2.5.1 Đăng ký vào mạng IMS 2.5.1.1 Đăng ký mới
Thủ tục đăng ký mới đƣợc mô tả hình 2.20
1. Sau khi UE nhận đƣợc kênh báo hiệu từ mạng truy nhập, nó có thể thực hiện đăng ký IMS. Để làm điều đó UE gửi luồng thông tin đăng ký tới Proxy (nhận dạng chung, nhận dạng riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP của UE).
Hình 2.20 Thủ tục đăng ký mới
2. Khi nhận thông tin đăng ký, P-CSCF thực hiện kiểm tra “tên miền mạng nhà” để tìm thực thể mạng nhà (e.g I-CSCF). Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng ký tới I-CSCF (tên/địa chỉ P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE). Một kĩ thuật phân tích tên - địa chỉ đƣợc sử dụng để quyết định mạng nhà từ tên miền mạng nhà. Nhận dạng P- CSCF là một chuỗi các nhận dạng tại mạng nhà, mạng đó là mạng mà ở đó P- CSCF đƣợc lắp đặt (ví dụ nhận dạng mạng P-CSCF có thể là tên miền của mạng P-CSCF).
3. I-CSCF sẽ gửi thông tin lên giao diện Cx để truy vấn HSS (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, nhận dạng mạng P-CSCF).
HSS sẽ thực hiện kiểm tra ngƣời dùng đã đƣợc đăng ký hay chƣa. HSS sẽ chỉ thị ngƣời dùng đó có đƣợc phép đăng ký vào P-CSCF hay không tùy theo thuộc tính thuê bao của ngƣời dùng và những giới hạn của nhà khai thác mạng.
4. Đáp ứng truy vấn Cx sẽ đƣợc gửi từ HSS tới I-CSCF có chứa tên của S- CSCF mà HSS biết. Nếu nhƣ sự kiểm tra ở HSS không thành công, đáp ứng truy vấn Cx sẽ loại bỏ đăng ký.
5. Nếu nhƣ I-CSCF không đƣợc cung cấp tên của S-CSCF thì I-CSCF sẽ gửi một bản tin Cx-Select-pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới HSS để yêu cầu các thông tin liên quan đến S-CSCF đƣợc yêu cầu để nó có thể lựa chọn S-CSCF.
6. HSS sẽ gửi Cx-select-pull-resp tới I-CSCF.
7. I-CSCF sử dụng tên của S-CSCF để có thể quyết định địa chỉ của S- CSCF nhờ kĩ thuật phân tích tên - địa chỉ. I-CSCF cũng sẽ quyết định tên của một điểm giao tiếp mạng nhà phù hợp nhờ thông tin nhận đƣợc từ HSS. Điểm giao tiếp mạng nhà có thể là chính S-CSCF hoặc một I-CSCF phù hợp trong trƣờng hợp ẩn cấu hình mạng. Nếu một I-CSCF đƣợc lựa chọn nhƣ một điểm giao tiếp mạng nhà để thực hiện ẩn cấu hình mạng, nó sẽ khác với I-CSCF đóng vai trò tiếp nhận thông tin đăng ký, và nó sẽ cho phép nhận tên các S-CSCF từ thông tin giao tiếp nhà. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin đăng ký (tên/địa chỉ của P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE, I-CSCF(THIG) trong trƣờng hợp mạng muốn ẩn cấu hình) tới S- CSCF đã đƣợc chọn đó. Điểm giao tiếp mạng nhà sẽ đƣợc P-CSCF sử dụng để gửi báo hiệu thiết lập phiên tới mạng nhà.
8. S-CSCF sẽ gửi Cx-put (nhận dạng chung, nhận dạng riêng, tên S- CSCF) tới HSS. HSS sẽ lƣu trữ tên S-CSCF cho thuê bao đó.
9. HSS sẽ gửi Cx-put-resp tới S-CSCF để báo nhận bản tin Cx-put đã gửi. 10. Khi nhận thông tin từ Cx-put- resp, S-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới HSS để cho phép tải về các thông tin có liên quan tới các thuộc tính thuê bao cho nó. S- CSCF sẽ lƣu trữ các tên/địa chỉ của P-CSCF khi đƣợc cung cấp từ mạng khách. Sự mô tả tên và địa chỉ này để mạng nhà có thể chuyển tiếp báo hiệu phiên kết thúc tiếp đó tới UE.
11. HSS gửi trả lời bằng bản tin Cx-pull-resp tới S-CSCF. Thông tin ngƣời dùng đƣợc chuyển từ HSS tới S-CSCF gồm một hay nhiều thông tin tên/địa chỉ cần cho quá trình truy nhập các mặt bằng điều khiển dịch vụ khi ngƣời sử dụng đã đƣợc đăng ký tại S-CSCF. S-CSCF sẽ lƣu trữ thông tin cho ngƣời dùng đã đƣợc chỉ định. Hơn nữa thông tin tên/ địa chỉ, thông tin bảo mật cũng có thể đƣợc gửi cho S-CSCF sử dụng.
12. Dựa trên bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin đăng ký tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và thực hiện bất cứ thủ tục điều khiển dịch vụ thích hợp nào.
13. S-CSCF sẽ đáp lại luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới I-CSCF. Nếu một I-CSCF đƣợc lựa chọn nhƣ một điểm giao tiếp mạng nhà để thực hiện ẩn cấu hình mạng, I-CSCF sẽ thực hiện mã hóa địa chỉ S-CSCF vào trong thông tin giao tiếp mạng nhà.
14. I-CSCF sẽ gửi thông báo 200 OK tới P-CSCF. I-CSCF sẽ giải phóng tất cả thông tin đăng ký sau khi gửi luồng thông tin 200 OK.
15. P-CSCF sẽ lƣu trữ thông tin giao tiếp mạng nhà và sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới UE
2.5.1.2 Đăng ký lại
Đăng ký lại là một hoạt động định kì của UE nhằm cập nhật lại một sự đăng ký đã tồn tại hoặc cập nhật những thay đổi về trạng thái đăng ký của UE. Các bƣớc trong quá trình đăng ký lại đƣợc thực hiện tƣơng lúc đăng ký, nhƣng vì có một S-CSCF đã đƣợc ấn định cho UE trong lúc đăng ký nên I-CSCF sẽ không gửi bản tin Cx-SELECT PULL yêu cầu S-CSCF.
Hình 2.21 Thủ tục đăng ký lại
2.5.2 Xóa đăng ký
2.5.2.1 Xóa đăng ký khởi tạo bởi UE
Khi UE muốn xóa đăng ký trong IMS, UE sẽ thực hiện xóa đăng ký mức ứng dụng. Xóa đăng ký đƣợc thực hiện do đăng ký đã hết giờ.
Hình 2.22 Xóa đăng ký với ngƣời dùng đã đƣợc đăng ký
1. UE quyết định khởi tạo xóa đăng ký. Để xóa đăng ký UE thực hiện một yêu cầu REGISTER mới với giá trị thời hạn là không giây. UE gửi luồng thông tin REGISTER tới Proxy (nhận dạng ngƣời dùng chung, nhận dạng ngƣời dùng riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP của UE)
2. Khi nhận đƣợc luồng thông tin đăng ký, P-CSCF sẽ thực hiện kiểm tra tên miền mạng nhà để tìm ra thực thể chỉ tới mạng nhà (ví dụ I-CSCF). Proxy không sử dụng các thực thể chỉ tới bộ lƣu trữ các đăng ký định kì. Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng ký tới I-CSCF (tên/địa chỉ P-CSCF, nhận dạng ngƣời dùng chung/riêng, nhận dạng mạng Proxy, địa chỉ IP của UE). Kĩ thuật phân tích tên địa chỉ đƣợc sử dụng để quyết định địa chỉ mạng nhà từ tên miền mạng nhà. Nhận dạng mạng P-CSCF là một chuỗi để nhận dạng mạng nhà (nhận ra mạng mà P-CSCF đặt tại đó) ví dụ: nhận dạng mạng P-CSCF có thể là tên miền của mạng P-CSCF.
3. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-Query tới HSS (nhận dạng thuê bao chung/riêng, nhận dạng mạng P-CSCF).
4. HSS sẽ xác định ngƣời dùng này hiện đã đăng ký chƣa. HSS sẽ gửi Cx- Query Resp (chỉ thị thực thể điểm nhƣ S-CSCF) tới I-CSCF.
5. I-CSCF sẽ sử dụng tên của S-CSCF để xác định địa chỉ của S-CSCF thông qua kĩ thuật phân tích tên - địa chỉ và sau đó sẽ gửi luồng thông tin xóa
đăng ký (tên/địa chỉ P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, địa chỉ IP của UE, I-CSCF trong trƣờng hợp mạng muốn ẩn cấu hình) tới S-CSCF.
6. Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng ký tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và bất kì mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ cần thiết nào. Mặt bằng điều khiển dịch vụ sẽ xóa tất cả các thông tin thuê bao liên quan đến thuê bao này.
7. Tùy thuộc vào nhà khai thác lựa chọn S-CSCF có thể gửi Cx-Put (nhận dạng ngƣời dùng chung, nhận dạng ngƣời dùng riêng, xóa tên S-CSCF) hoặc Cx-Put (nhận dạng ngƣời dùng chung, nhận dạng ngƣời dùng riêng, giữ tên S- CSC), với những thuê bao không đƣợc coi là đã đăng ký lâu ở S-CSCF. Sau đó HSS sẽ xóa bỏ hoặc giữ lại tên S-CSCF cho thuê bao đó theo yêu cầu. Trong cả hai trƣờng hợp, trạng thái của nhận dạng thuê bao không đƣợc lƣu trữ vì không đƣợc đăng ký ở HSS. Nếu nhƣ tên của S-CSCF đƣợc giữ lại thì HSS sẽ cho phép xóa bỏ sự phục vụ S-CSCF bất cứ lúc nào.
8. HSS sẽ gửi đáp ứng Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận Cx-Put
9. S-CSCF sẽ đáp lại bằng luồng thông tin 200 OK tới I-CSCF. S-CSCF sẽ phát hành tất cả các luồng thông tin về đặc tả đăng ký này của thuê bao sau khi gửi luồng thông tin 200 OK.
10. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới P-CSCF.
11. P-CSCF sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới UE. P-CSCF đƣa ra tất cả thông tin đăng ký đối với đăng ký này của thuê bao sau khi gửi luồng thông tin 200 OK.
2.5.2.2 Xóa đăng ký khởi tạo mạng
Nếu nhƣ xảy ra kết thúc phiên không tốt (ví dụ: Pin yếu hoặc di động di chuyển nhanh), khi một Máy chủ ủy quyền còn đang phục vụ một phiên nhƣng bộ nhớ tràn sẽ xảy ra lỗi phục vụ dẫn đến treo máy. Để đảm bảo cho S-CSCF vận hành ổn định để mang các mức dịch vụ thì đòi hỏi phải có một kĩ thuật để kết thúc các phiên không thành công đó. Kĩ thuật này sẽ ở cùng mức với giao thức SIP để đảm bảo truy nhập độc lập với phân hệ IM CN.
* IM CN có thể thiết lập các thủ tục “Xóa đăng ký khởi tạo mạng” theo các nguyên nhân sau:
- Bảo dƣỡng mạng: Ép buộc phải xóa đăng ký thuê bao. Ví dụ: trong trƣờng hợp không tƣơng thích dữ liệu ở node lỗi, trong trƣờng hợp mất SIM. . .
Xóa ngữ cảnh hiện thời của ngƣời dùng xung các các node đăng ký và bắt buộc phải đăng ký mới trong trƣờng hợp này.
- Mạng/lƣu lƣợng đƣợc quyết định: Phân hệ IM CN phải hỗ trợ kĩ thuật để ngăn chặn đăng ký hai lần hoặc lƣu trữ thông tin trái ngƣợc nhau. Trƣờng hợp này sẽ xảy ra lúc trao đổi các tham số hợp đồng chuyển mạng giữa hai nhà vận hành.
- Lớp ứng dụng đƣợc quyết định: Dịch vụ có khả năng đƣợc hỗ trợ bởi phân hệ IM CN tới lớp ứng dụng có thể có các thông số ghi rõ tất cả các đăng ký phận hệ IM CN đã bị xóa đi hoặc chỉ những thông số đó từ một hoặc một nhóm các đầu cuối ngƣời dùng.
- Quản lí thuê bao: Nhà vận hành có thể phải giới hạn ngƣời dùng truy cập tới phân hệ IM CN đến khi xác định hợp đồng đã hết hạn, xóa các thuê bao IM, phát hiện sự gian lận. Trong trƣờng hợp thay đổi các thuộc tính dịch vụ của ngƣời dùng ví dụ ngƣời dùng thuê bao các dịch vụ mới, để cho phép điều đó thì S-CSCF với các khả năng mới có thể đƣợc yêu để đáp ứng các yêu cầu mà S- CSCF đã đƣợc phân bổ cho thuê bao không đáp ứng đƣợc. Trong trƣờng hợp này mạng sẽ cho phép thay đổi S-CSCF bằng cách sử dụng xóa đăng ký khởi tạo mạng bằng các thủ tục HSS.
* Có hai loại thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi nhà khai thác mạng đƣợc đề ra:
- Thỏa thuận với sự hết thời gian đăng ký
- Cho phép mạng bắt ép xóa đăng ký sau bất kì lí do hợp lí nào xảy ra.
2.5.2.2.1 Xóa đăng ký khởi tạo mạng khi hết thời gian
Một giá trị định thời đƣợc cung cấp lúc khởi tạo đăng ký và đƣợc làm tƣơi lại bởi lần đăng ký phía sau. Lƣu lƣợng đó cho rằng bộ định thời đã hết hạn. Vị trí (mạng nhà hoặc mạng khách) của P-CSCF hoặc S-CSCF không đƣợc chỉ định vì ngữ cảnh vẫn giống nhƣ tất cả các trƣờng hợp khá.
Hình 2.23 mô tả thủ tục xóa đăng ký khởi tạo mạng hết thời gian đăng ký 1. Thời gian đăng ký ở P-CSCF và ở S-CSCF đã hết hiệu lực. P-CCSCF cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa thuê bao đã đƣợc đăng ký. Nó cho rằng bất kì một PDP Context GPRS nào cũng sẽ đƣợc điều khiển bằng các phƣơng tiện độc lập.
2. Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng ký tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và bất kì mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ
nào phù hợp. Mặt bằng điều khiển dịch vụ xóa tất cả các thông tin thuê bao liên quan đến thuê bao này.
Hình 2.23 Xóa đăng ký khởi tạo mạng - hết thời gian đăng ký
3. Tùy thuộc vào sự lựa chọn của nhà khai thác, S-CSCF có thể gửi là bản tin Cx-put (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, xóa tên S- CSCF) hoặc Cx-Put (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, giữ tên S-CSCF) với thuê bao không đăng ký dài lâu ở S-CSCF. Sau đó HSS sẽ xóa hoặc giữ lại tên của S-CSCF cho thuê bao đó tùy theo yêu cầu. Trong cả hai trƣờng hợp đó, trạng thái nhận dạng thuê bao đƣợc lƣu trữ nhƣ chƣa đƣợc đăng ký ở HSS. Nếu nhƣ tên của S-CSCF đƣợc giữ lại thì HSS sẽ cho phép xóa sự phục vụ của S-CSCF bất cứ lúc nào.
4. HSS sẽ gửi Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận sự gửi Cx-Put.
2.5.2.2.2 Xóa đăng ký khởi tạo mạng - quản lý
Trong nhiều nguyên nhân khác (ví dụ đầu cuối thuê bao, đầu cuối bị mất. ..) chức năng quản trị mạng nhà sẽ quyết định sự cần thiết xóa một đăng ký SIP của ngƣời dùng. Chức năng này khởi tạo thủ tục xóa đăng ký và có thể sẽ đƣợc thiết lập ở các phần tử khác nhau phục thuộc vào lí do chính để khởi tạo xóa đăng ký.
Một thành phần mạng nhà nhƣ vậy là HSS, là nơi biết S-CSCF nào phục vụ ngƣời dùng nào và để thực hiện mục đích đó nó sử dụng giao diện Cx để xóa đăng ký. Một thành phần mạng nhà khác có thể khởi tạo xóa đăng ký là S- CSCF, trong trƣờng hợp này nó tạo dựng Cx-Put để thông tin với HSS. Các phần an ninh/ tin cậy khác cũng có thể khởi tạo xóa đăng ký tới S-CSCF.
Các luồng thông tin sau thể hiện xóa đăng ký ứng dụng (SIP) kết cuối phân hệ IM CN đƣợc khởi tạo từ mạng dựa và hoạt động quản lý. Các thành
phần truyền tải IP (ví dụ SGSN, GGSN) không đƣợc cho biết. Nếu nhƣ truy nhập gói hoàn thành thì bị từ chối, một kĩ thuật quản lí lớp truyền tải sẽ đƣợc sử dụng. Trong ngữ cảnh này không sử dụng kĩ thuật quản lí địa chỉ để cập nhật thông tin thuê bao nhƣ thông tin EIR, nhận thực truy nhập. . . Ngữ cảnh này chỉ địa chỉ đặc tả hoạt động xóa đăng ký ứng dụng SIP là có hiệu lực.
Khi đƣợc quyết định bởi nhà vận hành, các phiên đƣợc thiết lập nhờ các thủ tục phát hành phiên đƣợc khởi tạo từ mạng.
Hình 2.24 Xóa đăng ký ứng dụng khởi mạng - quản lý
1. HSS khởi tạo xóa đăng ký, gửi một bản tin Cx-Deregister (nhận dạng thuê bao) chứa lí do để xóa đăng ký.
2. Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng ký tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và bất kì các mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ nào hợp lí.
3. S-CSCF đƣa ra bản tin De-register và chuyển tiếp về P-CSCF cho UE này và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa UE đã đăng ký đó. Lí do xóa đăng ký nhận từ HSS sẽ đƣợc đƣa vào bản tin nếu có thể.
4. P-CSCF thông tin cho UE về việc xóa đăng ký và chuyển lí do xóa đăng ký cho UE nếu có thể. Đến khi mất liên lạc với di động, nó mới cho phép