificateurs de terminaison. Ces deux caractères sont ALL (*) et ANY ou CHOOSE ($). Le premier sert à désigner simultanément plusieurs terminaisons tandis que le second sert à indiquer à un MGW qu'il doit sélectionner une terminaison correspondant à l'identificateur de terminaison partiellement spécifié. Cela permet à un MGC de demander au MGW de choisir par exemple un circuit dans un faisceau de circuits. Si le caractère ALL est utilisé dans l'identificateur de terminaison d'une commande, l'effet est identique à une répétition de la commande avec chacun des identificateurs de terminaison réels qui correspondent. Etant donné que chacune de ces commandes peut générer une réponse, la taille de la réponse complète peut être importante. Si des réponses individuelles ne sont pas requises, une réponse générique peut être demandée. Dans ce cas, une seule réponse est générée et elle contient l'union de toutes les réponses individuelles qui auraient été autrement générées, les valeurs répétées étant supprimées. Par exemple, étant donné une terminaison Ta dont les propriétés seraient p1=a, p2=b et une terminaison Tb dont les propriétés seraient p2=c, p3=d, une réponse UNION contiendrait un identificateur de terminaison remplacé par un caractère générique et la séquence de propriétés p1=a, p2=b,c et p3=d. La réponse générique peut être particulièrement utile dans les commandes d'audit. La figure 1 décrit les concepts de contexte et terminaison. L'astérisque encadré de chaque contexte représente l'association logique des terminaisons appartenant au contexte. Le premier contexte actif dans le MGW représente un appel avec trois participants. Le second contexte est le contexte «null». Le troisième contexte correspond à un appel classique entre deux participants. Copyright EFORT Context Termination T1 RTP Stream * Termination T2 SCN Bearer Channel Termination T3 SCN Bearer Channel Media Gateway (MGW) Context * Termination T4 SCN Bearer Channel Context Termination T5 RTP Stream * Termination T6 SCN Bearer Channel Figure 1 : Contextes et terminaisons MEGACO L exemple ci-dessous (Figure 2) représente un scénario d appel en attente où il s agit de déplacer une terminaison d un contexte à un autre. Les terminaisons T1 et T2 appartiennent au contexte C1 pour un appel audio. Un second appel audio représente une terminaison T3 en attente de communication avec T1. T3 est la seule terminaison du contexte C2. T1 accepte l appel de T3, mettant T2 en garde. Context C1 Termination T2 RTP Stream * Termination T1 SCN Bearer Channel Media Gateway (MGW) Context C2 * Termination T3 SCN Bearer Channel Figure 2 : Configuration du scénario appel en attente Cette action conduit à déplacer T1 du contexte C1 au contexte C2 (Figure 3). Context C1 Termination T2 RTP Stream * Termination T1 SCN Bearer Channel Context C2 * Termination T3 SCN Bearer Channel Figure 3 : Configuration de l appel après exécution du service Copyright EFORT 2.1 Commandes MEGACO Le protocole MEGACO définit huit commandes permettant la manipulation des entités logiques du modèle de connexion, à savoir les contextes et les terminaisons (Tableau 1). La majorité des commandes est émise par un MGC à un MGW. Il s agit des commandes Add (ajout d une terminaison à un contexte), Modify (Modification d une terminaison dans un contexte), Subtract (Retrait d une terminaison d un contexte), Move (Déplacement d une terminaison de son contexte à un autre contexte), AuditValue et AuditCapabilities (lecture des valeurs courantes et possibles des propriétés d une terminaison), Notify (notification de l occurrence d un événement sur une terminaison) ServiceChange (suspension ou reprise d une terminaison). Deux commandes peuvent être émises d un MGW à un MGC : Notify (notification d événements survenus dans le MGW) et ServiceChange (notification de la suspension ou reprise d une terminaison). 2.2 Add VERBE DIRECTION Add MGCMGW Modify MGCMGW Subtract MGCMGW Move MGCMGW AuditValue MGCMGW AuditCapabilities MGCMGW Notify MGWMGC ServiceChange MGCMGW ou MGWMGC Tableau 1 : Les commandes MEGACO La commande Add (MGC MGW) ajoute une terminaison à un contexte. Si la commande ne spécifie pas le contexte dans lequel ajouter la terminaison, un nouveau contexte est alors créé. Si la commande ne spécifie pas un identificateur de terminaison (terminationid) mais le caractère spécial ($), le MGW crée une terminaison temporaire, lui associe un identificateur et l ajoute au contexte. Add correspond à la commande MGCP CreateConnection. Une terminaison semi-permanente est connue du MGC et une commande Add sur ce type de terminaison précise l identifiant de la terminaison. Par contre, une terminaison temporaire est créée par le MGW qui lui affecte un identifiant. 2.3 Modify La commande Modify (MGC MGW) permet de modifier les valeurs des propriétés d une terminaison. Modify est similaire à la commande ModifyConnection du protocole MGCP. 2.4 Subtract La commande Subtract (MGC MGW) soustrait une terminaison d un contexte et retourne des statistiques relatives à l activité de la terminaison dans ce contexte. La commande correspondante du protocole MGCP est DeleteConnection. La commande Subtract appliquée à la dernière terminaison dans un contexte supprime le contexte. Une commande Subtract appliquée à une terminaison semi-permanente déplace cette terminaison dans le contexte «null». Cette même commande appliquée à une terminaison temporaire supprime la terminaison. Copyright EFORT 2.5 Move La commande Move (MGC MGW) déplace une terminaison de son contexte à un autre contexte. Move ne peut pas être utilisée afin de déplacer une terminaison du ou au contexte «null» ; en effet, ce sont les commandes Add et Subtract respectivement qui réalisent ces opérations. 2.6 AuditValue La commande AuditValue (MGC MGW) retourne la valeur courante des propriétés, événements, signaux et statistiques d une ou plusieurs terminaisons. 2.7 AuditCapabilities La commade AuditCapabilities (MGC MGW) retourne les valeurs des propriétés, des signaux et événements associés à une ou plusieurs terminaisons. A la différence de la commande AuditValue, AuditCapabilities retourne l ensemble des valeurs possibles. 2.8 Notify La commande Notify permet à un MGW d informer un MGC de l occurrence d événements sur une terminaison du MGW. Les événements à rapporter ont été spécifiés par le MGC dans les commandes Add ou Modify. Cette commande est identique à la commande Notify du protocole MGCP. Par contre, à la différence du protocole MGCP, il n existe pas de commande NotificationRequest permettant au MGC de demander au MGW de détecter des événements particuliers et de notifier leur occurrence au MGC. En effet, lorsqu un MGC ajoute une terminaison à un contexte, cette terminaison qui est un objet, inclut dans ses propriétés les événements qui doivent être détectés. 2.9 ServiceChange Le MGW utilise la commande ServiceChange afin d informer un MGC qu'une terminaison ou un groupe de terminaisons est sur le point d'être mis hors service ou vient d'être remis en service. Cette commande est aussi émise par un MGC pour informer un MGW que ce dernier est passé sous le contrôle d un autre MGC. A la réception de ce message, le MGW émet une commande ServiceChange vers le nouveau MGC pour formaliser l établissement d une association. Le MGC peut également utiliser cette commande pour demander à un MGW de mettre en service ou hors service une terminaison ou un groupe de terminaisons Paquetage Différents types de MGW peuvent mettre en œuvre des terminaisons ayant des caractéristiques très différentes d une terminaison à l autre. Par exemple, une terminaison connectée à une ligne téléphonique analogique sera différente de celle connectée à un circuit de parole. Il n est donc pas pratique de définir au sein du protocole lui-même toutes les propriétés de terminaison qui pourraient exister, tous les événements qui pourraient être détectés, tous les signaux qui pourraient être émis et toutes les statistiques qui pourraient s appliquer. Afin de prendre en compte les variations entre les différents types de terminaison et ainsi d assurer l interopérabilité entre MGCs et MGWs, MEGACO inclut le concept de paquetage (package). Un paquetage est un regroupement de propriétés, événements, signaux et statistiques et une terminaison met en œuvre un ensemble de paquetages. Un MGC peut auditer une terminaison pour connaître les paquetages qu elle supporte. Plusieurs paquetages de base sont définis par MEGACO. Parmi ceux-ci, figurent les paquetages Tone Detection (détection de tonalité), Tone Generator (générateur de tonalité), Copyright EFORT DTMF generator (Tonalités DTMF générées) et Analog Line Supervision (paquetage qui définit les événements et signaux pour une ligne analogique, tels que On Hook, Off Hook et Ring). MEGACO fournit aussi un guide pour la définition de nouveaux paquetages qui doivent être enregistrés auprès de l IANA. Les propriétés, événements, signaux et statistiques définis dans les paquetages ainsi que leurs paramètres sont référencés par des identificateurs (Ids, Identifiers) uniques. 3 Descripteur MEGACO définit un ensemble de descripteurs pouvant être utilisés dans les commandes et les réponses MEGACO (Figure 4). Ces descripteurs constituent les paramètres des commandes et réponses. En fonction de la commande ou réponse, un descripteur donné sera obligatoire, optionnel ou non autorisé. Il est d ailleurs rare qu un descripteur soit obligatoire. Un descripteur a le format suivant : DescriptorName = someid {parm = value, parm = value_.. Les paramètres peuvent être entièrement spécifiés, sur-spécifiés ou sous-spécifiés : Les paramètres entièrement spécifiés ont une seule valeur non ambiguë, que l'émetteur de commande demande au récepteur de la commande d'utiliser pour le paramètre spécifié. Les paramètres sous-spécifiés utilisent la valeur $ afin de permettre au récepteur de la commande de choisir toute valeur qu'il peut prendre en charge. Les paramètres sur-spécifiés possèdent une liste de valeurs possibles dont l'ordre dans la liste correspond à l'ordre de sélection préféré par l'émetteur de la commande. Le récepteur de la commande choisit une seule valeur dans la liste offerte puis renvoie cette valeur à l'émetteur de la commande. Descripteurs Modem Multiplex Media Termination State Stream Local Control Local and Remote Events Event Buffer Signals Audit Service Change Digit Map Statistics Packages Observed Events Topology Figure 4: Les descripteurs de commandes MEGACO Modem descriptor : Ce descripteur spécifie le type de modem ainsi que les paramètres utilisés dans une connexion par modem pour des communications voix, vidéo et données. Les types de modem suivants sont considérés : V.18, V.22 (1200bit/s), V.22bis (2400 bit/s), Copyright EFORT V.32 (9600 bit/s), V.23bis (14400 bit/s), V.34 (33600 bits/s), V.90 (56 kbit/s), V.91 (64 kbit/s), ainsi que RNIS. Une terminaison ne possède pas de descripteur de modem par défaut. Ce descripteur pourra être rajouté à la suite d une commande MEGACO Add ou Modify. Multiplex descriptor : Des flux de différents médias peuvent être transportés dans une ou plusieurs connexions de réseau. Ce descripteur associe le média au support. Les types de multiplex suivant sont pris en charge: H.221, H.223, H.226, et V.76. Media descriptor : Ce descripteur spécifie les paramètres pour l ensemble des flux media. Ces paramètres sont structurés en deux descripteurs, «Termination State Descriptor» qui spécifie les propriétés d une terminaison qui sont indépendant d un flux (stream) et un ou plusieurs Stream Descriptors, chacun décrivant un unique flux media (media stream). Un stream est identifié par un StreamID. Le StreamID est utilisé afin de lier les streams qui appartiennent à un contexte donné. Plusieurs streams en sortie d une terminason doivent être synchronisés. Un «Stream Descriptor» contient jusqu à trois descripteurs subordonnés, appelés Local Control, Local et Remote. La relation entre ces descripteurs est représentée par la hiérarchie suivante : Media Descriptor TerminationStateDescriptor Stream Descriptor LocalControl Descriptor Local Descriptor Remote Descriptor Termination State Descriptor : Ce descripteur contient les deux propriétés ServiceStates et EventBufferControl et des propriétés d une terminaison qui ne sont pas spécifiques à un stream donné. La propriété «ServiceStates» indique si la terminaison peut être utilisée. Trois valeurs sont possibles : «test», «out of service» et «in service». La valeur «test» indique que la terminaison est actuellement testée. La valeur «in service» précise que la terminaison est actuellement utilisée ou est disponible pour son utilisation ; il s agit de la valeur par défaut de la propriété «ServiceStates.» La valeur «out of service» indique que la terminaison ne peut pas être utilisée. La propriété «EventBufferControl» spécifie si les événements détectés par la terminaison doivent être mis en mémoire dès leur détection (LockStep) ou être traités immédiatement (Off). Events Descriptor : Le paramètre EventDescriptor contient un identificateur de requête et une liste d événements que le MGW doit détecter et notifier au MGC tels que Off Hook, On Hook et des résultats de tests de continuité. L identificateur de requête est utilisé par le MGC afin de corréler la requête émise avec les notifications retournées par le MGW. Les événements détectés sont retournés immédiatement au MGC à moins que la valeur de la propriété EventBufferControl (spécifiée dans le descripteur TerminationState) n indique qu il faille les mettre en mémoire. Signals Descriptor : Ce descripteur contient la liste de signaux que le MGW doit appliquer à une terminaison. Les signaux peuvent être appliqués à un unique stream ou à tous les streams d une terminaison. Les signaux sont définis dans des paquetages et sont nommés avec un nom de paquetage (dans lequel ils sont définis). Parmi les signaux figurent ring tone, dial tone. Il existe trois types de signaux : On/off : Le signal dure jusqu'à ce qu'il soit interrompu. Timeout : Le signal dure jusqu à l expiration d un temporisateur ou jusqu à son positionnement à off. Copyright EFORT Brief : La durée du signal est si courte que le signal s arrêtera de lui-même. Aucun temporisateur est nécessaire. Ce descripteur inclut une liste de signaux séquentielle. Cette liste consiste en un identificateur de liste, la liste de signaux qui doivent être appliqués séquentiellement, et un type de signal. Audit Descriptor : Ce descripteur spécifie une liste d information que le MGW doit retourner au MGC. Cette information est un ensemble de descripteurs qui doivent être présents dans la réponse. Il s agit des descripteurs Modem, Multiplex, Events, Media, Signals, ObservedEvents, DigitMap, Statistics, Packages et EventBuffer. Service Change Descriptor : Ce descripteur est utilisé avec la commande MEGACO ServiceChange et inclut des informations telles que le type de changement de service qui s est produit (ServiceChangeMethod), la raison du changement de service (ServiceChangeReason), et la nouvelle adresse à utiliser après le changement de service (ServiceChangeAddress). Le type de changement de service est défini par le paramètre ServiceChangeMethod dont les valeurs possibles sont Graceful, Forced, Restart, Disconnected, Handoff ou Failover. «Graceful» signifie que
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