Phát triển khối chức năng kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMSSOA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Họ tên tác giả luận văn Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Phát triển khối chức kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS/SOA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Điện Tử Viễn Thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Tiến sĩ Nguyễn Tài Hưng Hà Nội – Năm 2012 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined Nội dung Error! Bookmark not defined DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS Vị trí vai trò phân hệ IMS kiến trúc mạng di động 3G Các yêu cầu IMS 2.1 Hỗ trợ việc thiết lập phiên Multimedia IP 2.2 Hỗ trợ chế để thỏa thuận QoS 2.3 Hỗ trợ làm việc liên kết với mạng Internet mạng chuyển mạch kênh (PSTN) 2.4 Hỗ trợ chuyển vùng .9 2.5 Hỗ trợ điều khiển dịch vụ 2.6 Hỗ trợ phát triển dịch vụ 10 2.7 Hỗ trợ đa truy nhập .10 Tổng quan giao thức sử dụng IMS 10 3.1 Giao thức điều khiển phiên 10 3.2 Giao thức hỗ trợ chứng thực, cấp quyền, tính cước 11 3.3 Các giao thức khác 11 Tổng quan kiến trúc IMS 11 4.1 CSCF - Call/Session Control Function 13 4.2 Cơ sở liệu 15 4.3 AS (Application server) .16 4.4 MRF 17 4.5 BGCF 17 4.6 IMS-ALG TrGW 17 4.7 PSTN/CS gateway .18 4.8 Mạng chủ mạng khách 20 Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Nhận dạng người dùng IMS 21 5.1 Nhận dạng người dùng cá nhân .22 5.2 Mối liên hệ nhận dạng người dùng cá nhân nhận dạng người dùng công cộng 23 5.3 Nhận dạng dịch vụ công công .24 5.4 SIM, USIM ISIM 3GPP 24 CHƯƠNG 2: GIAO THỨC HỖ TRỢ CHỨNG THỰC, CẤP QUYỀN, TÍNH CƯỚC TRONG IMS 28 Chứng thực cấp quyền IMS 28 Giao thức Diameter 29 2.1 Cấu trúc tin Diameter 31 2.2 Cặp giá trị thuộc tính .32 2.3 Địa AAA AAAS 34 2.4 Giao thức Diameter 34 2.4.8 Các AVP giao thức Diameter 37 Giao diện Cx Dx 39 3.1 Những lệnh Diameter ứng dụng cho giao diện Cx 40 3.2 Các AVP Diameter ứng dụng cho giao diện Cx 45 Thông tin người dùng 49 4.1 Cấu trúc tổng quát thông tin người dùng .49 4.2 Nhận dạng công cộng 50 4.3 Cấp quyền cho mạng lõi dịch vụ 50 Tính cước 50 CHƯƠNG 3: CƠ CHẾ KÍCH HOẠT DỊCH VỤ TRONG IMS (SERVICES INVOCATION) 52 Kiến trúc kích hoạt dịch vụ IMS 52 1.1 Cơ chế kích hoạt dịch vụ S-CSCF 52 1.2 Cơ chế kích hoạt dịch vụ D-SCIM (DISTRIBUTED SCIM SERVICE INVOCATION MECHANISM) 53 1.2.1 Kiến trúc D-SCIM 53 Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS 1.2.2 Các chức DSCIM 53 1.3 Mô hình chế kích hoạt dịch vụ IMS 54 1.3.1 Mô hình chế kích hoạt S-CSCF 54 1.3.2 Mô hình chế kích hoạt dịch vụ DSCIM 54 ISC( IMS service control) 54 Giao diện Sh 57 3.1 Dữ liệu người dùng giao diện Sh 57 3.2 Các lệnh định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh 58 3.2.1 Bản tin UDR UDA 58 3.2.2 Bản tin PUR PUA 58 3.3 Các AVP định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh 60 iFC-Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu 60 CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG IMS 63 Phối hợp dịch vụ ( Service broker) 63 1.1 Tiếp cận nội phần máy chủ ứng dụng 64 1.2 Tiếp cận nội phần S-CSCF 64 1.3 Tiếp cận bên máy chủ độc lập .65 1.4 Các tính Service Broker .65 SCIM 66 2.1 Cấu trúc SCIM 68 2.2 Các chức SCIM 68 Đề xuất phương án phối hợp dịch vụ IMS 69 3.1 Quản lí thành phần dịch vụ 69 3.2 Quản lí xung đột dịch vụ 70 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS DANH SÁCH HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS Hình 1.1 Kiến trúc mạng UMTS Hình 1.2 Tổng quan kiến trúc IMS 12 Hình 1.3 Cấu trúc HSS 15 Hình 1.4 Application Server 16 Hình 1.5 IMS-ALG TrGW 18 Hình 1.6 STN/CS Getway giao tiếp với mạng CS 19 Hình 1.7 P-CSCF đặt mạng khách 20 Hình 1.8 P-CSCF đặt mạng chủ 21 Hình 1.9 Mối liên hệ nhận dạng người dùng cá nhân công cộng Realese 23 Hình 1.10 Mối liên hệ nhận dạng người dùng cá nhân công cộng Release 24 Hình 1.11 Cấu trúc đơn giản hóa USIM 25 Hình 1.12 Cấu trúc ứng dụng ISIM 26 CHƯƠNG 2: GIAO THỨC HỖ TRỢ CHỨNG THỰC, CẤP QUYỀN, TÍNH CƯỚC TRONG IMS 28 Hình 2.1 Sơ đồ xác thực cấp quyền IMS 28 Hình 2.2 Giao thức Diameter ứng dụng 29 Hình 2.3 Cấu trúc tin Diameter 31 Hình 2.4 Cấu trúc AVP 33 Hình 2.5 Các lệnh Diameter 35 Hình 2.6 Một số AVP 38 Hình 2.7 Các lệnh định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Cx 40 Hình 2.8 Bản tin UAR/UAA, MAR/MAA, SAR,SAA trình đăng ký 42 Hình 2.9 Bản tin LIR/LIA tin SAR/SAA 43 Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Hình 2.10 Bản tin RTR/RTA 44 Hình 2.11 Bản tin PPR/PPA 45 Hình 2.12 Các AVP định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Cx 46 Hình 2.13 Cấu trúc thông tin người dùng 49 CHƯƠNG 3: CƠ CHẾ KÍCH HOẠT DỊCH VỤ TRONG IMS (SERVICES INVOCATION) 52 Hình 3.1 Cơ chế kích hoạt dịch vụ D-SCIM 53 Hình 3.2 Mô hình chế kích hoạt S-CSCF 54 Hình 3.3 Mô hình chế kích hoạt dịch vụ DSCIM 54 Hình 3.4 Đăng kí bên thứ ba 55 Hình 3.5 S-CSCF gửi tin SIP cho AS 56 Hình 3.6 iFC processing 56 Hình 3.7 Danh sách lệnh định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh 58 Hình 3.8 Bản tin UDR/ UDA 58 Hình 3.9 Bản tin PUR/PUA 59 Hình 3.10 Bản tin SNR/SNA tin PNR/PNA 59 Hình 3.11 Các AVP định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh 60 Hình 3.12 Cấu trúc tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu 61 CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG IMS 63 Hình 4.1 Tiếp cận nội phần AS 64 Hình 4.2 Tiếp cận nội phần S-CSCF 64 Hình 4.3 Tiếp cận bên máy chủ độc lập 65 Hình 4.4 ISC cho máy chủ ứng dụng khác 66 Hình 4.5 Kiến trúc chức IMS 67 Hình 4.6 SCIM 67 Hình 4.7 Cấu trúc SCIM 68 Hình 4.8 Đề xuất chế quản lí thành phần dịch vụ 70 Hình 4.9 Đề xuất chế quản lí xung đột dịch vụ 70 Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 3GPP 3rd Generation Dự án cộng tác mạng hệ thứ Partnership Project AAA Authentication Authorization Accounting Chứng thực, cấp quyền, tính cước AS Application Server Máy chủ ứng dụng AuC Authetication Center Trung tâm nhận thực AVP Atribute Value Pair Cặp giá trị thuộc tính CSCF Call/Session Function Khối chức điều khiển phiên gọi DNS Domain Name System FQDN Fully Qualified Domain Tên miền đủ điểu kiện Name GGSN Getway GPRS Suport Cổng hỗ trợ nút GPRS Node GPRS General Packet Radio Dịch vụ chuyển gói rộng khắp qua sóng vô Service tuyến HLR Home Location Register Bộ đăng ký vị trí máy chủ HSS Home Subcriber Server IANA Internet Assigned Tổ chức cấp phát số hiệu internet Numbers Authority IETF Internet Engineering Lực lượng quản lý kỹ thuật Task Force IFC Initial Filter Criteria IMS IP Multimedia Phân hệ IP đa phương tiện Subsystem IMSI International Mobile Nhận dạng thuê bao di động quốc tế Subscriber Identity IP Internet Protocol IPsec Internet Control Hệ thống tên miền Máy chủ thuê bao Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu Giao thức mạng Protocol Giao thức bảo mật mạng Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS security ITU International Telecommunication Union MRF Media Resource Funtion Chức tài nguyên media MSC Mobile Center PDF Policy Function RADIUS Remote Authentication Dịch vụ chứng thực gọi người dùng từ xa Dial In User Service RTP Real-Time Protocol SDP Session Protocol SGSN Serving GPRS Support Nút hỗ trợ phục vụ GPRS Node SIP Session Protocol Initiation SLF Subcriber Function Location SP Service Point Điểm dịch vụ TP Triger Point Điểm kích hoạt dịch vụ UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thông di động quốc tế Telecommunication System Switching Decision Transport Description Hiệp hội viễn thông quốc tế Trung tâm chuyển mạch di động Khối chức giải sách Giao thức vận chuyển thời gian thực Giao thức mô tả phiên Giao thức khởi tạo phiên Khối chức vị trí thuê bao Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS Trong chương ta tìm hiểu vị trí vai trò phân hệ IMS kiến trúc mạng di động 3G, yêu cầu xây dựng phân hệ IMS tổng quan giao thức, thành phần chức cách nhận dạng người dùng kiến trúc IMS Vị trí vai trò phân hệ IMS kiến trúc mạng di động 3G Mạng di động 3G phân chia logic thành mạng truy nhập (Access Network) mạng lõi (Core Network) Phía sở hạ tầng mạng tảng dịch vụ sử dụng để tạo dịch vụ khác Hình 1.1 kiến trúc mạng 3G UMTS Hình 1.1 Kiến trúc mạng UMTS Mạng hỗ trợ hai kiểu mạng truy nhập khác nhau: + Base-station System (BSS) mạng truy cập GSM + Radio Network Subsystem (RNS) mạng truy cập UMTS Mạng lõi bao gồm miền chuyển mạch kênh (CS) miền chuyển mạch gói (PS) Hai miền khác cách chúng xử lý liệu Miền chuyển mạch kênh dành sẵn kênh cho lưu lượng người dùng Do sử dụng cho dịch vụ thời gian thực dịch vụ hội đàm dịch vụ thoại dịch vụ hội nghị video Miền chuyển mạch gói sử dụng cho ứng dụng liệu gói từ đầu cuối đến đầu cuối truyền file, truy cập web e-mail Phân hệ IMS hình vẽ phần miền chuyển mạch gói Chức IMS cung cấp dịch đa phương tiện IP, bao gồm dịch vụ thời gian thực miền chuyển mạch kênh Do IMS làm cho miền chuyển mạch kênh thay tương lai Các yêu cầu IMS IMS xây dựng phát triển với mục đích phải kết hợp xu hướng công nghệ nhất, làm cho mô hình Internet - Mobile trở thành thực, tạo Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS tảng chung để phát triển dịch vụ multimedia đa dạng tạo nhiều lợi nhuận việc thúc đẩy khách hàng sử dụng miền chuyển mạch gói 3G Để đạt mục đích IMS định nghĩa tảng kiến trúc để truyền tải dịch vụ multimedia IP tới người dùng cuối Nền tảng phải thực yêu cầu sau: 2.1 Hỗ trợ việc thiết lập phiên Multimedia IP IMS truyền tải dịch vụ đa dạng.Yêu cầu nhấn mạnh cần thiết để cung cấp dịch vụ truyền tải IMS phiên multimedia qua mạng chuyển mạch gói Kiểu media trường hợp audio video Truyền thông multimedia chuẩn hóa chuẩn hóa trước 3GPP kiểu truyền thông multimedia thực qua mạng chuyển mạch kênh qua mạng chuyển mạch gói 2.2 Hỗ trợ chế để thỏa thuận QoS QoS vấn đề quan trọng IMS QoS cho phiên multimedia cụ thể định nhiều nhân tố băng thông lớn Băng thông lớn cấp phát cho người dùng dựa đăng ký người dùng dựa tình trạng mạng 2.3 Hỗ trợ làm việc liên kết với mạng Internet mạng chuyển mạch kênh (PSTN) Hỗ trợ làm việc liên kết vơi Internet yêu cầu rõ ràng Mạng Internet đích đến hàng triệu phiên multimedia bắt đầu IMS Khi yêu cầu đạt số lượng phiên multimeda tăng lên đáng kể IMS đồng thời hỗ trợ làm việc liên kết với mạng PSTN Những thiết bị đầu cuối IMS có khả kết nối đồng thời với mạng chuyển mạch kênh mạng chuyển mạch gói Vì người dùng muốn gọi cho người dùng khác PSTN hay mạng di động thiết bị đầu cuối IMS chọn miền chuyển mạch kênh để sử dụng Mặc dù yêu cầu làm việc liên kết với mạng chuyển mạch kênh yêu cầu không bắt buộc hầu hết thiết bị đầu cuối IMS hỗ trợ miền chuyển mạch kênh Vì thể yêu cầu xem yêu cầu dài hạn 2.4 Hỗ trợ chuyển vùng Hỗ trợ chuyển vùng yêu cầu kể từ mạng di động hệ thứ hai Chuyển vùng giúp người dùng liên lạc sang mang khách IMS thừa kế yêu cầu giúp người dùng trì kết nối di chuyển sang đất nước khác 2.5 Hỗ trợ điều khiển dịch vụ IMS giúp nhà cung cấp dịch vụ đưa sách với dịch vụ mà họ cung cấp cho người dùng Có thể chia dịch vụ thành loại: Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS 3.2 Các lệnh định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh Giao diện Sh định nghĩa tin Diameter để hỗ trợ cho yêu cầu chức giao diện Hình 3.7 danh sách lệnh định nghĩa Diameter úng dụng cho giao diện Sh Hình 3.7 Danh sách lệnh định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh 3.2.1 Bản tin UDR UDA UDR ( User-Data-Request) UDA (User-Data-Answer) Application Server gửi tin UDR tới HSS để yêu cầu liệu người dùng cho người dùng Dữ liệu người dùng dạng định nghĩa cho giao diện Sh HSS trả lại dạng liệu yêu cầu tin UAA Hình 3.8 miêu tả trình Hình 3.8 Bản tin UDR/ UDA 3.2.2 Bản tin PUR PUA PUR (Profile Update Request) PUA (Profile Update Answer) Application Server chỉnh sửa loại liệu lưu chúng vào HSS Để làm Application Server phải gửi tin PUR tới HSS HSS trả lời hoạt động cất giữ tin PUA Hình 3.9 miêu tả trình Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 58 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Hình 3.9 Bản tin PUR/PUA 3.2.3 Bản tin SNR SNA SNR (Subcribe Notifications Request) SNA (Subcribe Notifications Answer) Application Server xác nhận việc thay đổi liệu người dùng cách gửi tin SNR tới HSS Loại liệu người dùng thông báo hợp lệ gồm có: repository data, IMS user state, S-CSCF name, initial filter criteria HSS thông báo cho Application Server biết kết xác nhận qua tin SNA Hình 3.10 mô tả trình này: Hình 3.10 Bản tin SNR/SNA tin PNR/PNA 3.2.4 Bản tin PNR PNA PNR (Push Notification Request) PNA (Push Notification Answer) Khi liệu người dùng lưu HSS có thay đổi Application Server cần xác nhận thay đổi này, HSS gửi tin PNR để thông báo với Application Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 59 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Server Bản tin PNR chứa thay đổi liệu Application Server sau trả lời tin PNA Quá trình mô tả hình 2.10 3.3 Các AVP định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh Diameter ứng dụng cho giao diện Sh định nghĩa số AVP mới, hình liệt kê tên AVP mã Hình 3.11 Các AVP định nghĩa Diameter ứng dụng cho giao diện Sh User-Identity nhóm AVP chứa xác nhận người dùng, nhận dạng người dùng công cộng, trường hợp chứa AVP có tên Public-Identity (AVP mượn Diameter ứng dụng cho giao diện Cx); số Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network (MSISDN), trường hợp chứa AVP có tên MSISDN AVP có tên User-Data chứa liệu người dùng tùy theo định nghĩa liệu người dùng cho giao diện Sh Loại liệu người dùng mô tả AVP có tên DataReference, AVP chứa giá trị tham chiếu vài loại liệu người dùng khác AVP có tên Service-Indication chứa xác nhận liệu lưu AVP có tên Subs-Req-Type chứa mô tả Application Server có xác nhận thông báo dịch vụ HSS hay không AVP có tên Current-Location biểu thị trình mang tên “kích hoạt vị trí phục hồi” có khởi tạo hay không AVP có tên Server-Name hoàn toàn tương tự AVP tên Diameter ứng dụng cho giao diện Cx iFC-Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu Phần thứ ba lưu thông tin dịch vụ tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu (Initial Filter Criteria) Nó xác định tin SIP yêu cầu đưa tới Application Server để cung cấp dịnh vụ định Tiêu chuẩn sàng lọc xác định dịch Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 60 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS vụ áp dụng để thu thập nhận dạng người dung công cộng liệt kê thông tin dịch vụ Hình 3.12 Cấu trúc tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu Quyền ưu tiên Thành phần tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu quyền ưu tiên (Priority) Trường Priority xác định tiêu chuẩn lọc sử dụng Các quyền ưu tiên so sánh với thông tin dịch vụ S-CSCF chọn tiêu chuẩn lọc có quyền ưu tiên cao (quyền ưu tiên có giá trị ưu tiên cao nhất) Sau đánh giá, S-CSCF tiếp tục với tiêu chuẩn lọc có độ ưu tiên ( 2, 3,….).Trong thông tin dịch vụ, quyền ưu tiên tiêu chuẩn lọc số quan trọng Trong nhiều trường hợp không thiết phải liên tục Ví dụ quyền ưu tiên cao 100, cao thứ hai 200 Điều thuận tiện việc giành vị trí quyền ưu tiên cho dịch vụ cung cấp sau Trigger Point Sau quyền ưu tiên, có Trigger Point Trigger Point thể cần thiết hay không việc chuyển tin SIP yêu cầu tới Server ứng dụng Một Trigger Point tập hợp tiêu chuẩn lọc riêng lẻ hay kích hoạt Service Point Trigger Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 61 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Nếu Trigger Point tin SIP gửi đến Server ứng dụng cách vô điều kiện Trường thông tin Server ứng dụng Trong phần có chứa Application Server SIP URI, địa máy chủ ứng dụng nhận tin SIP yêu cầu điều kiện mô tả Trigger Point thỏa mãn Ngoài có trường Default Handing trường Service Information Tiêu chuẩn sàng lọc chia sẻ ban đầu Phần cuối thông tin dịch vụ tiêu chuẩn sàng lọc chia sẻ ban đầu (Shared Initial Filter Criteria ) Đây đặc điểm tùy chọn yêu cầu hỗ trợ S-CSCF HSS Điển hình nhiều người dùng mạng chia sẻ tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu ( Initial Filter Criteria ) Nó tối ưu người dùng đăng ký S-CSCF, tải tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu mà tải từ trước Chia sẻ tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu cho phép tạo sở liệu tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu thuộc người dùng Cơ sở liệu lưu trữ S-CSCF HSS Mỗi tiêu chuẩn sàng lọc chia sẻ ban đầu xác định mã Khi thông tin dịch vụ người dùng chứa nhiều tiêu chuẩn sàng lọc chia sẻ ban đầu, có mã xác định tải S-CSCF, SCSCF lưu tiêu chuẩn sàng lọc chia sẻ ban đầu trước sở liệu Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 62 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG IMS Phối hợp dịch vụ ( Service broker) Một mục tiêu kiến trúc IMS tạo kiến trúc mà dịch vụ thông thường có khả thực hiện, kết hợp triển khai cách nhanh chóng Mặc dù IMS đời nhằm cung cấp kiến trúc dịch vụ mở không thiết phải giải tất vấn đề tương tác dịch vụ cung cấp dịch vụ Service Broker định nghĩa trong báo cáo nghiên cứu 3GPP, thành phần chức quản lí khả tương tác dịch vụ loại máy chủ ứng dụng Theo báo cáo 3GPP, Service broker cung cấp khả tương tác phối hợp dịch vụ môi trường IMS cách tạo modun dịch vụ có khả tạo tích hợp dịch vụ Điều cho phép kết hợp dịch vụ phổ biến có sẵn từ máy chủ ứng dụng khác để cung cấp dịch vụ tích hợp Tuy nhiên việc cung cấp khả tích hợp dịch vụ yêu câu cần có chế để quản lí, kiểm soát lỗi xảy dịch vụ Sevice Broker đại diện cho khối thực thể trung gian lớp CSCF lớp dịch vụ, quản lí tương tác dịch vụ Để quản lí tương tác dịch vụ, Service Broker kích hoạt riêng dịch vụ máy chủ ứng dụng điều có nghĩa biết chi tiết dịch vụ:  Tất dịch vụ kích hoạt  Giao diện Service Broker máy chủ ứng dụng để cung cấp dịch vụ xác định  Tương tác dịch vụ phải kích hoạt  Các quy định, sách nhà cung cấp mạng  Thuê bao ưu tiên Đây việc phức tạp khó để đạt yêu cầu, đòi hỏi chi tiết dịch vụ , tiêu chuẩn 3GPP giải quản lí tương tác máy chủ ứng dụng mạng Ngày người ta dùng thuật ngữ SCIM đại diện cho chức phát triển để có vai trò Service Broker Có ba phương pháp tiếp cận:  Tiếp cận nội phần ứng dụng ( distributed)  Tiếp cận nội phần S-CSCF Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 63 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS  Tiếp cận bên máy chủ độc lập 1.1 Tiếp cận nội phần máy chủ ứng dụng Thực chức Service Broker máy chủ ứng dụng cho phép máy chủ ứng dụng kích hoạt dịch vụ cụ thể dựa chất yêu cầu Hình 4.1 Tiếp cận nội phần AS 1.2 Tiếp cận nội phần S-CSCF Trong phương pháp thiết bị mạng nhà sản xuất cung cấp chức Service Broker phần S-CSCF Hình 4.2 Tiếp cận nội phần S-CSCF Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 64 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS 1.3 Tiếp cận bên máy chủ độc lập Trong cách tiếp cận Service Broker nằm máy chủ ứng dụng AS, S-CSCF HSS Hầu hết triển khai hệ thống IMS ngày chủ yếu môi trường lai nơi mà số thành phần dịch vụ IMS tương thích phần lại phân bố hệ thống Hình 4.3 Tiếp cận bên máy chủ độc lập 1.4 Các tính Service Broker Ở phần nghiên cứu tính Service Broker từ quan điểm việc bổ sung lổ hổng thời kiến trúc IMS  Tương tác dịch vụ động: người dùng đăng kí với mạng lõi IMS, S-CSCF truy cập hồ sơ người dùng từ tiêu chuẩn lọc ban đầu- iFC lưu trữ HSS Tiêu chuẩn lọc ban đầu iFC định trình tự kích hoạt dịch vụ theo thứ tự ưu tiên Cơ chế cung cấp chế tương tác dịch vụ đơn giản hiệu Tuy nhiên gây tải cho S-CSCF tương tác với máy chủ ứng dụng  Giao diện truyền thông cho SIP non-SIP AS: mục tiêu việc giới thiệu Service Broker quản lí phối hợp tương tác dịch vụ loại máy chủ ứng dụng khác kiến trúc IMS Các loại máy chủ ứng dụng bao gồm: SIP AS, OSA-SCS IM-SSF ISC ( IMS service control interface) giao diện S-CSCF máy chủ ứng dụng Như hình 6.1.4, ISC không cụ thể cách xử lí: chế kích hoạt khác cho loại máy chủ khác nhau, chế truyền thông máy chủ ứng dụng dịch vụ có giao thức khác giao thức SIP non-SIP Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 65 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Và để giải không thích nghi máy chủ ứng dụng khác nhau, Service Broker cung cấp giao diện để loại ứng dụng khác quản lí tương tác dịch vụ chúng Hình 4.4 ISC cho máy chủ ứng dụng khác SCIM SCIM- Service Capability Interaction Manager, đề xuất 3GPP vào tháng năm 2001, đóng góp nhà cung cấp viễn thông lớn Mục đích SCIM khả phối hợp dịch vụ, thực độc lập nằm S-CSCF máy chủ ứng dụng IMS Nó giao tiếp với S-CSCF máy chủ ứng dụng thông qua giao diện ISC Một thách thức phải xử lí kiến trúc dịch vụ IMS khả tương tác dịch vụ phổ biến gây tương tác dịch vụ khác gọi Vì nhiều dịch vụ khả kích hoạt để thực dịch vụ tích hợp, hay nhiều dịch vụ khả sử dụng chung dịch vụ tích hợp cần có phần chức kiến trúc dịch vụ để quản lí tương tác dịch vụ khả Trong kiến trúc IMS chức thực máy chủ ứng dụng SIP gọi SCIM (Service Capability Interaction Manager) Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 66 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Hình 4.5 Kiến trúc chức IMS Hình 4.6 SCIM Mặc dù ngày chi tiết kĩ thuật tiêu chuẩn chưa định nghĩa chức SCIM ví dụ làm để phối hợp kích hoạt dịch vụ lớp thực thi… việc phát triển khía cạnh SCIM chưa rõ ràng Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 67 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS 2.1 Cấu trúc SCIM Hình 4.7 Cấu trúc SCIM Hình 4.7 cho thấy cấu trúc SCIM SCIM gồm có ba ngăn xếp giao thức: SIP, diameter, XCAP SIP tương tác với S-CSCF dịch vụ khả trình quản lí tương tác trực tuyến Diameter XCAP tương tác với HSS XDMS trình quản lí tương tác ngoại tuyến SCIM đòi hỏi không gian lưu trữ cục để lưu trữ thông tin mà cần để tương tác với thực thể EISL 2.2 Các chức SCIM Các chức SCIM để quản lí tương tác dịch vụ thực hai loại quản lí tương tác  Quản lí tương tác dịch vụ: thông tin thành phần tương tác dịch nằm kho dịch vụ Vì SCIM cần tải thông tin nhớ cache truy vấn trình quản lí tương tác trực tuyến Ngoài registry sử dụng để lưu trữ vector lịch sử kích hoạt dịch vụ để định kích hoạt hay không dịch vụ cụ thể  Quản lí tương tác ngoại tuyến: thực cách sử dụng giao thức Diameter XCAP Khi giao thức Diameter sử dụng, quy tắc tương tác phải tải lên từ HSS Điều xảy người dùng đăng kí hồ sơ người dùng đăng kí thay đổi Điều hoàn thành sử dụng giao diện Sh Diameter Khi sử dụng XCAP, quy tắc tương tác tải lên người dùng đăng kí Điều thực sử dụng kĩ thuật iFC Khi thông tin đăng kí nhận được, SCIM kiểm tra nhớ cache quy tắc tương tác cho người sử dụng này, thông tin không tồn tại, thực lệnh: http get để tải thông tin từ XDMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 68 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS  Quản lí tương tác trực tuyến: yêu cầu SIP gửi đến SCIM thông qua cấu hình iFC SCIM kiểm tra thành phần quy tắc cache để trích xuất quy tắc áp dụng yêu cầu SCIM xác định dịch vụ khả có ưu tiên cao xem xét sách liên quan tới Quy tắc tương tác dịch vụ ưu tiên, SCIM xác định kích hoạt dịch vụ có vi phạm sách không, không SCIM kiểm tra ưu tiên người sử dụng Nếu không vi phạm quy tắc SCIM kích hoạt dịch vụ lưu trư thông tin vector Quá trình lặp lặp lại cho tất dịch vụ khả Đề xuất phương án phối hợp dịch vụ IMS Để nhận tiềm đầy đủ IMS, yêu cầu môi trường dịch vụ mở mà khả dịch vụ tái sử dụng kích hoạt để tạo nên dịch vụ tích hợp thông qua chế tương tác dịch vụ Điều cho phép nhà cung cấp dịch vụ nhanh chóng triển khai dịch vụ giảm thiểu nỗ lực hội nhập họ Service Broker nghiên cứu 3GPP để cung cấp quản lí việc tương tác dịch vụ tác động kiến trúc IMS chưa giải ngày hôm Để kích hoạt gắn kết lại khả tái sử dụng dịch vụ từ máy chủ ứng dụng dịch vụ khác để tích hợp dịch vụ việc nắm rõ tác động yêu cầu chức Service Broker kiến trúc IMS điều cần thiết Service Broker đóng vai trò quan trọng việc quản lí tương tác dịch vụ, hiệu khả tương tác dịch vụ khác khó đạt yêu cầu Các chức Service Broker làm trung gian bổ sung cho kiến trúc IMS tương tác dịch vụ ứng dụng khác 3.1 Quản lí thành phần dịch vụ Để cung cấp cho IMS chế quản lí thành phần dịch vụ dựa SIP cần:  Cung cấp thực thể chức quản lí khả tương tác hợp tác máy chủ ứng dụng khác nhau, điều khiển cách mà khả dịch vụ chia tái sử dụng dịch vụ tích hợp khác  Xác định chế thực thể chức điều khiển truy cập dịch vụ tích hợp đến khả dịch vụ quản lí tích hợp dịch vụ Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 69 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Hình 4.8 Đề xuất chế quản lí thành phần dịch vụ 3.2 Quản lí xung đột dịch vụ Để cung cấp cho kiến trúc IMS chế quản lí xung đột dịch vụ dựa SIP cần:  Cung cấp thực thể chức quản lí xung đột dịch vụ xảy kích hoạt phiên đa phương tiện IP  Xác định chế cần thiết cho thực thể chức để ngăn chăn, phát giải xung đột sau Hình 4.9 Đề xuất chế quản lí xung đột dịch vụ Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 70 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS KẾT LUẬN Kiến trúc IMS cho phép phát triển dịch vụ đa dạng, phong phú có tính mở rộng lớn Do vấn đề tương tác phối hợp dịch vụ có vai trò IMS Giả tốt vấn đề nâng cao hiệu tương tác dịch vụ khác Do thời gian có hạn nên đồ án em dừng lại việc tìm hiểu lý thuyết nghiên cứu số mô hình chế phối hợp dịch vụ Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 71 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS TÀI LIỆU THAM KHẢO  Gonzalo Camarillo and Miguel-Angel García-Martín, The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS), John Wiley & Sons, 2006  Miikka Poikselka, Georg Mayer, Hisham Khartabil, Aki Niemi, IP Multimedia Concepts and Services, John Wiley & Sons, 2004  http://www.wseas.us/e-library/conferences  http://en.wikipedia.org  Gouya, A Crespi, N Bertin, E., SCIM (Service Capability Interaction Manager) Implementation Issues in IMS Service Architecture, IEEE International Conference on Communications, 2006 ICC '06  Stratus Technologies, Converged Service Broker (CSB) Solution, http://www.stratus.com/ Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 72 ... ĐHBKHN Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS 1.2.2 Các chức DSCIM 53 1.3 Mô hình chế kích hoạt dịch vụ IMS 54 1.3.1 Mô hình chế kích hoạt S-CSCF ... Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS DANH SÁCH HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS Hình 1.1 Kiến trúc mạng UMTS Hình 1.2 Tổng quan kiến trúc IMS... ĐHBKHN 16 Nghiên cứu phát triển chức Kích hoạt phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS AS gồm ba loại:  SIP AS: Đây AS sở thực dịch vụ multimedia dựa SIP Các dịch vụ IMS phát triển SIP AS  OSA-SCS