1、1,內(nèi)容介紹,IMS主要網(wǎng)元及功能SIP協(xié)議介紹IMS注冊及相關流程IMS會話及相關流程,2,Sipteltel:+8625XXXXXXsip:+8625XXXXXImpu用戶共有標識Impi用戶私有標識,3,主要網(wǎng)元及功能,CSCF：CallSessionControlFunctionCSCF按其位置和功能又可分為P/S/I三種類型：其中：P-CSCF(ProxyCSCF)：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(ServingCSCF)：S-CSCF

2、在IMS核心網(wǎng)中處于核心的控制地位，負責對UE的注冊鑒權(quán)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(InterrogatingCSCF)：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；I-CSCF是歸屬IMS網(wǎng)絡的統(tǒng)一的初步入口點。P/S/I-CSCF在物理實體上完全可以是合一的，在實際組網(wǎng)時，其劃分和部署需綜合考慮對IMS業(yè)務接入方式、CSCF的容量、能力及用戶業(yè)務量需求等因素.,4,主要網(wǎng)元及功能,HSS（TheHomeSubscr

3、iberServer）：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(gòu)的最頂層，HSS中保存的主要信息包括：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（SubscriptionLocatorFunction）：在運營商內(nèi)設置多個HSS的情況下，I-CSCF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；

4、AS(ApplicationServer)：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。,5,主要網(wǎng)元及功能,MGCF(MediaGatewayControlFunction)：實現(xiàn)IMS核心控制面與PSTN或PLMNCS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CSIP/TDM承載與IMS域用戶面RTP的實時轉(zhuǎn)換。IM-MGW(IMS-MediaGatewayFunction)：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。ENUM/DNSServer：DNS服務器負責URL地

5、址到IP地址的解析，ENUM(E.164NumberURIMapping)服務器負責電話號碼到URL的轉(zhuǎn)換，一般需IMS運營商新建；MRFC(MultimediaResourceFunctionController)：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；MRFP(MultimediaResourceFunctionProcessor)：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）。,6,內(nèi)

6、容介紹,主要網(wǎng)元及各自功能SIP協(xié)議介紹IMS注冊及相關流程IMS會話及相關流程,7,什么是SIP?,SIP：SessionInitiationProtocol用于建立，控制和釋放會話SIP是IETF為多媒體會話而開發(fā)制定的協(xié)議這里的會話包括文本，視頻，游戲和傳統(tǒng)的語音SIP是為Internet而制定設計的協(xié)議象HTTP協(xié)議一樣是基于文本的詢問/應答機制廣泛應用于internet可以基于UDP、TCP和SCTP傳輸，目前最常用UDP,8,消息類型,SIP消息可以被分為兩類：請求發(fā)起一個會話響應對請求的響應.,9,請求消息,10,響應消息,11,SIP消息結(jié)構(gòu),SIP消息基于文本，包含3部分St

7、art-Line首行Header頭域Body消息體,Body消息體,Header頭域,Start-Line首行,SDP,12,SIP頭域消息,INVITEsip:6650000210SIP/2.0From:;tag=1ccb6df3To:CSeq:1INVITECall-ID:20973e49f7c52937fc6be224f9e52543sx3000Via:SIP/2.0/UDP;branch=z9hG4kb77ef4c23Via:SIP/2.0/UDP16:5061;branch=z9hG4bkbc427dad6Record-Route:Rout

8、e:Contact:Supported:100rel,Max-Forwards:70User-agent:Flexit-IMSsoftphoneV1.2D301SP03Expires:120Content-Length:230Content-Type:application/sdp,13,SIP頭域參數(shù)解釋,TO：指明請求的接收者FROM：指示請求的發(fā)起者Cseq：命令序號，在Call-ID范圍內(nèi)唯一確定包含序列號和SIP方法兩部分SIP方法必須和request請求中的方法保持一致Call-ID：唯一的標識符，Call-ID和tags用來標識一個會話.Via：Via消息頭用以保存請求歷經(jīng)的路徑

9、。它可以防止請求消息傳送產(chǎn)生環(huán)路，并確保響應和請求消息選擇同樣的路徑。必須包含branch字段：用來標識一個事務,Record-Route：由消息路由過程中的各有狀態(tài)SIP代理添加，目的是為了形成下一個SIP請求的“Route”頭域，確定消息路由。Route：用于消息的路由Contact：提供一個地址與用戶直接通話，呈現(xiàn)于INVITE，ACK，和REGISTER請求，成功響應，呼叫處理響應，重定向響應。Supported:100rel,:支持1XX類的響應，終端可以回PRACK回應，提高可靠性。Max-Forwards：用于定義一個請求到達其目的地址所允許經(jīng)過的中轉(zhuǎn)站的最大值，錯誤時返回483

10、響應(toomanyhops).只用于請求消息。,14,SIP擴展頭域,REGISTERsip：SIP/2.0Via：SIP/2.0/UDP02：10226;branch=z9hG4bod840d0wVia：SIP/2.0/UDP24：5061;branch=z9hG4bKnashds7;received=To：B;From：B;tag=456248P-Access-Network-Info：3GPP-UTRAN-TDD;utran-cell-id-3gpp=234151D0FCEP-Visited-Network-ID：02

11、P-Charging-Vector：icid-value=02.3348465999.3157.14Call-ID：217944824CSeq：1826REGISTERContact：;Expires：7200Content-Length：0,實例,SIP擴展頭域,15,IMS中常見的SIP擴展頭域參數(shù),16,SDP示例,v=0o=Alice456981216781226INIP40s=SipCallc=INIP40t=00m=audio10052RTP/AVP8a=rtpmap:8PCMA/8000a=sendre

12、cv,協(xié)議版本，取值為0,會話創(chuàng)建者信息，會話標識,會話名稱，描述性,媒體地址,描述會話開始和結(jié)束時間,媒體成分描述,媒體成分屬性,SDP示例,17,內(nèi)容介紹,主要網(wǎng)元及各自功能SIP協(xié)議介紹IMS注冊及相關流程IMS會話及相關流程,18,P-CSCF發(fā)現(xiàn)過程,為了和IMS網(wǎng)絡通信，UE必須知道P-CSCF的至少一個IP地址，UE查找P-CSCFIP地址的過程為CSCF發(fā)現(xiàn)過程三種機制：GPRS方式由GPRS提供PCSCF發(fā)現(xiàn)的能力DHCP方式IP連接建立后，使用DHCP為UE提供PCSCF的域名和DNS服務器的地址，然后通過DNS服務器解析PCSCF域名靜態(tài)配置在UE中。注：實際組網(wǎng)方式中，

13、UE中靜態(tài)配置SBC的地址或配置SBC域名由DNS解析得到地址，SBC靜態(tài)配置P-CSCF的地址。,19,S-CSCF分配,當一個用戶注冊到網(wǎng)絡中要接入IMS業(yè)務時，I-CSCF就分配一個S-CSCF給UE。I-CSCF與HSS通過Cx接口進行通訊，從而得到選擇S-CSCF時所需要的信息.當HSS返回一個S-CSCF的名字時，I-CSCF使用HSS返回的S-CSCF的名字去查找S-CSCF的IP地址。當HSS返回一個S-CSCF的能力集時，I-CSCF根據(jù)接收到的每個S-CSCF的能力集進行某種選擇算法，選擇一個合適的S-CSCF。,20,S-CSCF分配,I-CSCF根據(jù)從HSS接收到的每個

14、S-CSCF的能力選擇一個合適的S-CSCF。,I-CSCF,P-CSCF,S-CSCF3,S-CSCF2,S-CSCF1,User1的注冊信息: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：3,4,5,ICSCF中配置有每個SCSCF的能力集,HSS,User1,21,內(nèi)容介紹,2.IMS注冊相關流程2.1P-CSCF的發(fā)現(xiàn)過程2.2S-CSCF分配2.3注冊流程,22,IMS用戶注冊過程,注冊步驟2二次注冊鑒權(quán),S-CSCF-A,HSS-A,I-CSCF-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,UE,注冊步驟1初始注冊消息,S-CSCF-

15、A,HSS-A,I-CSCF-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,UE,23,注冊信令流程,初始注冊請求,鑒權(quán)參數(shù)返回給終端,S-CSCF分配,下載鑒權(quán)向量集合,S-CSCF分配,下載用戶簽約檔案（iFCetc.),鑒權(quán)相應,第三方注冊,24,用戶注冊流程說明（1）,1.用戶向P-CSCF發(fā)起注冊請求。24.P-CSCF根據(jù)注冊請求中的注冊服務器域名（在用戶終端配置），將請求路由到I-CSCF。5.I-CSCF使用UAR消息查詢HSS。6.HSS用UAA消息返回用戶需求的S-CSCF能力集。7.I-CSCF根據(jù)用戶的簽約需求選擇合適的S-CSCF，將注冊請求發(fā)往S-CSCF。8.S-CSC

16、F根據(jù)注冊請求中的用戶信息，用MAR消息向HSS要求下載用戶鑒權(quán)向量。9.HSS使用MAA給S-CSCF返回用戶的鑒權(quán)向量（HSS根據(jù)用戶開戶時的密碼等計算生成）。10.S-CSCF獲得鑒權(quán)向量后，生成一個隨機值，并用這個隨機值和鑒權(quán)向量進行加密運算，得到一個驗證碼并保存。并向I-CSCF返回401鑒權(quán)挑戰(zhàn)，消息中攜帶生成的隨機值（就是401消息WWW-Authenticate頭域中的nonce參數(shù)）。1112.P-CSCF將401消息回給用戶終端。,25,用戶注冊流程說明（2）,13.用戶使用401中的隨機值和自己的鑒權(quán)向量（根據(jù)用戶的密碼等計算生成），得到一個驗證碼，并在第二個注冊請求中攜

17、帶這個驗證碼（就是第二個注冊請求Authorization頭域中的response參數(shù)）發(fā)向P-CSCF。1419同27。20.S-CSCF比較用戶注冊請求中的驗證碼和自己生成的驗證碼，如果相同就鑒權(quán)成功，代表用戶是合法的，因為只有合法用戶才知道自己的開戶信息。S-CSCF鑒權(quán)成功后通過SAR消息向HSS下載用戶的簽約數(shù)據(jù)供呼叫觸發(fā)AS使用。21.HSS通過SAA消息返回用戶的簽約數(shù)據(jù)。2224.S-CSCF保存后向終端回200，注冊鑒權(quán)成功。2526.注冊成功后S-CSCF向用戶簽約的AS發(fā)起第三方注冊，通知AS下載用戶數(shù)據(jù)供呼叫時使用。,26,注冊過程中各網(wǎng)元功能,注冊過程中各主要網(wǎng)元的功

18、能見下表,27,用戶主動注銷流程,注銷流程和注冊流程一樣，唯一的區(qū)別就是用戶發(fā)起的Register消息中的Expires頭域或參數(shù)的值是否為0。如果為0表示注銷，否則就是注冊或重注冊。,28,內(nèi)容介紹,主要網(wǎng)元及各自功能SIP協(xié)議介紹IMS注冊及相關流程IMS會話及相關流程,29,IMS用戶的會話信令流程,IMS用戶進行媒體協(xié)商，確定媒體IP地址，媒體流類型和編解碼方式,30,IMS會話相關網(wǎng)元功能,31,DNS&ENUM,ENUM,DNS,S-CSCF,/ENUM,DNS功能,ENUM功能,32,DNS&ENUM查詢,S-CSCF和DNS、ENUM交互不是使用SIP協(xié)議，而是Diameter

19、協(xié)議。主叫S-CSCF在路由呼叫請求前需要根據(jù)被叫的URI格式進行不同的處理。如果被叫URI是SIPURI，S-CSCF需要使用被叫的域名向DNS服務器發(fā)送Diameter請求，獲取被叫域名對應的IMS入口網(wǎng)元的IP地址（通常是I-CSCF），將呼叫請求路由到被叫域。如果被叫URI是telURI，S-CSCF需要使用被叫的tel號碼向ENUM服務器發(fā)送Diamter請求，來判斷被叫用戶是否IMS域用戶。如果被叫是IMS用戶ENUM服務器會返回該用戶對應的SIPURI，S-CSCF會用SIPURI對應的域名查詢DNS服務器進行路由；如果ENUM服務器沒有返回對應的SIPURI表示該用戶不是IMS域用戶，需要根據(jù)telURI進行號碼分析，路由到其它域的入口網(wǎng)元。,33,業(yè)務觸發(fā)的處理,IP媒體流,S-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,I-CSCF-B,HSS-B,S-CSCF-B,P-CSCF