IMS基本原理、關鍵技術、注冊及業(yè)務流程

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHUAWEI Confidential Security Level: IMS基本概念和網(wǎng)絡架構ISSUE1.0HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 2學習完此課程，您將會： 理解IMS網(wǎng)絡基本架構 IMS各網(wǎng)元的主要功能 IMS網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議 了解IMS網(wǎng)絡的注冊過程和會話過程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3第第1章章 IMS的網(wǎng)絡分層結構的網(wǎng)絡分層結構和和網(wǎng)元功能網(wǎng)元功能第第2章章

2、 IMS網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議第第3章章 IMS注冊流程注冊流程第第4章章 IMS會話流程會話流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 4IMS的網(wǎng)絡分層結構AGIADGGSNInternet / VoIPiMGMGCP/H.248xDSL/LAN 接入接入I-MGCFMRFPI_CSCFA-MGCFT-MGCFMRFCSIP/H.323 TerminalsSGSN2G/3G RANSIP TerminalsSIPSIPPSTN/PLMNTMGSGP-CSCFACARMARMS_CSCFIADOSS/B

3、SSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 5IMS邏輯架構lIMS網(wǎng)元功能的邏輯架構，可根據(jù)實際部署需要，進行合設IMS主要網(wǎng)元：主要網(wǎng)元：CSCF：-P-CSCF-S-CSCF -I-CSCFHSSSLFBGCFMGCF/IM MGWMRFC/MRFPASENUM/DNSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 6IMSIMS邏輯實體分類lP-CSCFlS-CSCFlI-CSCFlE-CSCFlHSSlSLFlMRFClMRFPlBGCFlMGCFlIM-M

4、GWlVIGlMRFClMRFPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 7CSCF-會話控制和路由CSCF：Call Session Control Function l 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中與用戶的第一個連接點， 提供代理（Proxy）功能，即接受業(yè)務請求并轉(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立產(chǎn)生SIP會話；S-CSCF(Serving CSCF)：S-CSCF在IMS核心網(wǎng)中處于核心的控制地位，

5、負責對UE的注冊鑒權和會話控制，執(zhí)行針對主叫端及被叫端IMS用戶的基本會話路由功能，并根據(jù)用戶簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時進行到AS的增值業(yè)務路由觸發(fā)及業(yè)務控制交互； I-CSCF(Interrogating CSCF)：類似IMS的關口節(jié)點，提供本域用戶服務節(jié)點分配、路由查詢以及IMS域間拓樸隱藏功能；lP/S/I-CSCF在物理實體上完全可以是合一的，也可以分開部署.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 8P-CSCF業(yè)務功能P_CSCF是IMS域拜訪域控制平面統(tǒng)一的初步入口點，將來自拜訪地接入網(wǎng)絡的SIP消息，包

6、括登記、多媒體會話等，代理轉(zhuǎn)接到其歸屬地的S-CSCF（根據(jù)登記時記錄的信息）或I-CSCF（根據(jù)SIP UA攜帶的歸屬域名）；負責與IMS SIP終端之間可選的SIP消息壓縮/解壓縮，提高無線接入空口帶寬的利用率；在會話建立過程中解析用戶面SDP信息，通過Diameter與QoS策略執(zhí)行實體PDF的交互，將QoS承載需求（帶寬，時延/抖動級別等）知會PDF，再由PDF通過COPS將QoS策略決定最終下發(fā)到IP接入?yún)R聚層設備或邊緣路由器進行策略執(zhí)行，最終為IMS業(yè)務所使用的本地接入網(wǎng)IP QoS資源提供認證授權功能，實現(xiàn)IMS業(yè)務的端到端QoS服務保障；在會話釋放時通知PDF在IP承載控制層釋

7、放相應資源占用信息；負責IMS會話相關計費話單產(chǎn)生，將接入網(wǎng)與IMS計費信息相關聯(lián)，并將CDR通過Diameter送往CCF；作為SIP UA處理處理異常情況下的會話終結及相應SIP消息生成；代理代理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 9S-CSCF業(yè)務功能S-CSCF在整個IMS核心網(wǎng)的會話控制處于核心的控制地位，接受來自拜訪網(wǎng)絡IMS用戶經(jīng)過P-CSCF轉(zhuǎn)發(fā)的注冊請求，與HSS配合對IMS終端用戶進行鑒權，并從HSS中下載IMS基本簽約數(shù)據(jù)，執(zhí)行針對主叫端及被叫端IMS用戶的基本會話路由功能，并評估IMS簽約觸發(fā)規(guī)則，

8、在條件滿足時進行到SIP AS / IM-SSF /OSA SCS的增值業(yè)務路由觸發(fā)。注冊及鑒權控制注冊及鑒權控制 充當IMS用戶的SIP Registar，向HSS注冊自身的地址信息，并從HSS獲取IMS用戶簽約數(shù)據(jù)的拷貝，從而為后繼會話業(yè)務觸發(fā)及簽約檢查提供支持； 支持IMS AKA鑒權過程，對注冊用戶的合法性進行檢查，并支持從HSS獲取鑒權集信息并將未用的鑒權信息進行本地保存；公共會話控制功能公共會話控制功能 作為SIP UA直接進行會話失敗處理，向終端通知失敗原因并釋放會話； 給終端提供與業(yè)務相關的事件信息（例如通知放音，附加媒體資源，計費通知等）； 負責IMS會話相關計費話單產(chǎn)生，將

9、CDR通過Diameter送往CCF；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 10I-CSCF業(yè)務功能I-CSCF是運營商歸屬是運營商歸屬IMS網(wǎng)絡的統(tǒng)一的初步入口點網(wǎng)絡的統(tǒng)一的初步入口點：在IMS注冊過程支持依據(jù)用戶簽約及CSCF能力信息為用戶指派一個服務CSCF，即S-CSCF;對于來自本網(wǎng)S-CSCF或其他網(wǎng)絡S-CSCF/I-CSCF的SIP會話，負責從HSS查詢被叫IMS用戶的S-CSCF路由地址信息；并將該SIP會話按照HSS返回的地址到被叫用戶的S-CSCF。在IMS會話跨不同運營商時，可通過對SIP地址信息的加

10、密/解密實現(xiàn)對I-CSCF所在運營商的網(wǎng)絡拓撲隱藏，即支持可選的所謂THIG功能。對未注冊被叫IMS用戶，I-CSCF可以選擇一個臨時S-CSCF負責后繼的路由處理，轉(zhuǎn)CS或IMS語音郵箱等。負責IMS相關計費話單產(chǎn)生，將ACR通過Diameter送往CCF；問訊問訊HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 11HSS業(yè)務功能 HSS:The Home Subscriber Server HSS是歸屬網(wǎng)絡中保存IMS用戶的簽約信息，包括基本標識、路由信息以及業(yè)務簽約信息等集中綜合數(shù)據(jù)庫，位于IMS核心網(wǎng)絡架構的最頂層，HSS中保

11、存的主要信息包括：IMS用戶標識（包括公共及私有標識）、號碼和地址信息IMS用戶安全上下文：用戶網(wǎng)絡接入認證的密鑰信息IMS用戶的路由信息：HSS支持用戶的注冊，并且存儲用戶的位置信息IMS用戶的業(yè)務簽約信息：包括其他AS的增值業(yè)務數(shù)據(jù)SLF功能功能 在域內(nèi)存在多個HSS時，用于選擇用戶數(shù)據(jù)存儲的HSSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 12HSS業(yè)務功能lHSS存儲運營商開戶時設定的上述IMS簽約信息，同時支持通過與業(yè)務管理系統(tǒng)的接口由運營商或終端用戶對簽約數(shù)據(jù)進行的定制和修改。lHSS提供與I-CSCF間基于Diame

12、ter協(xié)議的Cx接口，在IMS注冊過程中 I-CSCF則可通過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；lHSS通過與S-CSCF間基于Diameter協(xié)議的Cx接口實現(xiàn)IMS注冊過程中對S-CSCF域名路由信息的登記，并支持通過該接口將基本IMS簽約信息下載到S-CSCF；lHSS依據(jù)用戶安全下文信息進行鑒權元組計算并通過基于Diameter協(xié)議的Cx接口為S-CSCF提供用戶/網(wǎng)絡鑒權所需的鑒權元組信息。lHSS提供與SIP AS間基于Diameter協(xié)議的Sh接口，為增值業(yè)

13、務提供簽約數(shù)據(jù)、并且HSS負責對特定簽約用戶AS增值業(yè)務數(shù)據(jù)的透明存儲，但語義上不做解析。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 13IMS其他網(wǎng)元功能ASAS(Application Server)：為IMS用戶提供增值業(yè)務，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

14、業(yè)務用戶能無縫繼承CS智能業(yè)務；S - CSCF S - CSCF SIP Application Server SIP Application Server HSS HSS OSA service capability server (SCS) OSA service capability server (SCS) IM - SSF IM - SSF Camel Service Environment Camel Service Environment OSA application server OSA application server ISC Cx ISC ISC CAP MAP O

15、SA API SCIM AS AS Sh Si AS通過與HSS的接口 獲得用戶業(yè)務相關的數(shù)據(jù)和用戶狀態(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進行相應的業(yè)務控制OSA：Open Services ArchitectureHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 14IMS其他網(wǎng)元功能lSLF(Subscription Locator Function )：在運營商內(nèi)設置多個HSS的情況下，I-CS

16、CF在登記注冊及事務建立過程中通過SLF獲得用戶簽約數(shù)據(jù)所在的HSS域名，可與HSS合設。lMGCF(Media Gateway Control Function)：實現(xiàn)IMS核心控制面與PSTN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H.248控制IM-MGW完成PSTN或CS TDM承載與IMS域用戶面RTP的實時轉(zhuǎn)換。lIM-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。lBGCF(Breakout Gateway Control Function )：

17、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，從而實現(xiàn)MGCF路由的自動獲取。lMRFC(Multimedia Resource Function Controller)：通過H.248控制MRFP上的媒體資源，解析來自其他S-CSCF及AS的SIP資源控制命令，轉(zhuǎn)換為對MRFP的對應控制命令并產(chǎn)生相應計費信息;lMRFP(Multimedia Resource Function Processor)：作為網(wǎng)絡公共資源，在MRFC控制下提供資源服務，包括媒體流混合（多方會議）、多媒體信息播放（放音、流媒體）、媒體內(nèi)容解析處理（碼變換、語音識別等）。HUAWEI TEC

18、HNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 15IMS其他網(wǎng)元功能lDNS、ENUM Server：DNS(Domain Name System)服務器負責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 Server，也可直接在網(wǎng)內(nèi)新建DNS服務器。ENUM(E.164 Number URI Mapping)服務器負責電話號碼到URL的轉(zhuǎn)換，一般需IMS運營商新建。lDHCP Server：在標準DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )服務功能的基礎上，增加在動態(tài)分配IP地址過程

19、中向IMS終端指定P-CSCF的URL地址的處理。lVIG：視頻互通功能實體，和現(xiàn)網(wǎng)設備實現(xiàn)視頻互通。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 16SBC功能會話邊界控制和媒體路由lSBC是IMS 系統(tǒng)的接入點，提供接入網(wǎng)與IMS核心網(wǎng)之間的NAT穿越、接入控制、QoS控制、信令和承載安全以及IP互通等功能l在全代理的模式下，信令處理SBC采用的B2BUA(Back-to-Back User Agent)的機制,信令會終結于SBC，然后再重新發(fā)起，最典型的特征就是終端的信令報文的目的IP就是SBC的地址；lSBC的媒體層面受自己

20、本身的信令層面控制，媒體端口是動態(tài)打開的，會話創(chuàng)建時打開，會話結束后關閉；lSBC支持無媒體流檢測的功能，當一定時間內(nèi)無媒體流經(jīng)過SBC，SBC會在網(wǎng)絡側主動釋放呼叫；lSBC自己做信令和媒體的NAT穿越；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 17第第1章章 IMS的網(wǎng)絡分層結構的網(wǎng)絡分層結構和和網(wǎng)元功能網(wǎng)元功能第第2章章 IMS網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議第第3章章 IMS注冊流程注冊流程第第4章章 IMS會話流程會話流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confide

21、ntial Page 18IMSIMS中的接口協(xié)議SIPl在IETF定義（RFC 3261），3GPP做了增強l用于大部分IMS接口，文本編碼，遵循應用層三次握手原則（INVITE/200 OK/ACK）l功能：完成呼叫的路由和接續(xù)l方法：INVITENOTIFYBYESUBSCRIBEUPDATEREFER等Diameterl用于HSS對外的接口和策略控制接口，完成用戶數(shù)據(jù)的查詢及同步等操作，包括：CxDx(HSS-CSCF),Sh(HSS-AS)，Dh（AS-SLF）等l實現(xiàn)QoS和計費策略的交互和執(zhí)行，包括：Rf接口等H.248l用于會話控制層對媒體面的控制接口，包括Mn和Mp等RTPR

22、TCPl媒體面信令，傳輸各類媒體流HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 19IMS主要接口和參考點HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 20IMS主要接口接口接口位置與作用位置與作用基于的協(xié)議基于的協(xié)議GmGm 接口位于IMS 用戶終端與IMS 核心網(wǎng)P-CSCF之間，主要用于IMS用戶的注冊及會話控制。SIP 協(xié)議MwMw 接口位于不同的CSCF 之間，用于IMS 注冊及會話流程中CSCF之間的消息通訊及代理前轉(zhuǎn)。SIP 協(xié)議GqGq 接口位于P-CSC

23、F 與PDF 之間，P-CSCF 通過該接口向PDF通知當前會話與承載相關的信息，以便PDF執(zhí)行基于本地策略的QoS授權判決。Diameter 協(xié)議CxCx 接口用于I-CSCF/S-CSCF 與HSS之間的信息交互與傳輸，主要交互的信息包含：1、S-CSCF 選擇所需的必要信息。2、 CSCF 到HSS 的路由信息查詢。3、CSCF 從HSS 中獲取有關漫游授權的相關信息。4、CSCF 從HSS 下載IMS 用戶接入鑒權所需的安全參數(shù)。5、HSS 向CSCF 傳送IMS 會話過濾器簽約數(shù)據(jù)。Diameter 協(xié)議HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Conf

24、idential Page 21IMS主要接口接口接口位置與作用位置與作用基于的協(xié)議基于的協(xié)議ShSh接口位于AS和HSS之間交互用戶數(shù)據(jù)信息。Diameter 協(xié)議MjMj 接口位于BGCF 和MGCF 之間接口。主要功能是在IMS 網(wǎng)絡和PSTN/PLMN 網(wǎng)絡互通時，在BGCF和MGCF 之間傳遞會話控制信令。SIP 協(xié)議MmMm 接口位于CSCF 與其他IP 網(wǎng)絡之間。CSCF 通過該接口與其他IP 網(wǎng)絡進行互通。SIP 協(xié)議ISCISC 接口位于S-CSCF 與AS 之間。S-CSCF 依據(jù)從HSS 中獲得的IMS 簽約觸發(fā)準則，以及來自IMS 終端的SIP 業(yè)務請求進行業(yè)務觸發(fā)判斷

25、，并將會話向特定AS 服務器以完成增值業(yè)務邏輯的最終處理。與S-CSCF 互通的AS 類型包括：SIP AS，OSA 能力服務器，CAMEL（Customized Applications for MobileNetwork Enhanced Logic）/INAP（Intelligent NetworkApplication Protocol）窄帶智能業(yè)務服務器等。SIP 協(xié)議RfRf 接口位于CCF 與CSCF、BGCF 之間，實現(xiàn)會話相關離線計費功能。Diameter 協(xié)議HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 22IM

26、S的用戶碼號 Private User Identity-1 Private User Identity-2 Public User Identity-1 Public User Identity-2 Public User Identity-3 Service Profile-1 Service Profile-2 IMS用戶擁有兩種用戶標識：用戶擁有兩種用戶標識：私有標識 (IMPI：IM Private Identity)和公有標識 (IMPU：IM Public Identity)：一個私有標識對應一個物理終端，用于UE和網(wǎng)絡的雙向認證。公有標識則是該用戶對外可尋址的標識。采用的格式為

27、： SIP URI，例如：“Sip: ” Tel URI，例如：“Tel: +8613904710100”IMPU和IMPI之間為多對多的關系即存在一機多號和一號多機。 IMPU、IMPI、歸屬網(wǎng)絡域名稱等以SIP URI的形式出現(xiàn)，SIP URI遵從與電子郵件相同的格式，即“用戶名域名”。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 23IMSIMS中的網(wǎng)元碼號l網(wǎng)元碼號采用域名方式l網(wǎng)元碼號以”sip:”開頭，包括設備功能及歸屬域信息S-CSCF: sip: scscf(1.n).歸屬省名P-CSCF: sip: pcscf(1

28、.n).歸屬省名SBC:sip: sbc(1.n).地市區(qū)號.歸屬省名網(wǎng)元碼號用于IMS域內(nèi)的SIP信令路由，在路由過程中各網(wǎng)元可將自身域名信息填入SIP消息頭相關路由頭域。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 24公有業(yè)務標識PSIPSIlPSI用來表示由AS提供的業(yè)務，唯一的標識了一個業(yè)務，如由AS發(fā)起的業(yè)務采用PSI標識lPSI無需注冊，可靜態(tài)配置或者終端與AS動態(tài)協(xié)商生成l可通過EMUMDNS查詢，路由至該PSI所在的ASlPSI可以是SIP URI或者TEL URI，例如： MultiC用于標識北京IMS域內(nèi)一個多

29、媒體會議系統(tǒng)，用戶通過發(fā)起對此SIP URI的請求，即可接入該會議系統(tǒng)，進行多媒體會議 PSI與PSI也可以互通，比如用于兩個會議系統(tǒng)的對接等lCM-IMS網(wǎng)絡中使用的PSI主要用于彩鈴和視頻會議的平臺接入，預分配12535和12539接入碼實現(xiàn)IMR的語音交互HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 25第第1章章 IMS的網(wǎng)絡分層結構的網(wǎng)絡分層結構和和網(wǎng)元功能網(wǎng)元功能第第2章章 IMS網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議第第3章章 IMS注冊流程注冊流程第第4章章 IMS會話流程會話流程HUAWEI TECHNOLO

30、GIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 26IMSIMS入口點發(fā)現(xiàn)lSBC入口點發(fā)現(xiàn)兩種方式GPRS PDP上下文方式上下文方式DHCP+DNS方式方式目前采用目前采用DHCP+DNSDHCP+DNS的方式：的方式：在終端配置在終端配置SBCSBC的統(tǒng)一域名：的統(tǒng)一域名：，通過，通過CMNET DNSCMNET DNS根據(jù)用戶源根據(jù)用戶源IPIP地址解析到離用戶最近的地址解析到離用戶最近的SBCSBC。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 27IMSIMS用戶初始注冊多種鑒權方式lIMS

31、鑒權五元組認證方式：鑒權五元組認證方式： RAND AUTN* XRES* CK（-CKESP ） IK（ -IKESP ）應用場景：應用場景：需終端有SIMUSIMISIM卡l采用采用Username和和Password的認證形式的認證形式l應用場景：應用場景： 適用于無卡終端，如PC客戶端、SIP硬終端或IAD等接入設備，商用初期無卡用戶采用此方式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 28注冊過程中涉及的網(wǎng)元lCSCF：為呼叫會話控制單元，又分為P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。lHSS：為歸屬用戶服務器，存儲I

32、MS用戶的簽約數(shù)據(jù)以及無線用戶的鑒權五元組等lDNS：負責URI地址到IP地址的解析，在IMS網(wǎng)絡中負責將歸屬網(wǎng)絡（I-CSCF）的SIP URI轉(zhuǎn)換成歸屬網(wǎng)絡的IP地址。lAS(Application Server)：為IMS用戶提供增值業(yè)務。注冊是將UE的IP地址和IMPU的綁定關系存儲到到IMS系統(tǒng)中。注冊包括UE和網(wǎng)絡的雙向認證過程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 29IMSIMS路由機制ENUM/DNSENUM/DNSlENUM提供了將E.164號碼轉(zhuǎn)化為域名形式存在DNS數(shù)據(jù)庫中的方法lIMS網(wǎng)絡，采用Int

33、ernet IP DNS尋址路由方式，與交換網(wǎng)GT翻譯尋址方式不同，IMS網(wǎng)絡中沒有信令點（SP）的概念lIMS中SIP信令路由基于SIP URI，E.164 TEL URI無法在IMS域路由lENUM/DNS供CSCF查詢，轉(zhuǎn)換TEL URI為SIP URI，用于路由DNSTEL:+86-10-66006688;ENUM:8.8.6.6.0.0.6.6.0.1.6.8.e164arpa;DNS SIP URI:HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 30IMS用戶注冊流程Visited or Home NetworkHome

34、 NetworkSIPCxSIPCxShISC1IMS用戶發(fā)出注冊請求消息用戶發(fā)出注冊請求消息12P-CSCF通過通過DNS得到用戶歸屬網(wǎng)的得到用戶歸屬網(wǎng)的I-CSCF23P-CSCF把注冊消息轉(zhuǎn)到把注冊消息轉(zhuǎn)到I-CSCF34I-CSCF查詢查詢HSS，為用戶選擇一個，為用戶選擇一個S-CSCF 45I-CSCF將消息轉(zhuǎn)到將消息轉(zhuǎn)到S-CSCF566S-CSCF從從HSS得到用戶的認證信息得到用戶的認證信息S-CSCF通知用戶重新認證通知用戶重新認證7788用戶重新發(fā)起注冊（用戶重新發(fā)起注冊（15步）步）9認證通過，認證通過，S-CSCF通知通知HSS910S-CSCF從從HSS下載用戶數(shù)據(jù)

35、和下載用戶數(shù)據(jù)和iFC1011S-CSCF通知通知AS進行第三方注冊進行第三方注冊1112AS從從HSS得到用戶數(shù)據(jù)（可選）得到用戶數(shù)據(jù)（可選）1213P-CSCF向向S-CSCF訂閱注冊事件通知訂閱注冊事件通知1314用戶向用戶向S-CSCF訂閱注冊事件通知訂閱注冊事件通知14HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 31SIP用戶注冊流程用戶注冊流程Caller UEP-CSCFI-CSCFS-CSCFHSS8. Cx-Authentication Resp1. REGISTER3. REGISTER7. Cx-Authen

36、tication9. 401 UnauthorizedDNS2.2.DNS Query Resp2.1.DNS Query4. Cx-Query5. Cx-Query Resp6. REGISTER10. 401 Unauthorized11. 401 Unauthorized12. REGISTER14. DNS Query Resp13. DNS Query20. Cx-Put Resp15. REGISTER19. Cx-Put23. 200 OK16. Cx-Query17. Cx-Query Resp18. REGISTER22. Cx-Pull Resp21. Cx-PullAS2

37、6. REGISTER24. 200 OK25. 200 OK27. 200 OKH Ho om me e N Ne et tw wo or rk kHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 32注冊過程發(fā)起第一次注冊請求UE所攜帶的參數(shù)：lUE的IP地址：PS域通過PDP上下文激活中分配得到，用于注冊時與IMPU綁定。lIMPU：從UICC（通用集成電路卡）的ISIM（IP多媒體服務身份模塊）中得到，用于注冊時與UE的IP地址綁定。lIMPI：從UICC（通用集成電路卡）的ISIM（IP多媒體服務身份模塊）中得到，用于認證。l

38、P-CSCF的IP地址： PS域通過PDP上下文激活中分配得到，用于注冊過程中發(fā)現(xiàn)P-CSCF。l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的對應關系，用于P-CSCF找到I-CSCF。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 33注冊過程發(fā)起第一次注冊響應中的鑒權參數(shù)：l從HSS中獲得的鑒權參數(shù)有IK，CK，AUTN，RAND，XRES。lS-CSCF保留XRES用于對網(wǎng)絡的手機的認證，并將IK，CK，AUTN，RAN

39、D發(fā)往I-CSCF。lI-CSCF將IK，CK，AUTN，RAND轉(zhuǎn)發(fā)給P-CSCF。lP-CSCF保存IK，CK用于UE和P-CSCF之間的IPSEC，并將AUTN，RAND發(fā)送給UE。lUE校驗AUTN，成功后手機對網(wǎng)絡校驗成功。并通過RAND和共享密鑰計算RES，將在第二次注冊請求時發(fā)出，并與保存在S-CSCF中的XRES對比，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡對手機的校驗。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 34第第1章章 IMS的網(wǎng)絡分層結構的網(wǎng)絡分層結構和和網(wǎng)元功能網(wǎng)元功能第第2章章 IMS網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)議網(wǎng)絡中涉及的接口和協(xié)

40、議第第3章章 IMS注冊流程注冊流程第第4章章 IMS會話流程會話流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 35SIP相關協(xié)議l會話初始協(xié)議SIP（Session Initiation Protocol）：是一個在IP網(wǎng)絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，它被用來創(chuàng)建、修改、和終結一個或多個參加者參加的會話進程，與SDP、RTP/RTCP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協(xié)商。l會話描述協(xié)議SDP（Session Description Protocol）協(xié)議為應用層的控制協(xié)議,由于會話建立過程中的媒體協(xié)商

41、。lRTP/RTCP：都為應用層的承載面協(xié)議，會話建立后，RTP協(xié)議保證媒體流的實時傳輸。RTCP協(xié)議對實時傳輸?shù)拿襟w流進行監(jiān)控。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 36l對話：是兩個UE之間為建立、更改和釋放媒體會話所需要建立的信令關系，對話起始于INVITE請求，并終止于BYE請求的200（OK）響應。l會話：描述了兩個用戶之間的媒體連接。l會話流程：實現(xiàn)主叫UE和被叫UE之間的多媒體會話。l會話流程中包括媒體的協(xié)商過程（包括媒體類型和編碼方式的協(xié)商）和雙方的資源預留過程。會話流程概念HUAWEI TECHNOLOGI

42、ES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 37IMSIMS路由頭域lService Route：S-CSCF在對用戶注冊的200 ok響應中帶給用戶自己的地址lPath：P-CSCF在注冊消息中設置，用于S-CSCF的返回信息路由到P-CSCFlContact：主被叫用戶的真實地址信息lRoute：標明了路由途經(jīng)的各個網(wǎng)元地址，每個網(wǎng)元將SIP信令里Route列表頂端自身地址刪掉，再進行下一跳路由lVia：標明了響應消息回送的路徑，網(wǎng)元在路由至下一跳前填入lRecord Route：標明了后續(xù)路由路徑，網(wǎng)元若希望后續(xù)路由經(jīng)過自己，就填入自身地址在Record R

43、oute列表頂端l網(wǎng)元吃掉Route里自身地址，再將自身地址填入Via和Record Route操作，保證了IMS正反向路由的正確INVITE sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP scscf2.home2.hu;branch=cscth7Via:SIP/2.0/UDP icscf2.home1.fr;branch=geagi3Via:SIP/2.0/UDP scscf1.home1.fr;branch=agega1Via:SIP/2.0/UDP pcscf1.visited1.fr;branch=9pctb Via:SIP/2.0/UDP55

44、55:1:2:3:4;branch=8uetb Record-Route: Record-Route: Record-Route: Route: Max-Forwards:66 From:;tag=veli To: sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0 Call-Id:sdgweituoweruoiweur HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 38IMS中的業(yè)務觸發(fā)l IMS中業(yè)務觸發(fā)基于簽約數(shù)據(jù)中的iFC檢測：iFC( Initial Filter Criteria)：是存儲在HSS的用戶簽約數(shù)據(jù)中的

45、一部分，在用戶注冊時下載到為用戶分配的S-CSCF ；iFC按照不同優(yōu)先級定義了業(yè)務觸發(fā)的條件和目的AS，S-CSCF在處理用戶業(yè)務請求時進行iFC匹配檢測，符合觸發(fā)條件則向指定的AS觸發(fā)，使得AS可以對該次業(yè)務按照AS內(nèi)既定的業(yè)務邏輯進行控制； AS1AS1AS2AS2主叫主叫被叫被叫ASnASn觸發(fā)條觸發(fā)條件檢測件檢測檢測檢測結束結束S-CSCFS-CSCF觸發(fā)條件1觸發(fā)條件2觸發(fā)條件niFC觸發(fā)鏈表iFC觸發(fā)鏈表HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 39lP-CSCF：主叫側：主叫UE的IMS初步入口點；被叫側通過被叫

46、P-CSCF將消息轉(zhuǎn)發(fā)給被叫UE。lS-CSCF：主叫被叫側都用到，均完成本側的呼叫會話控制。lI-CSCF：只有被叫側用到，被叫網(wǎng)絡的初步入口點。lAS：IMS的服務提供通過應用服務器實現(xiàn)，主叫被叫都用到。lDNS：主叫S-CSCF將被叫公共用戶身份發(fā)送至DNS，通過DNS解析公共用戶身份的宿主部分獲得被叫側I-CSCF的地址。lHSS：只有被叫側用到，I-CSCF通過在HSS中查詢獲得被叫使用的S-CSCF。會話流程涉及的網(wǎng)元HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 40UEAP-CSCFI-CSCFASHSSS-CSCFS

47、-CSCFP-CSCFUEBASDNSINVITE請求UE所能提供的信息： l主叫的公共用戶身份被叫的公共用戶身份（從電話本中選?。㏄-CSCF的IP地址（通過P-CSCF發(fā)現(xiàn)過程獲得）S-CSCF的IP地址（注冊過程中發(fā)現(xiàn)）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 41呼叫流程的請求消息路由問題 l主叫UE到P-CSCF：通過P-CSCF發(fā)現(xiàn)，UE獲得P-CSCF的地址，從而可以路由到P-CSCF。l主叫P-CSCF到主叫S-CSCF：通過注冊流程，UE和P-CSCF均獲得S-CSCF的地址l主叫S-CSCF到被叫I-CSCF

48、：通過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I-CSCF的地址。呼叫過程路由問題（一）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 42呼叫流程請求消息的路由問題 l被叫I-CSCF到被叫S-CSCF：I-CSCF作為被叫歸屬網(wǎng)絡的入口，向本地HSS查詢并獲得在注冊過程中為被叫選擇的S-CSCF。l被叫S-CSCF到被叫P-CSCF：被叫S-CSCF在被叫注冊過程中得知被叫P-CSCF的地址。注意被叫S-CSCF作為登記員，將被叫UE的SIP URI

49、轉(zhuǎn)換成聯(lián)系地址。l被叫P-CSCF到被叫UE：通過被叫UE的聯(lián)系地址，將消息發(fā)往被叫UE。呼叫過程路由問題（二）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 43同一IMS域內(nèi)基本會話流程SIPSIPDiameter用戶發(fā)起會話請求，消息到達用戶發(fā)起會話請求，消息到達S-CSCF11S-CSCF從從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）下載用戶數(shù)據(jù)（可選） 2233S-CSCF觸發(fā)業(yè)務，觸發(fā)業(yè)務，AS進行業(yè)務邏輯控制進行業(yè)務邏輯控制S-CSCF通過通過DNS得到被叫所在得到被叫所在IMS域的域的I-CSCF44I-CSCF通過通過HSS查詢得到

50、被叫用戶注冊的查詢得到被叫用戶注冊的S-CSCF55S-CSCF從從HSS得到被叫用戶的用戶數(shù)據(jù)得到被叫用戶的用戶數(shù)據(jù) 6677S-CSCF觸發(fā)業(yè)務，觸發(fā)業(yè)務，AS進行業(yè)務邏輯控制進行業(yè)務邏輯控制RTP StreamRTP Stream會話請求被路由到被叫用戶會話請求被路由到被叫用戶88雙方進行資源協(xié)商和預留雙方進行資源協(xié)商和預留99對被叫振鈴對被叫振鈴1010被叫用戶應答，會話建立被叫用戶應答，會話建立1111HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 44不同IMS域之間的基本會話流程ControlBearerSIPSIPDi

51、ameterSIPSIPDiameterDiameter用戶發(fā)起會話請求，消息到達用戶發(fā)起會話請求，消息到達S-CSCF11S-CSCF從從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）下載用戶數(shù)據(jù)（可選）2233S-CSCF觸發(fā)業(yè)務，觸發(fā)業(yè)務，AS進行業(yè)務邏輯控制進行業(yè)務邏輯控制S-CSCF通過通過DNS得到被叫所在得到被叫所在IMS域的域的I-CSCF44I-CSCF通過通過HSS查詢得到被叫用戶注冊的查詢得到被叫用戶注冊的S-CSCF55S-CSCF從從HSS得到被叫用戶的用戶數(shù)據(jù)得到被叫用戶的用戶數(shù)據(jù)6677S-CSCF觸發(fā)業(yè)務，觸發(fā)業(yè)務，AS進行業(yè)務邏輯控制進行業(yè)務邏輯控制會話請求被路由到被叫用戶會話請

52、求被路由到被叫用戶88雙方進行資源協(xié)商和預留雙方進行資源協(xié)商和預留99RTP Stream對被叫振鈴對被叫振鈴1010被叫用戶應答，會話建立被叫用戶應答，會話建立1111HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 45IMS用戶呼叫異網(wǎng)用戶路由SCSCF-OPCSCF-OMGCF-OGMSCUEEnum12345678AS-OHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 46現(xiàn)網(wǎng)用戶呼叫IMS用戶路由HSSICSCFAS-TMGCF-TSCSCF-TPCSCF-TGMS

53、CUE123456789HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 47 UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE 1.INVITE（SDP提供提供1） 3. 2. 100 Trying 會話流程會話流程INVITE4.100 Trying5.INVITE6.100 Trying7.INVITE8.100 Trying9.INVITE 10. INVITE11.100 Trying12.100 Trying 13. INVITE 14.100 Trying 15. INVITE

54、16. 100 Trying 17. INVITE 18.100 Trying 19.INVITE 20.183 會話進行中會話進行中 SDP應答應答1 21. 183 會話進行中會話進行中 22. 183 會話進行中會話進行中 23. 183 會話進行中會話進行中 24.183 會話進行中會話進行中 25. 183 會話進行中會話進行中 26. 183 會話進行中會話進行中 27. 183 會話進行中會話進行中28.PRACK(SDP提供提供2) 29. PRACK 30.PRACK 31. PRACK 32.PRACK 33.PRACK 34.PRACK 35. PRACK 36. PRA

55、CK資源預留資源預留 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 OKHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 48 UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE 會話流程會話流程1.UPDATE(第三個SDP提供) 2. UPDATE 3.UPDATE 4. UPDATE 5.UPDATE 6.UPDATE 7.UPDATE 8.UPDATE 9

56、.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 (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.

57、 PRACK 34.PRACK 35. PRACK 36. PRACK 37. PRACKHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 49 UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE 會話流程會話流程 1.200(OK) 2.200(OK) 3. 200(OK) 4.200(OK) 5.200(OK) 6.200(OK) 7.200(OK) 8.200(OK) 9.200(OK) 10.200(OK) 11.200(OK) 12.200(OK) 13.200(OK) 14.200(

58、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.ACKHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 50會話流程與SIP消息 UE發(fā)出的初始會話請求:INVITE sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0 Via:SIP/2.0/UDP5555:1:2:3:4;BRANCH=8uetb Route: Route: Ma

59、x-Forwards:70 From:;tag=veli To: sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0 Call-Id:sdgweituoweruoiweur Cseq:12 INVITE Contact: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 51會話流程與SIP消息 P-CSCF發(fā)出的初始會話請求:INVITE sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP pcscf1.visited1.fr;branch=9pctb Via:SIP/2.0/UDP5555:

60、1:2:3:4;branch=8uetb Record-Route: Route: Max-Forwards:69 From:;tag=veli To: sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0 Call-Id:sdgweituoweruoiweur Cseq:12 INVITE Contact: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 52會話流程與SIP消息 S-CSCF發(fā)出的初始會話請求:INVITE sip:zhangjiehome2.hu SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP scscf1.h