Trong bất kỳ một mạng nào cũng đều phải dịnh danh được người dùng một cách duy nhất. Đây là thuộc tính cho phép một điện thoại nhất định đổ chuông mà không phải là một điện thoại khác khi chúng ta quay số trong mạng PSTN.
Vấn đề trung tâm của bất kỳ một mạng nào là khả năng của nhà cung cấp
định danh người dùng để cho cuộc gọi có thể đến được đúng người dùng. Trong mạng điện thoại công cộng, người dùng được định danh bởi số điện thoại (là một tập hợp các chữ số theo thứ tự định danh thuê bao điện thoại). Số điện thoại xác
định chủ thuê bao có thể được biểu diễn dưới nhiều dạng khác nhau: dạng số nội hạt, số ngoại hạt hay số dạng quốc tế. Thực chất chúng chỉ là các cách biểu diễn khác nhau của cùng một thuê bao. Độ dài của chuỗi số phụ thuộc vào đích đến của cuộc gọi (ví dụ như cùng một khu vực, khác vùng hay quốc gia khác).
36 Thêm vào đó, khi một dịch vụ được cung cấp, đôi khi nó cũng yêu cầu định danh dịch vụ. Trong mạng PSTN, dịch vụ được định danh bởi những số đặc biệt, thường có phần tiếp đầu đặc biệt, ví dụ như 800. IMS cũng cung cấp cơ chếđể định danh dịch vụ.
2.4.1 Định danh người dùng công cộng
Trong IMS cungc có một cách tiền định để xác định người dùng. Một người dùng IMS cũng được cấp phát một hay nhiều định danh người dùng công cộng. Nhà cung cấp dịch vụ nội hạt có trách nhiệm cấp phát các định danh này cho mỗi thuê bao IMS. Một danh người dùng công cộng có thể là một SIP URI (như định nghĩa trong RFC 3261 [215]) hay một TEL URI (nhưđịnh nghĩa trong RFC 3966 [220]).
Định danh người dùng công cộng được sử dụng như thông tin liên lạc trong thẻ
thương mại. Trong IMS, định danh người dùng công cộng được sử dụng để định tuyến các bản tin báo hiệu SIP. Nếu chúng ta so sánh giữa IMS và GSM, một dịnh danh người dùng công cộng đối với IMS cũng giống như một định danh MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number) trong mạng GSM.
Khi định danh người dùng công cộng chứa SIP URI, nó thường có dạng là
sip:first.last@operator.com, mặc dù nhà cung cấp IMS có thể chuyển đổi dạng thức này và thỏa mãn theo nhu cầu của họ. Thêm vào đó, cũng có khả năng bao hàm số điện thoại trong SIP URI sử dụng định dạng sau:
sip:+1-212-555-0293@operator.com;user=phone
Định dạng này là cần thiết bởi SIP yêu cầu URI được đăng ký dưới là SIP URI. Do đó, nó không thể đăng ký TEL URI trong SIP, mặc dù hoàn toàn có thể đăng ký một SIP URI có chứa một sốđiện thoại.
TEL URI là một dạng khác mà định danh người dùng công cộng có thể sử
dụng được. Dưới đây là một TEL URI được trình bày dưới dạng sốđiện thoại quốc tế:
tel:+1-212-555-0293
TEL URI là cần thiết để thực hiện một cuộc gọi từđầu cuối IMS sang mạng
37 số. Mặt khác, TEL URI cũng cần thiết nếu một thuê bao PSTN muốn thực hiện một cuộc gọi đến một người dùng IMS, bởi vì người dùng PSTN chỉ có thể quay số.
Chúng ta hình dung các nhà cung cấp dịch vụ sẽ cấp ít nhất một SIP URI và một TEL URI cho mỗi một người dùng. Có rất nhiều lý do cho việc cấp nhiều hơn một định danh người dùng công cộng cho một người dùng, như là khả năng phân biệt các định danh cá nhân mà bạn bè và người thân đã biết với định danh công cộng dùng trong công việc kinh doanh được biết đến bởi các đồng nghiệp, hoặc là
để kích hoạt một nhóm các dịch vụ.
IMS mang đến một khái niệm thú vị: một tập hợp định danh người dùng công cộng được đăng ký. Trong hoạt động thông thường của SIP, mỗi định danh cần đăng ký yêu cầu một bản tin SIP REGISTER. Trong IMS, ta có thể đăng ký một vài định danh người dùng công cộng trong một bản tin, điều này nhằm tiết kiệm thời gian và băng thông.
2.4.2 Định danh người dùng riêng
Mỗi thuê bao IMS được cấp một định danh người dùng riêng. Không giống như định danh người dùng công cộng, định danh người dùng riêng không phải là một SIP URI hay TEL URI, mà thay vào đó chúng thường có định dạng của định danh người dùng truy nhập NAI (Network Access Identifier, theo quy ước của RFC 2486 [451]). Định dạng của NAI là: username@operator.com.
Không như định danh người dùng công cộng, định danh người dùng riêng không được sử dụng để định tuyến bản tin yêu cầu SIP, thay vào đó chúng được dành riêng cho việc định danh thuê bao và cho mục đích nhận thực. Một định danh người dùng riêng thực hiện chức năng trong IMS tương tự như IMSI (International Mobile Subscriber Identifier) trong mạng GSM. Định danh người dùng riêng không cần người dùng biết đến, bởi vì nó có thểđược lưu trong một thẻ thông minh cũng giống như IMSI được lưu trong SIM (Subscriber Identity Module).
2.4.3 Mối quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng
Nhà cung cấp dịch vụ cấp một hoặc nhiều định danh người dùng công cộng cho mỗi một người dùng. Trong trường hợp GSM/UMTS (Universal Mobile
38 Telecommunication System), thẻ thông minh lưu định danh người dùng riêng và có ít nhất một định danh người dùng công cộng. HSS là một cơ sở dữ liệu chung cho mọi dữ liệu liên quan đến thuê bao, chứa định danh người dùng riêng và một tập hợp các định danh người dùng công cộng được gán cho người dùng. HSS và S- CSCF cũng có tương quan với định danh người dùng cộng và định danh người dùng riêng. Mối quan hệ giữa một thuê bao, định danh người dùng riêng và một số định danh người dùng công cộng được thể hiện như trong hình 2-5. Đây là trường hợp của IMS như chuẩn hóa trong 3GPP Release 5.
Hình 2-5: Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng
công cộng theo 3GPP R5
3GPP Release 6 mở rộng mối quan hệ giữa định danh người dùng riêng và
định danh người dùng chung như ở hình 2-6 dưới đây. Một thuê bao IMS được cấp không chỉ một mà là một sốđịnh danh người dùng riêng. Trong trường hợp UMTS, chỉ một định danh người dùng riêng được lưu trữ trong thẻ thông minh, nhưng người dùng có thể có nhiều thẻ thông minh khác nhau mà họ có thể cho vào đầu cuối IMS. Có thể các định danh người dùng công cộng này được sử dụng kết hợp với nhiều hơn một dịnh danh người dùng riêng. Đó là trường hợp của định danh người dùng công cộng số 2 trong hình 2-6, bởi vì nó được gán cho cả định danh người dùng riêng số 1 và số 2. Điều này cho phép định danh người dùng công cộng
39 số 2 có thể sử dụng đồng thời từ hai đầu cuối IMS, mỗi một thiết bị được gán một
định danh người dùng riêng khác nhau (ví dụ như các thẻ thông minh khác nhau
được gắn vào các đầu cuối khác nhau).
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
2.4.4.1Định nghĩa PSI
Khái niệm của định danh dịch vụ công cộng (PSI – Public Service Identities)
được giới thiệu trong 3GPP Release 6. Không giống như định danh người dùng công cộng, một PSI là một định danh được cấp phát cho dịch vụ trên máy chủ ứng dụng (AS – Application Server). Ví dụ, một máy chủ ứng dụng phục vụ một chatroom được định danh bởi PSI. Giống nhưđịnh danh người dùng công cộng, PSI có thể có dạng SIP URI hoặc TEL URI.
Không giống định danh người dùng công cộng, PSI không liên quan đến định danh người dùng riêng. Sở dĩ như vậy là do định danh người dùng riêng chỉ sử dụng dành cho mục đích nhận thực. PSI không được áp dụng cho người dùng.
40
2.4.4.2Phân loại PSI
PSI được chứa trong HSS dưới dạng hoặc là PSI đặc trưng hoặc là Wildcarded PSI. Một PSI đặc trưng (Distinct PSI) có chứa PSI được sử 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 sẽđược xem như một cặp dấu ngăn cách.
Khi được chứa trong HSS, Wildcarded PSI sẽ bao gồm các ký tự ngăn cách
để xác định phần mở rộng của PSI.
Ví dụ: PSI sau có thể chứa trong HSS “sip:chatlist!.*!@example.com”. Ví dụ các PSI sau giao tiếp trên giao diện bản tin với HSS sẽ được đổi thành “sip:chatlist!.*!@example.com”. Khi chứa trong HSS:
sip:chatlist1@example.com sip:chatlist2@example.com sip:chatlist42@example.com sip:chatlistabc@example.com sip:chatlist!1@example.com
2.5 SIM, USIM và ISIM trong 3GPP
UICC (Universal Integrated Circuit Card) là trung tâm trong thiết kế thiết bị đầu cuối 3GPP. UICC là một thẻ thông minh có thể tháo lắp và mang theo người một cách rất đơn giản, UICC lưu trữ một số dữ liệu như thông tin đăng ký thuê bao, mã nhận thực, sổ địa chỉ và các tin nhắn. Nếu không có UICC thì thiết bịđầu cuối chỉ có thể gọi các số khẩn cấp.
UICC cho phép người dùng di chuyển dễ dàng thông tin thuê bao của họ
sang thiết bị mới bằng cách lắp thẻ thông minh sang thiết bị đó. UICC là một khái niệm chung định nghĩa các đặc tính của thẻ thông minh.
UICC có thể bao gồm một vài ứng dụng logic như SIM (Subscriber Identity Module), USIM (Universal Subscriber Identity Module) và ISIM (IP multimedia Services Identity Module). Thêm vào đó, UICC còn có thể chứa các ứng dụng khác như danh bạđiện thoại.
41
2.5.1 SIM
SIM lưu trữ một tập hợp các tham số như thông tin đăng ký người dùng, mã nhận thực và các tin nhắn. SIM là thành phần cơ bản nhất trong các thiết bịđầu cuối
để người dùng có thể hòa mạng. Mặc dù khái niệm UICC và SIM là có thể thay đổi cho nhau, UICC được xem như một thẻ vật lý, trong khi đó SIM được xem như một
ứng dụng đơn lẻ nằm trong UICC. SIM được sử dụng rộng rãi trong các mạng di
động thế hệ thứ hai, như mạng GSM.
2.5.2 USIM
USIM là một ứng dụng khác nằm trong UICC. USIM cung cấp một tập hợp các tham số bao gồm thông tin đăng ký thuê bao, thông tin nhận thực, phương pháp thanh toán và lưu trữ tin nhắn. USIM được sử dụng để truy nhập mạng UMTS.
Các thiết bịđầu cuối trong mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh cần phải có USIM để hoạt động được trong mạng di động thế hệ thứ ba. Rõ ràng, cả
SIM và USIM có thể cùng tồn tại đồng thời trong UICC để thiết bịđầu cuối có thể
sử dụng đồng thời mạng GSM và UMTS.
2.5.3 ISIM
Một ứng dụng thứ ba có thể hiện diện trong UICC là ISIM. ISIM có vai trò
đặc biệt quan trọng trong IMS, bởi vì ISIM có chứa một tập hợp các thông sốđược sử dụng làm chứng thực người dùng, nhận dạng người dùng, cấu hình thiết bị đầu cuối hoạt động trong mạng IMS. ISIM có thể tồn tại cùng SIM, USIM hoặc tất cả
các ứng dụng trong cùng UICC.
2.6 Tiêu chuẩn lọc
Tiêu chuẩn lọc là một trong những thành phần quan trọng nhất của thông tin người dùng được lưu trữ trên mạng vì chúng xác định loại dịch vụ nào sẽ cung cấp cho người sử dụng. Tiêu chuẩn lọc bao gồm một tập hợp thông tin liên quan đến người dùng giúp cho S-CSCF quyết định khi nào gọi máy chủ ứng dụng cung cấp dịch vụ.
Theo tiêu chuẩn 3GPP TS 23.218 [20] có hai tiêu chuẩn lọc là: tiêu chuẩn lọc khởi tạo (IFC – Initial Filter Criteria) và tiêu chuẩn lọc kế tiếp (SFC – Subsequent
42 Filter Criteria). Tuy nhiên chỉ có tiêu chuẩn lọc khởi tạo IFC là được sử dụng. Tiêu chuẩn lọc kế tiếp SFC vẫn còn nằm trên lý thuyết, do nếu áp dụng tiêu chuẩn lọc kế
tiếp SFC tại S-CSCF có thể sẽ gây ra xung đột với quy tắc định tuyến bản tin SIP cho các proxy.
Tiêu chuẩn lọc khởi tạo IFC có nhiệm vụđánh giá các yêu cầu khởi tạo SIP và tạo ra các yêu cầu đơn. Ví dụ, S-CSCF đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo khi nhạn
được yêu cầu SUBSCRIBE đầu tiên, INVITE, OPTIONS, hoặc bất cứ yêu cầu nào tạo ra cuộc hội thoại hoặc được gửi ngoài các hộp thoại. S-CSCF không đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo khi nhận được yêu cầu PRACK, NOTIFY, UPDATE, hoặc BYE do chúng luôn luôn được gửi như một phần của một hội thoại SIP đang tồn tại. Khái niệm tiêu chuẩn lọc kế tiếp là S-CSCF sẽ đánh giá tiêu chuẩn lọc kế
tiếp khi nó nhận được yêu cầu kế tiếp trong hộp thoại SIP. Tuy nhiên, kết quả của việc đánh giá tiêu chuẩn lọc kế tiếp có thể dẫn đến việc S-CSCF chuyển tiếp yêu cầu SIP kế tiếp đến một máy chủ ứng dụng, điều này trái ngược với thủ tục định tuyến cho yêu cầu kế tiếp ở trong một SIP proxy. Hơn nữa, trong sự kiện một máy chủ ứng dụng nhận được yêu cầu kế tiếp này, khi đó máy chủ ứng dụng vẫn chưa nhận được yêu cầu khởi tạo SIP để tạo hộp thoại SIP. Do đó, máy chủứng dụng sẽ
hủy yêu cầu và bỏ qua yêu cầu kế tiếp đó. Từ đó dẫn đến việc không sử dụng tiêu chuẩn lọc kế tiếp.
Tiêu chuẩn lọc duy nhất được triển khai là tiêu chuẩn lọc khởi tạo. Do tiêu chuẩn lọc kế tiếp không tồn tại nên thuật ngữ tiêu chuẩn lọc khởi tạo và tiêu chuẩn
lọc là như nhau.
HSS lưu giữ tất cả dữ liệu liên quan tới người dùng trong một cấu trúc dữ
liệu tên là User Profile. Hình 2-7 mô tả cấu trúc đơn giản cấp cao của user profile. User Profile chứa định danh riêng thuê bao mà user profile đó thuộc về và một hay nhiều service profile. Mỗi một service profile chứa một hay nhiều định danh công cộng thuê bao mà service profile đó thuộc về và không có hoặc nhiều tiêu chuẩn lọc.
43
Hình 2-7: Cấu trúc của User Profile
Khi người dùng đăng ký với S-CSCF, S-CSCF liên lạc với HSS và tải user profile có chứa tiêu chuẩn lọc. Vậy tiêu chuẩn lọc vẫn tồn tại trong S-SCSF tại thời
điểm người dùng đăng ký.
Tiêu chuẩn lọc xác định các dịch vụ mà nó có thể áp dụng được để thu thập
định danh công cộng thuê bao liệt kê trong “Service profile”. Cấu trúc dữ liệu của tiêu chuẩn lọc được thể hiện ở hình 2-8.
44
Hình 2-8: Cấu trúc tiêu chuẩn lọc khởi tạo
Trường đầu tiên trong cấu trúc tiêu chuẩn lọc là Priority. Trường Priority xác
định thứ tự của tiêu chuẩn lọc sẽ được đánh giá so với các tiêu chuẩn lọc còn lại trong cùng một “service profile”. S-SCSF trước tiên sẽ chọn tiêu chuẩn lọc có độưu tiên cao, ví dụđộưu tiên 1 là độ ưu tiên cao nhất. Sau khi thực thi nó, S-SCSF tiếp tục với tiêu chuẩn lọc tiếp theo có độ ưu tiên nhỏ hơn. Trường Priority của tiêu
45 chuẩn lọc là số duy nhất đối với các tiêu chuẩn lọc trong cùng một “service profile”. Trong một số trường hợp, sốưu tiên không cần thiết phải liền nhau.
Sau trường Priority, có thể không có hoặc có một Trigger Point (điểm kích hoạt). Một Trigger Point là một biểu thức cần được đánh giá để xác định xem yêu cầu SIP có được chuyển tiếp đến máy chủứng dụng hay không. Một điểm kích hoạt là tập hợp các bộ lọc riêng biệt được gọi là “Service Point Triggers”. Ví dụ, một Trigger Point có thể như sau:
(Method = INVITE) AND (Request-URI = sip:user@example.com)
Trong ví dụ này có hai Service Point Trigger là Method = INVITE và Request-URI = sip:user@example.com.
Sevice Point Trigger cho phép ta truy nhập thông tin được lưu trữ chứa trong các trường khác nhau của yêu cầu SIP.
• Giá trị của Request-URI.
• Phương thức của yêu cầu SIP (ví dụ: INVITE, OPTIONS, SUBSCRIBE,…).
• Sự có mặt hay vắng mặt của bất cứ trường điều khiển SIP (SIP header) nào.
• Trùng một phần hay toàn bộ nội dung của bất kỳ trường điều khiển SIP nào.
• Trường hợp phiên (ví dụ, yêu cầu SIP có nguồn là một thuê bao được phục vụ gửi đến thuê bao đã đăng ký, hoặc gửi đến thuê bao chưa
đăng ký).
• Mô tả phiên (ví dụ, trùng một phần hay toàn bộ bất kể một dòng SDP nào).
Nếu không có Trigger Point thì các yêu cầu SIP được chuyển tiếp đến máy