Những thực thể trong IMS có thể được phân thành sáu loại: Quản lý phiên và định tuyến (CSCFs), cơ sở dữ liệu (HSS, SLF), các dịch vụ (server ứng dụng, MRFC, MRFP), các hàm làm việc tương tác (BGCF, MGCF, IMS Ờ MGW, SGW), các chức năng hỗ trợ (PDF, SEG, THIG), tắnh cước.
Ớ Các chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
Có ba loại chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF): đại diệnỜCSCF (P- CSCF), dịch vụ-CSCF (S-CSCF) và truy vấnỜCSCF (I-CSCF). Mỗi CSCF có các nhiệm vụ riêng. Thông thường tất cả CSCF thực hiện một vai trò trong suốt tiến trình thiết lập phiên và đăng ký và tạo bộ máy định tuyến SIP. Hơn nữa, tất cả các khối chức năng có thể gửi dữ liệu tắnh cước tới một khối chức năng tắnh cước offline.
PỜCSCF và SỜCSCF đều có thể giải phóng phiên trên danh nghĩa người dùng (vắ dụ, khi S-CSCF phát hiện ra một phiên đang bị treo hoặc P-CSCF nhận lưu ý rằng một phương tiện biên bị mất) và có thể kiểm tra nội dung của tải giao thức mô tả phiên (SDP) và kiểm tra khi nào nó chứa loại phương tiện hoặc giải mã, mà không được cho phép khách hàng. Khi đề xuất của SDP không phù hợp với chắnh sách của nhà vận hành, CSCF từ chối yêu cầu và gửi một bản tin lỗi SIP tới UE.
Ớ Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền (P-CSCF)
Khối chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền (P-CSCF) là điểm liên lạc đầu tiên của người dùng trong IMS, có nghĩa là tất cả lưu lượng báo hiệu SIP từ UE sẽ được gửi tới P-CSCF. Tương tự, tất cả các đầu cuối báo hiệu SIP từ mạng được gửi từ P-CSCF tới UE. Có bốn nhiệm vụ riêng được đăng ký cho P-CSCF: nén SIP, kết hợp bảo mật IPSec, tương tác với chức năng quyết định chắnh sách (PDF) và phát hiện phiên khẩn cấp.
P-CSCF chịu trách nhiệm duy trì kết hợp bảo mật (SAs) và áp dụng bảo vệ toàn bộ và tin cậy cho báo hiệu SIP. Điều này được thực hiện trong suốt phiên đăng ký SIP vì UE và P-CSCF điều chỉnh IPSec SAs. Sau khi bắt đầu đăng ký P-CSCF có thể áp dụng bảo vệ toàn bộ và tin cậy báo hiệu SIP.
Ớ Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi truy vấn (I-CSCF)
Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi truy vấn (I-CSCF) là điểm liên lạc trong mạng nhà vận hành cho tất cả các kết nối xác định đắch tới thuê bao của nhà vận hành mạng đó. I-CSCF có bốn nhiệm vụ:
- Đạt được tên của next hop (hoặc là S-CSCF hoặc là server ứng dụng) từ server thuê bao nhà (HSS).
- Phân công cho S-CSCF dựa trên các khả năng nhận được từ HSS.
- Định tuyến các yêu cầu đến tới S-CSCF được phân công hoặc tới server ứng dụng.
- Cung cấp chức năng cổng liên mạng ẩn cấu hình (THIG).
Ớ Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi dịch vụ (S-CSCF)
Chức năng điều khiển cuộc gọi dịch vụ (S-CSCF) - điểm trọng tâm của IMS là khi chịu trách nhiệm xử lý quá trình đăng ký, tạo quyết định định tuyến, duy trì trạng thái phiên, và lưu đặc điểm dịch vụ. Khi người dùng gửi yêu cầu đăng ký. nó sẽ được định tuyến tới S-CSCF, tải dữ liệu nhận thực từ HSS. Trên cơ sở dữ liệu nhận thực phát lệnh tới UE. Sau khi nhận hồi đáp và kiểm tra, S-CSCF chấp nhận đăng ký và bắt đầu giám sát trạng thái đăng ký. Sau quá trình này người dùng có thể bắt đầu và nhận các dịch vụ IMS. Hơn nữa, S-CSCF tải về đặc điểm dịch vụ từ HSS là một phần của quá trình đăng ký.
S-CSCF sử dụng thông tin gồm hồ sơ dịch vụ để quyết định khi nào và server ứng dụng nào được liên lạc khi người dùng gửi một yêu cầu SIP hoặc nhận một yêu cầu từ ai khác. Hình 2.6 mô tả vai trò của S-CSCF trong các quyết định định tuyến. S- CSCF còn có thể gửi thông tin liên quan tài khoản tới hệ thống tắnh cước online cho các mục đắch tắnh cước online (đó là hỗ trợ cho các thuê bao trả trước).
Thiết lập phiên IMS cơ bản và định tuyến S-CSCF được mô tả như trong hình vẽ sau đây:
Hình 2.6. Thiết lập phiên IMS cơ bản và định tuyến S-CSCF
Ớ Cơ sở dữ liệu
Có hai cơ sở dữ liệu chắnh trong kiến trúc IMS: server thuê bao thường trú (HSS) và chức năng định vị thuê bao (SLF).
HSS là bộ lưu dữ liệu chắnh cho tất cả các thuê bao và dữ liệu dịch vụ liên quan của IMS. Dữ liệu chắnh được lưu trong HSS bao gồm các định dạng người dùng, thông tin đăng ký, các tham số truy nhập và thông tin bắt đầu dịch vụ. Nhận dạng khách hàng gồm 2 loại: nhận dạng khác hàng công cộng và riêng. Các tham số truy nhập IMS được sử dụng để thiết lập các phiên và gồm các tham số giống như nhận thực người dùng, cho phép chuyển vùng và chỉ định tên S-CSCF. Thông tin bắt đầu dịch vụ cho phép thực hiện dịch vụ SIP.
Hình 2.7. Cấu trúc HSS
SLF được dùng như là cơ chế giải quyết cho phép I-CSCF, S-CSCF và AS tìm kiếm địa chỉ của HSS nắm giữ dữ liệu thuê bao của thực thể người dùng đã đưa ra khi HSS có thể xác định nhiều địa chỉ và riêng rẽ được thực hiện bởi nhà vận hành mạng.
Ớ Các chức năng dịch vụ
Có ba chức năng được đưa ra là các chức năng liên quan dịch vụ IMS là: bộ điều khiển chức năng nguồn đa phương tiện (MRFC), bộ xử lý chức năng nguồn đa phương tiện (MRFP), và server ứng dụng (AS).
ASs được mô tả ở đây là một phần các chức năng IMS vì ASs là các thực thể cung cấp các dịch vụ đa phương tiện giá trị gia tăng trong IMS, như hiện diện và Push to talk qua di động. AS nằm trong mạng gia đình của khách hàng hoặc là vị trắ bên thứ ba. Bên thứ ba ở đây có nghĩa là mạng hoặc là AS đứng một mình. Các chức năng chắnh của AS là: Có thể xử lý và ảnh hưởng phiên SIP tới nhận được từ IMS, có khả năng phát các yêu cầu SIP, có khả năng gửi thông tin tài khoản tới các chức năng tắnh cước.
IM-SSF được giới thiệu trong kiến trúc IMS để hỗ trợ các dịch vụ kế thừa được phát triển trong CSE. Nó dẫn ra các đặc điểm mạng và liên mạng với giao diện phần ứng dụng CAMEL (CAP.)
Hình 2.8. Mối quan hệ giữa các loại server ứng dụng
AS SIP là server trên cơ sở SIP, dẫn một dải rộng các dịch vụ đa phương tiện giá trị gia tăng. AS SIP có thể được dùng để cung cấp các dịch vụ hiện diện, bản tin, Push to talk qua di động và hội nghị. Hình 1.13 chỉ ra các chức năng khác nhau kết nối như thế nào. Tương lai của AS SIP S-CSCF, server khả năng dịch vụ OSA và IM-SSF đưa ra cùng đặc tắnh điểm tham chiếu.
MRFC và MRFP cùng cung cấp các cơ chế cho các dịch vụ liên quan tới biên như là hội nghị, thông báo tới một khách hàng hoặc chuyển mã biên trong kiến trúc IMS.
Ớ Các thực thể GPRS
o Node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
Node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) liên kết RAN tới mạng lõi gói, có nhiệm vụ thực hiện cả chức năng điều khiển và xử lý lưu lượng cho miền PS. Phần điều khiển chứa hai chức năng chắnh: quản lý động và quản lý phiên. Quản lý động giải quyết vị trắ, trạng thái UE, nhận thực cả thuê bao và UE. Phần điều khiển của quản lý phiên giải quyết điều khiển thừa nhận kết nối và bất cứ thay đổi nào trong các kết nối dữ liệu đang tồn tại. Nó cũng quản lý các dịch vụ và nguồn mạng 3G. SGSN đảm bảo các kết nối nhận QoS phù hợp. Thêm vào đó, SGSN phát thông tin tắnh cước.
o Node hỗ trợ cổng GPRS (GGSN)
Node hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) cung cấp sự ảnh hưởng với các mạng dữ liệu gói ngoài. Chức năng gốc của GGSN là để kết nối UE tới các mạng dữ liệu ngoài, nơi các ứng dụng dựa trên cơ sở IP và các dịch vụ cư trú. Mạng dữ liệu ngoại có thể là IMS hoặc Internet. Nói cách khác, GGSN định tuyến các gói IP chứa báo hiệu SIP từ UE tới P-CSCF, và ngược lại. Thêm vào, GGSN quan tâm tới việc định tuyến các gói IP phương tiện IMS tới mạng đắch (vắ dụ, để GGSN trong mạng đầu cuối). Ngoài ra GGSN đưa ra chắnh sách và giám sát việc sử dụng nội dung PDP cho lưu lượng phương tiện IMS và phát thông tin tắnh cước.