N° d’ordre : 2011telb0179 Sous le sceau de l’Université européenne de Bretagne Télécom Bretagne En habilitation conjointe avec l’Université de Bretagne-Sud Ecole Doctorale – Sicma VoIP-based Framework for the Integration of Open-source and Proprietary Solutions Thèse de Doctorat Mention: Informatique Présentée par Ahmad Hammoud Département : Informatique Directeur de thèse : Serge Garlatti Soutenue le 11/07/2011 Jury : Patrick BELLOT Professeur, Telecom ParisTech Rapporteur Julien BOURGEOIS Professeur, Université Franche Comté Rapporteur Flavio OQUENDO Professeur, Université Bretagne Sud Examinateur Bouabib EL OUAHIDI Professeur, Université Mohammed V Agdal Examinateur Daniel BOURGET Maître de Conférences, Telecom Bretagne Examinateur Serge GARLATTI Professeur, Telecom Bretagne Examinateur ii Plagiarism Policy Compliance Statement I certify that I have read and understood Telecom Bretagne’s Plagiarism Policy. I understand that failure to comply with this Policy can lead to academic and disciplinary actions against me. This work is substantially my own, and to the extent that any part of this work is not my own I have indicated that by acknowledging its sources. Name: Ahmad Hammoud Signature: Date: 1/07/2011 iii I grant to “Telecom Bretagne” the right to use this work for the University’s own purpose without cost to the University or its students and employees. I further agree that the University may reproduce and provide single copies of the work to the public for the cost of reproduction. iv To my family: Rola, Youssof, Houssam, and Abboodi. To Dr. Daniel BOURGET, for his guidance and supervision. To Prof. Annie GRAVEY, for her orientation and support. v vi Acknowledgements It is a great pleasure for me to acknowledge the assistance, mention the inspirations, and appreciate the contributions of many professionals who have generously provided their help. First of all, I would like to thank my supervisor, Dr. Daniel BOURGET of Telecom Bretagne, for his supervision and guidance. His assistance, encouragement, and in-depth comments were invaluable. I also thank Prof. Annie GRAVEY for her continuous orientation. I express my sincere gratitude to her, appreciate her contribution, acknowledge her support and recognize the value of her expertise. In particular, I wish to thank Mrs. Samira Al Ghour, who helped a lot. I would like to acknowledge her efforts, advice, and all the time she did devote. Last but not least, I gratefully acknowledge the support of the students of Global University | Beirut. They helped a lot in analyzing users’ requirements, testing the code, implementing the solutions, training the users, and filling the questionnaires. vii viii Abstract Voice over IP, known as VoIP, is a new but mature and promising technology. VoIP provides a way to communicate over any IP network, whether the internet, WAN, LAN, WLAN, or any combination of those. Integrating the VoIP solution with all other types of solutions already used by network users will widen the horizon of possible usages. For example, a typical network might include a mail server, an internet server, a primary domain controller, a database server, a file server, a web server, and many other types of servers. Is there a chance for network users to have all of those computer-based functionalities provided over the phone? Can they use the phone to check their mails, send replies, open a document, query a database, or even surf the web? Can the PBX be used to help protecting the LAN? Can we implement our own encryption techniques to encrypt phone calls? How can the education field benefit from VoIP? This thesis answers those questions and inquires into different scenarios where access through the phone can enhance existing systems. Using the phone to access the services that are usually accessed using visual tools is so important to blind or visually impaired people, people who cannot afford having visual tools such as notebooks & smart phones, and people who do not have enough skills to deal with a computer. To achieve the targeted integration, there must be a DSL (Domain- Specific Language) that will facilitate the development process followed by VoIP application developers. Such a high-level language will hide implementation details, allowing the developers to focus on users’ requirements rather than getting into the details of integrating the PBX with a plenty of existing technologies. ix Résumé en Français A. Mots-clés: VoIP, Voix sur IP, Asterisk, Intégration, Interception, Chiffrement, Interopérabilité, Les écoutes téléphoniques de cryptage, Apprentissage Collaboratif. B. Introduction Les services Internet sont limités aux ordinateurs personnels, les PDA et les téléphones intelligents. D’une part, ces services ne sont pas adaptés aux personnes ayant une déficience visuelle. Ces derniers devraient pouvoir y accéder par le biais d'autres dispositifs. D’autre part, la communauté des utilisateurs Internet représente seulement un tiers du nombre total d'utilisateurs de téléphones dans le monde. Etant donné que la technologie VoIP fournit un moyen de communiquer la voix sur un réseau IP, son intégration avec le reste des applications réseau offre un atout exceptionnel. Serait-il possible d’étendre l’accès aux services réseaux à tous les utilisateurs de téléphone GSM de phase 1? Peuvent-ils utiliser ce type de téléphone pour répondre à leurs courriels, rechercher / consulter un document, interroger une base de données ou même de naviguer sur le web? Peut-on utiliser un PABX pour sécuriser un réseau local? Peut-on mettre en œuvre nos propres algorithmes de chiffrement pour crypter les appels téléphoniques? Comment bénéficier de la technologie VOIP dans le domaine de l'éducation? Cette thèse répond à ces questions et étudie les différents scénarios où l'accès par téléphone pourrait améliorer les systèmes existants. Cette thèse propose également plusieurs méthodes pour réaliser l'intégration, et offre une nouvelle solution pour naviguer sur le web en utilisant un algorithme inspiré du fonctionnement de l'œil humain. Concrètement, cette intégration permettra aux utilisateurs de téléphone GSM phase 1 d’interagir avec un grand nombre de serveurs tels que les: x • serveurs de messagerie (MS Exchange Server). • serveurs de base de données (Oracle, MySQL ou SQL Server) • serveurs de communication unifiée, type MS OCS • serveurs de type MS Active Directory Cette thèse propose plusieurs scénarios d'intégration où le téléphone remplace l'ordinateur et l'oreille remplace l'œil. Si ce remplacement est fait avec succès, les développeurs se concentreront plutôt sur les besoins des utilisateurs que sur les détails d'intégration de bas niveau. En outre, les utilisateurs bénéficieront de l'utilisation de d'une commande vocale plutôt que celle d’un clavier et d’une souris. Plusieurs technologies, telles que VXML &SALT, ont tenté de fournir une solution qui offre un moyen simple d'interagir avec les utilisateurs. Bien que ces technologies simplifient l'interaction avec les applications de voix, elles imposent aux développeurs d'entrer dans les détails de l'intégration. Cette thèse introduit un mécanisme pour simplifier la tâche des développeurs d'applications vocales afin qu'ils puissant intégrer facilement leurs applications avec une large collection de serveurs. Cette thèse présente également une approche totalement nouvelle qui permet aux utilisateurs de téléphone GSM Phase 1 de naviguer sur le web. L'approche propose de développer un algorithme qui va agir comme l'œil humain. Lorsque cet algorithme analyse une page web, il peut rapidement communiquer les parties de la page qui auraient attirer le plus l’attention de l’œil. Apres avoir eu cette information, l'appelant sera en mesure de décider plus facilement de la prochaine URL a’ visiter. Ce comportement, inspire’ du fonctionnement biologique de l’œil, garantit que l'algorithme permet aux appelants d'interagir avec la page web de manière efficace. D'autres solutions proposaient une traduction du HTML vers du VXML. Cependant, une telle traduction n'est pas toujours pertinente. C. La motivation et le besoin Le moyen le plus naturel de communiquer est la parole. C’est pour cela que la parole est considérée le moyen le plus pratique et le plus élégant d’information (Eidsvik, 2001). Cooper (2004) affirme que le moyen de communication le plus ancien est aussi la parole. xi Si la parole est utilisée, les ordinateurs ont besoin de reconnaître et de générer de la parole (Bradnum, 2004). Alors que la parole est la méthode préférée de communication pour les humains, ce n'est pas le cas des machines (Datamonitor, 2003). C'est pourquoi il est nécessaire d'intégrer les produits VoIP avec une large collection de solutions, de serveurs et de technologies. L'objectif principal est de permettre l'accès à toutes les technologies actuelles à travers la parole. Le thème de l'intégration ne date pas d’aujourd’hui. Pendant des décennies, l'intégration a été considérée comme un problème majeur pour les ingénieurs. L'intégration de différents produits est une nécessité inévitable. Dans le domaine de la communication, ce besoin devient urgent. Nous croyons que l'intégration des différentes technologies avec les produits VoIP offrirait un avantage exceptionnel. Un utilisateur typique utilise son ordinateur pour vérifier entre autres son courrier électronique, interroger une base de données, ouvrir un document, remplir un formulaire, naviguer sur le web, participer à un forum / blog et pour surveiller l'état de certains serveurs du réseau local. Cependant, un problème se pose lorsque l'utilisation de l'ordinateur n'est pas une option, soit parce qu'il n'est pas disponible ou parce que l'utilisateur n'est pas en mesure de l'utiliser. Ces deux obstacles peuvent être surmontés par l’utilisation d’un téléphone. Ce dernier offre plusieurs avantages par rapport à l'ordinateur. Le premier avantage est l'amélioration de l'accessibilité. Les utilisateurs de téléphones seront capables d'exécuter toutes ces tâches par téléphone, et ceci de n'importe quel endroit sans avoir besoin d'un ordinateur.