IMS注冊(cè)呼叫信令流程詳解ppt課件

1、上海電信IMS試點(diǎn)基本注冊(cè)呼叫信令流程,Page1,目 錄,IMS會(huì)話及相關(guān)流程,3,2,IMS注冊(cè)及相關(guān)流程,Page2,目 錄,1,IMS中相關(guān)協(xié)議簡(jiǎn)介,Page3,SIP相關(guān)協(xié)議介紹,會(huì)話初始協(xié)議SIP（Session Initiation Protocol）：是一個(gè)在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議，它被用來(lái)創(chuàng)建、修改、和終結(jié)一個(gè)或多個(gè)參加者參加的會(huì)話進(jìn)程，與SDP、RTP/RTCP、RTSP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會(huì)話建立及媒體協(xié)商。 會(huì)話描述協(xié)議SDP（Session Description Protocol）協(xié)議為應(yīng)用層的控制協(xié)議,用于SIP會(huì)話建立過(guò)程中的

2、媒體協(xié)商過(guò)程。 RTP/RTCP：都為應(yīng)用層的承載面協(xié)議，SIP會(huì)話建立后，RTP協(xié)議保證媒體流的實(shí)時(shí)傳輸。RTCP協(xié)議對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)拿襟w流進(jìn)行監(jiān)控。,Page4,目 錄,1,IMS中相關(guān)協(xié)議簡(jiǎn)介,Page5,SIP協(xié)議消息的分類,SIP消息采用文本方式編碼，分為兩類：請(qǐng)求消息和響應(yīng)消息。 請(qǐng)求消息和響應(yīng)消息都包括SIP頭字段和SIP消息字段。 請(qǐng)求消息和響應(yīng)消息在形式上的區(qū)別僅在消息的第一行，請(qǐng)求的第一行為請(qǐng)求行，響應(yīng)的第一行為狀態(tài)行。,Page6,SIP請(qǐng)求消息,請(qǐng)求消息：客戶端為了激活按特定操作而發(fā)給服務(wù)器的SIP消息。 RFC3261定義了六個(gè)基本方法，包括INVITE，ACK, OPT

3、IONS, BYE, CANCEL, REGISTER。后續(xù)RFC擴(kuò)展了其他的請(qǐng)求方法，如UPDATA，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY，MESSAGE，PRACK，REFER。,Page7,SIP響應(yīng)消息,響應(yīng)消息：用于對(duì)請(qǐng)求消息進(jìn)行響應(yīng)，指示呼叫的成功或失敗狀態(tài)。不同類 的響應(yīng)消息由狀態(tài)碼來(lái)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(yīng)類型，另外兩位用于進(jìn)一步對(duì)響應(yīng)進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明,Page8,SIP請(qǐng)求中的首行,請(qǐng)求中的首行格式包括方法、請(qǐng)求的URI、協(xié)議版本。 例如： INVITE sip: SIP/2.0 REGISTER sip:home1.fr SIP/2.

4、0 響應(yīng)中的首行格式包括版本、狀態(tài)碼以及原因短語(yǔ)。 例如： SIP/2.0 100 Trying SIP/2.0 183 Session in Progress SIP/2.0 200 OK,Page9,目 錄,1,IMS中相關(guān)協(xié)議簡(jiǎn)介,Page10,SIP消息中的頭域,From：標(biāo)識(shí)請(qǐng)求的發(fā)起者 如 From:;tag=pohia To：指定請(qǐng)求的接收者或用戶需要注冊(cè)的地址，TAG標(biāo)簽用來(lái)區(qū)分不同被叫建立的會(huì)話。 如 To:;tag=acgt Max-Forwards：消息的剩余跳數(shù) 如 Max-Forwards：70,Page11,Call-ID：標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)話，一個(gè)對(duì)話包括對(duì)話的建立、修改

5、結(jié)束。 如:Call-Id: apb03sdfksjgs94r5，注意區(qū)分大小寫。 CSeq：用于對(duì)話內(nèi)事務(wù)的排序，相同事務(wù)的CSeq相同，如會(huì)話的建立過(guò)程中，主叫方發(fā)送INVITE請(qǐng)求的事務(wù)與PRACK請(qǐng)求的事務(wù)的CSeq不相同。 如：Cseq: 1 INVITE Via：用以指示請(qǐng)求消息歷經(jīng)的路徑，它可以防止請(qǐng)求消息傳送產(chǎn)生環(huán)路，并確保響應(yīng)和請(qǐng)求消息選擇同樣的路徑。 如:Via：SIP/2.0/UDP 2;branch=0uetb,SIP消息中的頭域,Page12,Contact：消息發(fā)送者的聯(lián)系地址，可以有expires參數(shù)， 表明注冊(cè)有效期 如：Contact:e

6、xpires=6000 Route:對(duì)請(qǐng)求消息進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。 如：Route:sip:2;lr Record-Route:為一個(gè)會(huì)話的后續(xù)請(qǐng)求記錄Route消息頭的條目,用于會(huì)話流程，對(duì)后續(xù)會(huì)話流程進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。 如：Record-Route:;lr,SIP消息中的頭域,Page13,理解Route和Record-Route消息頭（會(huì)話流程）,UE P-CSCF S-CSCF,（1）INVITE（根據(jù)頂端Route消息頭，將請(qǐng)求消息發(fā)網(wǎng)，加入Via頭）,()183(根據(jù)ia消息頭找到UE，將Record-Route消息頭中帶回),()PRACK(將Record-Route

7、消息頭顛倒 順序，變換成Route消息頭，后續(xù)請(qǐng)求 路由根據(jù)一系列的Route消息頭路由),（2）INVITE（刪除頂端Route消息 頭，并根據(jù)頂端Route消息頭，將請(qǐng)求 消息發(fā)往S。加入Via頭，Record-Route）,(3)183(根據(jù)最頂端Via頭找到, 將 Record-Route消息頭中帶回),（6）PRACK,Page14,Service-Route:由S-CSCF設(shè)置，在REGISTER請(qǐng)求的200（OK）響應(yīng)中將S-CSCF的IP地址通過(guò)該消息頭返回給P-CSCF，在后續(xù)的會(huì)話過(guò)程中， P-CSCF通過(guò)該消息頭找到S-CSCF。 如：Service-Route:;lr

8、Path:由P-CSCF設(shè)置，在REGISTER請(qǐng)求中，將P-CSCF的IP地址通過(guò)該消息頭發(fā)往S-CSCF，S-CSCF在后續(xù)的會(huì)話過(guò)程中通過(guò)該消息頭找到P-CSCF。 如： Path:;lr,SIP消息中的頭域,Page15,理解PATH和Service-Route消息頭（注冊(cè)過(guò)程）,UE P-CSCF I-CSCF S-CSCF,REGISTER,REGISTER (將P的SIP URI加入到PATH消息 頭中，并發(fā)送),REGISTER （將PATH消息頭發(fā)往S,S保存 該消息頭）,200(OK) 將的SIP URI加入到Service- Route消息頭并發(fā)送）,200(OK) 保存

9、Service-Route消息頭,200(OK) UE保存Service-Route消息 頭，用于會(huì)話,Page16,目 錄,IMS會(huì)話及相關(guān)流程,3,2,IMS注冊(cè)及相關(guān)流程,Page17,目 錄,Page18,P-CSCF發(fā)現(xiàn)過(guò)程,為了和IMS網(wǎng)絡(luò)通信，UE必須知道P-CSCF的至少一個(gè)IP地址，UE查找P-CSCF IP地址的過(guò)程為CSCF發(fā)現(xiàn)過(guò)程 三種機(jī)制： GPRS方式 由GPRS提供PCSCF發(fā)現(xiàn)的能力 DHCP/DNS方式 在終端上配置P-CSCF的統(tǒng)一域名，由終端通過(guò)DNS SRV/A查詢獲得P-CSCF地址，此時(shí)需要DNS能夠根據(jù)終端的DNS請(qǐng)求的源IP地址返回不同的P-CS

10、CF； 靜態(tài)配置在UE中,Page19,P-CSCF發(fā)現(xiàn)過(guò)程,IP 網(wǎng)絡(luò),PDSN,PDSN,其他接入方式,PDP 上下文激活過(guò)程,DHCP query/response,DHCP relay,DNS query/response,分配終端的IP地址和P-CSCF地址,DNS server,DHCP server,Page20,目 錄,Page21,S-CSCF分配,當(dāng)一個(gè)用戶注冊(cè)到網(wǎng)絡(luò)中要接入IMS業(yè)務(wù)時(shí)，I-CSCF就分配一個(gè)S-CSCF給UE I-CSCF與HSS通過(guò)Cx接口進(jìn)行通訊，從而得到選擇S-CSCF時(shí)所需要的信息 當(dāng)HSS返回一個(gè)S-CSCF的域名時(shí)，I-CSCF使用HSS返回

11、的S-CSCF的域名去查找S-CSCF的IP地址 當(dāng)HSS返回一個(gè)S-CSCF的能力集時(shí)，I-CSCF根據(jù)接收到的每個(gè)S-CSCF的能力集進(jìn)行某種選擇算法，選擇一個(gè)合適的S-CSCF.,Page22,S-CSCF分配,I-CSCF根據(jù)從HSS接收到的每個(gè)S-CSCF的能力選擇一個(gè)合適的S-CSCF 能力集中各能力的含義由運(yùn)營(yíng)商定義。,I-CSCF,P-CSCF,S-CSCF3,S-CSCF2,S-CSCF1,User1 的注冊(cè)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(gè)SCSCF的能力集

12、,HSS,User1,Page23,目 錄,Page24,注冊(cè)流程相關(guān)概念,為什么要注冊(cè) 用戶使用IMPU（SIP URI）通信 建立用戶當(dāng)前的IP與其IMPU的對(duì)應(yīng)關(guān)系 掌握用戶當(dāng)前的位置信息及業(yè)務(wù)能力 注冊(cè)過(guò)程的鑒權(quán)與認(rèn)證保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性 歸屬域和漫游域 歸屬域：就是用戶的簽約數(shù)據(jù)所在的運(yùn)營(yíng)商。 漫游域：就是從歸屬域之外的其他運(yùn)營(yíng)商接入，這個(gè)其他運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)稱為漫游域。 IMS網(wǎng)絡(luò)中，用戶無(wú)論在歸屬域還是漫游域，其注冊(cè)流程是相同的,Page25,注冊(cè)流程相關(guān)概念鑒權(quán),鑒權(quán) 鑒權(quán)，即認(rèn)證，是識(shí)別某實(shí)體或用戶的身份，并確保該實(shí)體或用戶為合法用戶身份的方法。 歸屬網(wǎng)絡(luò)通過(guò)用戶初始注冊(cè)過(guò)程對(duì)用戶進(jìn)行

13、鑒權(quán)。 當(dāng)用戶終端發(fā)起初始注冊(cè)時(shí)，S-CSCF根據(jù)REGISTER消息中攜帶的頭域以及用戶在HSS上開戶時(shí)選擇的鑒權(quán)方式對(duì)終端進(jìn)行鑒權(quán)。 目前固定終端使用HTTP Digest鑒權(quán)方式，也即使用用戶名和密碼進(jìn)行鑒權(quán)。 注冊(cè)過(guò)程的鑒權(quán)與認(rèn)證保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性。,注冊(cè)流程相關(guān)概念業(yè)務(wù)簽約,業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)（Service Profile）是業(yè)務(wù)和用戶相關(guān)數(shù)據(jù)的一個(gè)集合 可選項(xiàng)目包括計(jì)費(fèi)地址設(shè)置、閉鎖設(shè)置、注冊(cè)權(quán)限設(shè)置、漫游權(quán)限設(shè)置、簽約媒體ID、初始過(guò)濾準(zhǔn)則iFC（Initial Filter Criteria）等。 其中的iFC將指示SCSCF進(jìn)行業(yè)務(wù)的觸發(fā)（僅用于觸發(fā)AS，具體業(yè)務(wù)由

14、AS實(shí)現(xiàn)） 開戶時(shí)在HSS中配置并儲(chǔ)存，注冊(cè)成功后下發(fā)到SCSCF。,iFC1,Service Profile,iFC2,iFC3,閉鎖設(shè)置,注冊(cè)設(shè)置,漫游設(shè)置,該用戶向哪個(gè)（些）AS注冊(cè),該用戶做主叫時(shí)觸發(fā)哪個(gè)（些）AS,該用戶做被叫時(shí)觸發(fā)哪個(gè)（些）AS,。,iFC n,Page26,Page27,注冊(cè)涉及的基本概念隱式注冊(cè)、第三方注冊(cè),隱式注冊(cè)（IRSImplicit Registration Set） 當(dāng)一個(gè)IMPI關(guān)聯(lián)多個(gè)IMPU，且多個(gè)IMPU處于相同的隱式注冊(cè)集中時(shí)，允許通過(guò)其中的一個(gè)IMPU的一次IMS注冊(cè)完成隱式注冊(cè)集中其他所有IMPU的注冊(cè)，這被稱為隱式注冊(cè)。 在S-CSCF

15、進(jìn)行呼叫控制時(shí)需要用到缺省IMPU，HSS向S-CSCF下發(fā)用戶簽約數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將IRS中的缺省IMPU發(fā)給S-CSCF。 第三方注冊(cè) (Third-Party Resgister) 如果用戶已簽約IMS業(yè)務(wù)，則用戶成功注冊(cè)后，S-CSCF要檢查所下載的初始過(guò)濾準(zhǔn)則iFC，并觸發(fā)去往為用戶服務(wù)的AS的路由，通知AS用戶已經(jīng)注冊(cè)并且可到達(dá)。,歸屬和拜訪網(wǎng)絡(luò)中的初次注冊(cè)請(qǐng)求,歸屬網(wǎng)絡(luò), Authentication set, 401,S-CSCF,HSS, S-CSCF assignment, Register, Register, 401, 401,P-CSCF,I-CSCF,歸屬網(wǎng)絡(luò), Auth

16、entication set, 200OK,S-CSCF,HSS, S-CSCF assignment, Register, Register, 200OK, 200OK,P-CSCF,I-CSCF,拜訪網(wǎng)絡(luò),Page28,IMS用戶注冊(cè)過(guò)程,注冊(cè)步驟2二次注冊(cè)鑒權(quán),S-CSCF-A,HSS-A,I-CSCF-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,UE,注冊(cè)步驟1初始注冊(cè)消息,S-CSCF-A,HSS-A,I-CSCF-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,UE,Page29,注冊(cè)信令流程,初始注冊(cè)請(qǐng)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

17、約檔案（iFC etc.),鑒權(quán)信息,第三方注冊(cè),Page30,Page31,注冊(cè)過(guò)程中各網(wǎng)元功能,注冊(cè)過(guò)程中各主要網(wǎng)元的功能見(jiàn)下表,Page32,注冊(cè)過(guò)程中各網(wǎng)元保存的信息,Page33,注銷流程,注銷流程包括 用戶發(fā)起的注銷 網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的注銷 注冊(cè)定時(shí)器超時(shí)前，HSS發(fā)起的IMS SIP用戶注銷 注冊(cè)定時(shí)器超時(shí)前，AS發(fā)起的IMS SIP用戶注銷 注冊(cè)定時(shí)器超時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的注銷,Page34,注銷例子用戶主動(dòng)注銷,Page35,注銷例子 S-CSCF 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注銷,Page36,目 錄,IMS會(huì)話及相關(guān)流程,3,2,IMS注冊(cè)及相關(guān)流程,Page37,IMS會(huì)話相關(guān)網(wǎng)元功能,Page38

18、,IMS會(huì)話流程包含的子流程,會(huì)話流程中涉及的過(guò)程： 會(huì)話建立流程 會(huì)話釋放流程 媒體的協(xié)商過(guò)程（包括媒體類型和編碼方式的協(xié)商） 應(yīng)用服務(wù)的會(huì)話過(guò)程 會(huì)話流程通過(guò)AS服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)業(yè)務(wù)的處理,Page39,IMS會(huì)話流程的內(nèi)部階段,會(huì)話的建立過(guò)程包括發(fā)起過(guò)程、終結(jié)過(guò)程、SS過(guò)程 MO過(guò)程（發(fā)起過(guò)程）：就是從主叫終端到主叫所在的S-CSCF/AS的呼叫過(guò)程。 MT過(guò)程（終結(jié)過(guò)程）：就是被叫終端所在的I-CSCF/S-CSCF/AS到被叫UE的呼叫過(guò)程。 SS過(guò)程：就是從主叫S-CSCF/AS到被叫S-CSCF/AS的過(guò)程。,IMS會(huì)話流程的基本模型,S-CSCF,I-CSCF,P-CSCF,P-

19、CSCF,S-CSCF,主叫部分,被叫部分,1.request,2.request,3.request,4.request,5.request,6.request,信令,媒體,media,HSS,MO,SS,MT,Page40,Page41,Invite,IMS用戶之間的基本會(huì)話建立過(guò)程,主叫側(cè),被叫側(cè),Invite,Invite,Invite,Invite,Invite,180,180,180,180,180,180,S-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,I-CSCF-B,HSS-B,S-CSCF-B,P-CSCF-B,DNS/ENUM,Page42,業(yè)務(wù)觸發(fā)的處

20、理,Invite 5,180,180,180,180,meida,S-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,I-CSCF-A,I-CSCF-B,HSS-B,S-CSCF-B,P-CSCF-B,Invite 1,Invite 2,Invite 9,Invite 10,AS-A,AS-B,180,主叫側(cè),被叫側(cè),Invite 3,Invite 7,Invite 4,Invite 8,Invite 6,DNS/ENUM,Page43,IMS用戶呼叫PSTN用戶,IMS 主叫,Invite,Invite,Invite,Media control,S-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,U

21、MG,I-CSCF-A,BGCF,MGCF,PSTN,PSTN 被叫,IAM,Invite,ENUM,Query Tel,Fail,Page44,PSTN用戶呼叫IMS用戶,Invite,I-CSCF-A,HSS-A,P-CSCF-A,UMG,S-CSCF-A,MGCF,PSTN,PSTN 被叫,IAM,Invite,Invite,Invite,IMS 主叫,Page45,會(huì)話建立過(guò)程中的路由,MO過(guò)程（移動(dòng)發(fā)起過(guò)程） 主叫UE到P-CSCF： 通過(guò)P-CSCF發(fā)現(xiàn)，UE獲得P-CSCF的地址，從而可以路由到P-CSCF。 主叫P-CSCF到主叫S-CSCF： 通過(guò)注冊(cè)流程，UE和P-CSCF

22、均獲得S-CSCF的地址 SS過(guò)程 主叫S-CSCF到被叫I-CSCF： 通過(guò)DNS解析被叫的公共用戶身份的宿主部分（域名），主叫S-CSCF收到DNS返回的一個(gè)I-CSCF的地址,Page46,會(huì)話建立過(guò)程中的路由（2）,MT過(guò)程（移動(dòng)終結(jié)過(guò)程） 被叫I-CSCF到被叫S-CSCF： I-CSCF作為被叫歸屬網(wǎng)絡(luò)的入口，向本地HSS查詢并獲得在注冊(cè)過(guò)程中為被叫選擇的S-CSCF。 被叫S-CSCF到被叫P-CSCF： 被叫S-CSCF在被叫注冊(cè)過(guò)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轉(zhuǎn)換成聯(lián)系地址。 被叫P-CSCF到被叫UE： 通過(guò)被叫U

23、E的聯(lián)系地址，將消息發(fā)網(wǎng)被叫UE,IMS用戶的會(huì)話信令流程,UEA,PCSCF1,SCSCF1,INVITE(SDPA),PRACK,200 OK(PRACK),AS1,ICSCF2,180 Ringing,HSS2,AS2,SCSCF2,PCSCF2,UEB,INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),INVITE(SDPA),LIR,LIA,180 Ringing,180 Ringing,180 Ringing,180 Ringing,180 Ringing,180 Ringing,180 Ringing,PRACK,PRACK,PRACK,PRACK,PRACK,PRACK,200 OK,200 OK,200 OK,200 OK,200 OK,200 OK,主叫聽回鈴音,100 Trying,100 Trying,100 Trying,100 Trying,100 Trying,100 Trying,100 Trying,100 Tr