IMS注册会话流程.ppt

Page1,内容介绍,IMS主要网元及功能SIP协议介绍IMS注册及相关流程IMS会话及相关流程,Sip teltel:+8625XXXXXXImpu用户共有标识Impi用户私有标识,2,主要网元及功能,CSCF：Call Session Control Function CSCF按其位置和功能又可分为 P/S/I 三种类型：其中：P-CSCF(Proxy CSCF)：是IMS中与用户的第一个连接点，提供代理（Proxy）功能，即接受业务请求并转发它们；P-CSCF也可提供用户代理（UA）功能，即在异常情况下中断和独立产生SIP会话；S-CSCF(Serving CSCF)：S-CSCF在IMS核心网中处于核心的控制地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS触发规则，在条件满足时进行到AS的增值业务路由触发及业务控制交互；I-CSCF(Interrogating CSCF)：类似IMS的关口节点，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能；I-CSCF是归属IMS网络的统一的初步入口点。P/S/I-CSCF在物理实体上完全可以是合一的，在实际组网时，其划分和部署需综合考虑对IMS业务接入方式、CSCF的容量、能力及用户业务量需求等因素.,3,主要网元及功能,HSS（The Home Subscriber Server）：HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，位于IMS核心网络架构的最顶层，HSS中保存的主要信息包括：IMS用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息IMS用户安全上下文：用户网络接入认证的密钥信息IMS用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置信息IMS用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据SLF（Subscription Locator Function）：在运营商内设置多个HSS的情况下，I-CSCF在登记注册及事务建立过程中通过SLF获得用户签约数据所在的HSS域名；可与HSS合设；AS(Application Server)：为IMS用户提供增值业务，可以位于用户归属网，也可以由第三方提供。,4,主要网元及功能,MGCF(Media Gateway Control Function)：实现IMS核心控制面与PSTN或 PLMN CS的交互，支持ISUP/BICC与SIP的协议交互及呼叫互通，通过H.248控制IM-MGW完成PSTN或CS IP/TDM承载与IMS域用户面RTP的实时转换。IM-MGW(IMS-Media Gateway Function)：完成IMS与PSTN及CS域用户面宽窄带承载互通及必要的Codec编解码变换。ENUM/DNS Server：DNS服务器负责URL地址到IP地址的解析，ENUM(E.164 Number URI Mapping)服务器负责电话号码到URL的转换，一般需IMS运营商新建；MRFC(Multimedia Resource Function Controller)：通过H.248控制MRFP上的媒体资源，解析来自其他S-CSCF及AS的SIP资源控制命令，转换为对MRFP的对应控制命令并产生相应计费信息；MRFP(Multimedia Resource Function Processor)：作为网络公共资源，在MRFC控制下提供资源服务，包括媒体流混合（多方会议）、多媒体信息播放（放音、流媒体）、媒体内容解析处理（码变换、语音识别等）。,5,Page6,内容介绍,主要网元及各自功能SIP协议介绍IMS注册及相关流程IMS会话及相关流程,Page7,什么是 SIP?,SIP：Session Initiation Protocol用于建立，控制和释放会话SIP是 IETF 为多媒体会话而开发制定的协议这里的会话包括文本，视频，游戏和传统的语音SIP 是为Internet 而制定设计的协议象HTTP协议一样是基于文本的询问/应答机制广泛应用于internet可以基于UDP、TCP和SCTP传输，目前最常用UDP,Page8,消息类型,SIP 消息可以被分为两类：请求发起一个会话响应对请求的响应.,请求消息,响应消息,Page11,SIP消息结构,SIP 消息基于文本，包含3部分Start-Line首行Header头域Body消息体,Body消息体,Header头域,Start-Line首行,SDP,Page12,SIP头域消息,INVITE sip:66500002191.169.1.110 SIP/2.0From:;tag=1ccb6df3To:CSeq:1 INVITECall-ID:20973e49f7c52937fc6be224f9e52543sx3000Via:SIP/2.0/UDP;branch=z9hG4kb77ef4c23Via:SIP/2.0/UDP 191.169.1.116:5061;branch=z9hG4bkbc427dad6Record-Route:Route:Contact:Supported:100rel,Max-Forwards:70User-agent:Flexit-IMS softphone V1.2D301SP03Expires:120Content-Length:230Content-Type:application/sdp,Page13,SIP头域参数解释,TO：指明请求的接收者FROM：指示请求的发起者 Cseq：命令序号，在Call-ID范围内唯一确定 包含序列号和SIP方法两部分SIP方法必须和request请求中的方法保持一致Call-ID：唯一的标识符，Call-ID 和 tags 用来标识一个会话.Via：Via消息头用以保存请求历经的路径。它可以防止请求消息传送产生环路，并确保响应和请求消息选择同样的路径。必须包含branch字段：用来标识一个事务,Record-Route：由消息路由过程中的各有状态SIP代理添加，目的是为了形成下一个SIP请求的“Route”头域，确定消息路由。Route：用于消息的路由 Contact：提供一个地址与用户直接通话，呈现于INVITE，ACK，和REGISTER请求，成功响应，呼叫处理响应，重定向响应。Supported:100rel,:支持1XX类的响应，终端可以回PRACK回应，提高可靠性。Max-Forwards：用于定义一个请求到达其目的地址所允许经过的中转站的最大值，错误时返回483响应(too many hops).只用于请求消息。,Page14,SIP扩展头域,REGISTER sip：SIP/2.0Via：10226;branch=z9hG4bod840d0wVia：5061;branch=z9hG4bKnashds7 To：B;From：B;tag=456248P-Access-Network-Info：3GPP-UTRAN-TDD;utran-cell-id-3gpp=234151D0FCEP-Visited-Network-ID：8.27.2.102P-Charging-Vector：icid-value=8.27.2.102.3348465999.3157.14Call-ID：CSeq：1826 REGISTERContact：;Expires：7200Content-Length：0,实例,SIP扩展头域,Page15,IMS中常见的SIP扩展头域参数,SDP示例,v=0s=Sip Callt=0 0m=audio 10052 RTP/AVP 8 a=rtpmap:8 PCMA/8000a=sendrecv,协议版本，取值为0,会话创建者信息，会话标识,会话名称，描述性,媒体地址,描述会话开始和结束时间,媒体成分描述,媒体成分属性,SDP示例,Page17,内容介绍,主要网元及各自功能SIP协议介绍IMS注册及相关流程IMS会话及相关流程,Page18,P-CSCF发现过程,为了和IMS网络通信，UE必须知道P-CSCF的至少一个IP地址，UE查找P-CSCF IP地址的过程为CSCF发现过程三种机制：GPRS方式由GPRS提供PCSCF发现的能力DHCP方式IP连接建立后，使用DHCP为UE提供PCSCF的域名和DNS服务器的地址，然后通过DNS服务器解析PCSCF域名静态配置在UE中。注：实际组网方式中，UE中静态配置SBC的地址或配置SBC域名由DNS解析得到地址，SBC静态配置P-CSCF的地址。,Page19,S-CSCF分配,当一个用户注册到网络中要接入IMS业务时，I-CSCF就分配一个S-CSCF给UE。I-CSCF与HSS通过Cx接口进行通讯，从而得到选择S-CSCF时所需要的信息.当HSS返回一个S-CSCF的名字时，I-CSCF使用HSS返回的S-CSCF的名字去查找S-CSCF的IP地址。当HSS返回一个S-CSCF的能力集时，I-CSCF根据接收到的每个S-CSCF的能力集进行某种选择算法，选择一个合适的S-CSCF。,Page20,S-CSCF分配,I-CSCF根据从HSS接收到的每个S-CSCF的能力选择一个合适的S-CSCF。,I-CSCF,P-CSCF,S-CSCF3,S-CSCF2,S-CSCF1,User1 的注册信息:必选能力：1,2,3,4可选能力：5，6,能力集：1,2,3,4,5,能力集：1,2,3,能力集：3,4,5,ICSCF中配置有每个SCSCF的能力集,HSS,User1,Page21,内容介绍,2.IMS注册相关流程2.1 P-CSCF 的发现过程2.2 S-CSCF分配2.3 注册流程,IMS用户注册过程,注册步骤2二次注册鉴权,S-CSCF-A,HSS-A,I-CSCF-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,UE,注册步骤1初始注册消息,S-CSCF-A,HSS-A,I-CSCF-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,UE,注册信令流程,初始注册请求,鉴权参数返回给终端,S-CSCF分配,下载鉴权向量集合,S-CSCF 分配,下载用户签约档案（iFC etc.),鉴权相应,第三方注册,用户注册流程说明（1）,1.用户向P-CSCF发起注册请求。24.P-CSCF根据注册请求中的注册服务器域名（在用户终端配置），将请求路由到I-CSCF。5.I-CSCF使用UAR消息查询HSS。6.HSS用UAA消息返回用户需求的S-CSCF能力集。7.I-CSCF根据用户的签约需求选择合适的S-CSCF，将注册请求发往S-CSCF。8.S-CSCF根据注册请求中的用户信息，用MAR消息向HSS要求下载用户鉴权向量。9.HSS使用MAA给S-CSCF返回用户的鉴权向量（HSS根据用户开户时的密码等计算生成）。10.S-CSCF获得鉴权向量后，生成一个随机值，并用这个随机值和鉴权向量进行加密运算，得到一个验证码并保存。并向I-CSCF返回401鉴权挑战，消息中携带生成的随机值（就是401消息WWW-Authenticate头域中的nonce参数）。1112.P-CSCF将401消息回给用户终端。,24,用户注册流程说明（2）,13.用户使用401中的随机值和自己的鉴权向量（根据用户的密码等计算生成），得到一个验证码，并在第二个注册请求中携带这个验证码（就是第二个注册请求Authorization头域中的response参数）发向P-CSCF。1419同27。20.S-CSCF比较用户注册请求中的验证码和自己生成的验证码，如果相同就鉴权成功，代表用户是合法的，因为只有合法用户才知道自己的开户信息。S-CSCF鉴权成功后通过SAR消息向HSS下载用户的签约数据供呼叫触发AS使用。21.HSS通过SAA消息返回用户的签约数据。2224.S-CSCF保存后向终端回200，注册鉴权成功。2526.注册成功后S-CSCF向用户签约的AS发起第三方注册，通知AS下载用户数据供呼叫时使用。,25,Page26,注册过程中各网元功能,注册过程中各主要网元的功能见下表,Page27,用户主动注销流程,注销流程和注册流程一样，唯一的区别就是用户发起的Register消息中的Expires头域或参数的值是否为0。如果为0表示注销，否则就是注册或重注册。,Page28,内容介绍,主要网元及各自功能SIP协议介绍IMS注册及相关流程IMS会话及相关流程,IMS用户的会话信令流程,IMS用户进行媒体协商，确定媒体IP地址，媒体流类型和编解码方式,Page30,IMS会话相关网元功能,Page31,DNS&ENUM,ENUM,DNS,S-CSCF,/ENUM,DNS功能,ENUM功能,DNS&ENUM查询,32,S-CSCF和DNS、ENUM交互不是使用SIP协议，而是Diameter协议。主叫S-CSCF在路由呼叫请求前需要根据被叫的URI格式进行不同的处理。如果被叫URI是SIP URI，S-CSCF需要使用被叫的域名向DNS服务器发送Diameter请求，获取被叫域名对应的IMS入口网元的IP地址（通常是I-CSCF），将呼叫请求路由到被叫域。如果被叫URI是tel URI，S-CSCF需要使用被叫的tel号码向ENUM服务器发送Diamter请求，来判断被叫用户是否IMS域用户。如果被叫是IMS用户ENUM服务器会返回该用户对应的SIP URI，S-CSCF会用SIP URI对应的域名查询DNS服务器进行路由；如果ENUM服务器没有返回对应的SIP URI表示该用户不是IMS域用户，需要根据tel URI进行号码分析，路由到其它域的入口网元。,Page33,业务触发的处理,IP 媒体流,S-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,I-CSCF-B,HSS-B,S-CSCF-B,P-CSCF-B,AS-A,AS-B,DNS/ENUM,主叫方,被叫方,Page34,IMS用户呼叫PSTN/PLMN用户,IMS主叫方,S-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,IM-MGW,I-CSCF-A,MGCF,移动关口局,PSTN被叫方,ENUM,Query Tel,Fail,PSTN/PLMN,Page35,PSTN/PLMN用户呼叫IMS用户,I-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,IM-MGW,S-CSCF-A,MGCF,移动关口局,PSTN主叫方,IMS被叫方,PSTN/PLMN,Page36,媒体协商过程,媒体协商：主叫和被叫UE在会话的建立过程中需要对媒体的类型和编码方式达成一致，为此使用SDP请求和应答机制对媒体进行协商。双方所协商的媒体类型包括视频、音频、文本等。每种媒体类型包括多种编码方式，如音频包括PCMU、G.726编码等，视频包括MPV、H.262编码等。,支持：AudioG.729H.263,支持：AudioG.729,我可以使用G.729,好，就用G.729,Page37,媒体协商相关概念,媒体信息在SIP消息中的SDP协议里面携带,支持的语音编解码类型,SIP消息“INVITE”,Page38,主叫UE 被叫UE INVITE（第一个SDP提供：所希望媒体类型与所有编码方案）183会话进行中（第一个SDP应答：支持的媒体类型及编码方案）PRACK（第二个SDP提供：双方协商的媒体类型和编码方案）200 OK(第二个SDP应答：对所协商媒体类型和编码方案的确认),媒体协商过程,