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Chapitre 5 — Protocole RTP

Real-time Transport Protocol

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Formateur
Jean Christophe Mamiah
🔊Chapitre 5 · Transport audio

Le protocole RTP : la voix sur le réseau IP

Là où SIP établit l'appel, RTP transporte la voix. Real-time Transport Protocol numérise l'audio, le découpe en paquets horodatés, et les achemine en temps réel sur le réseau IP. C'est lui qui rend la conversation possible — et c'est aussi lui qui souffre quand le réseau est mauvais : voix robotisée, coupures, son dans un seul sens... Bienvenue dans le cœur audio de la VOIP.

🎙️ Audio temps réel 📦 Paquets horodatés 🔌 UDP dynamique 🎚️ Codecs G.711, G.729, Opus 🛡️ SRTP (chiffré)

Rappel essentiel SIP & RTP : la séparation signalisation / média

📨 SIP — la signalisation

  • Établit l'appel
  • Gère la signalisation
  • Termine la session
  • Protocole textuel

🔊 RTP — la voix

  • Transporte la voix
  • Transmission en temps réel
  • Synchronisation multimédia
  • Protocole binaire
🎯 À retenir : SIP ouvre la porte, RTP fait passer la voix. Les deux protocoles travaillent main dans la main mais sur des ports et logiques totalement différents.

Introduction Rôle du protocole RTP

RTP est le protocole qui transporte les flux temps réel sur un réseau IP. Il assure trois fonctions essentielles :

🚚 Transport

  • Acheminement des flux audio
  • Encapsulation des données voix

⏱️ Temps réel

  • Transmission immédiate
  • Pas d'attente, pas de retransmission

🎼 Synchronisation

  • Ordre des paquets
  • Horodatage pour reconstruire le son

Principe Fonctionnement général

Lorsqu'un appel est accepté, la voix subit cette transformation en cascade :

1
🎙️
Capture de la voix au micro
2
🔢
Numérisation (codec)
3
📦
Découpage en paquets RTP
4
🌐
Acheminement sur le réseau IP
5
🔊
Reconstitution du son côté distant

Architecture simplifiée Flux RTP entre deux téléphones

📞
Téléphone IP A
RTP
RTP
RTP
RTP
RTP
RTP
📞
Téléphone IP B

Anatomie Contenu d'un paquet RTP

Cliquez sur chaque champ du paquet pour découvrir son rôle.

N° séquence
12 481
Horodatage
160 320
SSRC
0xA1B2C3
Codec (PT)
0 · G.711
Données audio
🎙️ ~160 octets ~
🔢 N° séquence Ordre des paquets. Chaque paquet RTP est numéroté. Si le 12482 arrive avant le 12481, le récepteur les remet dans l'ordre. Si le 12483 manque, c'est une perte détectée.

Compression Les codecs audio RTP

Le codec compresse la voix et réduit la bande passante consommée. Le choix dépend du compromis qualité / débit.

Très bonne qualité
G.711
PCMA / PCMU. Non compressé, 64 kbit/s. Le standard du LAN.
Bande passante64 kbit/s
Qualité audio★★★★★
Bonne qualité
G.729
Compressé. 8 kbit/s seulement. Recommandé sur WAN ou trunk SIP.
Bande passante8 kbit/s
Qualité audio★★★☆☆
Excellente, adaptative
Opus
Codec moderne. Débit variable 6 → 510 kbit/s. Standard de WebRTC.
Bande passantevariable
Qualité audio★★★★★
⚠️ Bande passante réelle : aux débits audio s'ajoutent les en-têtes IP/UDP/RTP (~40 octets par paquet). En vrai sur le réseau, comptez environ 87 kbit/s pour G.711 et 32 kbit/s pour G.729.

Réseau Ports RTP

Contrairement à SIP (ports fixes 5060 / 5061), RTP utilise des ports UDP dynamiques négociés à la volée dans le bloc SDP de l'INVITE SIP.

# Plage typique
				10 000 – 20 000   (selon la configuration de l'IPBX)

				# Plage Cisco par défaut
				16 384 – 32 767

				# Plage Asterisk par défaut (rtp.conf)
				10 000 – 20 000
🔥 Conséquence côté firewall : ouvrir le port 5060 ne suffit pas — il faut aussi laisser passer toute la plage RTP. Sinon symptôme classique : appel établi mais aucun son (ou son dans un seul sens en cas de NAT).

Choix technique Pourquoi RTP utilise UDP (et pas TCP)

✅ UDP — choisi pour RTP

  • Rapidité : pas de handshake
  • Faible latence : envoi immédiat
  • Pas de retransmission en cas de perte
  • Adapté au temps réel

❌ TCP — inadapté pour RTP

  • Handshake 3 voies + acquittements
  • Retransmission automatique
  • Tampon = latence ajoutée
  • Tout le flux peut bloquer si un paquet est perdu
💡 La règle d'or : en VOIP, perdre quelques paquets est préférable à attendre une retransmission trop lente. Une voix légèrement dégradée vaut mieux qu'un grand silence suivi d'un rattrapage.

Critique RTP et qualité audio

La qualité d'un appel VOIP dépend fortement de quatre paramètres réseau. À surveiller en priorité :

⏱️
Latence
Retard de voix.
< 150 ms = OK
📈
Gigue (jitter)
Voix hachée.
< 30 ms recommandé
📉
Perte de paquets
Coupures audio.
< 1 % acceptable
📊
Bande passante
Saturation.
Dimensionner selon codec

Interactif Simulateur de qualité d'appel

Faites varier les paramètres réseau : la qualité d'appel se recalcule en direct.

50 ms
10 ms
0.5 %
✅ Excellente qualité MOS : 4.4
Conversation fluide, naturelle. Aucun défaut audible. Configuration idéale pour la VOIP d'entreprise.
📏 MOS (Mean Opinion Score) : note de 1 (inaudible) à 5 (parfait) utilisée pour évaluer la qualité perçue d'un appel. 4.0+ = excellent, 3.5 = acceptable, < 3.0 = mauvais.

Vue d'ensemble Communication RTP — exemple complet

🎬 Les 5 étapes d'un échange RTP

  1. Capture : le téléphone A capte la voix du locuteur via son micro.
  2. Numérisation : le codec (G.711, G.729, Opus…) convertit l'analogique en données numériques.
  3. Encapsulation : les données sont découpées en paquets RTP (avec n° séquence, horodatage, SSRC).
  4. Transport : les paquets circulent sur le réseau IP en UDP.
  5. Reconstitution : le téléphone B les remet en ordre via le n° séquence, comble les pertes éventuelles et restitue le son via son haut-parleur.

Combiné avec SIP Un appel complet

SIP et RTP fonctionnent ensemble. SIP négocie, RTP transporte :

Téléphone A          Serveur SIP           Téléphone B
				 |                    |                     |
				 |------INVITE------->|                     |
				 |<------200 OK-------|                     |
				 |------ACK---------->|                     |
				 |                    |                     |
				 |========== RTP AUDIO ====================|
				 |                    |                     |
				 |------BYE---------->|                     |
👀 Note importante : une fois l'appel établi par SIP, le flux RTP voyage généralement directement entre les deux téléphones (peer-to-peer), sans transiter par le serveur SIP — sauf si un media-proxy est explicitement configuré.

Sécurité SRTP — la version chiffrée

🛡️ SRTP — Secure RTP

Version sécurisée du protocole RTP. Sa mission : protéger l'audio contre les écoutes.

SRTP permet :

  • Le chiffrement de la charge audio (généralement AES-128)
  • L'authentification des paquets (HMAC-SHA1)
  • La protection contre l'écoute réseau et le rejeu

💡 Bonne pratique : SRTP est généralement associé à SIP-TLS (port 5061) pour chiffrer aussi la signalisation. SIP-TLS + SRTP = communication entièrement protégée.

Dépannage Cas de panne typiques

Quatre symptômes audio classiques et leurs causes habituelles.

Symptôme
Cause possible
Action à mener
🤖 Voix robotisée / saccadée
Gigue (jitter) trop élevée
Activer la QoS, dédier un VLAN voix
✂️ Coupures audio
Perte de paquets RTP
Vérifier la bande passante, le câblage, le Wi-Fi
🔇 Aucun son
RTP bloqué (firewall)
Ouvrir la plage UDP RTP (10000-20000 / 16384-32767)
🎤 Son dans un seul sens (one-way)
NAT / Firewall mal configuré
Vérifier le NAT du routeur, activer ALG SIP ou SBC

Activité pratique TSSR TP Packet Tracer — Analyser un flux RTP

🎯 Objectifs

  • Observer les paquets RTP capturés en mode Simulation
  • Comprendre comment la voix est transportée sur le réseau IP
  • Analyser les paramètres réseau influant sur la qualité
🖥️ Packet Tracer 8.x 📡 Routeur 2811 (CME) 🔀 Switch 2960 📞 IP Phone 7960 (×2)
ℹ️ Rappel : dans Packet Tracer, la signalisation utilise SCCP/Skinny (équivalent SIP), mais le transport audio reste du RTP standard — c'est lui qu'on va observer ici.
1

Ouvrir la maquette du Chapitre 4

Reprenez le fichier .pkt du Chapitre 4 (routeur CME + switch + 2 IP Phones 101/102). Vérifiez que les deux téléphones affichent bien leur numéro.

2

Filtrer pour ne garder que RTP

Passez en mode Simulation. Dans Edit Filters, décochez tout puis cochez uniquement RTP. Cette fois, vous ne voulez voir que le flux audio.

3

Établir l'appel et laisser tourner

Sur le 101, composez 102 ; sur le 102, décrochez. Laissez l'appel actif quelques secondes en utilisant Auto Capture / Play dans la fenêtre Simulation pour voir le flux continu de paquets RTP traverser le réseau.

4

Inspecter le PDU d'un paquet RTP

Cliquez sur un paquet RTP dans la liste d'événements → Inbound PDU Details. Notez sur votre compte-rendu :

  • Couche 3 (IP) : adresses source et destination
  • Couche 4 (UDP) : ports source/destination (plage 16384-32767 chez Cisco — ports dynamiques)
  • Couche 7 (RTP) : Sequence Number, Timestamp, Payload Type
5

Comparer deux paquets RTP consécutifs

Sélectionnez deux paquets RTP successifs et comparez leurs en-têtes :

  • Le Sequence Number s'incrémente de +1 à chaque paquet → ordre des paquets
  • Le Timestamp progresse selon la durée audio encapsulée (typiquement +160 pour G.711 à 20 ms)
  • Le SSRC reste identique tant qu'on est sur le même flux
💡 Lien avec le cours : ces trois champs sont exactement ceux étudiés dans la section « Anatomie d'un paquet RTP » de ce chapitre.
6

Simuler une perte de paquets (bonus)

Sur le routeur ou un câble, faites un clic droit → Set as Failed sur l'interface pendant l'appel : observez ce qui se passe sur les téléphones et sur le flux RTP dans la fenêtre Simulation (les paquets s'interrompent).

Réactivez ensuite (Set as Working) et observez la reprise. Cela illustre concrètement le cas de panne « Aucun son » vu plus haut dans ce chapitre.

7

Vérifier l'état RTP côté CME

Depuis la CLI du routeur :

! Statistiques d'appels actifs (incluant RTP)
				show call active voice brief

				! État des canaux DSP / codec utilisé
				show voice call summary
📦 Livrables à présenter au formateur :
  • Le fichier .pkt avec un appel RTP capturé.
  • Capture d'écran du PDU Inspector pour deux paquets RTP successifs avec annotations sur les champs Sequence Number / Timestamp / Payload Type.
  • Capture d'écran montrant la perte du flux lors de la coupure du lien.
  • Sortie de show call active voice brief.

Évaluation Quiz Protocole RTP

10 questions pour valider vos acquis sur RTP.

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