ĐỀ tài các thủ tục đăng ký trong IMS môn học báo HIỆU và điều KHIỂN kết nối

000 Hà Nội, tháng 12/2021 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THƠNG ĐỀ TÀI: Các Thủ Tục Đăng Ký Trong IMS MÔN HỌC: BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI Mã học phần Giảng viên: TEL 1402 : H0àng Trọng Minh Thời gian nộp 10/12/2021 Sinh viên thực Phạm Tiến Hưng - B18DCVT216 Trần Mạnh Hùng - B18DCVT192 Dương Tú Kiên - B18DCVT224 Trần Văn Lâm - B18DCVT240 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG 1.1 Tổng Quát 1.2 Các Tham Số Ban Đầu Và Đối Tượng Quản Lý IMS 12 1.3 Thiết Lập Ngữ Cảnh Báo Hiệu PDP .13 1.4 Khám Phá P-CSCF 13 1.4.1 Tổng Quát 13 1.4.2 SIP Và Cấu Hình Máy Chủ DNS Qua DCHPv6 .14 1.4.3 Phân giải Con Trỏ Cơ Quan Đặt Tên DNS (NAPTR) .16 1.4.4 Giải Quyết Lựa Chọn Giao Thức Truyền Tải Và Dịch Vụ DNS 16 1.4.5 Phân Giải Địa Chỉ DNS IPv6 17 1.4.6 Các Tiêu Chuẩn Liên Quan .17 1.5 Từ UE Đến P-CSCF 18 1.6 Từ I-CSCF Đến S-CSCF 18 1.7 S-CSCF Tải Xuống Vectơ Xác Thực Từ HSS 20 1.8 Thỏa Thuận Cơ Chế Bảo Mật SIP 22 1.8.1 Tại Sao Cần Có Thỏa Thuận Cơ Chế Bảo Mật SIP 22 1.8.2 Tổng Quát 22 1.8.3 Tiêu Đề Sip-Sec-Agree-Related Trong Khởi Tạo Yêu Cầu Đăng KÍ 23 1.8.4 Tiêu Đề Máy Chủ Bảo Mật Trong Phản Hồi 401 (Chưa Xác Thực) 24 1.8.5 Tiêu Đề Sip-Sec-Agree Trong ĐĂNG KÝ Lần Hai .25 1.8.6 Sip-Sec-Agree Và Đăng Ký Lại .26 1.8.7 Các Tiêu Chuẩn Liên Quan 28 1.9 Xác Thực 28 1.9.1 Tổng Quát 28 1.9.2 HTTP Digest 3GPP AKA 30 1.9.3 Thông Tin Xác Thực Trong Yêu Cầu ĐĂNG KÝ Ban Đầu 31 1.9.4 S-CSCF Thách Thức UE 31 1.9.5 Phản Ứng Của UE Đối Với Thách Thức 32 1.9.6 Bảo Vệ Tính Tồn Vẹn Và Xác Thực Thành Cơng 33 1.9.7 Các Tiêu Chuẩn Liên Quan .33 1.10 Bảo Mật Truy Cập - IPsec Sas .34 1.10.1 Tổng Quát 34 1.10.2 Thiết Lập SA Trong Quá Trình Đăng Ký Ban Đầu 34 1.10.3 Xử Lý Nhiều Bộ SA Trong Trường Hợp Xác Thực Lại .37 1.10.4 SA Lifetime 40 1.10.5 Thiết Lập Cổng Và Định Tuyến 41 1.10.6 Các Tiêu Chuẩn LiênQuan 42 1.11 Đàm Phán Nén .46 1.11.1 Tổng Quát .46 1.11.2 Thể Hiện Sự Sẵn SàngSử Dụng SigComp 46 1.11.3 comp = Tham Số SigComp Trong Khi Đăng Ký 48 1.11.4 comp = Tham Số SigComp Trong Các Yêu Cầu Khác 48 1.11.5 Các Tiêu Chuẩn Liên Quan 48 1.12 Tiêu Đề Tuyến Dịch Vụ .48 1.13 Tiêu Đề Đường Dẫn .49 1.14 Đăng ký S-CSCF 50 1.15 Thông Tin Liên Quan Đến Tính Phí Trong Khi Đăng Ký 53 1.16 Danh Tính Người Dùng 53 1.16.1 Tổng Quát 53 1.16.2 Danh Tính Người Dùng Công Khai Và Cá Nhân Để Đăng Ký 55 1.16.3 Nguồn Gốc Nhận Dạng Từ USIM 55 1.16.4 Danh Tính Người Dùng Cơng Khai Mặc Định / Tiêu Đề PAssociated-URI 56 1.16.5 Chỉ định URI tác nhân người dùng định tuyến tồn cầu 57 1.16.6 Đăng Ký Của UE Đối Với Thông Tin Trạng Thái Đăng Ký .58 1.16.7 Đăng ký Của P-CSCF Với Thông Tin Trạng Thái Đăng Ký 61 1.16.8 Các Yếu Tố Của Thông Tin Đăng Ký-Trạng Thái 62 1.16.9 Thông Tin Trạng Thái Đăng Ký Trong Phần Nội Dung Của Yêu Cầu Thông Báo 63 1.16.10 Ví Dụ Về Đăng Ký-Thông Tin Trạng Thái 65 1.16.11 Nhiều Thiết Bị Đầu Cuối Và Thông Tin Trạng Thái Đăng Ký 68 1.16.12 Các T iêu Chuẩn Liên Quan 69 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO .71 Lời Mở Đầu Nội dung tiểu luận đưa ví dụ chi tiết thủ tục liên quan đến Giao thức khởi tạo phiên (SIP) Giao thức mô tả phiên (SDP) Hệ thống đa phương tiện giao thức Internet (IMS) Các thủ tục báo hiệu, thông điệp giao thức yếu tố chúng mơ tả giải thích dựa ví dụ đăng ký IMS phiên Điện thoại đa phương tiện IMS hai người dùng Ngồi ra, trình bày chi tiết cách thức hoạt động giọng nói, giới thiệu quy trình chi tiết tính liên tục gọi Người đọc thấy cách hoạt động tín hiệu IMS cách thực hóa khái niệm kiến trúc mô tả trước cấp độ giao thức Tuy nhiên, phần tập trung vào ví dụ đơn giản khơng xử lý chi tiết quy trình lỗi bất thường Để hiểu rõ thủ tục áp dụng, phần phần chia thành nhiều phần tập trung vào khái niệm khác nhau, chẳng hạn định tuyến, xác thực thương lượng phương tiện Mỗi phần mô tả phần thông điệp SIP SDP riêng lẻ cần thiết cho hiểu biết họ Phần tổng quan bao gồm phần để giới thiệu hoạt động Ở cuối chương, tiêu chuẩn thông số kỹ thuật liên quan liệt kê, phép người đọc quan tâm có thơng tin chi tiết cách đọc thông số kỹ thuật BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT UE SIP User Equipment Session Initiation Protocol SPD IMS Session Description Protocol IP Multimedia Subsystem OMA DM IMS MO GPRS OMA Device Management IMS Management Object General Packet Radio Service ICSI IANA IMS Communication Service Identifícations Internet Assigned Number Authority URN Uniform Resource Name PDP Packet Data Protocol FQDN NAPTR Fully Qualified Domain Name Naming Authority Pointer Resource Record User Datagram Protocol UDP DHCP UAR URL Thiết bị người dùng Giao Thức Khởi Tạo Phiên Giao Thức Mô Tả Phiên Hệ thống Con Đa Phương Tiện Quản lý thiết bị OMA Đối tượng quản lí IMS Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp Nhận Dạng Dịch vụ Truyền Thông IMS Cơ Quan Cấp Số Được Ấn Định Trên Internet Định Danh Tài Nguyên Thống Nhất Phương Thức Chuyển Mạch Gói Tên Miền Đầy Đủ Bản Ghi Tài Nguyên Con Trỏ Cơ Quan Đặt Tên Giao thức Dữ liệu Người dùng Dynamic Host Configuration Protocol Diameter User Authorization Request Giao thức cấu hình máy chủ động Yêu cầu Ủy quyền Người Dùng Uniform Resource Locator Chuỗi ký tự dẫn đến địa URI Uniform Resource Name Chuỗi ký tự xác định tài nguyên web cách sử dụng vị trí, tên HSS Home Subscriber Server Cơ sở liệu lưu trữ thông tin tất khách hàng thuê bao S-CSCF Serving-Call Session Control Function Nút trung tâm hệ thống báo tín hiệu IMS UICC Universal Integrated Circuit Card Thẻ mạch tích hợp phổ quát, sử dụng thiết bị đầu cuối di động mạng GSM UMTS USIM Universal Subcriber Identity Module SIMCARD đặc biệt thiết kế theo chuẩn 3GPP sử dụng mạng 3G CS Circuit-switching Chuyển mạch kênh PS Packet switching Chuyển mạch gói MCC Mobile Country Code Mã quốc gia di động MNC Mobile Network Code Mã mạng di động GRUU Globally Routable Unicast Định tuyến toàn cầu SLF Super-low frequency Chỉ sóng điện từ (sóng vơ tuyến) dải tần số 30 Hz 300 Hz XML Extensible Markup Language Ngơn ngữ đánh dấu với mục đích chung P-CSCF Proxy-Call Session Control Function Điểm kết nối hạ tầng IMS người dùng IMS/SIP DNS Domain Name System Hệ thống phân giải miền I-CSCF Interrogating-Call Session Control Function Điểm liên lạc cho tất kết nối hướng đến UE AOR Address Of Record Địa hồ sơ IARI IMS Application Reference Identification Nhận dạng Tham chiếu Ứng dụng IMS DANH MỤC HÌNH VẼ STT Tên hình Mơ tả Hình 1.1 Quy trình đăng kí ban đầu Hình 1.2 P-CSCF qua DHCP / DNS Hình 1.3 Sip-Sec-Agree trình đăng ký ban đầu Hình 1.4 Luồng thơng tin xác thực trình đăng ký IMS Hình 1.5 SA thành lập trình đăng ký ban đầu Hình 1.6 Hai SA trình xác thực lại Hình 1.7 Đưa nhóm SA vào sử dụng loại bỏ nhóm SA cũ Hình 1.8 Định tuyến yêu cầu phản hồi UE P-CSCF qua TCP Hình 1.9 Định tuyến trình đăng ký 10 Hình 1.10 Đăng ký Tobias thông tin trạng thái đăng ký anh Đăng kýHình P-CSCF 11 1.11 thơng tin trạng thái đăng ký Tobias I Tổng Quan Đăng ký Giao thức khởi đầu phiên (SIP) thực để liên kết địa Giao thức Internet (IP) người dùng sử dụng danh tính người dùng cơng khai người dùng, SIP URI (định danh tài nguyên thống nhất) Nếu Tobias muốn gọi cho Theresa, anh gửi yêu cầu SIP INVITE đến địa cô - tức là, sip: theresa@home2.hu; không cần biết Theresa sử dụng thiết bị đầu cuối INVITE sau chuyển đến tổ chức đăng ký tên miền Theresa, đặt home2.hu Tổ chức đăng ký tên miền biết địa trạm cuối Theresa q trình đăng ký thay địa sip: theresa@home2.hu địa liên hệ đăng ký, địa IP Sau đó, yêu cầu chuyển đến trạm cuối Theresa Do đó, trường hợp IMS, Theresa cần phải đăng ký quan đăng ký SIP để phát địa đầu cuối cô Hệ thống đa phương tiện IP (IMS) kết hợp nhiều chức với thủ tục đăng ký SIP, điều khiến Tobias cần đăng ký, trước gọi cho em gái Các quy trình sau thực trình đăng ký IMS Tobias (xem Hình II 1): 1.2: UE cấu hình với thơng số cấu hình chung liên quan đến IMS Cấu hình xảy lần cho UE không cần lặp lại cho lần đăng ký • • Contact: Content-Length: ( ) • Những điều cần lưu ý yêu cầu NOTIFY là: • To header From header thay đổi yêu cầu gửi từ Người thông báo (SCSCF) đến Người đăng ký (Tobias’s UE) Mặc dù hai tiêu đề có nội dung gần giống thẻ chúng lại khác S-CSCF thêm thẻ ‘Too’ (‘peruna’), thẻ xuất From header; • Một Subscription-State header thêm vào, cho biết đăng ký hoạt động hết hạn sau 599 999 giây I 16.9 Thông tin trạng thái đăng ký phần nội dung u cầu thơng báo • Thơng tin trạng thái đăng ký cho URI liên kết với Tobias bao gồm phần nội dung yêu cầu NOTIFY thể chi tiết Phần II 13.9 Thông tin trạng thái đăng ký danh sách phân cấp bao gồm: • Phần tử gốc ‘reginfo’, bao gồm thông tin trạng thái đăng ký liên kết với người dùng; • Một nhiều phần tử ‘contact’ phần tử gốc ‘reginfo’ Phần tử ‘registration’ bao gồm thơng tin xác URI (tức danh tính người dùng cơng khai); • Không nhiều phần tử ‘contact’ phần tử ‘registration’ Một ‘contact’ phần tử phụ bao gồm thông tin địa đăng ký (đăng ký đăng ký) cho URI phần tử phụ ‘registration’; • Một phần tử ‘uri’ phần tử ‘contact’, cho biết địa liên hệ đăng ký; • • Khơng phần tử ‘display-name’ phần tử ‘contact’, cho biết tên hiển thị đặt Contact header cho địa liên hệ có liên quan; • Khơng phần tử 'gr: pub-gruu' không phần tử 'gr: tempgruu' phần tử 'contact', cho biết GRUU công khai tạm thời gán cho thiết bị trình đăng ký ( xem Phần 1.15.5); • Khơng nhiều phần tử ‘unknown-parameter’ phần tử ‘contact’ Phần tử phụ ‘unknown-parameter’ bao gồm tham số khác có Contact header q trình đăng ký (các thẻ tính vậy) • Mỗi phần tử đăng ký bao gồm thuộc tính sau: • Thuộc tính Address Of Record (AOR), theo sau URI cho danh tính người dùng cơng khai; • Thuộc tính ID, xác định phần tử phụ đăng ký số tất phần tử khác; • Thuộc tính trạng thái phần tử đăng ký, cho biết liệu định URI trạng thái sau: ◦ ‘active’ (tức đăng ký); ◦ ‘terminated’ (tức hủy đăng ký); ◦ ‘init’ (tức trình đăng ký, chẳng hạn nhận yêu cầu REGISTER ban đầu thủ tục xác thực chưa hồn tất) • Mỗi phần tử phụ liên hệ bao gồm địa liên hệ đăng ký bao gồm thuộc tính sau: • Thuộc tính ID, xác định phần tử phụ liên hệ số tất phần tử khác; • Thuộc tính trạng thái phần tử liên hệ, cho biết liệu liên hệ định liên quan đến URI phần tử đăng ký - có trạng thái sau: ◦ ‘active’ (tức URI đăng ký với thông tin liên hệ này); ◦ ‘terminated’ (nghĩa ràng buộc URI thông tin liên hệ vừa gỡ bỏ) • Thuộc tính kiện phần tử phụ liên hệ, cho biết kiện gây thay đổi thuộc tính trạng thái liên hệ Các kiện là: ◦ đăng ký - kiện chuyển địa liên hệ từ trạng thái 'init' sang trạng thái ‘active’ AOR đăng ký rõ ràng (nghĩa là, yêu cầu REGISTER hợp lệ nhận cho AOR thông tin liên hệ liên quan ràng buộc với nó); ◦ tạo - kiện có ý nghĩa với kiện đăng ký, AOR đăng ký ngầm (tức là, liên kết tạo tự động, chẳng hạn nhận yêu cầu REGISTER cho AOR khác); ◦ làm - kiện xảy đăng ký lại AOR diễn xảy ngầm (tức đăng ký lại AOR liên kết thực hiện); ◦ rút ngắn - kiện xảy mạng rút ngắn thời gian hết hạn AOR (ví dụ: để kích hoạt xác thực lại mạng bắt đầu, xem Phần 11.14.2); ◦ vơ hiệu hóa - kiện xảy mạng bị xóa ràng buộc (ví dụ: hủy đăng ký mạng khởi tạo), cho phép người dùng thực lần đăng ký ban đầu sau đó; ◦ thời gian thử - với kiện này, mạng hủy đăng ký người dùng yêu cầu họ gửi đăng ký ban đầu sau thời gian định (phụ thuộc vào giá trị thử lại sau); ◦ chưa đăng ký - kiện xảy người dùng hủy đăng ký liên hệ cách rõ ràng; ◦ bị từ chối - kiện xảy mạng không cho phép người dùng đăng ký số liên lạc cụ thể • Các thuộc tính bổ sung, chẳng hạn như: ◦ thuộc tính expires - cho biết thời gian hết hạn lại đăng ký cho địa liên hệ cụ thể (nó phải đặt cho kiện rút gọn, đặt tùy ý cho kiện khác); ◦ thuộc tính đăng ký thời lượng - hiển thị thời gian liên hệ đăng ký; ◦ thuộc tính callid - cho biết giá trị Call-ID header yêu cầu REGISTER mà địa liên hệ đăng ký; ◦ thuộc tính cseq - cho biết giá trị số Cseq header yêu cầu REGISTER mà địa liên hệ đăng ký; ◦ thuộc tính thử lại sau - thuộc tính đặt cho kiện thử việc cho biết UE phải đợi trước thử đăng ký lại • 1.16.10 Ví dụ Thơng tin Đăng ký-Trạng thái • Thơng tin trạng thái đăng ký Tobias bao gồm phần nội dung yêu cầu NOTIFY mà S-CSCF gửi tới UE P-CSCF Trước hết, bao gồm XML tiêu đề tài liệu: • • • Tiêu đề cho biết phiên XML sử dụng (1.0) Thông tin đăng ký ln bắt đầu phần tử gốc, có tên ‘reginfo’, bao gồm số thuộc tính: • Thuộc tính xmlns trỏ đến Tên nguồn đồng (URN) xác định tài liệu XML khơng gian tên XML; • Thuộc tính phiên ln bắt đầu giá trị ‘0’ tăng lên phiên (cập nhật) thông tin trạng thái đăng ký gửi đến người nhận; • Thuộc tính trạng thái thông tin trạng thái đăng ký sau danh sách đầy đủ tất AOR có liên quan đến Tobias Phiên ('0') tài liệu reginfo cần gửi dạng danh sách hồn chỉnh ('full') - thơng tin (bắt đầu từ '1') gửi dạng 'partial' bao gồm thông tin có thay đổi kể từ lần thơng báo cuối • Tất danh tính người dùng cơng khai liên quan đến Tobias trạng thái đăng ký họ liệt kê tài liệu: • • sip:[5555::1:2:3:4]:1357 • Mobile Phone - Tobias • "INVITE,BYE,ACK,OPTIONS,CANCEL,NOTIFY,MESSAGE,PRACK,U PDATE" • • "urn%3Aurn-xxx%3A3gpp-service-ims.icis.mmtel, • urn%3Aurn-xxx%3Aother-vendor-service-ims.icsi.ongame"