（膠片）IMS基本概念和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1、IMS基本概念和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),ISSUE1.0,Page 2,參考資料,一書。,Page 3,學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)： 3GPP協(xié)議的發(fā)展 理解IMS網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu) 了解幾種主要網(wǎng)元CSCF、 HSS、 AS、MGCF/IM-MGW、MRFC/MRFP等的主要作用,以及各網(wǎng)元之間的接口 了解IMS網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)過(guò)程和會(huì)話過(guò)程,目 標(biāo),Page 4,第1章 IMS背景知識(shí)與基本概念 第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 第3章 IMS注冊(cè)流程 第4章 IMS會(huì)話流程,內(nèi)容介紹,Page 5,第1章 IMS背景知識(shí)與基本概念 1.1 IMS基本概念 1.2 3GPP協(xié)議的發(fā)展 1.3 SIP協(xié)議的概念,內(nèi)容介紹,Page

2、6,IMS基本概念,IMS是3GPP R5階段增加的WCDMA網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)子系統(tǒng)，在3GPP相關(guān)協(xié)議中對(duì)IMS的描述如下： IMS ：IP Multimedia subsystem（3GPP TS 23.002 ） The IM subsystem comprises all CN elements for provision of IP multimedia services comprising audio, video, text, chat, etc. and a combination of them delivered over the PS domain. The entitie

3、s related to IMS are CSCF, MGCF, MRF, etc. as defined in the stage 2 of the IM subsystem TS 23.228 34. See TS 22.228 27 for some service examples of IMS.,Page 7,第1章 IMS背景知識(shí)與基本概念 1.1 IMS基本概念 1.2 3GPP協(xié)議的發(fā)展 1.3 SIP協(xié)議的概念,內(nèi)容介紹,Page 8,3GPP協(xié)議發(fā)展,Page 9,3GPP協(xié)議發(fā)展R99,WCDMA R99版本與2G GSM 以及 2.5G GPRS 體系相比：在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上

4、繼承了GSM核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為電路域（CS域）和分組域（PS域）兩個(gè)域，核心網(wǎng)CS域（MSC間）基于TDM傳輸，PS域基于IP傳輸承載非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；接入網(wǎng)則引入了全新的無(wú)線接口WCDMA并采用了分組化傳輸，引入了基于ATM的 Iub, Iur, Iu 接口。 R99版本功能在2000年3月功能凍結(jié)，經(jīng)2000年6月至2002年6月期間共9次修改已基本完善，并經(jīng)過(guò)了日本NTT DoCoMo等的商用驗(yàn)證。,3GPP R99網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,Page 10,3GPP協(xié)議發(fā)展-R4,R4是原R00的一部分，從1999年開始考慮, 到2000年8月因無(wú)法完成原定計(jì)劃，決定改變按年度命名的慣例, 將以前的R00

5、分成R4和R5兩個(gè)階段，R4由此正式出現(xiàn)，并于2001/03功能凍結(jié)，部分后延到2001/06完成； R4版本變化主要在核心網(wǎng)絡(luò)電路域，即引入承載和控制相分離的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（ BICSCN / BICC），支持ATM/IP/TDM多種承載方式； 核心網(wǎng)PS域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和R99保持一致，主要改動(dòng)在信令網(wǎng)可用IP承載，其他還包括一些功能的增強(qiáng)的和完善；接入網(wǎng)則主要是對(duì)R99版本的完善和優(yōu)化，沒有大的功能增加；,3GPP R4電路域核心網(wǎng)的變化：,Page 11,3GPP R5及IMS引入,R5版本定位提供IP實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)在PS基礎(chǔ)上增加了IP多媒體域（IMS，IMS主要功能在控制層面，承載通過(guò)

6、PS域。 IMS的引入是 R4 CS域承載與控制分離思路在PS域的延續(xù)；,Page 12,3GPP協(xié)議發(fā)展-R5,3GPP R5版本特征： 繼承WCDMA R4所有的業(yè)務(wù)和功能； 核心網(wǎng)在CS域和PS域外，在PS域基礎(chǔ)上疊加IMS（IP多媒體）子系統(tǒng)， CS域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和R4基本保持一致； IP QoS方面的增強(qiáng)； 業(yè)務(wù)方面的增強(qiáng) R5版本初步實(shí)現(xiàn)了3GPP最初提出的ALL IP網(wǎng)絡(luò)IP技術(shù)成為所有信令消息的承載技術(shù)，改變了原有的呼叫流程。 由于IMS在R5中并沒有最終完成。所以R6將繼續(xù)完成增強(qiáng)IP多媒體業(yè)務(wù)（IMS phase2），最終實(shí)現(xiàn)完整的ALL IP網(wǎng)絡(luò)。,Page 13,作為R5主

7、要內(nèi)容之一， 3GPP IMS子系統(tǒng)是3G移動(dòng)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分組話音和分組數(shù)據(jù)，提供統(tǒng)一的多媒體業(yè)務(wù)和應(yīng)用的最終目標(biāo)； 3GPP IMS采用分組域?yàn)槠渖蠈涌刂菩帕詈兔襟w傳輸?shù)某休d通道，業(yè)務(wù)/控制網(wǎng)絡(luò)和承載網(wǎng)絡(luò)分離，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立發(fā)展； IMS采用SIP信令為呼叫控制信令，支持SIP移動(dòng)終端并通過(guò)MGCF和IM-MGW提供與H.323/BICC/ISUP終端的互通， IMS為SIP用戶提供全網(wǎng)全程漫游能力 明確IPv6為必選，同時(shí)考慮與IPv4的互通，充分利用IPv6在QoS、Security、Mobility、Autoconfiguration等方面的增強(qiáng)特性；,IMS概貌,解決了在IP網(wǎng)絡(luò)中的電信業(yè)務(wù)所面

8、臨的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題，如全網(wǎng)服務(wù)、安全、計(jì)費(fèi)和支付、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,Page 14,第1章 IMS背景知識(shí)與基本概念 1.1 IMS基本概念 1.2 3GPP協(xié)議的發(fā)展 1.3 SIP協(xié)議的概念,內(nèi)容介紹,Page 15,SIP協(xié)議,SIP (RFC 3261) 是IMS控制層協(xié)議，是IETF制訂的多媒體通信系統(tǒng)框架協(xié)議之一，是用于建立、改變或結(jié)束多媒體會(huì)話的應(yīng)用層協(xié)議，與RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會(huì)話建立及媒體協(xié)商；一旦建立會(huì)話，媒體流將使用RTP協(xié)議在承載層中直接傳送，在一次會(huì)話中可以靈活的交互多種媒體.,Page 16,本章小結(jié),IMS基本概念 3GP

9、P協(xié)議的發(fā)展,小結(jié),Page 17,第1章 IMS背景知識(shí)與基本概念 第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 第3章 IMS注冊(cè)流程 第4章 IMS會(huì)話流程,內(nèi)容介紹,Page 18,第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.1 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.2 各網(wǎng)元功能 2.3 IMS主要接口,內(nèi)容介紹,Page 19,IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),IMS主要網(wǎng)元： CSCF： P-CSCF S-CSCF I-CSCF HSS SLF BGCF MGCF/IM MGW MRFC/MRFP AS PDF/PEF ,Page 20,CSCF在IMS網(wǎng)絡(luò)中的位置,Page 21,第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.1 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.2 各網(wǎng)元功能 2

10、.3 IMS主要接口,內(nèi)容介紹,Page 22,CSCF,CSCF：Call Session Control Function CSCF按其位置和功能又可分為 P/S/I 三種類型：其中： P-CSCF(Proxy CSCF)：是IMS中與用戶的第一個(gè)連接點(diǎn)， 提供代理（Proxy）功能，即接受業(yè)務(wù)請(qǐng)求并轉(zhuǎn)發(fā)它們；P-CSCF也可提供用戶代理（UA）功能，即在異常情況下中斷和獨(dú)立產(chǎn)生SIP會(huì)話； S-CSCF(Serving CSCF)：S-CSCF在IMS核心網(wǎng)中處于核心的控制地位，負(fù)責(zé)對(duì)UE的注冊(cè)鑒權(quán)和會(huì)話控制，執(zhí)行針對(duì)主叫端及被叫端IMS用戶的基本會(huì)話路由功能，并根據(jù)用戶簽約的IMS觸發(fā)

11、規(guī)則，在條件滿足時(shí)進(jìn)行到AS的增值業(yè)務(wù)路由觸發(fā)及業(yè)務(wù)控制交互； I-CSCF(Interrogating CSCF)：類似IMS的關(guān)口節(jié)點(diǎn)，提供本域用戶服務(wù)節(jié)點(diǎn)分配、路由查詢以及IMS域間拓樸隱藏功能； P/S/I-CSCF在物理實(shí)體上完全可以是合一的，在實(shí)際組網(wǎng)時(shí)，其劃分和部署需綜合考慮對(duì)IMS業(yè)務(wù)接入方式、CSCF的容量、能力及用戶業(yè)務(wù)量需求等因素.,Page 23,P-CSCF業(yè)務(wù)功能,P_CSCF是IMS域拜訪域控制平面統(tǒng)一的初步入口點(diǎn)，將來(lái)自拜訪地接入網(wǎng)絡(luò)的SIP消息，包括登記、多媒體會(huì)話等，代理轉(zhuǎn)接到其歸屬地的S-CSCF（根據(jù)登記時(shí)記錄的信息）或I-CSCF（根據(jù)SIP UA攜帶

12、的歸屬域名）； 負(fù)責(zé)與IMS SIP終端之間可選的SIP消息壓縮/解壓縮，提高無(wú)線接入空口帶寬的利用率； 在會(huì)話建立過(guò)程中解析用戶面SDP信息，通過(guò)Diameter與QoS策略執(zhí)行實(shí)體PDF的交互，將QoS承載需求（帶寬，時(shí)延/抖動(dòng)級(jí)別等）知會(huì)PDF，再由PDF通過(guò)COPS將QoS策略決定最終下發(fā)到IP接入?yún)R聚層設(shè)備或邊緣路由器進(jìn)行策略執(zhí)行，最終為IMS業(yè)務(wù)所使用的本地接入網(wǎng)IP QoS資源提供認(rèn)證授權(quán)功能，實(shí)現(xiàn)IMS業(yè)務(wù)的端到端QoS服務(wù)保障；在會(huì)話釋放時(shí)通知PDF在IP承載控制層釋放相應(yīng)資源占用信息； 負(fù)責(zé)IMS會(huì)話相關(guān)計(jì)費(fèi)話單產(chǎn)生，將接入網(wǎng)與IMS計(jì)費(fèi)信息相關(guān)聯(lián)，并將CDR通過(guò)Diame

13、ter送往CCF； 作為SIP UA處理處理異常情況下的會(huì)話終結(jié)及相應(yīng)SIP消息生成；,代理,Page 24,S-CSCF業(yè)務(wù)功能,S-CSCF在整個(gè)IMS核心網(wǎng)的會(huì)話控制處于核心的控制地位，接受來(lái)自拜訪網(wǎng)絡(luò)IMS用戶經(jīng)過(guò)P-CSCF轉(zhuǎn)發(fā)的注冊(cè)請(qǐng)求，與HSS配合對(duì)IMS終端用戶進(jìn)行鑒權(quán)，并從HSS中下載IMS基本簽約數(shù)據(jù)，執(zhí)行針對(duì)主叫端及被叫端IMS用戶的基本會(huì)話路由功能，并評(píng)估IMS簽約觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時(shí)進(jìn)行到SIP AS / IM-SSF /OSA SCS的增值業(yè)務(wù)路由觸發(fā)。 注冊(cè)及鑒權(quán)控制 充當(dāng)IMS用戶的SIP Registar，向HSS注冊(cè)自身的地址信息，并從HSS獲取IMS用戶

14、簽約數(shù)據(jù)的拷貝，從而為后繼會(huì)話業(yè)務(wù)觸發(fā)及簽約檢查提供支持； 支持IMS AKA鑒權(quán)過(guò)程，對(duì)注冊(cè)用戶的合法性進(jìn)行檢查，并支持從HSS獲取鑒權(quán)集信息并將未用的鑒權(quán)信息進(jìn)行本地保存； 公共會(huì)話控制功能 作為SIP UA直接進(jìn)行會(huì)話失敗處理，向終端通知失敗原因并釋放會(huì)話； 給終端提供與業(yè)務(wù)相關(guān)的事件信息（例如通知放音，附加媒體資源，計(jì)費(fèi)通知等）； 負(fù)責(zé)IMS會(huì)話相關(guān)計(jì)費(fèi)話單產(chǎn)生，將CDR通過(guò)Diameter送往CCF；,Page 25,I-CSCF業(yè)務(wù)功能,I-CSCF是運(yùn)營(yíng)商歸屬IMS網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一的初步入口點(diǎn)： 在IMS注冊(cè)過(guò)程支持依據(jù)用戶簽約及CSCF能力信息為用戶指派一個(gè)服務(wù)CSCF，即S-CSC

15、F; 對(duì)于來(lái)自本網(wǎng)S-CSCF或其他網(wǎng)絡(luò)S-CSCF/I-CSCF的SIP會(huì)話，負(fù)責(zé)從HSS查詢被叫IMS用戶的S-CSCF路由地址信息；并將該SIP會(huì)話按照HSS返回的地址到被叫用戶的S-CSCF。 在IMS會(huì)話跨不同運(yùn)營(yíng)商時(shí)，可通過(guò)對(duì)SIP地址信息的加密/解密實(shí)現(xiàn)對(duì)I-CSCF所在運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆[藏，即支持可選的所謂THIG功能。對(duì)未注冊(cè)被叫IMS用戶，I-CSCF可以選擇一個(gè)臨時(shí)S-CSCF負(fù)責(zé)后繼的路由處理，轉(zhuǎn)CS或IMS語(yǔ)音郵箱等。 負(fù)責(zé)IMS相關(guān)計(jì)費(fèi)話單產(chǎn)生，將ACR通過(guò)Diameter送往CCF；,問(wèn)訊,Page 26,HSS業(yè)務(wù)功能,HSS:The Home Subscrib

16、er Server HSS是歸屬網(wǎng)絡(luò)中保存IMS用戶的簽約信息，包括基本標(biāo)識(shí)、路由信息以及業(yè)務(wù)簽約信息等集中綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，位于IMS核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的最頂層，HSS中保存的主要信息包括： IMS用戶標(biāo)識(shí)（包括公共及私有標(biāo)識(shí)）、號(hào)碼和地址信息 IMS用戶安全上下文：用戶網(wǎng)絡(luò)接入認(rèn)證的密鑰信息 IMS用戶的路由信息：HSS支持用戶的注冊(cè)，并且存儲(chǔ)用戶的位置信息 IMS用戶的業(yè)務(wù)簽約信息：包括其他AS的增值業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),Page 27,HSS業(yè)務(wù)功能,HSS存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)商開戶時(shí)設(shè)定的上述IMS簽約信息，同時(shí)支持通過(guò)與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的接口由運(yùn)營(yíng)商或終端用戶對(duì)簽約數(shù)據(jù)進(jìn)行的定制和修改。 HSS提供與I-CSCF間基于D

17、iameter協(xié)議的Cx接口，在IMS注冊(cè)過(guò)程中 I-CSCF則可通過(guò)該接口獲取用戶所要求的S-CSCF能力信息，由此作為該用戶服務(wù)S-CSCF的依據(jù)，并為IMS用戶被叫流程提供查詢被叫路由（S-CSCF域名或地址信息）的服務(wù)； HSS通過(guò)與S-CSCF間基于Diameter協(xié)議的Cx接口實(shí)現(xiàn)IMS注冊(cè)過(guò)程中對(duì)S-CSCF域名路由信息的登記，并支持通過(guò)該接口將基本IMS簽約信息下載到S-CSCF； HSS依據(jù)用戶安全下文信息進(jìn)行鑒權(quán)元組計(jì)算并通過(guò)基于Diameter協(xié)議的Cx接口為S-CSCF提供用戶/網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)所需的鑒權(quán)元組信息。 HSS提供與SIP AS間基于Diameter協(xié)議的Sh接口，

18、為增值業(yè)務(wù)提供簽約數(shù)據(jù)、并且HSS負(fù)責(zé)對(duì)特定簽約用戶AS增值業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的透明存儲(chǔ)，但語(yǔ)義上不做解析。,Page 28,IMS其他網(wǎng)元功能AS,AS(Application Server)：為IMS用戶提供增值業(yè)務(wù)，可以位于用戶歸屬網(wǎng)，也可以由第三方提供，其中： AS包括SIP AS、 OSA AS和 IM-SSF三類，其中，OSA AS通過(guò)OSA Service Capability Servers而不是直接與IMS網(wǎng)元交互，IM-SSF則提供IMS SIP到CS CAP的映射及SSP觸發(fā)能力，使IMS域VoIP業(yè)務(wù)用戶能無(wú)縫繼承CS智能業(yè)務(wù)；,AS通過(guò)與HSS的接口 獲得用戶業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和用

19、戶狀態(tài)信息，其中，SIP AS和OSA SCS與HSS間為基于Diameter的Sh接口，IM-SSF與HSS間為基于MAP的Si接口； S-CSCF與AS間的ISC接口用于AS進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)控制,OSA：Open Services Architecture,Page 29,IMS其他網(wǎng)元功能,SLF(Subscription Locator Function )：在運(yùn)營(yíng)商內(nèi)設(shè)置多個(gè)HSS的情況下，I-CSCF在登記注冊(cè)及事務(wù)建立過(guò)程中通過(guò)SLF獲得用戶簽約數(shù)據(jù)所在的HSS域名，可與HSS合設(shè)。 MGCF(Media Gateway Control Function)：實(shí)現(xiàn)IMS核心控制面與P

20、STN或PLMN CS的交互，支持ISUP/BICC與SIP的協(xié)議交互及呼叫互通，通過(guò)H.248控制IM-MGW完成PSTN或CS TDM承載與IMS域用戶面RTP的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換。 IM-MGW(IMS-Media Gateway Function)：完成IMS與PSTN及CS域用戶面寬窄帶承載互通及必要的Codec編解碼變換。 BGCF(Breakout Gateway Control Function )：根據(jù)互通規(guī)則配置或被叫分析，為IMS到PSTN/CS的呼叫選擇MGCF，從而實(shí)現(xiàn)MGCF路由的自動(dòng)獲取。 MRFC(Multimedia Resource Function Controll

21、er)：通過(guò)H.248控制MRFP上的媒體資源，解析來(lái)自其他S-CSCF及AS的SIP資源控制命令，轉(zhuǎn)換為對(duì)MRFP的對(duì)應(yīng)控制命令并產(chǎn)生相應(yīng)計(jì)費(fèi)信息; MRFP(Multimedia Resource Function Processor)：作為網(wǎng)絡(luò)公共資源，在MRFC控制下提供資源服務(wù)，包括媒體流混合（多方會(huì)議）、多媒體信息播放（放音、流媒體）、媒體內(nèi)容解析處理（碼變換、語(yǔ)音識(shí)別等）。,Page 30,IMS其他網(wǎng)元功能,DNS、ENUM Server：DNS(Domain Name System)服務(wù)器負(fù)責(zé)URL地址到IP地址的解析，可以直接借助Internet公網(wǎng)上的分層DNS Serv

22、er，也可直接在網(wǎng)內(nèi)新建DNS服務(wù)器。ENUM(E.164 Number URI Mapping)服務(wù)器負(fù)責(zé)電話號(hào)碼到URL的轉(zhuǎn)換，一般需IMS運(yùn)營(yíng)商新建。 DHCP Server：在標(biāo)準(zhǔn)DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，增加在動(dòng)態(tài)分配IP地址過(guò)程中向IMS終端指定P-CSCF的URL地址的處理。,Page 31,第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.1 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.2 各網(wǎng)元功能 2.3 IMS主要接口,內(nèi)容介紹,Page 32,IMS主要接口和參考點(diǎn),Page 33,問(wèn)題,IMS主要包括哪些網(wǎng)元以及各網(wǎng)元的功能？ 寫出IMS

23、各網(wǎng)元之間的接口？ IMS包括哪兩個(gè)身份模塊，分別什么含義？,Page 34,本章小結(jié),IMS基本架構(gòu) IMS各網(wǎng)元的功能和主要接口,小結(jié),Page 35,第1章 IMS背景知識(shí)與基本概念 第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 第3章 IMS注冊(cè)流程 第4章 IMS會(huì)話流程,內(nèi)容介紹,Page 36,第3章 IMS注冊(cè)流程 3.1 IMS注冊(cè)基本概念 3.2 IMS注冊(cè)涉及的網(wǎng)元 3.3 身份模塊 3.4 IMS注冊(cè)過(guò)程,內(nèi)容介紹,Page 37,注冊(cè)過(guò)程 注冊(cè)是將UE的IP地址和IMPU的綁定關(guān)系存儲(chǔ)到到IMS系統(tǒng)中。 注冊(cè)包括UE和網(wǎng)絡(luò)的雙向認(rèn)證過(guò)程,注冊(cè)過(guò)程相關(guān)技術(shù)問(wèn)題解釋（一）,Page 38,IM

24、S鑒權(quán)五元組： RAND AUTN* XRES* CK（-CKESP ） IK（ -IKESP ）,注冊(cè)過(guò)程相關(guān)技術(shù)問(wèn)題解釋（二）,Page 39,注冊(cè)過(guò)程相關(guān)技術(shù)問(wèn)題解釋（三）,IMS用戶擁有兩種用戶標(biāo)識(shí)： 私有標(biāo)識(shí) (IMPI：IM Private Identity)和公有標(biāo)識(shí) (IMPU：IM Public Identity)： 一個(gè)私有標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)一個(gè)物理終端，用于UE和網(wǎng)絡(luò)的雙向認(rèn)證。 公有標(biāo)識(shí)則是該用戶對(duì)外可尋址的標(biāo)識(shí)。 IMPU和IMPI之間為多對(duì)多的關(guān)系即存在一機(jī)多號(hào)和一號(hào)多機(jī)。 IMPU、IMPI、歸屬網(wǎng)絡(luò)域名稱等以SIP URI的形式出現(xiàn)，SIP URI遵從與電子郵件相同的格式

25、，即“用戶名域名”。,Page 40,第3章 IMS注冊(cè)流程 3.1 IMS注冊(cè)基本概念 3.2 IMS注冊(cè)涉及的網(wǎng)元 3.3 身份模塊 3.4 IMS注冊(cè)過(guò)程,內(nèi)容介紹,Page 41,注冊(cè)過(guò)程中涉及的網(wǎng)元,CSCF：為呼叫會(huì)話控制單元，又分為P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。 HSS：為歸屬用戶服務(wù)器，存儲(chǔ)IMS用戶的簽約數(shù)據(jù)以及無(wú)線用戶的鑒權(quán)五元組等 DNS：負(fù)責(zé)URI地址到IP地址的解析，在IMS網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)將歸屬網(wǎng)絡(luò)（I-CSCF）的SIP URI轉(zhuǎn)換成歸屬網(wǎng)絡(luò)的IP地址。 AS(Application Server)：為IMS用戶提供增值業(yè)務(wù)。,Page 42,第3章 IMS

26、注冊(cè)流程 3.1 IMS注冊(cè)基本概念 3.2 IMS注冊(cè)涉及的網(wǎng)元 3.3 身份模塊 3.4 IMS注冊(cè)過(guò)程,內(nèi)容介紹,Page 43,身份模塊,在通用集成電路卡（UICC）中存在兩種身份模塊：IP多媒體服務(wù)身 份模塊（ISIM）和通用用戶身份模塊（USIM）。 IP多媒體服務(wù)身份模塊（ISIM）存儲(chǔ)了IMS專用的用戶數(shù)據(jù)，主要包括私有用戶身份、公有用戶身份，歸屬網(wǎng)絡(luò)域名、安全密鑰等。 通用用戶身份模塊（USIM）是接入分組交換（PS）域所必需的，主要包括接入PS域的安全參數(shù)、IMSI、APN等，在沒有ISIM模塊時(shí)，可以利用USIM生成臨時(shí)公共用戶身份。,Page 44,第3章 IMS注冊(cè)流

27、程 3.1 IMS注冊(cè)基本概念 3.2 IMS注冊(cè)涉及的網(wǎng)元 3.3 身份模塊 3.4 IMS注冊(cè)過(guò)程,內(nèi)容介紹,Page 45,SIP用戶注冊(cè)流程,Page 46,注冊(cè)過(guò)程,IMS注冊(cè)過(guò)程分為兩個(gè)階段： 第一次注冊(cè)請(qǐng)求和響應(yīng)：從HSS中取AV向量 第二次注冊(cè)請(qǐng)求和響應(yīng)：從HSS中取已經(jīng)注冊(cè)和未注冊(cè)的IMPU，以及相應(yīng)的計(jì)費(fèi)信息,Page 47,注冊(cè)過(guò)程,發(fā)起第一次注冊(cè)請(qǐng)求UE所攜帶的參數(shù)： UE的IP地址：PS域通過(guò)PDP上下文激活中分配得到，用于注冊(cè)時(shí)與IMPU綁定。 IMPU：從UICC（通用集成電路卡）的ISIM（IP多媒體服務(wù)身份模塊）中得到，用于注冊(cè)時(shí)與UE的IP地址綁定。 IMP

28、I：從UICC（通用集成電路卡）的ISIM（IP多媒體服務(wù)身份模塊）中得到，用于認(rèn)證。 P-CSCF的IP地址： PS域通過(guò)PDP上下文激活中分配得到，用于注冊(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)P-CSCF。 歸屬域名稱：為SIP URI格式，從UICC（通用集成電路卡）的ISIM（IP多媒體服務(wù)身份模塊）中得到，通常在DNS中配置了該歸屬域名稱和I-CSCF的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于P-CSCF找到I-CSCF。,Page 48,注冊(cè)過(guò)程,發(fā)起第一次注冊(cè)響應(yīng)中的鑒權(quán)參數(shù)： 從HSS中獲得的鑒權(quán)參數(shù)有IK，CK，AUTN，RAND，XRES。 S-CSCF保留XRES用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)的認(rèn)證，并將IK，CK，AUTN，RAND發(fā)

29、往I-CSCF。 I-CSCF將IK，CK，AUTN，RAND轉(zhuǎn)發(fā)給P-CSCF。 P-CSCF保存IK，CK用于UE和P-CSCF之間的IPSEC，并將AUTN，RAND發(fā)送給UE。 UE校驗(yàn)AUTN，成功后手機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)成功。并通過(guò)RAND和共享密鑰計(jì)算RES，將在第二次注冊(cè)請(qǐng)求時(shí)發(fā)出，并與保存在S-CSCF中的XRES對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)手機(jī)的校驗(yàn)。,Page 49,問(wèn)題,注冊(cè)流程所涉及的網(wǎng)元包括哪些？ 為什么要進(jìn)行注冊(cè)？ IMS包括哪兩個(gè)身份模塊，分別什么含義？,Page 50,本章小結(jié),注冊(cè)流程基本概念 注冊(cè)流程涉及的網(wǎng)元和身份模塊 注冊(cè)流程,小結(jié),Page 51,第1章 IMS背景

30、知識(shí)與基本概念 第2章 IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 第3章 IMS注冊(cè)流程 第4章 IMS會(huì)話流程,內(nèi)容介紹,Page 52,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 53,會(huì)話流程：實(shí)現(xiàn)主叫UE和被叫UE之間的多媒體會(huì)話。 會(huì)話流程中包括媒體的協(xié)商過(guò)程（包括媒體類型和編碼方式的協(xié)商）和雙方的資源預(yù)留過(guò)程。 會(huì)話流程通過(guò)AS服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)業(yè)務(wù)的處理，普通的呼叫流程不經(jīng)過(guò)AS服務(wù)器。,會(huì)話流程概念,P

31、age 54,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 55,P-CSCF：主叫側(cè)：主叫UE的IMS初步入口點(diǎn)；被叫側(cè)通過(guò)被叫P-CSCF將消息轉(zhuǎn)發(fā)給被叫UE。 S-CSCF：主叫被叫側(cè)都用到，均完成本側(cè)的呼叫會(huì)話控制。 I-CSCF：只有被叫側(cè)用到，被叫網(wǎng)絡(luò)的初步入口點(diǎn)。 AS：IMS的服務(wù)提供通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，主叫被叫都用到。 DNS：主叫S-CSCF將被叫公共用戶身份發(fā)送至DNS

32、，通過(guò)DNS解析公共用戶身份的宿主部分獲得被叫側(cè)I-CSCF的地址。 HSS：只有被叫側(cè)用到，I-CSCF通過(guò)在HSS中查詢獲得被叫使用的S-CSCF。,會(huì)話流程涉及的網(wǎng)元,Page 56,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 57,注冊(cè)流程：P-CSCF需要通過(guò)DNS查詢找到I-CSCF，I-CSCF通過(guò)HSS查詢獲得S-CSCF的能力集，從而選擇一個(gè)S-CSCF。 會(huì)話流程：P-

33、CSCF直接將消息發(fā)往S-CSCF。（注冊(cè)過(guò)程中已經(jīng)記錄了S-CSCF的地址信息）,會(huì)話流程與注冊(cè)流程路由區(qū)別,Page 58,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 59,IMS中的業(yè)務(wù)觸發(fā),IMS中業(yè)務(wù)觸發(fā)基于簽約數(shù)據(jù)中的iFC檢測(cè)： iFC( Initial Filter Criteria)：是存儲(chǔ)在HSS的用戶簽約數(shù)據(jù)中的一部分，在用戶注冊(cè)時(shí)下載到為用戶分配的S-CSCF ；

34、iFC按照不同優(yōu)先級(jí)定義了業(yè)務(wù)觸發(fā)的條件和目的AS，S-CSCF在處理用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行iFC匹配檢測(cè)，符合觸發(fā)條件則向指定的AS觸發(fā)，使得AS可以對(duì)該次業(yè)務(wù)按照AS內(nèi)既定的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行控制；,初始過(guò)濾規(guī)則,0.1,觸發(fā)點(diǎn),應(yīng)用服務(wù)器,0.n,服務(wù)觸發(fā)點(diǎn),服務(wù)信息,0.1,Page 60,IMS中的服務(wù)觸發(fā)點(diǎn),服務(wù)觸發(fā)點(diǎn),請(qǐng)求URI,會(huì)話情形,SIP方法,SIP消息頭,會(huì)話描述,服務(wù)觸發(fā)點(diǎn)結(jié)構(gòu),Page 61,多個(gè)IFC觸發(fā),Page 62,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5

35、 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 63,UEA,P-CSCF,I-CSCF,AS,HSS,S-CSCF,S-CSCF,P-CSCF,UEB,AS,DNS,INVITE請(qǐng)求UE所能提供的信息： 主叫的公共用戶身份 被叫的公共用戶身份（從電話本中選取） P-CSCF的IP地址（通過(guò)P-CSCF發(fā)現(xiàn)過(guò)程獲得） S-CSCF的IP地址（注冊(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)）,Page 64,呼叫流程的請(qǐng)求消息路由問(wèn)題 主叫UE到P-CSCF：通過(guò)P-CSCF發(fā)現(xiàn)，UE獲得P-CSCF的地址，從而可以路由到P-CSCF。 主叫P-CSCF到主叫S-CSCF：通過(guò)

36、注冊(cè)流程，UE和P-CSCF均獲得S-CSCF的地址 主叫S-CSCF到被叫I-CSCF：通過(guò)DNS解析被叫的公共用戶身份的宿主部分（“sip:Theresahome2.hu”),主叫S-CSCF收到DNS返回的一個(gè)I-CSCF的地址。,呼叫過(guò)程路由問(wèn)題（一）,Page 65,呼叫流程請(qǐng)求消息的路由問(wèn)題 被叫I-CSCF到被叫S-CSCF：I-CSCF作為被叫歸屬網(wǎng)絡(luò)的入口，向本地HSS查詢并獲得在注冊(cè)過(guò)程中為被叫選擇的S-CSCF。 被叫S-CSCF到被叫P-CSCF：被叫S-CSCF在被叫注冊(cè)過(guò)程中得知被叫P-CSCF的地址。注意被叫S-CSCF作為登記員，將被叫UE的SIP URI轉(zhuǎn)換成

37、聯(lián)系地址。 被叫P-CSCF到被叫UE：通過(guò)被叫UE的聯(lián)系地址，將消息發(fā)往被叫UE。,呼叫過(guò)程路由問(wèn)題（二）,Page 66,呼叫流程響應(yīng)消息的路由問(wèn)題 在請(qǐng)求消息中每經(jīng)過(guò)一個(gè)網(wǎng)元實(shí)體將自己的地址信息記錄在SIP消息文本中，從而保證響應(yīng)的路由。,呼叫過(guò)程路由問(wèn)題（三）,Page 67,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 68,UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S

38、-CSCF AS P-CSCF UE 1.INVITE（SDP提供1） 3. 2. 100 Trying,基本會(huì)話流程,INVITE,4.100 Trying,5.INVITE,6.100 Trying,7.INVITE,8.100 Trying,9.INVITE,10. INVITE,11.100 Trying,12.100 Trying,13. INVITE,14.100 Trying,15. INVITE,16. 100 Trying,17. INVITE,18.100 Trying,19.INVITE,20.183 會(huì)話進(jìn)行中,SDP應(yīng)答1,21. 183 會(huì)話進(jìn)行中,22. 183

39、會(huì)話進(jìn)行中,23. 183 會(huì)話進(jìn)行中,24.183 會(huì)話進(jìn)行中,25. 183 會(huì)話進(jìn)行中,26. 183 會(huì)話進(jìn)行中,27. 183 會(huì)話進(jìn)行中,28.PRACK(SDP提供2),29. PRACK,30.PRACK,31. PRACK,32.PRACK,33.PRACK,34.PRACK,35. PRACK,36. PRACK,資源預(yù)留,資源預(yù)留,37. 200 OK,38.200 OK,39. 200 OK,40. 200 OK,41.200 OK,44.200 OK,45.200 OK,42.200 OK,43.200 OK,Page 69,UE P-CSCF S-CSCF AS I

40、-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE,基本會(huì)話流程,1.UPDATE(第三個(gè)SDP提供),2. UPDATE,3.UPDATE,4. UPDATE,5.UPDATE,6.UPDATE,7.UPDATE,8.UPDATE,9.UPDATE,10. 200 (OK),11.200 (OK),12.200 (OK),13.200 (OK),14.200 (OK),15. 200 (OK),16.200 (OK),17.200 (OK),18.200 (OK),19.180 (RING),20.180 (RING),21.180 (RING),22.180 (RING),23.180 (

41、RING),25.180 (RING),26.180 (RING),27. 180 (RING),28.180 (RING),29.PRACK,24. 180 (RING),30.PRACK,31. PRACK,32.PRACK,33. PRACK,34.PRACK,35. PRACK,36. PRACK,37. PRACK,Page 70,UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE,基本會(huì)話流程,1.200(OK),2.200(OK),3. 200(OK),4.200(OK),5.200(OK),6.200(OK),7.200(OK),8.2

42、00(OK),9.200(OK),10.200(OK),11.200(OK),12.200(OK),13.200(OK),14.200(OK),15.200(OK),16.200(OK),17.200(OK),18.200(OK),19.200(OK),20.ACK,21.ACK,22.ACK,23.ACK,24.ACK,25.ACK,26.ACK,27.ACK,28.ACK,29.ACK,Page 71,第4章 IMS會(huì)話流程 4.1 IMS會(huì)話基本概念 4.2 IMS會(huì)話涉及的網(wǎng)元 4.3 會(huì)話流程和注冊(cè)流程的路由區(qū)別 4.4 會(huì)話流程的業(yè)務(wù)觸發(fā) 4.5 會(huì)話流程的路由問(wèn)題 4.6 基本的

43、會(huì)話流程 4.7 會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,內(nèi)容介紹,Page 72,會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題 會(huì)話流程請(qǐng)求和應(yīng)答介紹 會(huì)話流程中的媒體協(xié)商過(guò)程 會(huì)話流程的資源預(yù)留概念,內(nèi)容介紹,Page 73,響應(yīng)狀態(tài)碼,狀態(tài)碼分為六類： 1XX：臨時(shí)響應(yīng)。表明請(qǐng)求已收到，接受方正在繼續(xù)處理該請(qǐng)求。 2XX：成功響應(yīng)。請(qǐng)求已經(jīng)成功收到、理解并被接受。 3XX：重定向響應(yīng)。請(qǐng)求方需要采取進(jìn)一步動(dòng)作以完成請(qǐng)求。 4XX：客戶端響應(yīng)錯(cuò)誤。 5XX：服務(wù)器響應(yīng)錯(cuò)誤。 6XX：全局失敗響應(yīng)。請(qǐng)求不能在任何一個(gè)服務(wù)器上得到滿足，產(chǎn)生該響應(yīng)的服務(wù)器需要知道有關(guān)用戶的確切信息。,Page 74,INVITE請(qǐng)求的重傳和100響

44、應(yīng)： 主叫方呼叫被叫方通過(guò)INVITE請(qǐng)求與被叫建立多媒體會(huì)話。 主叫UE發(fā)出INVITE請(qǐng)求并設(shè)定定時(shí)器，等待被叫UE的響應(yīng)，如定時(shí)器超時(shí)，需要重傳一個(gè)INVITE請(qǐng)求。 為保證UE不會(huì)頻繁的重發(fā)INVITE消息，重傳機(jī)制設(shè)定為消息發(fā)往的下一個(gè)網(wǎng)元向上一個(gè)網(wǎng)元回100響應(yīng)，由下一個(gè)網(wǎng)元負(fù)責(zé)重傳INVITE請(qǐng)求。 I-CSCF只做消息轉(zhuǎn)發(fā)，不負(fù)責(zé)重傳INVITE消息。,100（Trying）,Page 75,網(wǎng)元1 網(wǎng)元2 網(wǎng)元3 INVITE 100 Trying INVITE 100 Trying,100(Trying)圖解,Page 76,被叫UE返回的183響應(yīng)： 被叫UE返回183響

45、應(yīng)（會(huì)話進(jìn)行中）表明會(huì)話建立過(guò)程已經(jīng)啟動(dòng)，但還沒有告知被叫。,183響應(yīng),Page 77,主叫方的PRACK請(qǐng)求： 主叫方PRACK請(qǐng)求的作用：為保證被叫方了解主叫方已經(jīng)收到其發(fā)送的臨時(shí)183響應(yīng)（會(huì)話進(jìn)行中），需要主叫方發(fā)送確認(rèn)消息。 ACK和PRACK的區(qū)別 （1）ACK是響應(yīng)，只有INVITE請(qǐng)求存在ACK響應(yīng)。 （2）PRACK是請(qǐng)求而非響應(yīng)，是對(duì)臨時(shí)響應(yīng)的確認(rèn)，由于 PRACK為請(qǐng)求，因此被叫方收到該請(qǐng)求后，需要發(fā)送200（OK）響應(yīng)。,PRACK請(qǐng)求,Page 78,網(wǎng)元1 網(wǎng)元2 網(wǎng)元3 PRACK,PRACK請(qǐng)求圖解,PRACK,200 OK,200 OK,Page 79,會(huì)話

46、流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題 會(huì)話流程請(qǐng)求和應(yīng)答介紹 會(huì)話流程中的媒體協(xié)商過(guò)程 會(huì)話流程的資源預(yù)留概念,內(nèi)容介紹,Page 80,媒體協(xié)商： 主叫和被叫UE在會(huì)話的建立過(guò)程中需要對(duì)媒體的類型和編碼方式達(dá)成一致，為此使用SDP請(qǐng)求和應(yīng)答機(jī)制對(duì)媒體進(jìn)行協(xié)商。 雙方所協(xié)商的媒體類型包括視頻、音頻、文本、聊天等。 每種媒體類型包括多種編碼方式，如音頻包括PCMU、G.726編碼、AMR-WB（自適應(yīng)多速率寬帶）編碼等。視頻包括MPV、H.262編碼等。 雙方需要協(xié)商都支持的媒體類型以及所使用的編碼方式。,媒體協(xié)商的基本概念,Page 81,主叫UE 被叫UE INVITE(第一個(gè)SDP提供：視頻（MPV、H.2

47、62） 、音頻（PCMU、G.726編碼、AMR-WB ) 183會(huì)話進(jìn)行中(第一個(gè)SDP應(yīng)答：不支持視頻、音頻（PCMU、G.726編碼) PRACK（第二個(gè)SDP提供：音頻且PCMU編碼） 200 OK(第二個(gè)SDP應(yīng)答：音頻且PCMU編碼的確認(rèn)),媒體協(xié)商舉例,Page 82,會(huì)話流程的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題 會(huì)話流程請(qǐng)求和應(yīng)答介紹 會(huì)話流程中的媒體協(xié)商過(guò)程 會(huì)話流程的資源預(yù)留概念,內(nèi)容介紹,Page 83,資源預(yù)留： 為保證雙方所協(xié)商的媒體會(huì)話可以建立，空口需要為主叫和被叫用戶分配資源，在資源被成功預(yù)留之前，不能保證媒體會(huì)話可以建立。 一般情況下進(jìn)行SDP提供/應(yīng)答的協(xié)商確定了媒體格式和編碼方式后可進(jìn)行資源預(yù)留。,資源預(yù)留概念,Page 84,主叫UE 被叫UE INVITE（第一個(gè)SDP提供：所希望媒體類型與所有編碼方案） 183會(huì)話進(jìn)行中（第一個(gè)SDP應(yīng)答：支持的媒體類型及編碼方案 PRACK（第二個(gè)SDP提供：雙方協(xié)商的媒體類型和編碼方案） 200 OK(第二個(gè)SDP應(yīng)答：對(duì)所協(xié)商媒體類型和編碼方案的確認(rèn)) UPDATE（第三個(gè)SDP提供：表明主叫資源預(yù)留完成） 200 OK（第三個(gè)SDP應(yīng)答：表明被叫資源預(yù)留完成）,資源預(yù)留,資源預(yù)留,資源預(yù)留,Page 85,主叫UE資源預(yù)留的啟動(dòng)和成功： 主叫UE發(fā)