VOLTE學(xué)習(xí)筆記

1、VOLTE 1俗話說的好，一入豪門深似海，對于VoLTE這個新技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)認知也一樣，相比傳統(tǒng)的電信技術(shù)，它糅合了大量計算機互聯(lián)網(wǎng)的理念，正可謂吸毒毀一生，學(xué)習(xí)Volte毀三代。但是任何復(fù)雜、先進的技術(shù)都是人類制定的，因此對于Volte的理解只要循序漸進，把握住總體脈絡(luò)，以需求入手，應(yīng)該也不是什么天方夜譚。本系列撰文擬從一個傳統(tǒng)的無線優(yōu)化工程師的思 維入手，嘗試逐步揭開volte神秘的面紗。如果單從電信網(wǎng)絡(luò)的眼光去看，volte不過是承載在目前4G網(wǎng)絡(luò)中的一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而已，只不過對于這種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的 QOS管理、調(diào)度需要引入新的系統(tǒng)或者功能進行管控，這也就是我 們常常說的IPmultimedi

2、a subsystem IP多媒體子系統(tǒng)或者IMS域的職責(zé)。對于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu) 化工程師來講，volte時代的來臨對于傳統(tǒng)的網(wǎng)優(yōu)工作存在不小的挑戰(zhàn)，因為大量的優(yōu)化工作 會從無線層面上移到業(yè)務(wù)層面的優(yōu)化，熟悉一些IMS域核心網(wǎng)絡(luò)的知識變得不可缺少。這一篇簡單得從一些IMS域的重要網(wǎng)元以及根底概念入手。任何信令的交互首先涉及的是尋址或者基于用戶、訂閱業(yè)務(wù)的標識，例如電信網(wǎng)絡(luò)中有IMSI、)、GUTI等等常用的用戶Private User Identities 、因此，對于每個用戶而言,SIP消息的路由尋址,TMSI、P-TMSI、RNTI RA-RNTI、P-RNTI、C-RNTI、SPS-RNTI

3、或者業(yè)務(wù)標識，在IMS域中同樣存在類似的標識，主要有如下三種，Public UserIdentities, Globally Routable User Agent URI(GRUU)Private User Ide ntities:該標識最大的特點不是區(qū)分用戶，而是標識用戶不同的訂閱業(yè)務(wù) 都可以包含一個或者幾個這樣的私有用戶標識，該標識并不被用來進行而是被用來進行注冊、鑒權(quán)、管理和統(tǒng)計。私有標識由歸屬地網(wǎng)絡(luò)運營商進行分配，遵循NetworkAccess Identifier 網(wǎng)絡(luò)訪問標識的格式，如果沒有ISIM應(yīng)用，通常該私有標識會從IMSI標識中繼承。通常，該私有標識的格式為用戶名域，如果

4、從IMSI中繼承，那么變成了 ims.mnc.mcc.3gppnetwork.dFg。除此之外，私有用戶標識不是動態(tài)標識，而是對于該用戶訂閱業(yè)務(wù)的永久性標識，并且在歸屬地網(wǎng)絡(luò)中對于該訂閱業(yè)務(wù)始終有效。在IMS域注冊/去注冊階段，該私有標識需要被鑒權(quán)，HSS與S-CSCF需要存儲該私有標識一邊區(qū)分用戶信息Public User Ide ntities公共用戶標識在IMS子系統(tǒng)內(nèi)被用來進行用戶間的通信。公共用戶標識可以被任何用戶使 用，這就好比名片一樣，是一種通用的載體格式。公共用戶標識遵循SIP URI或者Tel URI的格式，例如，當(dāng)遵循 SIP URI格式時，應(yīng)表示為 sip:usernam

5、edomain ;如果遵循電信 URI 格式，那么應(yīng)表示為 tel:+vccvSN,詳見IETF RFC 3966。一個用戶可以包含一個或者多 個公共用戶標識，換言之，僅僅獲得公共用戶標識無法與用戶進行映射。對于ISIM應(yīng)用，至少需要平安的存儲一個公共用戶標識，但并不要求存貯該用戶其他的公共用戶標識。對于擁有同 一化名的一組公共用戶標識的操作，有點類似“一榮俱榮，也就是需要對組內(nèi)的公共用戶標 識進行同樣的操作，這樣的公共用戶標識組需要分別被存儲在HSS、AS 應(yīng)用效勞器、S-CSCF以及UE中。在IMS主叫或者被叫會話流程中，公共用戶標識需要提前被顯式或隱式的注冊， 值得注意的是，在注冊過程中

6、，公共用戶標識并不需要被鑒權(quán)。單從格式來講，私有用戶標識 更像電信網(wǎng)中的IMSI，而公共用戶標識那么更像電信網(wǎng)中的 號碼或者計算機網(wǎng)絡(luò)中的用戶名， 這也說明在注冊過程中為什么只對私有用戶標識進行鑒權(quán)，而僅僅是將公共用戶標識作為通信 的對象。Globally Routable UserAge nt URIGRUU全局路由用戶代理用戶資源標識，顧名思義，該標識天生就是為了路由尋址而生的，之前提到，一個用戶可能有多個公共用戶標識，而且同一個公共用戶標識也可以被多個用戶使用，那么在 尋址路由的時候僅僅依靠公共用戶標識就可能產(chǎn)生誤判forking 。因此需要將該公共標識與特定的用戶實體進行結(jié)合，因此這就

7、是GRUU.GRUU分兩種，公共GRUU、臨時GRUU，前者映射公共用戶標識，而后者只在 IMS域注冊狀態(tài)下存在，與公共用戶標識無關(guān)。公共GRUU與臨時GRUU由IMS核心網(wǎng)在用戶注冊時對用戶進行分配，SIP信令就是通過GRUU進行特定用戶之間的尋址路由。VOLTE 2IMS域核心網(wǎng)的網(wǎng)元、接口眾多，如果單純從IMS子系統(tǒng)的角度來看，各個網(wǎng)元、功能實體以及 接口是如下這樣的如果需要全部掌握了解，需要花費相當(dāng)?shù)墓Ψ?，所以理解這些網(wǎng)元不可能眉毛胡子一把抓， 需要循序漸進。這里從IMS域內(nèi)的協(xié)議流程需要涉及的網(wǎng)元入手，逐步進行摸索與理解。這里主要有 5 個功能實體 Proxy-CSCF、Interr

8、ogating-CSCF 、Serving-CSCF 和 Breakout Gateway Control Function 、MultimediaResource Function其中 MRF包含兩個邏輯網(wǎng)元MultimediaResource Function Controller禾口 Multimedia Resource Function Processor。Proxy-CSCF全稱為Proxy-Call Session Control Function，只要是IMS域中涉及的會話流程，不可避免都要與P-CSCF I-CSCF和S-CSCR這三個網(wǎng)元進行交互。P-CSCF比擬好理解，類

9、似一個 代理效勞器，主要負責(zé)接收效勞請求并在IMS子網(wǎng)內(nèi)部中轉(zhuǎn)這些效勞請求。如果需要中轉(zhuǎn)到 其他的域，那么要通過本地出口節(jié)點IBCF這個網(wǎng)元去實現(xiàn)。P-CSCF不僅轉(zhuǎn)發(fā)SIP注冊消 息，同時轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息到相應(yīng)的SIP效勞器S-CSCF o在轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息請求與反應(yīng)中，P-CSCF 需要確保SIP消息中包含了當(dāng)前UE所處接入網(wǎng)的信息。除此之外，P-CSCF還有一些功能， 包括檢測處理緊急呼叫請求、產(chǎn)生計費話單、對會話的平安性管控、執(zhí)行SIP消息的壓縮與解壓縮、QoS管理、以及對于不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級的檢測與處理。P-CSCF可以分別在拜訪地網(wǎng)絡(luò) 以及歸屬地網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)置，當(dāng) P-CSCF設(shè)置在拜訪地網(wǎng)

10、絡(luò)，見下列圖這兩種設(shè)置方式的區(qū)別在于，P-CSCF設(shè)置在拜訪地網(wǎng)絡(luò)時，需要通過IBCF功能實體與不 同域的S-CSCF進行互聯(lián)，而當(dāng)P-CSCF設(shè)置在歸屬地網(wǎng)絡(luò)時，需要通過“發(fā)現(xiàn)機制被 UE 來確定進行信息交互，詳見。簡單的來看， P-CSCF功能實體起到了電信域與IMS域溝通互聯(lián) 的作用，而IBCF那么是不同IMS域之間的聯(lián)絡(luò)節(jié)點。In terrogati ng-CSCFI-CSCF是用戶接入IMS子系統(tǒng)的節(jié)點，這里容易和IBCF的功能混淆，其實這兩個功能實 體有類似之處，只不過I-CSCF作為本域接入點，而IBCF往往作為跨域跨IMS域或者與IMS 域與其他IP多媒體網(wǎng)絡(luò)的出口或者訪問節(jié)點

11、，這兩個功能上不同的邏輯節(jié)點往往可以合設(shè)為 一個物理節(jié)點。除了二者對于所處 IMS子系統(tǒng)的邏輯位置的不同，二者還是有很多相似之處。 例如I-CSCF在UE注冊過程先從HSS獲取S-CSCF的地址，然后將該 S-CSCF分配給該UE 用來SIP注冊，之后將SIP請求或者反應(yīng)路由到注冊的 S-CSCF o I-CSCF在某些場景下還起到 了地址翻譯的作用，當(dāng)需要進行 HSS位置查詢時，I-CSCF需要提前將SIP請求里的SIP URI 轉(zhuǎn)換成電信URI的格式，如果當(dāng)某些場合不需要對用戶尋址的時候，I-CSCF又可能起到了將電 信URI翻譯成SIP URI的作用。另外當(dāng)會話的目的地并不在 IMS域內(nèi)

12、，I-CSCF又可以將請求 轉(zhuǎn)發(fā)出去，實際起到了 IBCF的作用，或者直接回復(fù)接入失敗。I-CSCF域IBCF皆具有產(chǎn)生計 費話單的功能，這為漫游結(jié)算提供了支撐。Servi ng-CSCFS-CSCF是IMS子系統(tǒng)中極為重要的功能實體，主要負責(zé)會話控制效勞。在IMS子系統(tǒng)中， 可能存在多個S-CSCF邏輯網(wǎng)元，并且這些邏輯網(wǎng)元有各自不同的功能。 S-CSCF可執(zhí)行如下 功能1、通過從HSS獲取的用戶信息完成注冊2、當(dāng)UE在注冊階段上報支持 GRUU能力，S-CSCF負責(zé)為UE分配唯一的P-GRUU，同時 在每次重新注冊時分配唯一對應(yīng)的 T-GRUU，并將該UE的GRUU分配情況反應(yīng)UE 當(dāng)注冊

13、 信息改變的時候，例如T-GRUU改變的時候，S-CSCF也需要及時通知用戶，這有點類似EPS 中MME在每次UE附著時為UE分配的TMSI的流程。3、在注冊階段，S-CSCF還應(yīng)向P-CSCF和/或者UE提供基于公共用戶標識的一些諸如用戶 優(yōu)先級信息4、 對于注冊后的會話流程進行管理，例如，在獲知用戶被禁止接入信息后，可以將會話流程拒 絕掉。同時，S-CSCF可以具備代理效勞器或者用戶代理的一些功能，例如中轉(zhuǎn)效勞請求或者獨立產(chǎn)生、終止SIP流程。對于主叫會話發(fā)起的流程，S-CSCF首先通過呼叫用戶的 號碼或者 SIP URI獲取呼叫用戶 所在網(wǎng)絡(luò)的接入點地址，然后將 SIP請求轉(zhuǎn)發(fā)至該接入點

14、。如果主叫用戶和被叫用戶均在同一 運營商網(wǎng)絡(luò)下，那么將SIP請求轉(zhuǎn)發(fā)至該網(wǎng)絡(luò)下的I-CSCF網(wǎng)元。如果呼叫到PSTN網(wǎng)絡(luò)或者CS 域，那么需要將SIP請求轉(zhuǎn)發(fā)至BGCF網(wǎng)元。同時，S-CSCF需要確保主叫SIP請求和響應(yīng)的內(nèi) 容符合IMS子網(wǎng)絡(luò)通信效勞定義。如果INVITE消息里面包含用戶優(yōu)先級設(shè)置或者相應(yīng)的字符 串，需要將這些信息同時轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)。值得注意的一點，如果主叫請求來自于IMS內(nèi)部的應(yīng)用服務(wù)器，且該主叫請求所表征的用戶并沒有注冊，那么S-CSCF需要先完成相應(yīng)的注冊流程，之后才會將來自應(yīng)用效勞器的這些請求進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)。對于被叫會話的流程，S-CSCF需要將SIP請求與響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)至P-C

15、SCF，如果被叫用戶位于PSTN 或者電信網(wǎng)絡(luò)的CS域，S-CSCF需要修改SIP請求信息，并通過BGCF網(wǎng)元將請求或者反應(yīng) 進行轉(zhuǎn)發(fā)。如同對主叫會話流程的管理，在轉(zhuǎn)發(fā) SIP請求或者反應(yīng)的時候，需要確保 SIP消息 的格式滿足IMS子網(wǎng)絡(luò)通信效勞定義。如果是跨IMS域的請求轉(zhuǎn)發(fā)，S-CSCF需要將請求通過 IBCF網(wǎng)元進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。一如既往，S-CSCF也同樣兼具產(chǎn)生計費話單功能。Breakout Gateway Con trol Fun cti onBreakout這個英文單詞的釋義為 突圍；中斷，因此也就隱含了兩層意思，就是離開IMS域，中轉(zhuǎn)到其他的域，例如PSTN/CS域等。BGCF起

16、到了對被叫用戶的識別以及路由。如果被叫用戶是本網(wǎng)絡(luò)的PSTN/CS域用戶，BGCF將下一跳路由到本網(wǎng) MGCF，后續(xù)由MGCF進行與 PSTN/CS域的交互。如果被叫用戶是位于其他網(wǎng)絡(luò)的 PSTN/CS域用戶，那么BGCF會首先將 下一跳路由到其他網(wǎng)絡(luò)的 BGCF。如果被叫用戶位于其他的IMS網(wǎng)絡(luò)，BGCF會將消息路由到 該IMS網(wǎng)絡(luò)的I-CSCF 接入節(jié)點。Multimedia Resource Function多媒體資源功能可以被分成多媒體資源功能控制單元MRFC 和多媒體資源功能處理單元MRFP 兩個邏輯網(wǎng)元，如下列圖所示電信網(wǎng)設(shè)計的根本架構(gòu)思想是將控制面與業(yè)務(wù)面進行別離，例如在 LTE

17、核心網(wǎng)中，MME被 設(shè)計用來進行信令層面的處理，而 SGW/PGW那么被設(shè)計用來對業(yè)務(wù)層面進行處理。IMS的核 心網(wǎng)功能實現(xiàn)也存在類似的思想，就是IMS域的控制面信令面與業(yè)務(wù)面。對于信令的處 理可以在以上介紹的網(wǎng)元中實現(xiàn)，如 P-CSCF l-CSCF S-CSC、BGCF等，對于媒體業(yè)務(wù)的處 理主要位于應(yīng)用效勞器中AS，MRF 含MRFC和MRFP的主要功能是媒體流的處理以及 提供相應(yīng)的媒體資源，例如音頻編碼轉(zhuǎn)換、媒體業(yè)務(wù)分析、多媒體放音等等 。VOLTES冊信令流程對于一個網(wǎng)絡(luò)工程師而言，解讀電信網(wǎng)絡(luò)的信令是分析定位網(wǎng)絡(luò)問題的有效手段之一。所謂兵馬未動，糧草先行，網(wǎng)絡(luò)信令就是先于業(yè)務(wù)流程的

18、“糧草，當(dāng)信令流程先打通時，才能保 障后續(xù)業(yè)務(wù)流程的通暢與質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)信令不僅是UE與網(wǎng)絡(luò)信息交互的根底，同時也是各個網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點之間對話的“標準語言。對于 IMS子系統(tǒng)中的信令也是同樣的道理，因此熟悉一些根本 流程的信令對于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的排障、分析工作不無裨益。在IMS子系統(tǒng)中，只存在一種信令流程控制協(xié)議，就是 Session Initiation Protocol ，簡稱 SIP協(xié)議。該信令不僅存在于 UE與P-CSCF之間的Gm接口，同時存在于IMS核心網(wǎng)其他眾 多網(wǎng)元節(jié)點之間的接口消息中，例如 Mw,Mm,Mg,Mi,Mj,Mk,Mx 等。值得注意的是，IMS網(wǎng)元之 間的SIP協(xié)議可能與UE

19、與網(wǎng)絡(luò)之間的SIP協(xié)議并不完全一樣。SIP協(xié)議最早起源于互聯(lián)網(wǎng)機構(gòu)IETF所制定的多媒體通信協(xié)議，對于電信網(wǎng)絡(luò)的從業(yè)者來說， 可能會相比照擬陌生。對于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)，大家耳熟能詳，涉及較多的諸如著名的7號信令，GPRS信令，NAS層協(xié)議，S1-AP協(xié)議，GTP-U隧道協(xié)議。而對于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程 師而言，對于無線網(wǎng)協(xié)議一般指的接入層協(xié)議較熟悉的有GSM的RR信令，3G/4G網(wǎng)絡(luò)的RRC信令等。因此，看待SIP協(xié)議有時候需要拋開固有的電信網(wǎng)絡(luò)思維，以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的角度入手進行理解。SIP是一個應(yīng)用層的信令控制協(xié)議。用于創(chuàng)立、修改和釋放一個或者多個參與者的會話。這些會 話可以是In terne

20、t多媒體會議、IP 或者多媒體分發(fā)，其中最重要的應(yīng)用當(dāng)屬對 VoLTEVoIP 會話流程的管理。SIP的一個重要特點是它不定義要建立的會話類型，而只定義如何管理會話， 由于這樣的管控機制，對于眾多的基于IP的多媒體應(yīng)用語音、視頻、音樂與視頻點播、交互式游戲都可以由SIP協(xié)議來進行管理。Session Description ProtocalSDP 那么是對會話內(nèi)容定 義的一種協(xié)議類型，它本身與傳輸控制協(xié)議無關(guān)， 僅僅可以看成對會話內(nèi)容的一種描述，例如，可以描述會話內(nèi)容是音頻，文本，視頻，短消息等?？梢酝ㄋ装裇IP比喻成維護管道的，對交互管道進行控制的協(xié)議。而在管道里面走的內(nèi)容采取什么樣的格式，

21、那么是由SDP協(xié)議來進行定義和描述。由于在電信網(wǎng)的視角觀察，IMS的信令與媒體其實可以看成電信網(wǎng)的一種業(yè)務(wù)，那么在 UE 發(fā)出SIP信令請求之前，首先需要為UE分配適宜的IP-Connectivity Access Network IP-CAN 承載，同時對于UE分配到的IP地址在IMS子系統(tǒng)中涉及的信令以及媒體業(yè)務(wù)需要保持一致。 一個volte語音 ，無非需要經(jīng)歷注冊/去注冊、ims域內(nèi)主被叫，跨域主被叫，下面從ims 會話的的幾個關(guān)鍵信令流程進行說明：注冊如同4G網(wǎng)絡(luò)需要開機或者outof service 一段時間后進行注冊附著流程一樣，IMS子系統(tǒng)的 用戶同樣需要進行在 S-CSCF的注

22、冊，該IMS注冊流程可以在4G網(wǎng)絡(luò)完成注冊分配到了 IP地 址之后進行。從注冊信息流的意義來看，用戶總是位于漫游狀態(tài)發(fā)起的，換句話講，就是注冊 流程對于用戶位于拜訪地網(wǎng)絡(luò)或者歸屬地網(wǎng)絡(luò)都是一樣的，只不過“漫游在歸屬地網(wǎng)絡(luò)的用 戶可以認為其歸屬地網(wǎng)絡(luò)同時起到了拜訪地網(wǎng)絡(luò)和歸屬地網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元功能的作用。這句話說的像 協(xié)議一樣如老太太裹腳布一樣的嚴謹晦澀，其實說白了就是單從注冊信令流程看，不區(qū)分漫游 或非漫游用戶。對于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師來講，一般只關(guān)注UE與網(wǎng)絡(luò)側(cè)交互的流程信令，至于IMS網(wǎng)元節(jié)點內(nèi)部的信令交互，暫時可以放一放，這樣會使切入點更加直觀，流程的掌握更加高效。當(dāng)UE在接入網(wǎng)完成附著獲得IP分

23、配后，就可以開始進行IMS域的注冊流程。UE首先將注 冊信息發(fā)送給P-CSCF當(dāng)然之前需要進行借助 DHCP/DNS效勞器進行P-CSCF的“發(fā)現(xiàn) 流程，該注冊流程需要包含公共用戶標識，私有用戶標識，歸屬地網(wǎng)絡(luò)域名稱，UE分配的IP地址，UE實例標識，是否支持GRUU的指示。例如上圖，這條消息就是 Request-URI，主要標識位置效勞的域名，值得一提的是，與To標頭域提供的內(nèi)容不同，Request-URI并不提供用戶名。Fromf與Tot標頭域包含的就是臨時公共 用戶標識值得注意的是，就是私有用戶標識，一般來講，如果不是第三方設(shè)備發(fā)起注冊，這兩 個標頭域的內(nèi)容往往保持一致，其中含的內(nèi)容就是

24、UE的IMSI信息，這里就是；Call ID是對一組往返消息進行標識，在該 UE的每個注冊過程,Call-ID 一般對于同一用戶的屢次注冊流程都保 持一致，同時對于同一用戶的不同會話要求有可能不同，例如，某次多媒體會議通話期間，對同一個用戶的邀請可能分配多個不同的Call ID，Call ID需要保持全球唯一例如 SIP Call ID，可采用IMEI填充，并且為了平安目的可以采取適當(dāng)?shù)募用軝C制；Cseq保證注冊請求的順序，當(dāng)每次注冊請求發(fā)生的時候，Cseq的值應(yīng)該+1 ； Max-Forwards該值決定request消息在IMS內(nèi)部傳遞到目標效勞器所需經(jīng)歷的最大條數(shù)，為了確保消息順利到達，

25、同時兼顧由于內(nèi)部循環(huán) 導(dǎo)致的跳轉(zhuǎn)資源被過度消耗，該值一般設(shè)置為70，每一條以-1的方式進行計算，直到 0為止,將反應(yīng)483 too many hops 的錯誤響應(yīng)；Via v里面的信息主要說明傳輸層的協(xié)議信息， 例如這里傳輸層使用的協(xié)議就是 TCP協(xié)議。同時，還需含SIP 2.0，標識著發(fā)送請求的協(xié)議名 稱以及協(xié)議版本，另外，Via里還需要插入響應(yīng)發(fā)送的地址。這里還要包含branch參數(shù)，除了CANCEL禾口 ACK消息之外，該參數(shù)值是唯一的，且前 7位一定是z9hG4bK RFC3261 ，該 參數(shù)的主要作用是標識 SIP請求所創(chuàng)立的交互UE與IMS網(wǎng)絡(luò)之間；m對應(yīng)的內(nèi)容進行了 媒體描述，首

26、先包含媒體類型，例如這里的媒體類型就是視頻流video ，同時也包含接收媒體協(xié)議的端口號，以及媒體格式描述例如，傳輸包的格式描述Authorization鑒權(quán)標頭域中所含的內(nèi)容也有詳細的規(guī)定，例如username中含有的就是用戶私有標識，realm所含的是歸屬地網(wǎng)絡(luò)域名，uri所含的就是歸屬地域名的 SIP URI格式，nonce中 設(shè)置應(yīng)為空；Security-Client標頭域指明了 UE所支持的信令面的平安機制、IP層的平安機制算 法，同時還有平安協(xié)商所需要的參數(shù)。UE需要支持建立兩對平安協(xié)商機制。當(dāng)UE收到來自網(wǎng)絡(luò)401 Un authorized的響應(yīng)的時候，說明網(wǎng)絡(luò)需要對 UE進行

27、鑒權(quán)。其 中最重要的一點，UE需要校驗Security-Server標頭域所含的內(nèi)容，如果該項內(nèi)容未出現(xiàn)的在 響應(yīng)消息里或者沒有包含平安協(xié)商所需要的相關(guān)參數(shù)，UE可以丟棄這次的鑒權(quán)過程，另起爐灶的以新的call-ID發(fā)送新的注冊請求。當(dāng)校驗通過后，UE需要根據(jù)P-CSC要求和本身能 力支持的鑒權(quán)算法同時結(jié)合IK和CK加密算法建立臨時的平安協(xié)商機制，并規(guī)定該臨時平安機制的有效時長。接下來，UE使用臨時平安協(xié)商機制再次發(fā)送注冊請求到P-CSC受保護端口通過 401 chanllenge獲取。除了初始未鑒權(quán)保護的注冊請求中的相關(guān)參數(shù)，本次注冊請求中還應(yīng)包括如下參數(shù)：realm:設(shè)為從401消息中收到

28、的realm值；user name:設(shè)為私有用戶標識；response :包含 RES 參數(shù)；uri:設(shè)置為歸屬地網(wǎng)絡(luò)域名的 SIP URI ；algorithm:設(shè)為從401消息中收到的對應(yīng)值；nonce:設(shè)置為從401消息中收到的對應(yīng)值；P-Access-Network-Info 標頭域說明了 IMS承載的接入網(wǎng)絡(luò)類型，這里就是 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)3GPP-E-UTRAN-TDD ，同時還說明了接入小區(qū)信息，utran-cell-id-3gpp=4600018DA1A64B02； Security-Clientheader 標頭域說明了 UE 所支持的媒體面加密機制情況。1、當(dāng)P-CSCF收

29、到注冊信息流的時候，P-CSCF需要通過歸屬地域名稱去確認歸屬地的接入點I-CSCF 。然后，P-CSCF需要將包含P-CSCF地址/名稱，公共用戶標識，私有用戶標 識，P-CSCF網(wǎng)絡(luò)標識，UE IP地址等信息在注冊信息流利轉(zhuǎn)發(fā)到I-CSCF。名稱-地址解決機制被用來通過歸屬地域名解析出歸屬地的地址。P-CSCF網(wǎng)絡(luò)標識是用來被歸屬地網(wǎng)絡(luò)確認P-CSCF所在網(wǎng)絡(luò)的字符串。2、I-CSCF需要將收到的信息發(fā)送給 HSS進行校驗是否該用戶已經(jīng)注冊。 同時HSS需要確認 用戶是否允許注冊。3、 如果校驗通過，HSS將S-CSCF的名稱或S-CSCF的能力反應(yīng)給I-CSCF，以供I-CSCF 進行適

30、宜的S-CSCF選擇。如果校驗不通過，這里將反應(yīng)注冊請求拒絕 reject4、I-CSCF從HSS獲取的S-CSCF名稱，通過名稱-地址解決機制獲取對應(yīng)的 S-CSCF地址，將注冊請求發(fā)送給S-CSCF 含P-CSCF名稱/地址，公共用戶標識，私有用戶標識，歸屬地網(wǎng) 絡(luò)域名稱，P-CSCF網(wǎng)絡(luò)標識，UE分配的IP地址。如果對同一個公告標識的注冊 超過S-CSCF預(yù)設(shè)的門限，S-CSCF可以拒絕該注冊請求。S-CSCF需要存貯拜訪地網(wǎng)絡(luò) P-CSCF的地址/名稱，一旦有被叫呼叫，那么可將信令請求進行轉(zhuǎn)發(fā)，同時S-CSCF還需要記錄P-CSCF的網(wǎng)絡(luò)ID。5、 S-CSCF需要將公共用戶標識，私有

31、用戶標識，S-CSCF名稱通過Cx接口發(fā)送HSS。6、 HSS存貯S-CSCF名稱，并將一些包含用戶名/地址或者平安的用戶信息發(fā)送給 S-CSCF， 以便用來進行一些基于平臺的效勞管控。7、S-CSCF將存貯的用戶信息發(fā)送給效勞平臺，并進行適合的效勞管控。8、 S-CSCF將返回200 ok消息包含歸屬地接入信息， GRUU組合給I-CSCF。9、如同上述，I-CSCF需要將200 ok消息包含歸屬地接入信息，GRUU組合轉(zhuǎn)發(fā)給P-CSCF， 在轉(zhuǎn)發(fā)之后，I-CSCF需要釋放存貯的相應(yīng)用戶注冊信息。10、P-CSCF需要存貯歸屬地網(wǎng)絡(luò)接入信息，并將 200 ok消息轉(zhuǎn)發(fā)給UE 含GRUU組。U

32、E在收到200 ok響應(yīng)之后，存貯此時的超時定時器，將P-Associated-URI header 里面包含的第一個URI存儲為默認的公共用戶標識，這里為，并且將之進行相應(yīng)的平安關(guān)聯(lián)。如果該標 頭域中不含該公共用戶標識，那么認為該標識注冊被禁止。另外，UE需要變更前期的臨時平安協(xié)商機制固化為新建立的平安協(xié)商機制當(dāng)收到200 ok響應(yīng)后，UE需要向S-CSCF訂閱注冊事件包。該消息中所含的參數(shù)意義如下： ，說明需要訂閱的公共用戶標識的SIP URIf:需要包含公共用戶標識，這里其實就是 號碼t:內(nèi)容與f 一致o:事件標頭域，應(yīng)設(shè)置為需要訂閱的“ reg 事件包重新注冊UE需要在適當(dāng)?shù)臅r候發(fā)起重

33、選注冊流程，例如以周期形式刷新已有的注冊信息或者響應(yīng)UE注冊信息的變動。另外，當(dāng)承載 IMS會話的IP-CAN發(fā)生了變化，UE也需要發(fā)起重新注冊 流程。UE重新注冊流程與上述 UE注冊流程類似。UE需要與網(wǎng)絡(luò)側(cè)依據(jù)上次注冊時間同步更 新周期注冊的定時器，只不過該定時器比網(wǎng)絡(luò)側(cè)的定時器略小。1、 UE需要在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的周期注冊定時器超時前發(fā)起重新注冊流程。UE將注冊信息發(fā)送給P-CSCF，其中需要含公共用戶標識、私有用戶標識、歸屬地域名、UE的IP地址、能力信息、IMEI標識、是否支持 GRUU的標識。2、當(dāng)收到注冊請求后，P-CSCF并不用之前緩存的歸屬地網(wǎng)絡(luò)接入點信息，而是重新通過歸屬 地網(wǎng)絡(luò)名

34、稱去發(fā)現(xiàn)歸屬地的接入點信息I-CSCF 。P-CSCF會將注冊請求轉(zhuǎn)發(fā)給I-CSCF。 后續(xù)注冊流程與前述一致。注冊取消注冊取消可以有兩個層面來發(fā)起，一個是 UE層面，另外一個是網(wǎng)絡(luò)層面。UE層面的注冊 取消流程與注冊發(fā)起流程是一致的，只不過注冊消息里面的超時時間設(shè)置為 0秒，值得注意 的注冊流程里的超時時間設(shè)置為 600000秒。區(qū)別于注冊流程的有以下幾個步驟需要注意：I、 在注冊請求流程中將超時expiration值設(shè)置為0。4、當(dāng)I-CSCF發(fā)送S-CSCF尋址請求后，HSS根據(jù)該用戶公共標識的注冊狀態(tài)，將 S-CSCF 名稱發(fā)送給I-CSCF。6、S-CSCF收到注冊取消信令后，會將該

35、消息轉(zhuǎn)發(fā)效勞控制平臺，效勞控制平臺會將該公共用 戶標識訂閱的相關(guān)效勞信息去除。7、 根據(jù)運營商定制策略，S-CSCF會將含公共用戶標識、私有用戶標識、去除S-CSCF名稱或 者保存S-CSCF名稱的Cx接口信令發(fā)送HSS oHSS根據(jù)收到的去除S-CSCF名稱/保存S-CSCF 名稱來進行相應(yīng)的S-CSCF名稱保存，即使保存S-CSCF名稱，后續(xù)HSS可以決定在任何時 刻進行去除。9、當(dāng)S-CSCF發(fā)出200 ok響應(yīng)信息給I-CSCF后，S-CSCF釋放該公共用戶標識所有相關(guān)的 注冊信息。II、當(dāng)P-CSCF發(fā)出200 ok響應(yīng)信息給UE 后, P-CSCF釋放該公共用戶標識相關(guān)的注冊信息，

36、 而如果存在關(guān)于IMS信令鏈接狀態(tài)的訂閱通知，P-CSCF需要取消該訂閱通知。網(wǎng)絡(luò)層面發(fā)起的注冊取消有些特殊情況下，例如終端沒電了，或者UE移出了效勞區(qū)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要發(fā)起對用戶的注冊取消流程。網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起注冊取消流程主要是為了在這些場景下對用戶后續(xù)提供穩(wěn)定有保障的服 務(wù)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的注冊流程取消僅僅針對 IMS子系統(tǒng)內(nèi)，與接入網(wǎng)狀態(tài)無關(guān)。即IMS域注冊取 消后，LTE網(wǎng)絡(luò)并不一定去附著。一般，IMS子系統(tǒng)發(fā)起注冊取消流程有如下的原因：網(wǎng)絡(luò)維護：解決用戶重新注冊帶來的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相關(guān)數(shù)據(jù)缺失；網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)：當(dāng)用戶漫游到其他網(wǎng)絡(luò)而并沒有在源網(wǎng)絡(luò)進行注冊取消；應(yīng)用效勞：由效勞能力受限導(dǎo)致的注冊取消；訂閱管理：當(dāng)

37、用戶欠費、惡意欺詐、取消訂閱等等導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的IMS注冊取消。另外對于用戶變更效勞，也可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起IMS注冊取消。諸如以上的原因，網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的注冊取消可以通過兩個流程觸發(fā)，一個是注冊超時，另外一 個那么是強制流程。對于注冊超時而言，P-CSCF與S-CSCF各自維護一個定時器，這兩個定時器需要時間足 夠接近，并且彼此之間不做同步。因此，當(dāng)S-CSCF定時器超時后，P-CSCF的定時器也認為超時，這樣P-CSCF可以直接將UE注冊取消，而不需要等待 S-CSCF注冊取消的指令。詳見 23.228.注冊取消流程可以由HSS、S-CSCF或者第三方網(wǎng)元第三方網(wǎng)元通過 HSS 發(fā)起，下列圖 說

38、明了由HSS 含通過HSS流程發(fā)起的第三方發(fā)起的情況在這里不對注冊取消流程細節(jié)做詳細的說明，不過需要提及值得注意的幾個關(guān)鍵步驟。對于步驟3，S-CSCF在向P-CSCF發(fā)起注冊取消流程的同時，需要內(nèi)部同步該用戶的注冊信息。 如果收到HSS關(guān)于注冊取消的原因，可將原因一并轉(zhuǎn)發(fā)。一般由于UE不在效勞區(qū)的原因，P-CSCF在向UE發(fā)出注冊取消流程后，不一定能收到UE的響應(yīng)，這時，PCSCF可以不必等待該200 ok響應(yīng)，直接向S-CSCF發(fā)起響應(yīng)流程。下列圖說明的是由S-CSCF 或第三方網(wǎng)元通過S-CSCF 、效勞控制平臺發(fā)起的注冊取消流 程。于HSS發(fā)起的注冊取消流程唯一不同的是，S-CSCF在

39、接收到P-CSCF注冊取消流程完成響應(yīng) 之后，才通過Cx接口向HSS發(fā)送注冊信息清空流程。后記：初學(xué)volte，感覺ims涉及的協(xié)議sip、sdp不像傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議那么標準化、規(guī) 范化。有時，現(xiàn)網(wǎng)的一些實測log與協(xié)議描述又不是完全的一致；有時，由于精力的原因，光 靠沒有太多的背景知識，三兩手邊資料的個人解讀很難有多深入的理解。不過，技術(shù)領(lǐng)域的更 新?lián)Q代開啟的思考與領(lǐng)悟的旅程也許才是網(wǎng)優(yōu)工程師最大的樂趣！主叫信令流程注冊的目的是信息登記，并為后續(xù)的主被叫提前進行了相應(yīng)的尋址。例如，主叫流程中信令所經(jīng)歷的網(wǎng)元路徑就是在注冊階段被分配好的，并在該UE注冊期間保持不變。IMS域的的主叫信令流程總覽

40、如下：1、首先UE向P-CSCF發(fā)出SIP INVITE請求，包含初始SDP消息，該初始SDR肖息包含一個 多媒體會話的一個或多個媒體流。UE需要在 INVITE 消息了嵌入 Accept:application/sdp,application/3gpp-ims+xml，這里主要指明了 MIME(MultipurposeInternetMail Extensions)的業(yè)務(wù)格式類型(例如 XMLHTML或者還是WM等業(yè)務(wù)媒體格式)，以便被效勞器進行正確的解碼處理，這一點在計算機應(yīng)用 中很普遍，如果沒有注明正確的類型，后果很難評估；P-Early-Media: supported，支持該消息意味著支持主叫早放，例如，當(dāng)收到180振鈴指示，UE按授權(quán)進行相應(yīng)的媒體播放；標記著應(yīng)用。UE通過該標識符分發(fā)SIP消息到正確的應(yīng)用，而網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過該標識選擇正確的應(yīng)用效勞器；標識著終端可支持的軟件應(yīng)用，同時也表征著終端的能力(例如該終端是個 或者是PDA； 在初