IMS
2020-12-11 16:32:35 0 举报AI智能生成
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交换网IMS结构图
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大纲/内容
IMS
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)。
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。
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
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。
总结
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
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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