IMS
2020-12-11 16:32:35 0 举报AI智能生成
交换网IMS结构图
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大纲/内容
2.IMS网络架构
IMS的功能实体
呼叫会话控制功能实体（CSCF）
P-CSCF（proxy-CSCF）: 代理CSCF
UE到网络的第一个连接点
用户IMS业务的代理
I-CSCF: 查询CSCF( Interrogating CSCF）
IMS归属网络的入口点
S-CSCF分配功能
S-CSCF: 服务CSCF (Serving CSCF)
IMS的核心控制功能实体
负责用户的注册、鉴权、授权
用户数据管理、认证鉴权实体
归属用户服务器（HSS）
接口：Diameter(IMS)、MAP(CS/PS)
用户定位功能（SLF）
根据SIP URI定位HSS
需要访问HSS的实体均需调用
互通功能实体
出口网关控制功能（BGCF）实体
为被叫出IMS网络（如：PSTN/CS）选择适当的出口点
若被叫和IMS同网，则选择本网的一个MGCF
若被叫非本网，则交给另一个网络接口的BGCF
媒体网关控制功能（Media Gateway Control Function，MGCF）实体
IMS控制面与传统PSTN/CS网络的互通点
控制IMS-MGW，以完成媒体面的互通：H.248
IMS媒体网关功能（IMS-Media Gateway Function，IM-MGW）实体
IMS媒体面与传统PSTN/CS域的互通点
接受MGCF控制：H.248
信令网关功能（SGW）实体
信令网关实现SIP与No.7信令之间的转换，支持SIGTRAN(IP网上跑七号信令的协议栈)。
IMS媒体网关功能（IMS-Media Gateway Function，IM-MGW）实体
IMS媒体面与传统PSTN/CS域的互通点
接受MGCF控制：H.248
信令网关功能（SGW）实体
信令网关实现SIP与No.7信令之间的转换，支持SIGTRAN(IP网上跑七号信令的协议栈)。
业务提供和控制实体
应用服务器（AS）是一个提供增值多媒体业务的SIP实体。
应用服务器（AS）是一个提供增值多媒体业务的SIP实体。
SIP应用服务器AS
是业务的存放及执行者，它可以基于业务影响一个SIP对话。由于IP多媒体业务控制（IP multimedia Service Control，ISC）接口采用了SIP协议，所以它可以直接与S-CSCF相连，减少了信令的转换过程
IM-SSF: IP多媒体业务交换功能
IMS域向传统智能网提供业务能力的一个接口实体
位于S-CSCF和SCP之间
OSA-SCS：开放业务接入的业务能力服务器
媒体资源实体
媒体资源控制功能（Multimedia Resource Function Controller，MRFC）实体
媒体资源处理功能（Multimedia Resource Function Processor，MRFP）实体
支撑实体
网络拓扑隐藏网关（Topology Hiding Inter-network Gateway，THIG）
安全网关（Security Gateway，SEG）
策略决策功能（Policy Decision Function，PDF）
IMS的接口
采用 SIP 协议的接口
采用 DIAMETER 协议的接口
采用 H.248 协议的接口：
3.IMS主要协议
SIP协议
SIP协议概述
它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话
SIP主要借鉴了Web网的HTTP和SMTP两个协议
SIP协议支持代理、重定向、登记定位用户等功能，支持用户移动，与RTP/RTCP、SDP、DNS等协议配合，可支持和应用于语音、视频、数据等多媒体业务
与H323相比，SIP具有更加灵活的组网解决方案，更加简单易于实现，更容易支持智能终端和实现一些高级功能。
SIP 网络基本构成
User Agents - 用户代理
UA:对接收到的行为进行代理，发送到SIP网络中
UA可以是一个软终端或者是一个支持SIP协议的电话
Proxy Server - 代理服务器
与重定向服务器（Redirect Server）及位置服务器有联系
为其它的客户机代理，进行SIP消息的转接和转发的功能。消息机制与UAC和UAS相似.
对收到的请求消息进行翻译和处理后，传递给其他的服务器.
Location Server - 位置服务器
是一个数据库，用于存放终端用户当前的位置信息，为SIP 重定向服务器(Redirect Server)或代理服务器(proxy server) 提供被叫用户可能的位置信息
Redirect Server - 重定向服务器
将用户新的位置返回给呼叫方。呼叫方可根据得到的新位置重新呼叫。
Redirect Server只是对请求消息进行响应，不产生请求消息
Registrar Server - 登记服务器
接受REGISTER 请求完成用户地址的注册 、可以支持鉴权的功能
SIP消息所支持的基本功能
为SIP终端用户提供定位功能
定位方式：SIP URL，类似Email地址形式
进行媒体属性协商
封装协议：SDP（会话描述协议－Session
Describle Protocol）
发起会话（INVITE）、改变会话 （Re－INVITE）、结束会话（BYE，CANCEL
）
）
SIP协议特点
简单
七个主要请求，六类响应
易于扩展和伸缩
高安全性和可靠性
SIP消息结构和类型
SIP 消息 – 请求和响应
SIP协议消息的主要头部字段
From
所有请求和响应消息必须包含此字段，以指示请求的发起者。
From:显示名〈SIP URL〉；tag=xxx
To
该字段指明请求的接收者，其格式与From相同，仅第一个关键词代之以To
To: <sip:6130001@202.202.21.1>
Cseq
命令序号
Cseq的示例为：CSeq: 101 INVITE
Via
该字段用以指示请求经历的路径
格式：Via：发送协议 发送方；参数
发送协议的格式为：协议名/协议版本/传送层，发送方为发送方主机和端口号。
Contact
其作用是给出其后和用户直接通信的地址。
Contact字段的一般格式为：Contact：地址；参数
SIP基本消息流程
SIP呼叫模型
在重定向服务器辅助下呼叫
直接呼叫（UA-UA)
通过代理服务器转发呼叫
SIP基本呼叫流程
INVITE、180 Ringing、200 OK、ACK、BYE
SIP代理呼叫流程
SIP到PSTN呼叫流程
SIP 呼叫建立和释放
SIP实例分析
SIP重定向呼叫流程（1）
SIP重定向呼叫流程（2）
Diameter协议
Diameter协议是由IETF基于 RADIUS( Remote Authentication Dial In User Service,远程拨入用户认证服务)开发的认证、授权和计费的协议
Diameter协议不是一个单一的协议,而是一个协议栈,。它包括基本协议( Diameter Base Protocol)和各种由基本协议扩展而来的应用协议
COPS协议和H.248协议
COPS协议是IETF开发的一种简单的查询和响应协议，主要用于策略服务器（策略决策点PDP）与其客户机（策略执行点PEP）之间交换策略信息。
做出自我承诺，锁定能投资未来行为的科技或者一次采购
买一双跑鞋
H.248协议是IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于MGC和MGW之间的通信，实现MGC对MGW控制的主从协议。
4.IMS用户编号方案
用户标识
IP多媒体私有用户标识（IP Multimedia Private Identity，IMPI）、IP多媒体公共用户标识（IP Multimedia Public Identity，IMPU）。
功能逻辑上
一个IMS用户可以有多个公共用户标识和多个私有用户标识.
IMS中，用户标识是保存在SIM卡中的专用信息
每个 IMS 用户有一个或几个IMPI
由归属网络运营商定义和分配
每个IMS用户有一个或几个IMPU
采用两种格式： TEL-URI和SIP-URI
公共业务标识（Public Service Identities，PSI）
网络实体标识
IMS网络中的CSCF、BGCF、MGCF等网络实体设备需要分配URI来标识。
由于是全IP网络，为了路由方便，IMS网络实体都采用SIP-URI方式来进行标识。
5.IMS通信你流程
P-CSCF发现流程
三种机制：
GPRS方式
DHCP方式
静态配置在UE
DHCP DNS过程
GPRS过程
IMS用户注册流程
注册过程中涉及的网元
CSCF：为呼叫会话控制单元，又分为P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF
HSS：为归属用户服务器，
DNS：负责URI地址到IP地址的解析，在IMS网络中负责将归属网络（I-CSCF）的SIP URI转换成归属网络的IP地址
AS(Application Server)：为IMS用户提供增值业务
注册是将UE的IP地址和IMPU的绑定关系存储到到IMS系统中。注册包括UE和网络的双向认证过程
21个流程
2.P-CSCF查询DNS服务器获取归属域的I-CSCF的IP地址
3.归属域的I-CSCF收到Register请求后，发Diameter:UAR(user authorization request)消息向HSS查询用户的注册状态（或者说查询S-CSCF）
4.HSS发UAA回应查询请求
19-21. S-CSCF向I-CSCF发200，表示注册成功
发起第一次注册请求UE所携带的参数
UE的IP地址
IMPU
IMPI
P-CSCF的IP地址
归属域名称
IMS基本会话建立流程
13个步骤
IMS会话释放
分为用户发起的会话释放、P-CSCF执行网络发起的会话释放和S-CSCF执行网络发起的会话释放
1.IMS概述
IMS的概念
IMS（IP Multimedia Subsystem）是一个在PS域上的多媒体控制/呼叫控制平台
IMS使得PS具有CS的部分功能
IMS是叠加在分组交换（PS）域上的用于支持多媒体业务的子系统
目的是在基于全IP的网络上为移动用户提供多媒体业务
IMS技术提供了一种新的网络架构和网络运营思路
IMS是移动和固定融合比较适合的架构
IMS技术特点
基于SIP协议的会控制
接入无关性
业务与控制彻底分离
实现了会话控制实体CSCF和承载控制实体在功能上分离，使得网络架构更为开放灵活
一致的归属业务提供能力
提供丰富而动态的组合业务
同一的用户数据管理
IMS标准化进程
编制IMS技术标准的国际标准化组织
3GPP( Third Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)
R8版本
R9版本
R10版本
R11版本、R12版本
3GPP2( Third Generation Partnership Project2，第三代合作伙伴计划2)
ETSI(European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准化协会)
ITU-T( International Telecommunication Union- Telecommunication Standardization Sector，国际电信联盟通信标准化组织)
R5版本
R6版本
R7版本
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