Ims - IP Multimedia Subsystem

Ims - IP Multimedia Subsystem

Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên

Khoa Điện Tử-Viễn Thông

&&Đề tài

1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS 14

1.3 Lợi ích IMS mang lại 15

Phần II: các thành phần trong hệ thống IMS 18

2 Thiết bị đầu cuối UE 18

2.1 Nhận dạng người dùng 18

2.2 Nhận dạng thiết bị 22

Phần III: Chức năng các thành phần trong hệ thống IMS 25

3 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF 25

9 Điểm tham chiếu trong hệ thống IMS 45

9.1 Điểm tham chiếu Gm 45

9.2 Điểm tham chiếu Go 46

9.3 Điểm tham chiếu Mw 47

9.4 Điểm tham chiếu Mp 48

9.5 Điểm tham chiếu Mn 48

9.6 Điểm tham chiếu Dx 49

9.7 Điểm tham chiếu Cx 50

9.8 Điểm tham chiếu ISC 51

Phần IV: Một số thủ tục thiết lập phiên trong IMS 53

10 Thủ tục liên quan đến đăng ký 53

10.1 Thủ tục đăng ký 53

10.2 Thủ tục đăng ký lại 55

11 Thủ tục xóa đăng ký 56

11.1 Xóa đăng ký khởi tạo bởi UE 56

11.2 Xóa đăng ký khởi tạo bởi nhà khai thác mạng 58

12 Thủ tục thiết lập phiên trong mạng IMS 62

12.1 Thủ tục thiết lập phiên giữa 2 mạng IMS 62

12.2 Thủ tục thiết lập cuộc gọi giữa mạng IMS và mạng PSTN 65

Phần VI: Các giao thức sử dụng trong hệ thống IMS 69

14 DIAMETER 86

14.1 Tổng quan về DIAMETER 86

14.2 Các thành phần chính 87

14.3 Cấu trúc bản tin Diameter 91

14.4 Bảo mật trong bản tin Diameter 97

14.5 Kiểm soát lỗi 98

14.6 Kết nối và phiên trong Diameter 100

14.7 Dịch vụ trong Diameter 101

15 COPS 103

15.1 Giới thiệu về COPS 103

15.2 Chức năng chính của COPS 105

Danh mục các bảng

Bảng 3-1 Bảng nén một số bản tin SIP 23

Bảng 12-1 Trường method trong bản tin SIP Request 69

Bảng 12-2 Bảng ví dụ các SIP URL 70

Bảng 12-3 Trường Status Code trong bản tin SIP Response 71

Bảng 12-4 Các Response-Phrase tương ứng với các loại status code 71

Bảng 12-5 Các Header trong bản tin SIP 74

Bảng 12-6 Trường mô tả phiên trong phần thân của bản tin SIP 75

Bảng 12-7 Trường thời gian trong phần thân của bản tin SIP 76

Bảng 12-8 Trường truyền dẫn trong phần thân bản tin SIP 76

Bảng 13-1 Command Code trong Diameter 85

Bảng 13-2 Bản tin đáp ứng trong trường hợp có lỗi xảy ra 91

Bảng 13-3 So sánh giao thức Diameter và giao thức RADIUS 94

Bảng 14-1 Các loại Op code trong COPS header 99

Bảng 14-2 Trường C-Num trong Object format của bản tin COPS 100

Bảng 15-1 Một số lệnh trong giao thức MEGACO 105

Hình 3-3 Tìm địa chỉ IP của P-CSCF bằng cách dùng DHCP và DNS Server 26

Hình 3-4 Đăng ký có yêu cầu bảo mật 30

Hình 3-5 Ví dụ cách xác định S-CSCF 32

Hình 3-6 Mô tả vai trò định tuyến của S-CSCF 36

Hình 4-1 SLF chỉ định HSS phù hợp 37

Hình 6-1 Chức năng điều khiển thông tin đa phương tiện MRF 39

Hình 7-1 Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại 42

Hình 8-1 Điểm tham chiếu Gm 43

Hình 8-2 Điểm tham chiếu Go 44

Hình 8-3 Điểm tham chiếu Mw 45

Hình 8-4 Điểm tham chiếu Dx 47

Hình 8-5 Điểm tham chiếu Cx 48

Hình 8-6 Điểm tham chiếu ISC 50

Hình 9-1 Mô hình đăng ký của UE 51

Hình 9-2 Các bước thực hiện việc đăng ký 52

Hình 9-3 Thủ tục đăng ký lại của UE 53

Hình 10-1 Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi UE 54

Hình 10-2 Thủ tục xóa đăng ký khi hết thời gian đăng ký 56

Hình 10-3 Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS 57

Hình 10-4 Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi S-CSCF 59

Hình 11-1 Các bước thực hiện việc xóa đăng ký được thực hiện bởi S-CSCF 61

Hình 11-2 Mô hình thiết lập cuộc gọi giữa UE (IMS) và UE (PSTN) 63

Hình 11-3 Các bước thiết lập cuộc gọi giữa UE (IMS) và UE (PSTN) 64

Hình 12-1 Proxy Server 70

Hình 12-2 Hoạt động của Proxy Server 70

Hình 12-3 Redirect Server 72

Hình 12-4 Hoạt động của Redirect Server 73

Hình 12-5 Cấu trúc bản tin SIP 75

Hình 12-6 Cấu trúc phần start line trong bản tin SIP 75

Hình 12-7 Cấu trúc phần thân bản tin SIP 81

Hình 12-8 Bản tin SIP Request 83

Hình 12-9 Bản tin SIP Response 84

Hình 13-1 Diameter Proxy Agent định tuyến các bản tin dựa vào bảng định tuyến 87

Hình 13-2 Diameter Redirect Agent 88

Hình 13-3 Diameter Translation Agent 89

Hình 13-4 Cấu trúc bản tin Diameter 89

Hình 13-5 Cấu trúc header của Diameter 90

Hình 13-6 Cấu trúc AVP 94

Hình 13-7 Lỗi giao thức trong Diameter 96

Hình 13-8 Lỗi ứng dụng trong giao thức Diameter 96

Hình 13-9 Luồng lưu lượng kết nối các thực thể Diameter 98

Hình 14-1 Mô hình cops 102

Hình 14-2 COPS giữa PDF và GGSN/SBC 103

Hình 14-3 Cấu trúc bản tin COPS 104

Hình 14-4 COPS header 104

Hình 14-5 Object format của bản tin COPS 106

Hình 15-1 Quá trình chuẩn hóa MEGACO/H248 108

Hình 15-2 MEGACO/H248 kết nối điều khiển Gateway 109

Hình 15-3 Cấu trúc Gateway trong MEGACO/H248 109

Hình 15-4 Luồng giao thức của MEGACO/H248 113

Danh sách các từ viết tắt 

Từ viếttắt

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứngAVP Attribute Value Pairs Cặp giá trị thuộc tính

BGCF Breakout gateway control function Chức năng điều khiển cổng truyền thông

BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển cuộc gọi độclập với kênh sóng mang

BSC Base Station Controller Chức năng điều khiển trạm gốcCCF Charging Collection Function Chức năng tính phí tổng hợpCGI Common Gateway Interface Cổng giao diện chung

COPS Common Open Policy Services Dịch vụ chính sách mở chungCPL Call Processing Language Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

Giao thức cấu hình động máy chủ

EAP Extensible Authentication Protocol Giao thức chứng thực mở rộngETSI European Telecommunication

Standards Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu ÂuFQDN Fully qualified domain name Tên miền đầy đủ

GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hổ trợ cổng GPRSGPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chungGSM Global System for Mobile

IETF Internet Engineering Task Force Lực Lượng Quản Lý Kỹ ThuậtIMSI International Mobile Subscriber

Khóa nhận dạng thuê bao di động quốc tế

ISDN Integrated Services Digital Network Mạng dịch vụ số tích hợp

LPDP Local Policy Decision Point Điểm quyết định chính sách cục bộ

MGC Media gateway controller Điều khiển cổng truyền thông

MGCF Media gateway control function Chức năng điều khiển cổng phươngtiện

MINE Multipurpose Internet Mail Extension

Mạng thư điện tử đa mục đích mởrộng

MMS Multimedia Message Service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện

MRFC Multimedia Resource Function Controller

Chức năng điều khiển nguồn tài nguyên

MRFP Media Resource Function Processor Chức năng xử lý nguồn tài nguyênMSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di độngMSIN Mobile Subscriber Identification

Số xác định thuê bao di độngNASREQ Network Access Server Application Truy cập máy chủ ứng dụngNASS Network Attachment Subsystem Phân hệ mạng bổ sung

NMSI National Mobile Station Identity Nhận dạng trạm di động quốc giaOCF Online Charging Function Chức năng tính phí trực tuyến

OSP Open Settlement Protocol Giao thức thanh toán mở

PDF Policy Decision Function Chức năng quyết định chính sách

PEP Policy enforcement point Điểm thực hiện chính sách

PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng toàn cầuRACS Resource Admission Control

Service quay số từ xa

R-SGW Roaming Signaling Gateway Cổng báo hiệu chuyển vùng

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức lưu trữ tài nguyên mạng.RTP Realtime Transport Protocol Giao thức điều khiển luồng dữ liệu

SIP Session Initial Protocol Giao thức khởi tạo phiên

SNTP Simple Network Time Protocol Giao thức đơn giản thời gian trongmạng

TACACS Terminal Access Controller Access Control System

Hệ thống truy cập và điều khiển từ xa

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyềnTISPAN Telecoms and Internet converged

Services and Protocols for AdvancedNetworking

Tổ chức tích hợp giao thức, dịch vụmạng và viễn thông

TLS Transport layer Security Bảo mật lớp vận chuyểnT-SGW Transport Singnalling Gateway Cổng truyền báo hiệu

UA User Agent Người sử dụng

UICC Universal Integrated Circuit Card Thẻ tích hợp toàn cầu

URL Universal Resource Locator Bộ định vị tài nguyên toàn cầuUSIM Universal Subscriber Identity

Module nhận dạng thuê bao toàn cầuVoIP Voice over Internet Protocol Thoại trên nền giao thức InternetXML Extensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

Phần I: giới thiệu về hệ thống IMS1 Tổng quan về hệ thống IMS

1.1 IMS là gì

Trong hai thập kỉ qua, các mạng cố định và di đông đã có một sự chuyển đổi lớn, đóngvai trò không thể thiếu trong cuộc sống con người.Trong lĩnh vực di động, thế hệ đầu tiên(1G) đã được giới thiệu vào thập niên 1980.Các mạng này cung cấp các dịch vụ cơ bảncho người dùng, quan trọng nhất là truyền thoại và dịch vụ liên quan đến truyền thoại.Thế hệ di động thứ 2 (2G) được ra đời vào những năm 1990 đưa ra một số dịch vụ dữliệu và các dịch vụ người dùng tinh vi hơn Thế hệ di động thứ 3 (3G) (vừa được triểnkhai tại Việt Nam không lâu) cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và cung cấp cácdịch vụ đa phương tiện.Trong lĩnh vực điện thoại cố định, mạng điện thoại truyền thốngPSTN và mạng dịch vụ số tích hợp ISDN đã chiếm lĩnh thị trường về thoại và truyềnthông video.Trong những năm gần đây, Internet đã phát triển nhanh chóng và ngày càngnhiều người dùng thấy được lợi ích của kết nối này Internet ngày càng nhanh hơn, mạnhhơn và giá thành thấp hơn như dịch vụ ADSL, FTTH, … Các kết nối này luôn được đảmbảo thông suốt, giúp người dùng có thể sử dụng các dịch vụ yêu cầu thời gian thực nhưchat, chơi game trực tuyến, VoIP, …

Tại thời điểm hiện tại, sự hội tụ giữa mạng di động và mạng cố định là một xu thế tất yếu.Nhu cầu sử dụng cũng như sự phát triển vượt bật của công nghệ đã thúc đẩy sự gia tăngnhanh chóng của các thiết bị di động Các thiết bị ngày càng tích hợp nhiều tính năng tiêntiến và kiểu dáng, màu sắc phù hợp với hầu hết mọi đối tượng như: màn hình hiển thịchính xác hơn, to hơn, máy ảnh, máy nghe nhạc và nhiều tài nguyên cho các ứng dụngkhác Thế hệ tiếp sau của nhiều thiết bị không chỉ đáp ứng các nhu cầu client-server cơbản, mà còn các dịch vụ peer-to-peer, thuận lợi cho việc chia sẻ trình duyệt, chia sẻ bảng,kinh nghiệm chơi games, trò chuyện hai chiều như bộ đàm (Push to talk Over Cellular)

Để có thể truyền thông với nhau, các ứng dụng trên nền IP phải có một cơ chế để đạtđược sự phù hợp với hệ thống mạng hiện có.Mạng điện thoại hiện tại cung cấp nhiệm vụchính là thiết lập kết nối.Trong mạng IP, khi có một yêu cầu thiết lập phiên, mạng có thểthiết lập một mạng ad-hoc kết nối hai điểm.Điều này dẫn đến tình trạng các nhà cung cấpdịch vụ và khai thác mạng tạo ra một môi trường cô lập, các dịch vụ đơn lẻ, không cótính cạnh tranh và nhất là người dùng không thể đồng thời sử dụng các dịch vụ khác nhautừ các nhà khai thác khác nhau trên một thiết bị.Thêm vào đó, các mạng truyền tải dữ liệukhông cần thời gian thực được sử dụng chủ yếu trong thế hệ Internet đầu tiên thì ngàynay các dịch vụ thời gian thực (hoặc gần thực) với chất lượng dịch vụ QoS cao ngày càngđược phát triển rộng rãi.Hơn nữa, người dùng trong tương lai mong muốn có các dịch vụđa phương tiện chất lượng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tương tác thời gian thựcmọi lúc mọi nơi trên mọi thiết bị sử dụng.Điều này đặt ra những yêu cầu mới cho kiếntrúc hạ tầng mạng viễn thông.Trong bối cảnh đó, IMS được xem như là một giải pháphứa hẹn để thỏa mãn được các yêu cầu về hội tụ, tích hợp các dịch vụ trên một kết nốicho một thế hệ mạng tương lai.

Hình1-1Sự hội tụ mạng

IMS là một kiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối cácdịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truynhập nào IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truynhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truynhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạngkhác nhau có thể vận hành cùng với nhau.IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cảngười dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ IMS đã và đang được tập trung nghiên cứu cũngnhư thu hút được sự quan tâm lớn của giới công nghiệp …

1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS

IMS được định hình và phát triển bởi diễn đàn công nghiệp 3GPP, thành lập năm 1999.Kiến trúc ban đầu của IMS được xây dựng bởi 3GPP và sau đó đã được chuẩn hóa bởi3GPP trong Release 5 công bố tháng 3 năm 2003 Trong phiên bản đầu tiên này, mục

đích của IMS là tạo thuận lợi cho việc phát triển và triển khai dịch vụ mới trên mạngthông tin di động Tiếp đến, tổ chức chuẩn hóa 3GPP2 đã xây dựng hệ thống CDMA2000Multimedia Domain (MMD) nhằm hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện trong mạngCDMA2000 dựa trên nền 3GPP IMS Trong Release 6 của 3GPP IMS, cùng với khuynhhướng tích hợp giữa mạng tế bào và mạng WLAN, mạng truy nhập WLAN đã được đưavào như một mạng truy nhập bên cạnh mạng truy nhập tế bào.

IMS khởi đầu như một chuẩn cho mạng vô tuyến Tuy nhiên, cộng đồng mạng hữu tuyến,trong quá trình tìm kiếm một chuẩn thống nhất, sớm nhận thấy thế mạnh của IMS chotruyền thông hữu tuyến Khi đó ETSI đã mở rộng chuẩn IMS thành một phần của kiếntrúc mạng thế hệ tiếp theo NGN mà họ đang xây dựng Tổ chức chuẩn hóa TISPAN trựcthuộc ETSI, với mục đích hội tụ mạng thông tin di động và Internet, đã chuẩn hóa IMSnhư một hệ thống con của NGN Kết hợp với TISPAN, trong Release 7 của IMS, việccung cấp dịch vụ IMS qua mạng cố định đã được bổ sung Năm 2005, phiên bản Release1 của TISPAN về NGN được coi như một sự khởi đầu cho hội tụ cố định-di động trongIMS Gần đây, 3GPP và TISPAN đã có được một thỏa thuận để cho ra phiên bản Release8 của IMS với một kiến trúc IMS chung, có thể hỗ trợ các kết nối cố định và các dịch vụnhư IPTV.

Đa phần các giao thức sử dụng trong IMS được chuẩn hóa bởi IETF, điển hình nhất làgiao thức khởi tạo phiên SIP Rất nhiều các phát triển và cải tiến của SIP ra đời để hỗ trợcác chức năng theo yêu cầu của hệ thống IMS đã được đề nghị và chuẩn hóa bởi IETFnhư SIP hỗ trợ tính cước, bảo mật v.v… Bên cạnh IETF và TISPAN, một tổ chức chuẩnhóa khác mà 3GPP hợp tác chặt chẽ trong việc phát triển IMS là Liên minh di động mởOMA nhằm phát triển các dịch vụ trên nền IMS Một trong những dịch vụ do OMA pháttriển là Push-to-Talk over Cellular (PoC) hay OMA SIMPLE Instant Messaging.

1.3 Lợi ích IMS mang lại

Một trong những mục đích đầu tiên của IMS là giúp cho việc quản lý mạng trở nên dễdàng hơn bằng cách tách biệt chức năng điều khiển và chức năng vận tải thông tin.Một

cách cụ thể, IMS là một mạng phủ, phân phối dịch vụ trên nền hạ tầng chuyển mạch gói.IMS cho phép chuyển dần từ mạng chuyển mạch mạch sang chuyển mạch gói trên nềnIP, tạo thuận lợi cho việc quản lý mạng thông tin di động Việc kết nối giữa mạng cố địnhvà di động đã góp phần vào tiến trình hội tụ mạng viễn thông trong tương lai IMS chophép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển từ mạngnày sang mạng khác mà vẫn có thể dùng cùng một dịch vụ.

Hình 1-2IMS tách biệt chức năng điều khiển với các chức năng khác

Kiến trúc IMS cung cấp nhiều dịch vụ gia tăng cho nhà cung cấp mạng, người phát triểnứng dụng, người cung cấp dịch vụ cũng như người sử dụng các thiết bị đầu cuối Kiếntrúc IMS giúp các dịch vụ mới được triển khai một cách nhanh chóng với chi phí thấp.IMS cung cấp khả năng tính cước phức tạp hơn nhiều so với hệ thống tài khoản trả trước

hay trả sau, ví dụ như việc tính cước theo từng dịch vụ sử dụng hay phân chia cước giữacác nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng Khách hàng sẽ chỉ nhận một bảng tínhcước phí duy nhất từ một nhà cung cấp mạng IMS hứa hẹn mang đến nhiều dịch vụ đaphương tiện theo yêu cầu và sở thích của từng khách hàng.

Với IMS, nhà cung cấp mạng sẽ không chỉ làm công tác truyền tải thông tin một cáchđơn thuần mà trở thành tâm điểm trong việc phân phối dung lượng thông tin trong mạng,đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cũng như kịp thờithay đổi để đáp ứng các tình huống khác nhau của khách hàng

Tóm lại, IMS tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ trong việc xây dựng và triểnkhai các ứng dụng mới, giúp nhà cung cấp mạng giảm chi phí triển khai, vận hành vàquản lý, đồng thời tăng lợi nhuận nhờ các dịch vụ mới và những dịch vụ mới hướng đếnsự tiện lợi cho khách hàng.

Phần II: các thành phần trong hệ thống IMS2 Thiết bị đầu cuối UE

Là thiết bị đầu cuối thực hiện các yêu cầu dịch vụ Người dùng sử dụng các thiết bị nàyđể giao tiếp với mạng và thực hiện các dịch vụ Ở trạng thái bình thường, UE chứa thôngtin về: địa chỉ của P-CSCF, tên miền Home Network, thuật toán mã hóa, bảo mật, khóanhận dang thuê bao chung và khóa nhận dạng thuê bao riêng Phần địa chỉ P-CSCF vàthuật toán mã hóa, bảo mật sẽ được trình bày ở những phần sau Chúng ta sẽ tìm hiểu vềkhóa nhận dạng người dùng

2.1 Nhận dạng người dùng

2.1.1Khóa nhận dạng người dùng riêng

Mỗi người dùng trong phân hệ IMS đều có một khóa nhận dạng người dùng riêng.Khóanày được cung cấp bởi nhà điều hành mạng, được sử dụng trong thủ tục đăng ký, chứngthực, quản lý thuê bao và tính cước Khóa nhận dạng người dùng riêng có những đặc tínhsau:

 Không được sử dụng để định tuyến các bản tin SIP.

 Khóa nhận dạng người dùng riêng chứa các thông tin phục vụ cho việc đăng ký(bao gồm cả đăng ký lại và xóa đăng ký) người dùng vào IMS Home Network. Khóa nhận dạng người dùng riêng được chứa trong ISIM và HSS.

 Là mã nhận dạng toàn cầu duy nhất và cố định ứng với UE Do đó, khóa này dùngđể xác định UE, không phải xác định thuê bao.

 Khóa này giống như IMSI trong mạng GSM

2.1.2Khóa nhận dạng người dùng chung

Mỗi người dùng trong phân hệ IMS có thể có một hoặc nhiều khóa nhận dạng người dùngchung Khóa này được người dùng sử dụng khi truyền thông với các người dùng

khác.Khóa này được công khai và có thể trao đổi với người dùng khác thông qua danhbạ, trang web hoặc business card Trong giai đoạn đầu triển khai IMS, vẫn còn tồn tạinhững mạng khác nhau như PSTN/ISDN, GSM, Internet,… Do đó, người dùng IMSphải truyền thông được với người dùng ở các mạng này Để đáp ứng nhu cầu này, mỗingười dùng IMS sẽ có thêm một số viễn thông, ví dụ: +840975975975 để liên lạc vớimiền CS và có địa chỉ URL để giao tiếp với người dùng Internet, ví dụ: abc@cdf.zyz Khóa nhận dạng người dùng chung có các đặc điểm sau:

 Khóa này có thể được tạo nên từ số điện thoại hoặc tên miền trên internet, do nhàkhai thác mạng qui định.Khóa này có thể được sử dụng như SIP URL, được địnhnghĩa trong IETF RFC 3261 và IETF RFC 2396.

 Một ISIM lưu trữ ít nhất một khóa nhận dạng người dùng chung. Khóa này không được sử dụng trong quá trình chứng thực thuê bao.

 Khóa nhận dạng người dùng chung phải được đăng ký trước khi khởi tạo phiênIMS và những phiên không liên quan thủ tục như bản tin: MESSAGE,SUBSCRIBE, NOTIFY,…

 Có thể đăng ký nhiều khóa nhận dạng người dùng chung trong cùng một yêu cầuđăng ký từ UE Để đăng ký khóa nhận dạng người dùng chung của một ngườidùng, ta phải mất một khoảng thời gian Do đó, nếu người dùng có 4 khóa nhậndạng người dùng chung thì phải mất khoảng thời gian nhiều hơn 4 lần Để khắcphục điều này, tổ chức 3GPP đã phát triển phương pháp đăng ký nhiều khóa nhậndạng người dùng chung trong cùng một yêu cầu đăng ký gọi là đăng ký ẩn Đểthực hiện đăng ký ẩn, UE gởi bản tin SUBSCRIBE yêu cầu đăng ký ẩn đến S-CSCF Khi S-CSCF nhận được bản tin này, nó sẽ đáp ứng lại bằng bản tinNOTIFY chấp nhận đăng ký ẩn.

2.1.3Tạo khóa nhận dạng người dùng để truyền thông với mạng khác

Trong phần trên ta đã đề cập đến khái niệm khóa nhận dạng người dùng.Các khóa nàyđược lưu trong IMSI của UE.Khi hệ thống IMS được triển khai, có rất nhiều UE đã vàđang sử dụng thuộc các miền CS và PS khác nhau mà không hỗ trợ ứng dụng IMSI Dovậy, một cơ chế để truy cập vào IMS mà không cần IMSI đã được phát triển.

Trong mô hình này, khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùngriêng, tên miền sẽ được tạo ra từ các thông số của IMSI Cơ chế này thích hợp với nhữngUE có USIM.

2.1.3.1 Tạo ra khóa khóa nhận dạng người dùng riêng

Theo 3GPP [TS 23.003] IMSI có cấu trúc như sau:

Hình 2-3Cấu trúc IMSI

Các thông số bao gồm:

 MCC: mã di động quốc gia, gồm 3 số Vd: MCC của việt nam là 452 MNC: mã mạng di động, tối đa 3 số

Vd: mobifone: 01, vinaphone 02, viettel 04  MSIN: số xác định thuê bao di động

 NMSI: nhận dạng trạm di động quốc gia

 IMSI là thông số duy nhất mà ngay cả chủ thuê bao cũng không biết số này.

Khi chuyển sang mạng IMS, thông số IMSI của các thuê bao miền PS, CS khác sẽ đượcthay đổi theo định dạng sau: sốIMSI.@MCC.MNC.IMSI.IMSdomainname.

Ví dụ: IMSI : 234150999999999

MNC: 15;

MSIN: 0999999999

Domain name của miền IMS là abc.xyz

Khóa nhận dạng người dùng riêng là: 234150999999999@234.15.IMSI.abc.xyz

2.1.3.2 Tạo ra khóa khóa nhận dạng người dùng chung tạm thời

Nếu trong ISIM không có khóa nhận dạng người dùng chung thì một khóa nhận dạngngười dùng tạm thời sẽ được tạo ra dựa trên thông tin của IMSI Khóa này có dạng mộtđịa chỉ SIP: user@domain Phương pháp tạo ra khóa này tương tự như khóa nhận dạngngười dùng riêng Với thông số IMSI như phần trên, thì khóa nhận dạng người dùngriêng tạm thời là:

Sip: 234150999999999@234.15.IMSI.abc.xyz

Kiến trúc IMS đặt ra các yêu cầu sau đối với khóa nhận dạng người dùng tạm thời:

Khóa nhận dạng người dùng chung tạm thời không được sử dụng để truyền thông trongmạng IMS cũng như không hiển thị cho người sử dụng biết Nó chỉ được sử dụng trong

quá trình đăng ký với hình thức đăng ký ẩn như là một khóa nhận dạng người dùngchung

Sau khi đăng ký ẩn, khóa này được gọi là khóa nhận dạng người dùng chung đăng ký ẩn.Nó sẽ được sử dụng để xử lý phiên, trong bản tin SIP và trong các thủ tục tiếp sau.

Chỉ có UE sử dụng khóa nhận dạng người dùng đăng ký ẩn

Khóa nhận dạng người dùng tạm thời chỉ có ý nghĩa tại HSS và S-CSCF.

2.2 Nhận dạng thiết bị

2.2.1 Module nhận dạng dịch vụ đa phương tiện IP (ISIM)

UICC là một thiết bị bảo mật vật lý có thể gắn vào hoặc tháo ra khỏi UE một cách dễdàng.Trong UICC chứa một hoặc nhiều ứng dụng.Một trong những ứng dụng đó là ISIM.Thông tin trong ISIM dùng chủ yếu với mục đích đăng ký, có thể chia thành 6 nhóm chủyếu sau:

Hình 2-4Cấu trúc UICC

 Key bảo mật

Chứa các khóa, các thuật toán toàn vẹn, mã hóa và nhận dạng Khóa toàn vẹn dùng đểbảo vệ tính toàn vẹn của báo hiệu SIP, đảm bảo báo hiệu không bị thay đổi khi truyền quacác nút trên mạng Khóa mã hóa dùng để bảo mật báo hiệu SIP, đảm bảo sự bí mật củabáo hiệu, không có một nút khác có thể biết nội dung của bản tin này Khóa nhận dạngdùng để đảm bảo chỉ có đúng người dùng này mới có thể biết nội dung báo hiệu.

 Khóa nhận dạng người dùng riêng

Chứa khóa nhận dạng người dùng riêng của một US, dùng để thực hiện yêu cầu đăng ký. Khóa nhận dạng người dùng chung

Chứa một hoặc nhiều khóa nhận dạng người dùng chung của US Những khóa này dùngtrong yêu cầu đăng ký để người dùng có thể sử dụng truyền thông với nhau.

 Chính sách truy cập

Lưu trữ những thông tin về số nhận dạng cá nhân Số này phải được xác minh để có thểtruy cập vào ứng dụng mạng.

 Tên miền Home network

Địa chỉ tên miền nơi UE đăng ký, dùng trong bản tin yêu cầu đăng ký và định tuyến bảntin yêu cầu đến Home network.

 Dữ liệu quản trị

Chứa các dữ liệu khác nhau của nhà sản xuất hoặc nhà điều hành mạng IMS, nhằm đảmbảo quản lý thiết bị cũng như đảm bảo thiết bị có thể giao tiếp với đối tượng khác.

2.2.2Module nhận dạng thuê bao toàn cầu (USIM)

USIM cần thiết để truy cập vào miền PS như GPRS và xác định một thuê bao cụthể.Tương tự như ISIM, USIM cũng nằm trong UICC.Nó có thể bao gồm các ứng dụngsử dụng tính năng được đưa ra trong USIM Application Toolkit.

USIM chứa các thông số bảo mật cho việc truy cập vào miền PS, số IMSI, danh sách têncác điểm cho phép truy cập, dịch vụ tin nhắn đa phương tiện MMS

Phần III: Chức năng các thành phần trong hệ thốngIMS

Trong phần này sẽ giới thiệu về chức năng các thành phần trong IMS Các thành phầnnày có thể phân chia thành 6 nhóm chính:

 Chức năng điều khiển cuộc gọi (CSCF) Cơ sở dữ liệu (HSS, SLF)

 Chức năng quyết định chính sách PDF Chức năng dữ trữ tài nguyên MRF

 Chức năng giao tiếp với mạng chuyển mạch kênh: BGCF, MGCF, IMS-MGW,SGW

 Chức năng giao tiếp với mạng chuyển mạch gói GGSN và SGSN

3 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF

CSCF có 3 loại: Proxy-CSCF (P-CSCF), Serving- CSCF (S-CSCF) và CSCF (I-CSCF) Mỗi CSCF có chức năng riêng Chức năng chung của CSCF là đóng vàitrò trong suốt quá trình đăng kí và thiết lập phiên giữa các thực thể SIP Hơn nữa, nhữngchức năng này có thể gởi dữ liệu tính cước đến một Server tính cước Có một vài chứcnăng chung giữa P-CSCF và S-CSCF trong hoạt động Cả hai có thể đại diện cho user đểkết thúc phiên (ví dụ như khi S-CSCF xác định được tình trạng phiên bị treo hoặc P-CSCF nhận được khai báo về mất sóng mang) và có thể kiểm tra nội dung của bản tintrong giao thức SDP.

Interrogating-3.1 P-CSCF

Là điểm tiếp xúc đầu tiên giữa UE với mạng IMS.Tất cả những tín hiệu SIP được gởigiữa mạng IMS và UE đều đi qua P-CSCF Do đó, nhiệm vụ chính của P-CSCF làchuyển tiếp bản tin SIP dựa vào tên domain Ngoài ra, P-CSCF còn thực hiện: nén bản tin

SIP, bảo mật, tương tác với PDF, tham gia vào quá trình tính cước, và xác định phiênkhẩn cấp.

Hình 3-5P-CSCF

3.1.1 Cách UE xác định địa chỉ P-CSCF

Để truyền thông với mạng IMS thì UE phải biết ít nhất một địa chỉ IP của P-CSCF Việcxác định địa chỉ IP của P-CSCF được 3GPP chuẩn hóa theo 3 cách: thủ tục GPRS, dùngDHCP DNS và cách gán tĩnh địa chỉ IP hoặc tên của P-CSCF cho UE.

 Thủ tục GPRS để UE có được địa chỉ của P-CSCF thực hiện như sau:

Hình 3-6Thủ tục tìm địa chỉ IP của P-CSCF từ mạng GPRS

 Bước 1: UE gởi yêu cầu kích hoạt PDP Context đến SGSN để tạo ra một phiên

giao dịch.

 Bước 2: Bản tin yêu cầu được gửi từ SGSN tới GGSN trong thủ tục kích hoạt một

phiên giao dịch GPRS PDP context Địa chỉ IP của GGSN được SGSN gửi đến làđịa chỉ IP đầu tiên trong bảng các địa chỉ IP do DNS Server cung cấp.

 Bước 3: Trong khi chờ nhận đáp ứng, SGSN có thể nhận các G-PDU từ GGSN

nhưng không chuyển các G-PDU này tới MS Nếu yêu cầu được chấp nhận thìmột tunnel được khởi tạo giữa PDP context trong SGSN và PDP context trongGGSN Nếu không thành công, SGSN sẽ gửi lại bản tin này tới địa chỉ IP tiếp theotrong bản địa chỉ Cũng trong giai đoạn này, GGSN sẽ truy vấn trực tiếp đến P-CSCF để biết địa chỉ IP của P-CSCF.

 Bước 4: Bản tin đáp ứng được gửi lại từ GGSN tới SGSN Khi SGSN nhận được

bản tin đáp ứng với giá trị Cause là ‘Request Accepted’ (chấp nhận yêu cầu),SGSN sẽ kích hoạt PDP context

 Bước 5: SGSN gởi bản tin chấp nhận kích hoạt PDP context đến UE Trong bản

tin này chứa các thông tin cần thiết cho việc thiết lập kết nối bao gồm địa chỉ IPcủa P-CSCF.

Đến thời điểm hiện tại, thủ tục này chưa được 3GPP chuẩn hóa chỉ được nêu ra trongPre-release 5

 Thủ tục tìm địa chỉ IP của P-CSCF bằng cách dùng DHCP và DNS Server đượcthực hiện như sau:

Hình 3-7Tìm địa chỉ IP của P-CSCF bằng cách dùng DHCP và DNS Server

 Bước 1: UE gởi broadcast gói DHCP Discover Khi một UE tham gia vào mạng

(bật máy, khởi động lại ), nó sẽ gửi broadcast gói tin DHCP Discover để yêu cầumột địa chỉ IP từ các DHCP SERVER trong mạng.

 Bước 2: Các DHCP trong mạng gởi broadcast (có tài liệu ghi Unicast) gói DHCP

OFFER Mỗi DHCP Server sẽ dự trữ IP này đến khi nhận được bản tin ACK từUE.Tại cùng một thời điểm, có thể có nhiều DHCP Server gởi bản tin này.UE sẽnhận IP của DHCP Server gởi đến UE sớm nhất.Nếu sau bốn lần gởi DHCPDicover mà UE không nhận được DHCP Offer nào thì nó sẽ tự nhận IP bất kỳ. Bước 3: UE lựa chọn một Offer (Offer đầu tiên mà nó nhận được) và gởi

broadcast bản tin DHCP Request chứa IP của DHCP mà nó chấp nhận Requestnày vừa nhằm mục đích thông báo tới một DHCP Server rằng nó nhận IP củaDHCP đó, vừa để thông báo với các DHCP server khác rằng nó không nhận IP củachúng để các DHCP Server đó giải phóng IP và cấp cho UE khác khi có yêu cầu. Bước 4: DHCP Server gởi broadcast gói DHCP ACK chứa địa chỉ IP và cấu hình

địa chỉ IP tới UE để thông báo cho UE biết rằng quá trình cấp địa chỉ đã hoànthành Lúc này, UE đã có IP và biết địa chỉ của DNS Server, địa chỉ IP hoặcFQDN của P-CSCF.Trong một số trường hợp DHCP SERVER cũng có thể gởibản tin DHCP NACK để báo rằng không thành công thì UE phải thực hiện lại việcxin IP.

 Bước 5: Trong trường hợp UE nhận được FQDN của P-CSCF thì nó sẽ truy vấn

DNS Server để phân giải tên này ra IP của P-CSCF Do có thể có nhiều P-CSCFnên việc DHCP gán một FQDN của P-CSCF là cần thiết, giúp giảm tải lên một P-CSCF cụ thể.

 Bước 6: DNS Server đáp ứng lại một địa chỉ IP của P-CSCF UE sẽ dùng IP này

để truyền thông với mạng IMS

3.1.2Nén bản tin SIP

SIP là giao thức báo hiệu dựa trên text nên dung lượng bản tin lớn hơn rất nhiều so vớibản tin được mã hóa nhị phân Vì thế, để tăng tốc độ thiết lập phiên, 3GPP đã dưa ra cáchthức nén bản tin SIP giữa UE với P-CSCF trong RFC3486.P-CSCF cần phải nén bản tinnếu UE xác định rằng muốn nhận bản tin đã được nén.

Thông số thể hiện yêu cầu nén được định nghĩa như là một tham số SIP URI và được đặttên là “comp”.Hiện nay chỉ có một giá trị được định nghĩa cho tham số này là“sigComp” Khi một thực thể SIP gởi bản tin đến một thực thể khác mà trong SIP URIchứa thông số “comp=SigComp” thì bản tin sẽ được nén.

3.1.3P-CSCF tương tác với PDF và tham gia tính cước

P-CSCF có nhiệm vụ sắp đặt theo trình tự những phiên và những thông tin liên quan đếntruyền dẫn theo PDF khi mà người điều hành mạng muốn áp dụng SBLP Thông quaPDF, IMS có thể phân phối những thông tin liên quan đến tính phí đến mạng GPRS vàngược lại, IMS cũng nhận được những thông tin về tính phí từ mạng GPRS.

Khi P-CSCF nhận được bản tin đăng ký của UE, nó sẽ tạo ra một IMS Charging ID(ICID) làm cơ sở trong quá trình tính cước.P-CSCF sẽ lưu trữ lại và chuyển ICID này đến

các khối chức năng có tham gia vào quá trình tính cước.Khi UE bắt đầu sử dụng một dịchvụ có tính cước thì tại những nút mạng có tham gia vào quá trình tính cước sẽ có một bộTimer bật lên Khi UE kết thúc dịch vụ thì bộ Timer này dừng lại và gởi thông tin về thờigian và dịch vụ sử dụng đến khối chức năng tính cước

3.1.4Bảo mật

P-CSCF có vai trò chính trong sự liên kết bảo mật và áp dụng sự bảo vệ đảm bảo toànvẹn và riêng tư cho tín hiệu SIP.Điều đó đạt được trong suốt quá trình đăng kí SIP khi UEvà P-CSCF thương lượng IPSec Sau lần đăng kí đầu tiên, P-CSCF có thể áp dụng việcbảo vệ toàn vẹn và riêng tư cho bản tin SIP.

Trong lần đăng ký đầu tiên, nếu chính sách mạng IMS đưa ra yêu cầu bảo mật thì bản tinREGISTER không được bảo mật sẽ bị P-CSCF gởi bản tin 401Unauthorized từ chối đăngkí.UE sẽ tiếp tục gởi bản tin REGISTER có chứa thông tin về bảo mật Khi đó, UE và P-CSCF sẽ thương lượng với nhau và chọn thuật toán mã hóa để dùng mã hóa phiên, quátrình được hoàn tất khi UE nhận được đáp ứng 200 OK

Hình 3-8Đăng ký có yêu cầu bảo mật

Khi 2 bên trao đổi các bản tin với nhau, một thuật toán mã hóa sẽ được sử dụng để mãhóa các bản tin mà chỉ 2 bên mới có thể giải mã được Trong trường hợp này, UE sẽkhông sử dụng port mặc đinh 5060/5061 để trao đổi dữ liệu với P-CSCF nữa, mà sử dụngmột port mà 2 bên thương lượng

3.1.5 Phiên khẩn cấp

Những phiên khẩn cấp IMS thì không được xác định đầy đủ.Vì thế, điều quang trọng nhấtlà mạng IMS phải phát hiện ra những phiên khẩn cấp và hướng dẫn cho UMTS UE sửdụng mạng CS cho những phiên khẩn cấp.Việc kiểm tra đó là nhiệm vụ của P-CSCF.Khinhận được yêu cầu phiên khẩn cấp thì P-CSCF có thể định một S-CSCF bất kỳ để xử lýphiên này.Điều này rất cần thiết nhất là lúc UE chuyển vùng.

3.2 I-CSCF

I-CSCF là điểm giao tiếp trong phạm vi mạng của nhà khai thác thác cho tất cả các kếtnối tới thuê bao của nhà khai thác mạng, hoặc một thuê bao chuyển mạng hiện tại nằmtrong phạm vi vùng phục vụ của nhà khai thác mạng Trong một mạng có thể có nhiều I-CSCF I-CSCF được đặt ở đường biên của mạng IMS, I-CSCF có bốn chức năng chínhlà:

 Liên lạc với HSS để biết thông tin của chặng tiếp theo khi nhận được yêu cầu từUE.

 Xác định S-CSCF cho UE khi nhận thông tin về UE từ HSS, sự xác định S-CSCFthực hiện khi UE đăng ký hoặc xóa đăng ký.

Ba trường hợp xác định S-CSCF:

 Khi UE đăng ký với mạng: UE gởi bản tin yêu cầu đăng ký (Register) để pháthiện P-CSCF, P-CSCF tìm thực thể home network (I-CSCF) I-CSCF sẽ traođổi thông tin với HSS để biết S-CSCF phù hợp do UE yêu cầu, nếu S-CSCFkhông được ấn định trước thì I-CSCF sẽ gán S-CSCF phù hợp cho UE dựa trên

những thông tin nhận được từ HSS Những thông tin có thể được trao đổi giữaHSS và I-CSCF chứa trong các thuộc tính AVP của giao thức Diameter Thuộctính này chứa đựng:

 Mandatory-Capability AVP: loại này thì không được xác định và chứa nhữngkhả năng bắt buộc của S-CSCF Mỗi mandatory capability AVP có thể sử dụngđược trong mạng nhà khai thác mạng sẽ được gán một giá trị duy nhất.

 Optional-Capability AVP: loại AVP này không được ấn định và chứa nhữngkhả năng tùy chọn của S-CSCF Mỗi khả năng tùy chọn có thể được sử dụngtrong mạng nhà khai thác ban đầu sẽ được xác định một giá trị duy nhất.Server-Name AVP: AVP chứa SIP URI dùng để xác định máy chủ SIP Dựatrên những the Mandatory Capability AVP and Optional Capability AVP, nhàkhai thác mạng có thể phân phối người dùng cho các S-CSCF tùy thuộc vàokhả năng có thể của S-CSCF.Đầu tiên, I-CSCF sẽ chọn S-CSCF có khả năngbắt buộc và tùy chọn cho người dùng.Nếu không chọn được S-CSCF thì I-CSCF sẽ áp dụng thuật toán “best-fit” để ấn định S-CSCF cho người dùng.Thuật toán này không được chuẩn hóa, ví dụ như ta có 3 S-CSCF 1, 2, 3 và I-CSCF sẽ tạo ra một cách tính bất kỳ để tìm S-CSCF phù hợp

Hình 3-9 Ví dụ cách xác định S-CSCF

Khi nhận yêu cầu SIP của người dùng chưa đăng ký: nếu HSS không có thông tin về CSCF của người dùng thì nó sẽ gởi bản tin để yêu cầu I-CSCF xác định S-CSCF theo cácbước trình bày như trường hợp trên

S-Khi yêu cầu xác định S-CSCF trước đó không được đáp ứng: I-CSCF sẽ gởi lệnh UARđến HSS để yêu cầu một sự ủy quyền Sau đó I-CSCF nhận được S-CSCF có khả năng vàquá trình xác định S-CSCF được thực hiện như lúc đăng ký.

 Cung cấp chức năng ẩn cấu hình mạng: nhà khai thác có thể sử dụng chức năngcổng liên mạng ẩn cấu hình (THIG) trong I-CSCF hoặc kĩ thuật khác để ẩn cấuhình, khả năng và cấu trúc của mạng khỏi các mạng ngoài Nếu nhà khai thácmuốn ẩn cấu hình thì nhà khai thác phải đặt chức năng ẩn cấu hình mạng trênđường định tuyến khi nhận hoặc gởi yêu cầu hay đáp ứng từ một mạng IMS khác.THIG thực hiện việc mã hóa và giải mã tất cả các header liên quan đến thông tinvề cấu trúc của nhà khai thác mạng IMS Khi một mạng thực hiện việc ẩn cấu hìnhmạng thì việc liên lạc với mạng khác phải thông qua I-CSCF (nếu mạng IMSkhông thực hiện việc ẩn cấu hình mạng thì khi có sự liên lạc với mạng khác, yêucầu kết nối từ mạng sẽ được đưa thẳng tới S-CSCF mà không thông qua I-CSCF) Định tuyến yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác tới S-CSCF hoặc một server ứng

 Thông tin về mô hình mạng tại nơi định vị của S-CSCF Tính sẵn sàng phục vụ của S-CSCF

3.3 S-CSCF

S-CSCF là điểm chính của IMS vì nó chịu trách nhiệm thực hiện quá trình đăng ký, quyếtđịnh định tuyến, duy trì tình trạng phiên và lưu trữ hồ sơ thông tin về dịch vụ.S-CSCFthực hiện dịch vụ điều khiển phiên cho UE Trong phạm vi mạng của nhà khai thác các S-CSCF khác nhau có thể có các chức năng khác nhau S-CSCF thực hiện các chức năngnhư sau:

 Đăng kí: có thể xử lí như một REGISTRAR SIP Server, S-CSCF tiếp nhận yêucầu đăng kí và thiết lập thông tin khả dụng của UE khi truy vấn HSS Khi UE thựchiện đăng ký thì yêu cầu của nó được định tuyến tới S-CSCF, lúc đó S-CSCF sẽlấy thông tin chứng thực từ HSS và dựa trên thông tin chứng thực đó S-CSCF sẽphát ra những yêu cầu thử thách I-CSCF Sau khi nhận đươc đáp ứng và kiểm tralại, S-CSCF chấp nhận sự đăng ký và bắt đầu phục vụ cho phiên đăng ký này.Sauthủ tục này UE có thể khởi tạo và nhận các dịch vụ IMS.Hơn nữa, việc S-CSCF tảithông tin hồ sơ dịch vụ cũng được xem như một phần của quá trình đăng ký. Điều khiển phiên cho các đầu cuối đã đăng kí Sau khi đã hoàn thành các thủ tục

đăng kí, nó sẽ từ chối truyền thông IMS với những UE có khóa nhận dạng ngườidùng chung bị ngăn chặn khỏi IMS

 S-CSCF có thể xử lí như một Proxy Server, nó tiếp nhận các yêu cầu và phục vụtại chỗ nếu bên tiếp nhân yêu cầu ở cùng mạng nhà khai thác với bên gởi yêu cầuhoặc gửi chúng đi nếu bên tiếp nhận yêu cầu kết nối đến hệ thống mạng khác. S-CSCF có thể xử lí như một UA.Nó có thể kết thúc mà không phụ thuộc vào

phiên giao dịch SIP.

 Tương tác với mặt bằng dịch vụ để hỗ trợ các loại dịch vụ.

 Cung cấp các thông tin liên quan cho các điểm đầu cuối (như thông báo tính phí,kiểu chuông, …)

 Thay mặt cho một điểm đầu cuối khởi tạo yêu cầu

 Nhận địa chỉ của I-CSCF từ cơ sở dữ liệu để nhà khai thác mạng phục vụ thuê baođích từ tên người dùng đích (số điện thoại được quay hoặc URL SIP), khi thuê bao

đích là khách từ một nhà khai thác mạng khác gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới CSCF đó.

I- Khi tên của thuê bao đích (số điện thoại được quay hoặc URL SIP) và thuê baokhởi tạo là khách của cùng một nhà khai thác mạng gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIPtới một I-CSCF trong phạm vi mạng của nhà khai thác.

 Phụ thuộc vào chính sách của nhà khai thác mà yêu cầu hoặc đáp ứng SIP gửi tớiserver SIP khác đặt trong phạm vi một miền ISP bên ngoài phân hệ IM CN.

 Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới BGCF để định tuyến cuộc gọi tới miền PSTNhoặc miền chuyển mạch kênh.

 Thay mặt điểm đầu cuối đích (thuê bao kết cuối hoặc UE): gửi đáp ứng hoặc yêucầu SIP tới một P-CSCF cho thủ tục MT tới một thuê bao nhà trong phạm vi mạngnhà, hoặc cho một thuê bao chuyển mạng trong phạm vi mạng khách mà ở đómạng nhà không có một I-CSCF trong tuyến

 Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một I-CSCF trong thủ tục MT cho thuê baochuyển mạng trong phạm vi một mạng khách mà ở đó mạng nhà không có I-CSCFtrong tuyến này.

 Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một BGCF để định tuyến cuộc gọi tới PSTNhoặc miền chuyển mạch kênh.

 Phát ra các CDR dùng trong tính phí

 Phân phối các dịch vụ cho UE: hồ sơ về dịch vụ của UE được S-CSCF tải về từHSS khi UE đăng ký vào mạng IMS S-CSCF sử dụng thông tin này để phân phốidịch vụ phù hợp cho UE khi có yêu cầu Hơn nữa, S-CSCF cần phải áp dụng cácloại chính sách truyền dẫn trong hồ sơ dịch vụ của UE, ví dụ như UE này chỉ sửdụng thoại và mà không sử dụng video, …

 S-CSCF chịu trách nhiệm định tuyến đến mạng khác khi nó nhận những phiên kếtnối và sự giao dịch giữa UE đầu và UE cuối.Khi S-CSCF nhận yêu cầu của UEkhởi tạo thông qua P-CSCF thì nó phải quyết định những AS phù hợp cho UE.Saukhi tương tác với AS thì S-CSCF tiếp tục phục vụ cho phiên kết nối của UE trongmạng IMS hoặc tới mạng khác (CS hay mạng IP khác).Hơn nữa, nếu UE sử dụng

MSISDN làm địa chỉ cho cuộc gọi thì S-CSCF sẽ chuyển đổi số MSISDN thànhđịa chỉ SIP rồi sau đó mới chuyển tiếp các yêu cầu của UE.

 Đinh tuyến trong mạng IMS: mặc dù S-CSCF biết được địa chỉ của UE lúc UEđăng ký nhưng nó không định tuyến các yêu cầu tới UE mà gởi thông qua P-CSCFvì P-CSCF có chức năng mã hóa và bảo mật

Hình 3-10Mô tả vai trò định tuyến của S-CSCF

4 Cơ sở dữ liệu HSS, SLF

4.1 HSS

Máy chủ quản lý thuê bao thường trú HSS có thể xem như là một cải tiến của bộ đăng kýđịnh vị thường trú HLR và AuC trong mạng GSM.HSS là một cơ sở dữ liệu lưu trữ thôngtin của tất cả thuê bao và những thông tin dịch vụ liên quan đến thuê bao Nó chứa đựngcác thông tin như nhận dạng người dùng, tên của S-CSCF gán cho người dùng, hồ sơchuyển vùng, thông số chứng thực cũng như thông tin về dịch vụ thuê bao.Thông tin

nhận dạng người dùng gồm khóa nhận dạng riêng và khóa nhận dạng chung Khóa nhậndạng riêng được tạo ra bởi nhà khai thác mạng và được dùng với mục đích đăng ký vàchứng thực Khóa nhận dạng người dùng chung được sử dụng để truyền thông giữa cácngười dùng HSS cũng đáp ứng địa chỉ một S-CSCF nếu có yêu cầu trong thủ tục đăngký.Hơn nữa, HSS còn thực hiện những chính sách hệ thống như lưu trữ thông tin hoặcxóa thông tin những UE không hợp lệ.

HSS phải hỗ trợ những thành phần của miền PS như SGSN và GGSN.Điều này giúp cácthuê bao của IMS có thể sử dụng dịch vụ của miền PS và ngược lại Tương tự, do HSSđóng vai trò như HLR nên cũng hỗ trợ các thành phần của miền CS như MSC, BSC Điềunày cho phép các thuê bao IMS có thể truy cập đến các dịch vụ của miền CS và hổ trợchuyển vùng trên toàn hệ thống GSM/UMTS.Như một AuC, HSS lưu trữ khóa bí mật củamỗi thuê bao, cái mà dùng để chứng thực khi đăng ký vào mạng và mã hóa dữ liệu chomỗi thuê bao di động.Tùy thuộc vào số lượng thuê bao mà có thể có nhiều HSS trong mộtmạng IMS.HSS tiếp xúc với CSCF thông qua điểm tham chiếu Cx và tiếp xúc với ASthông qua điểm tham chiếu Sh.

5 Chức năng quyết định chính sách PDF

PDF chịu trách nhiệm tạo ra những quyết định đường lối là dựa vào phiên và thông tinphương tiện liên quan thu được từ P-CSCF Nó hành động như một điểm quyết địnhđường lối đối với sự điều chỉnh SBLP.

Trong mạng IMS, một phiên được thiết lập bằng cách UE đầu cuối trao đổi các bản tin sửdụng giao thức SDP và SIP Trong quá trình này, UE và mạng thương lượng những đặctính truyền thông, quan trọng nhất là codec Nếu nhà khai thác mạng có áp dụng SBLP

thì P-CSCF sẽ chuyển các thông tin SDP của phiên đến PDF.Tương ứng, PDF sẽ cấp phátvà trả về một thẻ ủy quyền Sau đó, P-CSCF sẽ chuyển thẻ này đến UE

Sau đây là chức năng của nó đối với SBLP là:

 Chứa phiên và thông tin phương tiện liên quan (địa chỉ IP, số cổng, băng thông…)  Phát thẻ cho phép để nhận ra PDF và phiên

 Cung cấp quyết định cho phép tuy theo phiên được tích trữ và thông tin phươngtiện liên quan dựa vào việc nhận yêu cầu nhận thực vật mang từ GGSN

 Cập nhật quyết định nhận thực tại những sửa đổi phiên mà làm thay đổi phiên vàthông tin phương tiện liên quan

 Khả năng để thu hồi quyết định nhận thực ở bất kỳ thời điểm nào

 Khả năng để cho phép sử dụng vận mạng nhận thực (ví dụ: giao thức gói, hoặcPDP, context)

6 Chức năng dự trữ tài nguyên MRF

MRF được phân tách thành bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFC vàbộ xử lí chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFP.MRFC là khối trực tiếp giao tiếp vớiAS qua giao thức SIP và với S-CSCF qua giao thức MEGACO/H.248.MRFP nhận thôngtin điều khiển từ MRFC và giao tiếp với các thành phần của mạng truyền dẫn MRF có