đồ án tốt nghiệp đại học khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ

Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ MỤC LỤC 1 CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU 13 1.1 Tầm quan trọng của đề tài 13 1.2 Nội dung nghiên cứu 14 2 CHƯƠNG II : CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG TRONG KIẾN TRÚC IMS 16 2.1 Các yêu cầu đối với IMS 16 2.1.1 Phiên đa phương tiện IP 16 2.1.2 Chất lượng dịch vụ QoS 16 2.1.3 Internetworking 17 2.1.4 Chuyển vùng (Roaming) 17 2.1.5 Điều khiển dịch vụ 17 2.1.6 Phát triển dịch vụ 18 2.1.7 Đa truy nhập 18 2.2 Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS 19 2.2.1 Giao thức điều khiển phiên 19 2.2.2 Giao thức AAA 20 2.2.3 Các giao thức khác 20 2.3 Kiến trúc tổng quát IMS 21 2.3.1 Mạng truy nhập 22 2.3.2 Mạng lõi 23 2.3.3 Tầng dịch vụ 32 2.4 Định danh trong IMS 33 2.4.1 Định danh người dùng công cộng 33 2.4.2 Định danh người dùng riêng 35 2.4.3 Mối quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng 35 2.4.4 Định danh dịch vụ công cộng 37 2.5 SIM, USIM và ISIM trong 3GPP 38 2.5.1 SIM 39 2.5.2 USIM 39 2.5.3 ISIM 39 3 CHƯƠNG III : ĐIỀU KHIỂN PHIÊN TRONG IMS 40 3.1 Chức năng của SIP 40 3.1.1 Mô tả phiên và SDP 40 3.1.2 Mô hình Offer/Answer 41 3.1.3 SIP và SIPS URIs 42 3.1.4 Định vị người dùng 43 3.2 Cơ bản về SIP 44 3.2.1 SIP là gì 44 3.2.2 SIP liên hệ với HTTP như thế nào 46 3.2.3 Bản tin SIP 48 3.2.4 Phiên giao dịch (Transaction) 49 3.2.5 Hội thoại (dialog) 50 3.2.6 Trường điều khiển Record-Route, Route và Contact 52 4 CHƯƠNG IV : QUẢN LÝ TƯƠNG TÁC DỊCH VỤ TRONG IMS 54 Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 1 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ 4.1 Service Broker – khối quản lý tương tác dịch vụ trong IMS 55 4.1.1 SCSCF và tiêu chuẩn lọc 55 4.1.2 Service Capabilitiy Interaction Manager (SCIM) 67 4.2 Distributed Feature Composition – architecture routing algorithm (DFC-AR): 72 4.2.1 Giới thiệu về hỗn hợp ứng dụng và kiến trúc DFC: 72 4.2.2 Mục tiêu thiết kế: 75 4.2.3 Hoạt động của DFC Application Router 76 4.2.4 DFC-AR API: 81 4.2.5 Các ví dụ: 84 5 CHƯƠNG V : CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG MIỀN WEB 87 5.1 Khái niệm Web Service và Service Oriented Architecture 87 5.1.1 Service Oriented Architecture 87 5.1.2 Web Service 92 5.1.3 Web Service Description Language – WSDL 97 5.2 Web Service Orchestration 99 5.2.1 Giới thiệu: 99 5.2.2 Orchestration và Choreography 99 5.2.3 Các ngôn ngữ dùng trong orchestration: 101 5.3 Business Process Execution Language for Webservices 107 5.3.1 Giới thiệu 107 5.3.2 Cấu trúc của một qui trình nghiệp vụ 108 5.3.3 Cách xây dụng một qui trình BPEL 108 5.3.4 Các đặc tính và yếu tố của một qui trình BPEL 108 6 CHƯƠNG VI : SO SÁNH PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG MIỀN WEB VÀ VIỄN THÔNG 111 6.1 So sánh hai miền: viễn thông và web: 111 6.1.1 Khách hàng – nhà cung cấp so với đối tác ngang hàng: 112 6.1.2 Kích hoạt rõ ràng và không rõ ràng: 112 6.1.3 Các chức năng phân tán và các chức năng chồng chéo 112 6.1.4 Các yêu cầu về dịch vụ 113 6.1.5 Những khác biệt về giao thức 113 6.1.6 Mô hình tương tác 114 6.1.7 Cấu trúc của bộ phối hợp 114 6.1.8 Phương pháp phối hợp dựa trên yêu cầu-phản hồi và dựa trên phiên kết nối 115 6.1.9 Khác biệt về quan hệ trạng thái 115 6.1.10 Khác biệt nhưng có thể hòa hợp 116 Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 2 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 2-1 : Tổng quan kiến trúc IMS 22 Hình 2-2 : Giao tiếp giữa PSTN/CS gateway và mạng CS 28 Hình 2-3 : P-CSCF đặt tại mạng khách 31 Hình 2-4: P-CSCF đặt tại mạng chủ 31 Hình 2-5 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R5 36 Hình 2-6 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R6 37 Hình 3-7 : Một ví dụ về mô tả phiên SDP 40 Hình 3-8 : Các kiểu trong SDP 41 Hình 3-9 : Mô tả phiên SDP của Bob 42 Hình 3-10 : Alice đăng ký vị trí người dùng với tên miền domain.com registrar 44 Hình 3-11 : Các bước thiết lập một cuộc gọi 46 Hình 3-12: Cấu trúc bản tin SIP 48 Hình 3-13: Transaction 50 Hình 3-14 : Luồng cuộc gọi trong một hội thoại SIP 51 Hình 3-15 : Cách sử dụng Record-Route, Route và Contact 53 Hình 4-16: Cấu trúc của User Profile 57 Hình 4-17: Cấu trúc tiêu chuẩn lọc khởi tạo 58 Hình 4-18: Thành phần của Service Point Trigger 61 Hình 4-19: Ví dụ về User Profile 63 Hình 4-20: SCSCF đóng vai trò Service Broker giữa các AS khác nhau 64 Hình 4-21: Định tuyến bản tin đến máy chủ ứng dụng 67 Hình 4-22: SCIM trong cấu trúc IMS 67 Hình 4-23: Giao diện của SCIM với các thực thể mạng 68 Hình 4-24: SCIM được triển khai theo dạng (1) 70 Hình 4-25 : SCIM được triển khai theo dạng (2) 71 Hình 4-26: Hỗn hợp ứng dụng trong các container 73 Hình 4-27: Minh họa ví dụ 1 85 Hình 4-28: Minh họa ví dụ 2 86 Hình 5-29: Các tác nhân trong SOA 89 Hình 5-30: Tập giao thức trong Web service 93 Hình 5-31: Các tác nhân của Web service 94 Hình 5-32: Thông điệp SOAP 95 Hình 5-33: Cấu trúc bản tin SOAP 96 Hình 5-34: Tổng quan về WSDL 98 Hình 5-35: Phối hợp dịch vụ web với phương pháp Orchestration 100 Hình 5-36: Phối hợp dịch vụ web với phương pháp Choreography 101 Hình 5-37: Ví dụ về WSCL 102 Hình 5-38: Tập hợp các mô hình trong BPMN 104 Hình 5-39: Web Services Choreography Interface (WSCI) 105 Hình 5-40: Ví dụ đơn giản về WSCI 105 Hình 5-41: Ví dụ đơn giản về BPML 106 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ Hình 5-42: Các đặc tính và yếu tố của một qui trình BPEL 109 Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 5 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tên đầy đủ 1 3GPP Third Generation Partnership Project 2 3GPP2 Third Generation Partnership Project 2 3 3WC 3-way Call 4 ACK Acknowledgment 5 ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 6 AR Application Router 7 AS Application Server 8 ATM Asynchoronous Transfer Mode 9 B2BUA Back-to-back User Agent 10 BGCF Breakout Gateway Control Function 11 BICC Bearer Independent Call Control 12 BPEL4WS Business Process Execution Language for Web Services 13 BPML Business Process Management Language 14 BPMN Business Process Modeling Notation 15 CF Call Forwarding 16 COPS Common Open Policy Service 17 CSCF Call Session Control Function 18 CW Call Waiting 19 DFC Distributed Feature Composition 20 DFC-AR Distributed Feature Composition – architecture routing algorithm 21 DHCP Dynamic Host Configuration Protocol 22 DNS Domain Name System 23 ENUM Telephone Number Mapping 24 GGSN Gateway GPRS Support Node 25 GPRS General Packet Radio Service 26 GSM Global System for Mobile Communications 27 HLR Home Location Register Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 6 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ 28 HSS Home Subscriber Server 29 HTTP Hypertext Transfer Protocol 30 I-CSCF Interrogating-CSCF 31 IETF Internet Engineering Task Force 32 IFC Initial Filter Criteria 33 IMS IP Multimedia Subsystem 34 IMSI International Mobile Subscriber Identifier 35 IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function 36 IP Internet Protocol 37 IP-CAN IP Connectivity Access Network 38 ISC IMS Service Control 39 ISIM IP multimedia Services Identity Module 40 ISUP ISDN User Part 41 ITU-T International Telecommunication Union- Telecommunications 42 MAP Mobile Application Part 43 MEGACO Media Gateway Control 44 MGCF Media Gateway Control Function 45 MGW Media Gateway 46 MIME Multipurpose Internet Mail Extensions 47 MRF Media Resource Function 48 MRFC Media Resource Function Controllers 49 MRFP Media Resource Function Processors 50 MSISDN Mobile Subscriber ISDN Number 51 NAI Network Access Identifier 52 OCS Outbound Call Screening 53 OSA-SCS Open Service Access–Service Capability Server 54 PA Presence Agent 55 P-CSCF Proxy-CSCF 56 PDF Policy Decision Function 57 PEP Policy Enforcement Point Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 7 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ 58 PIDF Presence Information Data Format 59 PS Presence Agent 60 PSI Public Service Identity 61 PSTN Public Switched Telephone Network 62 PUA Presence User Agent 63 QoS Quality of Service 64 RTCP RTP Control Protocol 65 RTP Real-Time Transport Protocol 66 SCIM Service Capabilitiy Interaction Manager 67 S-CSCF Serving-CSCF 68 SCTP Stream Control Transmission Protocol 69 SDP Session Description Protocol 70 SFC Subsequent Filter Criteria 71 SGSN Serving GPRS Support Node 72 SGW Signalling Gateway 73 SIM Subscriber Indetity Module 74 SIP Session Initiation Protocol 75 SLF Subscriber Location Function 76 SOAP Simple Object Access Protocol 77 SPT Service Point Trigger 78 SS7 Sinaling System No. 7 79 TCP Transmission Control Protocol 80 THIG Topology Hiding Inter-network Gateway 81 UA User Agent 82 UAC User Agent Client 83 UAS User Agent Server 84 UDA User Data Answer 85 UDP User Datagram Protocol 86 UDR User Data Request 88 UE User Equipment Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 8 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ 89 UICC Universal Integrated Circuit Card 90 UMTS Universal Mobile Telecommunication System 91 URI Uniform Resource Identifier 92 URL Uniform Resource Locator 93 USIM Universal Subscriber Identity Module 94 VoD Video on Demand 95 VoIP Voice over IP 96 WAP Wireless Application Protocol 97 WLAN Wireless Local Access Network 98 WLSS WebLogic SIP Server 99 WSCI Web Services Choreography Interface 100 WSDL Web Service Description Language 101 WSFL Web Services Flow Language 102 XML Extensible Markup Language Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 9 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm qua xu hướng hội tụ mạng Internet, mạng di động và mạng PSTN đang là xu hướng được quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực thông tin liên lạc. Nhiều kiến trúc mới đã ra đời trong quá trình phát triển hợp nhất các mạng với mục đích tạo ra một mạng toàn IP duy nhất. Phân hệ IP Multimedia Subsystem (IMS) là một trong những kiến trúc đã ra đời trong xu thế phát triển đó. Với IMS người dùng có thể liên lạc khắp mọi nơi nhờ tính di động của mạng di động và đồng thời có thể sử dụng những dịch vụ hấp dẫn từ mạng Internet. IMS đã thực sự trở thành chìa khóa để hợp nhất mạng di động và mạng Internet. IMS đồng thời cũng trở thành một phân hệ trong mô hình mạng thế hệ mới (NGN) của tất cả các hang sản xuất các thiết bị viễn thông và các tổ chức chuẩn hóa trên thế giới. Trong thời điểm hiện tại, yêu cầu cần có một tiêu chuẩn chung cho việc phối hợp dịch vụ trong IMS và các dịch vụ web đang rất cấp bách. Vì vậy, hiện nay có một số hướng nghiên cứu tiếp cận vấn đề này. Trong thời gian thực tập tại phòng lab C9-411 của bộ môn kỹ thuật thông tin để tìm hiểu về kiến trúc IMS và triển khai các dịch vụ mới trên IMS, được sự gợi ý của tiến sĩ Nguyễn Tài Hưng em đã lựa chọn đề tài “Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ trong các mạng thế hệ mới”. Em xin chân thành cám ơn TS. Nguyễn Tài Hưng và TS. Nguyễn Hữu Thanh đã giúp đỡ tận tình cho em trong thời gian làm đồ án vừa qua. Tôi cũng xin chân thành cám ơn gia đình và bạn bè đã động viên và chia sẽ những kinh nghiệm quý báu. Em xin chân thành cám ơn Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Quang Dũng Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 10 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong những năm gần đây, internet đã phát triển với một tốc độ chóng mặt. Với mong muốn kết hợp các dịch vụ internet với các dịch vụ di động truyền thống để đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu của khách hàng, các nhà cung cấp dịch vụ đã không ngừng nghỉ trong việc sáng tạo ra các kiến trúc mạng mới, IMS ra đời là quả của quá trình đó. Khả năng cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng một cách nhanh chóng và linh hoạt nhất đã đem lại cho IMS một ưu thế rất lớn trong cạnh tranh. Song song với sự phát triển của IMS là sự đòi hỏi cần có một tiêu chuẩn cho kĩ thuật phối hợp dịch vụ trong miền IMS, như trong miền Web. Trong đề tài này, tôi mong muốn đưa đến cho người đọc những kiến thức tổng quan về hệ thống IMS và những hướng tiếp cận vấn đề phối hợp dịch vụ trong miền IMS và các dịch vụ Web. ABSTRACTION Along with the rapid growing of 3G network, the Internet has experienced dramatic growth over recent years. On providing integrated services between the Internet and traditional mobile services to provide best ones to users, operators continue to develop new architectures and unravel new network technologies. IMS architecture is an important step in process of trying to improve quality of services. The ability of rapid value-added service providing bring more competitive to this infrastructure. In this thesis, I expect to provide readers general knowledge of IP multimedia system and present approaches to feature interaction and service composition in IMS and Web service domain. [...]... số phương pháp phối hợp dịch vụ mà trọng tâm là WS-BPEL • So sánh phương pháp phối hợp dịch vụ trong hai miền: trình bày một số điểm khác biệt giữa hai miền viễn thông và web Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 15 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ 2 CHƯƠNG II : CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG TRONG KIẾN TRÚC IMS 2.1 Các yêu cầu đối với IMS IMS hướng đến: • Kết hợp. .. Điện Tử 4– K50 Trang 14 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ • Các phương pháp điều khiển tương tác dịch vụ trong IMS: giới thiệu các phương pháp tương tác dịch vụ trong miền IMS, bao gồm phương pháp sử dụng iFC của SCSCF, cấu trúc khối SCIM mà 3GPP đề xuất và khối DFC Application Router • Các phương pháp phối hợp dịch vụ trong miền web: giới thiệu về cấu trúc... Điện Tử 4– K50 Trang 31 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ 2.3.3 Tầng dịch vụ Phần này bao gồm các máy chủ ứng dụng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ tới người dùng cuối Các máy chủ ứng dụng là các thực thể SIP thực hiện dịch vụ và giao tiếp với S-CSCF sử dụng SIP Phụ thuộc vào các dịch vụ thực tế mà máy chủ ứng dụng có thể hoạt động ở các chế độ: SIP proxy,... là các dịch vụ đa phương tiện bao gồm các dịch vụ gọi thông thường và các dịch vụ nâng cao như: • Nhấn tin đa phương tiện • Hội thảo đa phương tiện • Click to dial • Dịch vụ kiểm tra trạng thái người dùng (Presence) • Dịch vụ instant message Tầng dịch vụ được thiết kế tách rời với mạng lõi và mạng truy nhập đã được chuẩn hóa Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 32 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát. .. trợ các loại thiết bị và các cách truy nhập khác Thiết bị hỗ trợ cá nhân PDAs và máy tính là các ví dụ về các thiết bị có thể kết nối tới IMS Một ví dụ khác về phương pháp truy cập là WLAN và ADSL Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 22 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ 2.3.2 Mạng lõi Phần còn lại của hình chỉ ra các nút bao gồm trong mạng lõi IMS Các. .. nó Các máy chủ ứng dụng này sẽ cung cấp các khả năng về một dịch vụ tới người dùng Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 26 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ Một chức năng chính của S-CSCF là cung cấp dịch vụ định tuyến bản tin SIP Nếu người dùng quay số điện thoại thay vì sử dụng SIP URI (Uniform Resource Identifier) thì S-CSCF cung cấp một dịch vụ. .. Trang 13 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ hay gateway có thể được kết nối vào IMS, hỗ trợ nhiều loại truy nhập khác nhau… • Về phía người sử dụng: cho phép người sử dụng có thể truy nhập dễ dàng và an toàn vào mạng đa phương tiện, chất lượng dịch vụ được nâng cao, có cơ hội sử dụng nhiều các dịch vụ tiện ích mới… Một điểm nữa khá quan trọng là khi khoa học. .. Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 30 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ Hình 2-3 : P-CSCF đặt tại mạng khách Không thể mong đợi tất cả các mạng trên thế giới đều triển khai IMS đồng thời Do đó cũng không thể mong chờ tất cả các mạng thành phần sẽ cập nhật các GGSN theo cùng một chuẩn tại cùng một thời điểm và cùng bắt đầu cung cấp dịch vụ IMS Vì vậy chúng ta chỉ có... nhau (ví dụ như các thẻ thông minh khác nhau được gắn vào các đầu cuối khác nhau) Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4– K50 Trang 36 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ Hình 2-6 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R6 2.4.4 Định danh dịch vụ công cộng 2.4.4.1 Định nghĩa PSI Khái niệm của định danh dịch vụ công cộng (PSI... Trang 37 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ dụng trong quá trình định tuyến Trong khi Wildcarded PSI là một tập hợp các PSI Wildcarded PSI cho phép người dùng tối ưu hoạt động và duy trì các nút Một Wildcarded PSI có chứa hơn hai dấu chấm than sẽ được xem như một cặp dấu ngăn cách Khi được chứa trong HSS, Wildcarded PSI sẽ bao gồm các ký tự ngăn cách để xác . 106 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp dịch vụ Hình 5-42: Các đặc tính và yếu tố của một qui trình BPEL 109 Nguyễn Quang Dũng – Điện Tử 4 – K50 Trang 5 Đồ án tốt nghiệp. học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ • Các phương pháp điều khiển tương tác dịch vụ trong IMS: giới thiệu các phương pháp tương tác dịch vụ trong miền IMS, bao gồm phương. 15 Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát các phương pháp phối hợp và tương tác dịch vụ 2 CHƯƠNG II : CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG TRONG KIẾN TRÚC IMS 2.1 Các yêu cầu đối với IMS IMS hướng đến: • Kết hợp các