上海電信IMS試點

基本注冊呼叫信令流程目錄IMS會話及相關流程32IMS注冊及相關流程1IMS中相關協(xié)議簡介1目錄SIP協(xié)議消息格式21SIP相關協(xié)議1IMS中相關協(xié)議簡介SIP消息主要頭域32SIP相關協(xié)議介紹會話初始協(xié)議SIP（SessionInitiationProtocol）：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(jié)一個或多個參加者參加的會話進程，與SDP、RTP/RTCP、RTSP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協(xié)商。會話描述協(xié)議SDP（SessionDescriptionProtocol）協(xié)議為應用層的控制協(xié)議,用于SIP會話建立過程中的媒體協(xié)商過程。RTP/RTCP：都為應用層的承載面協(xié)議，SIP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。3目錄SIP協(xié)議消息格式21SIP相關協(xié)議1IMS中相關協(xié)議簡介SIP消息主要頭域34SIP協(xié)議消息的分類SIP消息采用文本方式編碼，分為兩類：請求消息和響應消息。請求消息和響應消息都包括SIP頭字段和SIP消息字段。請求消息和響應消息在形式上的區(qū)別僅在消息的第一行，請求的第一行為請求行，響應的第一行為狀態(tài)行。5SIP請求消息請求消息：客戶端為了激活按特定操作而發(fā)給服務器的SIP消息。RFC3261定義了六個基本方法，包括INVITE，ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER。后續(xù)RFC擴展了其他的請求方法，如UPDATA，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY，MESSAGE，PRACK，REFER。請求消息消息含義INVITE發(fā)起會話請求，邀請用戶加入一個會話，會話描述含于消息體中ACK證實已收到對于INVITE請求的最終響應。該消息僅和INVITE消息配套使用BYE結(jié)束會話CANCEL取消尚未完成的請求，對于已完成的請求（即已收到最終響應的請求）則沒有影響REGISTER用于在IMS中注冊，完成地址綁定OPTIONS查詢對端能力或狀態(tài)6SIP響應消息響應消息：用于對請求消息進行響應，指示呼叫的成功或失敗狀態(tài)。不同類的響應消息由狀態(tài)碼來區(qū)分。狀態(tài)碼包含三位整數(shù)，狀態(tài)碼的第一位用于定義響應類型，另外兩位用于進一步對響應進行更加詳細的說明序號狀態(tài)碼消息功能1xx臨時響應表示已經(jīng)接收到請求消息，正在進行處理2xx成功響應表示請求已經(jīng)被成功接受、處理3xx重定向響應指引呼叫者重新定向另外一個地址4xx客戶端出錯表示請求消息中包含語法錯誤或者SIP服務器不能完成對該請求消息的處理5xx服務器端出錯表示服務器故障不能完成對消息的處理6xx全局錯誤表示請求不能在任何SIP服務器上實現(xiàn)7SIP請求中的首行請求中的首行格式包括方法、請求的URI、協(xié)議版本。例如：

INVITEsip:bob.smith@SIP/2.0REGISTERsip:home1.frSIP/2.0響應中的首行格式包括版本、狀態(tài)碼以及原因短語。例如：SIP/2.0100TryingSIP/2.0183SessioninProgressSIP/2.0200OK8目錄SIP協(xié)議消息格式21SIP相關協(xié)議1IMS中相關協(xié)議簡介SIP消息主要頭域39SIP消息息中的的頭域域From：：標識識請求求的發(fā)發(fā)起者者如From:<sip:tobias@home1.fr>;tag=pohiaTo：：指定定請求求的接接收者者或用用戶需需要注注冊的的地址址，TAG標簽簽用來來區(qū)分分不同同被叫叫建立立的會會話。。如To:<sip:tobias@home1.fr>;tag=acgtMax-Forwards：：消息息的剩剩余跳跳數(shù)如Max-Forwards：：7010Call-ID：標標識一一個對對話，，一個個對話話包括括對話話的建建立、、修改改結(jié)束束。如:Call-Id:apb03sdfksjgs94r5，，注意區(qū)區(qū)分大大小寫寫。CSeq：：用于于對話話內(nèi)事事務的的排序序，相相同事事務的的CSeq相同同，如如會話話的建建立過過程中中，主主叫方方發(fā)送送INVITE請求求的事事務與與PRACK請請求的的事務務的CSeq不不相同同。如：Cseq:1INVITEVia：用以指指示請請求消消息歷歷經(jīng)的的路徑徑，它它可以以防止止請求求消息息傳送送產(chǎn)生生環(huán)路路，并并確保保響應應和請請求消消息選選擇同同樣的的路徑徑。如:Via：SIP/2.0/UDP2;branch=0uetbSIP消息息中的的頭域域11Contact：消消息發(fā)發(fā)送者者的聯(lián)聯(lián)系地地址，，可以以有expires參數(shù)數(shù)，表表明明注冊冊有效效期如：Contact:<sip:2>expires=6000Route:對對請求消消息進行行路由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。如：Route:sip:2;lrRecord-Route:為一個個會話的的后續(xù)請請求記錄錄Route消消息頭的的條目,用于會會話流程程，對后后續(xù)會話話流程進進行路由由轉(zhuǎn)發(fā)。。如：Record-Route:<sip:pcscf1.home1.fr>;lrSIP消消息中的的頭域12理解Route和Record-Route消息息頭（會會話流程程）UEP-CSCFS-CSCF（1）INVITE（（根據(jù)頂頂端Route消息頭頭，將請請求消息息發(fā)網(wǎng)ＰＰ，加入入Via頭）(４)183(根據(jù)ＶＶia消消息頭找找到UE，將Record-Route消消息頭中中帶回)(５)PRACK(將將Record-Route消息頭頭顛倒順序，變變換成Route消息息頭，后后續(xù)請求求路由根據(jù)據(jù)一系列列的Route消息頭頭路由)（2）INVITE（（刪除頂頂端Route消息頭，并根根據(jù)頂端端Route消消息頭，，將請求求消息發(fā)往往S。加加入Via頭，，Record-Route）(3)183(根據(jù)最最頂端Via頭頭找到ＰＰ,將將Record-Route消消息頭中中帶回)（6）PRACK13Service-Route:由S-CSCF設設置，在在REGISTER請請求的200（（OK））響應中中將S-CSCF的IP地址址通過該該消息頭頭返回給給P-CSCF，在后后續(xù)的會會話過程程中，P-CSCF通過該該消息頭頭找到S-CSCF。。如：Service-Route:<sip:SCSCF1.home.fr>;lrPath:由P-CSCF設設置，在在REGISTER請請求中，，將P-CSCF的IP地址址通過該該消息頭頭發(fā)往S-CSCF，，S-CSCF在后續(xù)續(xù)的會話話過程中中通過該該消息頭頭找到P-CSCF。。如：Path:<SIP:PCSCF1.Home1.fr>;lrSIP消消息中的的頭域14理解PATH和和Service-Route消息息頭（注注冊過程程）UEP-CSCFI-CSCFS-CSCFREGISTERREGISTER(將P的的SIPURI加入入到PATH消消息頭中，并并發(fā)送)REGISTER（將PATH消消息頭發(fā)發(fā)往S,S保存存該消息頭頭）200(OK)將Ｓ的SIPURI加入到到Service-Route消息息頭并發(fā)發(fā)送）200(OK)Ｐ保存Service-Route消息頭頭200(OK)UE保存存Service-Route消息息頭，用于于會話15目錄錄IMS會會話及相相關流程程32IMS注注冊及相相關流程程1IMS中相關協(xié)議簡介16目錄錄IMS注冊及相關流程2SCSCF分配2注冊流程31PCSCF的發(fā)現(xiàn)過程17P-CSCF發(fā)發(fā)現(xiàn)過程程為了和IMS網(wǎng)網(wǎng)絡通信信，UE必須知知道P-CSCF的至至少一個個IP地地址，UE查找找P-CSCFIP地址的的過程為為CSCF發(fā)現(xiàn)現(xiàn)過程三種機制制：GPRS方式由GPRS提供供P－CSCF發(fā)現(xiàn)的的能力DHCP/DNS方式式在終端上上配置P-CSCF的的統(tǒng)一域域名，由由終端通通過DNSSRV/A查詢詢獲得P-CSCF地地址，此此時需要要DNS能夠根根據(jù)終端端的DNS請求求的源IP地址址返回不不同的P-CSCF；；靜態(tài)配置置在UE中18P-CSCF發(fā)發(fā)現(xiàn)過程程IP網(wǎng)絡PDSNPDSN其他接入入方式PDP上下下文激活過程程DHCPquery/responseDHCPrelayDNSquery/response分配終端的IP地址和P-CSCF地址DNSserverDHCPserver19目錄錄IMS注冊及相關流程2PCSCF的發(fā)現(xiàn)過程1注冊流程32SCSCF分配20S-CSCF分配當一個用戶注注冊到網(wǎng)絡中中要接入IMS業(yè)務時，，I-CSCF就分配一一個S-CSCF給UEI-CSCF與HSS通通過Cx接口口進行通訊，，從而得到選選擇S-CSCF時所需需要的信息當HSS返回回一個S-CSCF的域域名時，I-CSCF使使用HSS返返回的S-CSCF的域域名去查找S-CSCF的IP地址址當HSS返回回一個S-CSCF的能能力集時，I-CSCF根據(jù)接收到到的每個S-CSCF的的能力集進行行某種選擇算算法，選擇一一個合適的S-CSCF.21S-CSCF分配I-CSCF根據(jù)從HSS接收到的的每個S-CSCF的能能力選擇一個個合適的S-CSCF能力集中各能能力的含義由由運營商定義義。能力名稱ID緊急呼叫1SIP增強能力12SIP增強能力23……I-CSCFP-CSCFS-CSCF3S-CSCF2S-CSCF1User1的的注冊信息息:必選能力：：1,2,3,4可選能力：：5，6能力集：1,2,3,4,5能力集：1,2,3能力集：3,4,5ICSCF中中配置有每個個SCSCF的能力集HSSUser122目錄錄IMS注冊及相關流程2PCSCF的發(fā)現(xiàn)過程1SCSCF分配23注冊流程23注冊流程相關關概念為什么要注冊冊用戶使用IMPU（SIPURI）通信建立用戶當前前的IP與其其IMPU的的對應關系掌握用戶當前前的位置信息息及業(yè)務能力力注冊過程的鑒鑒權(quán)與認證保保證了網(wǎng)絡的的安全性歸屬域和漫游游域歸屬域：就是是用戶的簽約約數(shù)據(jù)所在的的運營商。漫游域：就是是從歸屬域之之外的其他運運營商接入，，這個其他運運營商統(tǒng)稱為為漫游域。IMS網(wǎng)絡中中，用戶無論論在歸屬域還還是漫游域，，其注冊流程程是相同的24注冊流程相關關概念－鑒權(quán)權(quán)鑒權(quán)鑒權(quán)，即認證證，是識別某某實體或用戶戶的身份，并并確保該實體體或用戶為合合法用戶身份份的方法。歸屬網(wǎng)絡通過過用戶初始注注冊過程對用用戶進行鑒權(quán)權(quán)。當用戶終端發(fā)發(fā)起初始注冊冊時，S-CSCF根據(jù)據(jù)REGISTER消息息中攜帶的頭頭域以及用戶戶在HSS上上開戶時選擇擇的鑒權(quán)方式式對終端進行行鑒權(quán)。目前固定終終端使用HTTPDigest鑒權(quán)權(quán)方式，也也即使用用用戶名和密密碼進行鑒鑒權(quán)。注冊過過程的的鑒權(quán)權(quán)與認認證保保證了了網(wǎng)絡絡的安安全性性。25注冊流流程相相關概概念－－業(yè)務務簽約約業(yè)務簽簽約數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務簽簽約數(shù)數(shù)據(jù)（（ServiceProfile））是業(yè)業(yè)務和和用戶戶相關關數(shù)據(jù)據(jù)的一一個集集合可選項項目包包括計計費地地址設設置、、閉鎖鎖設置置、注注冊權(quán)權(quán)限設設置、、漫游游權(quán)限限設置置、簽簽約媒媒體ID、、初始始過濾濾準則則iFC（（InitialFilterCriteria））等。。其中的的iFC將將指示示SCSCF進進行業(yè)業(yè)務的的觸發(fā)發(fā)（僅僅用于于觸發(fā)發(fā)AS，具具體業(yè)業(yè)務由由AS實現(xiàn)現(xiàn)）開戶時時在HSS中配配置并并儲存存，注注冊成成功后后下發(fā)發(fā)到SCSCF。iFC1ServiceProfileiFC2iFC3閉鎖設設置注冊設設置漫游設設置該用戶戶向哪哪個（（些））AS注冊冊該用戶戶做主主叫時時觸發(fā)發(fā)哪個個（些些）AS該用戶戶做被被叫時時觸發(fā)發(fā)哪個個（些些）AS。。。。iFCn26注冊涉涉及的的基本本概念念－隱隱式注注冊、、第三三方注注冊隱式注注冊（（IRS－－ImplicitRegistrationSet））當一個個IMPI關聯(lián)聯(lián)多個個IMPU，且且多個個IMPU處于于相同同的隱隱式注注冊集集中時時，允允許通通過其其中的的一個個IMPU的一一次IMS注冊冊完成成隱式式注冊冊集中中其他他所有有IMPU的注注冊，，這被被稱為為隱式式注冊冊。在S-CSCF進行行呼叫控制制時需要用用到缺省IMPU，，HSS向向S-CSCF下發(fā)發(fā)用戶簽約約數(shù)據(jù)時，，會將IRS中的缺缺省IMPU發(fā)給S-CSCF。第三方注冊冊(Third-PartyResgister)如果用戶已已簽約IMS業(yè)務，，則用戶成成功注冊后后，S-CSCF要要檢查所下下載的初始始過濾準則則iFC，，并觸發(fā)去去往為用戶戶服務的AS的路由由，通知AS用戶已已經(jīng)注冊并并且可到達達。27歸屬和拜訪訪網(wǎng)絡中的的初次注冊冊請求歸屬網(wǎng)絡⑷⑸Authenticationset⑹401S-CSCFHSS⑶S-CSCFassignment⑴Register⑵Register⑺401⑻401P-CSCFI-CSCF歸屬網(wǎng)絡⑷⑸Authenticationset⑹200OKS-CSCFHSS⑶S-CSCFassignment⑴Register⑵Register⑺200OK⑻200OKP-CSCFI-CSCF拜訪網(wǎng)絡28IMS用戶注注冊過程注冊步驟2－－二次注冊鑒鑒權(quán)⑼Register⑽Register⑿⒀獲取用戶數(shù)據(jù)⒁200OK⒂200OK⒃200OKS-CSCF-AHSS-AI-CSCF-AP-CSCF-AI-CSCF-A⑾分配S-CSCFUE注冊步驟1－－初始注冊消消息⑴Register⑵Register⑷⑸鑒權(quán)數(shù)據(jù)⑹401⑺401⑻401S-CSCF-AHSS-AI-CSCF-AP-CSCF-AI-CSCF-A⑶分配S-CSCFUE29注冊信令流程程初始注冊請求求鑒權(quán)參數(shù)返回回給終端S-CSCF分配下載鑒權(quán)向量量集合S-CSCF分配下載用戶簽約約檔案（iFCetc..)鑒權(quán)信息第三方注冊30注冊過程中各各網(wǎng)元功能注冊過程中各各主要網(wǎng)元的的功能見下表表網(wǎng)元功能PCSCF－》檢查IMPI、IMPU和歸屬域－》根據(jù)歸屬域查詢DNS獲取ICSCF的地址并轉(zhuǎn)發(fā)促使注冊請求ICSCF－》查詢HSS進行SCSCF的選擇并指定SCSCF－》向SCSCF轉(zhuǎn)發(fā)注冊請求SCSCF－》從HSS下載鑒權(quán)數(shù)據(jù)，對終端進行鑒權(quán)－》鑒權(quán)成功后從HSS下載用戶的業(yè)務簽約數(shù)據(jù)（ServiceProfile）－》根據(jù)iFC進行第三方鑒權(quán)HSS－》與ICSCF交互確定SCSCF－》下發(fā)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和用戶業(yè)務簽約數(shù)據(jù)，記錄用戶注冊狀態(tài)31注冊過程中各各網(wǎng)元保存的的信息網(wǎng)元注冊前注冊中注冊后終端IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鑒權(quán)密碼IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鑒權(quán)密碼IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鑒權(quán)密碼P－CSCFDNS地址ICSCF地址，UEIP地址，IMPI，IMPUSCSCF地址，UEIP地址,IMPI，IMPUI-CSCFHSS地址S-CSCF地址(臨時)無信息保存S-CSCFHSS地址HSS地址UserprofilePCSCF地址PCSCFNetworkIDUEIP地址，IMPI，IMPUHSS地址UserprofilePCSCF地址PCSCFNetworkIDUEIP地址，IMPI，IMPUHSS用戶ServiceProfilePCSCFNetworkIDS-CSCFIP地址32注銷流程注銷流程包括括用戶發(fā)起的注注銷網(wǎng)絡側(cè)發(fā)起的的注銷注冊定時器超超時前，HSS發(fā)起的IMSSIP用戶注銷銷注冊定時器超超時前，AS發(fā)起的IMSSIP用戶注銷注冊定時器超超時，網(wǎng)絡側(cè)側(cè)發(fā)起的注銷銷33注銷例子－用用戶主動注銷銷34注銷例子－－S-CSCF進行行網(wǎng)絡注銷S-CSCF安全下電用戶欠費終端注冊定時器超時可能原因35目錄錄IMS會話及及相關流程32IMS注冊冊及相相關流流程1IMS中相關協(xié)議簡介36IMS會話話相關關網(wǎng)元元功能能網(wǎng)元主要功能P-CSCF主叫側(cè)：主叫UE的IMS初步入口點；被叫側(cè)：通過被叫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)的呼叫會話控制I-CSCF只有被叫側(cè)用到，被叫網(wǎng)絡的初步入口點ASIMS的服務提供通過應用服務器實現(xiàn)，主叫被叫都用到DNS/ENUM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(cè)I-CSCF的地址HSS只有被叫側(cè)用到，I-CSCF通過在HSS中查詢獲得被叫使用的S-CSCF37IMS會話話流程程包含含的子子流程程會話流流程中中涉及及的過過程：：會話建建立流流程會話釋釋放流流程媒體的的協(xié)商商過程程（包包括媒媒體類類型和和編碼碼方式式的協(xié)協(xié)商））應用服服務的的會話話過程程會話流流程通通過AS服服務器器進行行相應應業(yè)務務的處處理38IMS會話話流程程的內(nèi)內(nèi)部階階段會話的的建立立過程程包括括－發(fā)發(fā)起過過程、、終結(jié)結(jié)過程程、SS過過程MO過過程（（發(fā)起起過程程）：：就是是從主主叫終終端到到主叫叫所在在的S-CSCF/AS的呼呼叫過過程。。MT過過程（（終結(jié)結(jié)過程程）：：就是是被叫叫終端端所在在的I-CSCF/S-CSCF/AS到到被叫叫UE的呼呼叫過過程。。SS過過程程：：就就是是從從主主叫叫S-CSCF/AS到到被被叫叫S-CSCF/AS的的過過程程。。39IMS會會話流程程的基本本模型S-CSCFI-CSCFP-CSCFP-CSCFS-CSCF主叫部分分被叫部分分1.request2.request3.request4.request5.request6.request信令媒體mediaHSSMOSSMT40InviteIMS用用戶之間間的基本本會話建建立過程程主叫側(cè)被叫側(cè)InviteInviteInviteInviteInvite180180180180180180mediaS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-BHSS-BS-CSCF-BP-CSCF-BDNS/ENUM41業(yè)務觸發(fā)發(fā)的處理理Invite5180180180180meidaS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-BHSS-BS-CSCF-BP-CSCF-BInvite1Invite2Invite9Invite10AS-AAS-B180主叫側(cè)被叫側(cè)Invite3Invite7Invite4Invite8Invite6DNS/ENUM42IMS用用戶呼叫叫PSTN用戶戶IMS主主叫InviteInviteInviteMediacontrolS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AUMGI-CSCF-ABGCFMGCFPSTNPSTN被叫叫IAMInviteENUMQueryTelFail43PSTN用戶呼呼叫IMS用戶戶InviteI-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AUMGS-CSCF-AMGCFPSTNPSTN被叫叫IAMInviteInviteInviteIMS主主叫44會話建立立過程中中的路由由MO過程程（移動動發(fā)起過過程）主叫UE到P-CSCF：通過P-CSCF發(fā)發(fā)現(xiàn)，，UE獲得得P-CSCF的地地址，，從而而可以以路由由到P-CSCF。。主叫P-CSCF到到主叫叫S-CSCF：通過注注冊流流程，，UE和P-CSCF均均獲得得S-CSCF的地地址SS過過程主叫S-CSCF到到被叫叫I-CSCF：通過DNS解析析被叫叫的公公共用用戶身身份的的宿主主部分分（域域名）），主主叫S-CSCF收收到DNS返回回的一一個I-CSCF的的地址址45會話建立過程程中的路由（（2）MT過程（移移動終結(jié)過程程）被叫I-CSCF到被叫叫S-CSCF：I-CSCF作為被叫歸歸屬網(wǎng)絡的入入口，向本地地HSS查詢詢并獲得在注注冊過程中為為被叫選擇的的S-CSCF。被叫S-CSCF到被叫叫P-CSCF：被叫S-CSCF在被叫叫注冊過程中中得知被叫P-CSCF的地址。注注意被叫S-CSCF作作為登記員，，將被叫UE的SIPURI轉(zhuǎn)換換成聯(lián)系地址址。被叫P-CSCF到被叫叫UE：通過被叫UE的聯(lián)系地址址，將消息發(fā)發(fā)網(wǎng)被叫UE46IMS用戶的的會話信令流流程UEAPCSCF1SCSCF1INVITE(SDPA)PRACK200OK(PRACK)AS1ICSCF2180RingingHSS2AS2SCSCF2PCSCF2UEBINVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)IN