2.3.4.1 NASS
NASS là thành phần chỉ sử dụng cho các mạng truy nhập hữu tuyến, với nhiệm vụ cung cấp kết nối đến người dùng trong mạng truy nhập. NASS có các chức năng chính sau:
Cung cấp một cách linh hoạt địa chỉ IP cũng như các thông số cấu hình khác cho UE (sử dụng DHCP).
Xác nhận, chứng thực người dùng trước và trong suốt quá trình cấp phát IP.
Cấp phép cho mạng truy nhập dựa trên hồ sơ người dùng mạng
Quản lý vị trí người dùng
Hỗ trợ quá trình di động và roaming của người dùng.
2.3.4.2 RACS
Chức năng điều khiển tài nguyên và chấp nhận kết nối RACS bao gồm 2 chức năng chính là: chức năng quyết định chính sách dịch vụ (S-PDF) và chức năng điều khiển chấp nhận kết nối và tài nguyên truy nhập (A-RACF).
Chức năng quyết định chính sách dịch vụ S-PDF: dưới yêu cầu của các ứng dụng, sẽ tạo ra các quyết định về chính sách bằng việc sử dụng các luật chính sách và chuyển những quyết định này tới A-RACF. S-DPF cung cấp một cách nhìn trừu tượng về các chức năng truyền tải với nội dung hay các dịch vụ ứng dụng. Bằng cách sử dụng S-DPF, việc xử lý tài nguyên sẽ trở nên độc lập với việc xử lý dịch vụ.
Chức năng điều khiển chấp nhận kết nối và tài nguyên truy nhập A-RACF: nhận các yêu cầu về tài nguyên QoS từ S-PDF. A-RACF sẽ sử dụng thông tin QoS nhận được từ S-PDF để quyết định chấp nhận hay không chấp nhận kết nối. A-RACF cũng thực hiện chức năng đặt trước tài nguyên và điều khiển các thực thể NAT hoặc Firewall.
Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS
Chương này mô tả quá trình đăng ký đến thiết lập phiên để sử dụng dịch vụ của một UE. Quá trình này sẽ liên quan đến nhiều thực thể trong IMS. Mục đích chương này không
nhìn tổng quan về vai trò của các khối trong hệ thống. Đầu tiên, UE phải thực hiện việc đăng kí với hệ thống mới có thể sử dụng được dịch vụ. Tùy thuộc vào trạng thái của UE mà S-CSCF sẽ phân phối phù hợp.
3.1 Thủ tục liên quan đến quá trình đăng ký 3.1.1 Thủ tục đăng ký3.1.1 Thủ tục đăng ký3.1.1 Thủ tục đăng ký 3.1.1 Thủ tục đăng ký
Hình 3.1: Thủ tục đăng ký
Các bước thực hiện:
Bước 1: UE gửi bản tin REGISTER tới Proxy chứa thông tin đăng kí như: khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, tên miền Home Network, địa chỉ IP của người dùng.
Bước 2: Khi nhận thông tin đăng ký, P-CSCF thực hiện kiểm tra tên miền Home Network để tìm thực thể mạng nhà và Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng ký tới I- CSCF gồm: địa chỉ hoặc tên của P-CSCF, khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, nhận dạng mạng của P-CSCF, địa chỉ IP của UE.
Bước 3: I-CSCF sẽ gửi bản tin Cx-Query hoặc Cx-Select-Pull qua điểm tham chiếu Cx để truy vấn HSS về: khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, nhận dạng mạng của P-CSCF.
Bước 4: HSS sẽ gửi Cx-Query Resp hoặc Cx-Select-Pull Resp cho I-CSCF
Bước 5: I-CSCF gửi thông tin đăng ký lên S-CSCF kèm thêm thông tin đáp ứng từ HSS
Bước 6: S-CSCF gửi Cx-Put hoặc Cx-Pull gồm: khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, tên S-CSCF đến HSS.
Bước 7: HSS lưu trữ tên S-CSCF cho UE và gửi Cx-Put Resp hoặc Cx-Pull Resp chứa thông tin của UE đến S-CSCF
Bước 8: Dựa trên bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gởi thông tin đăng kí tới mặt phẳng điều khiển dịch vụ và thực hiện bất cứ thủ tục điều khiển dịch vụ thích hợp nào.
Bước 9: S-CSCF gửi bản tin chấp nhận 200 OK cho I-CSCF, nó chứa thông tin để UE tiếp xúc với mạng nhà
Bước 10: I-CSCF gửi bản tin chấp nhận 200 OK cho P-CSCF, bản tin này chứa thông tin đê UE tiếp xúc với mạng nhà.
Bước 11: P-CSCF gửi bản tin chấp nhận 200 OK cho UE
Bảng 3.1: Tóm tắt trạng thái các khối trong thủ tục đăng ký Thực Trước đăng Trong lúc đăng ký Sau khi đăng ký
UE Địa chỉ của P- CSCF, tên miền mạng nhà, khóa nhận dạng chung và khóa nhận dạng riêng
địa chỉ của P-CSCF, tên miền mạng nhà, khóa nhận dạng chung và riêng, thông số bảo mật,…
Địa chỉ của P-CSCF, tên miền mạng nhà, khóa nhận dạng chung và riêng, thông số bảo mật, thông tin định tuyến đến S- CSCF và có thể chứa thêm khóa nhận dạng người dùng chung ẩn cấu hình
P-CSCF Địa chỉ UE, khóa nhận
dạng chung và riêng đã được mã hóa, thông số bảo mật
Địa chỉ S-CSCF, địa chỉ UE, khóa nhận dạng người dùng đã đăng ký, thông số bảo mật, địa chỉ khối CDF
I-CSCF Địa chỉ HSS hoặc SLF
Địa chỉ của HSS hoặc SLF, P-CSCF, S-CSCF
Địa chỉ HSS hoặc SLF
S-CSCF Địa chỉ HSS hoặc SLF
Tên hoặc địa chỉ của HSS, thông tin của người dùng, tên hoặc IP của P-CSCF, địa chỉ IP của UE.
Tên hoặc địa chỉ của HSS, thông tin người dùng, tên hoặc IP của P-CSCF, địa chỉ IP của UE.
HSS Thông tin của
người dùng, thông số để chọn S-CSCF
Thông tin của người dùng, thông số chọn S-CSCF, thông số mạng khách nếu người dùng chuyển vùng
Thông tin người dùng, thông số chọn S-CSCF, thông tin về những người dùng đã đăng ký, tên S- CSCF cho người dùng.
3.1.2 Thủ tục 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 bước trong quá trình đăng ký lại được thực hiện tương lúc đăng ký, nhưng vì có một S-CSCF đã được ấn định
cho UE trong lúc đăng ký nên I-CSCF sẽ không gởi bản tin Cx-SELECT PULL yêu cầu S-CSCF.
3.1.3 Thủ tục xóa đăng ký
3.1.3.1 Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi UE
Khi UE muốn xóa đăng ký khỏi mạng IMS thì UE phải thực hiện một thủ tục xóa đăng ký ở mức ứng dụng. Thủ tục này phải được thực hiện khi đã hết thời gian đăng ký. Các bước thực hiện thủ tục xóa đăng ký cũng giống như thủ thủ tục đăng ký với thời gian đăng ký là 0 giây.
Hình 3.2: Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi UE
Bước 1: UE gởi yêu cầu REGISTER mới với yêu cầu thời gian là 0 giây. Thông tin đăng ký được gởi đến P-CSCF bao gồm: khóa nhận dạng người dùng chung, nhận dạng người dùng riêng, tên miền Home network, địa chỉ IP của UE.
Bước 2: P-CSCF kiểm tra tên miền mạng nhà, chuyển tiếp bản tin REGISTER đến I-CSCF với các thong tin: khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, nhận dạng mạng Proxy, địa chỉ IP của UE.
Bước 3: I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-Query tới HSS có chứa: khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, nhận dạng mạng P- CSCF
Bước 4: HSS sẽ xác định người dùng này hiện đã đăng kí chưa. HSS sẽ gửi Cx- Query Resp chứa tên S-CSCF tới I-CSCF.
Bước 5: I-CSCF sử dụng tên của S-CSCF để xác định địa chỉ của S-CSCF. I- CSCF gởi bản tin REGISTER đến S-CSCF có nội dung gồm: tên hoặc địa chỉ P- CSCF, khóa nhận dạng chung, khóa nhận dạng riêng, địa chỉ IP của UE, I-CSCF trong trường hợp mạng muốn ẩn cấu hình.
Bước 6: Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới mặt phẳng điều khiển dịch vụ và bất kì mặt phẳng nào chứa các thủ tục điều khiển dịch vụ cần thiết. Mặt phẳng điều khiển dịch vụ sẽ xóa tất cả các thông tin liên quan đến thuê bao này.
Bước 7: Tùy thuộc vào nhà khai thác lựa chọn S-CSCF có thể gửi Cx-Put (chứa khóa nhận dạng người dùng chung, nhận dạng người dùng riêng, xóa tên S-CSCF hoặc Cx-Put (gồm khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, giữ tên S-CSCF), với những thuê bao không được coi là đã đăng kí 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 trường hợp, trạng thái của nhận dạng thuê bao không được lưu trữ vì không được đăng kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì HSS sẽ cho phép xóa bỏ sự phục vụ S-CSCF bất cứ lúc nào.
Bước 8: HSS sẽ gửi đáp ứng Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận Cx-Put
Bước 9: S-CSCF sẽ đáp ứng lại bằng bản tin 200 OK tới I-CSCF. S-CSCF sẽ xóa tất cả các thông tin của thuê bao sau khi gửi bản tin 200 OK
Bước 10: I-CSCF sẽ gửi bản tin 200 OK tới P-CSCF.
Bước 11: P-CSCF sẽ gửi bản tin 200 OK tới UE và thực hiện việc xóa thông tin liên quan đến thuê bao này.
3.1.3.2 Xóa đăng ký khởi tạo bởi nhà khai thác mạng
Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi nhà khai thác mạng thực hiện khi:
Hết thời hạn đăng ký
Bảo dưỡng mạng: không tương thích dữ liệu ở nút lỗi, mất SIM, kết thúc phiên không tốt như: pin UE yếu, thuê bao di chuyển quá nhanh, …
Ngăn chặn đăng ký hai lần hoặc lưu trữ thông tin trái ngược nhau. Trường hợp này sẽ xảy ra lúc trao đổi các tham số chuyển vùng giữa hai nhà vận hành.
Quản lí thuê bao: hợp đồng đã hết hạn, phát hiện sự gian lận, thay đổi dịch vụ mà S-CSCF đã chỉ định không có khả năng đáp ứng
Thủ tục xóa đăng ký do bảo dưỡng mạng có thể thực hiện bởi HSS hoặc S-
CSCF.
S-CSCF P-CSCF HSS 3. Cx-Put 4. Cx-Put- Resp UE 1. Timer Expires 1. Timer Expires 2. Service Control
Hình 3.3: Thủ tục xóa đăng ký khi hết thời gian đăng ký
Khi UE đăng ký thành công, có một bộ Timer được bật lên. Khi Timer này hết hạn, mà UE không thực hiện thủ tục xóa đăng ký thì thủ tục xóa đăng ký được tiến hành bởi nhà khai thác mạng. Các bước thực hiện như sau:
Bước 1: P-CSCF cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa khóa nhận dạng thuê bao chung đã được đăng ký
Bước 2: Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới mặt phẳng điều khiển dịch vụ và mặt phẳng này xóa các thông tin liên quan đến thuê bao này.
Bước 3: Tùy thuộc vào nhà khai thác, S-CSCF có thể gửi là bản tin Cx-put ( gồm có khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, xóa tên S-CSCF) hoặc Cx-Put (gồm nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, giữ tên S- CSCF) với thuê bao không đăng kí 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 truờng hợp đó, trạng thái nhận dạng thuê bao được lưu trữ như chưa được đăng kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì HSS sẽ cho phép xóa sự phục vụ của S-CSCF bất cứ lúc nào.
Bước 4: HSS sẽ gửi Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận sự gửi Cx-Put.
Xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS
Các bước thực hiện:
Bước 1: HSS khởi tạo xóa đăng kí, gửi một bản tin Cx-Deregister chứa lí do để xóa đăng kí.
Bước 2: S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới mặt phẳng điều khiển dịch vụ.
Bước 3: Chuyển tiếp bản tin De-register chứa lý do xóa đăng ký đến P-CSCF và P-CSCF cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong nó để xóa UE.
Bước 4: P-CSCF sẽ thông báo cho UE lý do xóa đăng ký trừ khi không kết nối được với UE
Bước 5: P-CSCF gửi đáp ứng tới S-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa đăng kí của UE.
P-CSCF S-CSCF HSS 7. Cx-Deregister Resp. 1. Cx-Deregister 3. Deregister 5. OK 200 UE 4. UE Inform 6. OK 200 2. Service Control
Hình 3.4: Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS
Bước 6: Khi có thể, UE gửi một đáp ứng tới P-CSCF để báo nhận xóa đăng kí. Một UE không có khả năng giao tiếp hoặc nằm ngoài P-CSCF sẽ không thể trả lời cho yêu cầu xóa đăng kí. P-CSCF sẽ thực hiện xóa đăng ký trong bất kì trường hợp
Bước 7: S-CSCF đáp trả các thực thể đã khởi tạo xử lí.
Xóa đăng ký khởi tạo bởi S-CSCF
Các bước thực hiện như sau:
Bước 1: S-CSCF nhận thông tin xóa đăng kí từ mặt phẳng điều khiển dịch vụ và thực hiện bất kì các thủ tục điều khiển dịch vụ hợp lí nào. Thông tin này có thể bao gồm cả lí do xóa đăng ký.
Bước 2: S-CSCF gởi bản tin xóa đăng ký (Deregister) về phía P-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa đăng kí UE. Lí do xóa đăng ký cũng được truyền đi nếu có thể.
Bước 3: P-CSCF sẽ thông báo cho UE lý do xóa đăng ký trừ khi không kết nối được với UE
Bước 4: P-CSCF gửi đáp ứng tới S-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa đăng ký của UE.
Bước 5: Khi có thể, UE gửi một đáp ứng tới P-CSCF để báo nhận xóa đăng kí. Một UE không có khả năng giao tiếp hoặc nằm ngoài P-CSCF sẽ không thể trả lời cho yêu cầu xóa đăng kí. P-CSCF sẽ thực hiện xóa đăng kí trong bất kì trường hợp
Bước 6: Tùy thuộc vào nhà khai thác, S-CSCF có thể gửi là bản tin Cx-put (gồm khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, xóa tên S-CSCF) hoặc Cx-Put (chứa khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, giữ tên S-CSCF) với thuê bao không đăng kí 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 truờng hợp
đó, trạng thái nhận dạng thuê bao được lưu trữ như chưa được đăng kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì HSS sẽ cho phép xóa sự phục vụ của S-CSCF bất cứ lúc nào.
Bước 7: HSS sẽ gửi Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận sự gửi Cx-Put.
P-CSCF S-CSCF HSS 6. Cx-Put 7. Cx-Put resp 2. Deregister 4. OK 200 UE 3. UE Inform 5. OK 200 1. Service Control
Hình 3.5: Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi S-CSCF 3.2 Thủ tục thiết lập phiên
3.2.1 Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc hai mạng IMS
Khi một thuê bao IMS (UE#1) cần thiết lập phiên đến một thuê bao IMS khác (UE#2) thì quá trình thiết lập phiên được thực hiện như sau:
Bước 1: Sau khi biết được địa chỉ của P-CSCF#1, UE#1 gởi bản tin INVITE đến P-CSCF
Bước 2: P-CSCF#1 kiểm tra các thông số truyền thông. Nếu các thông số không phù hợp với chính sách mạng IMS đưa ra, P-CSCF#1 sẽ loại bỏ việc khởi tạo phiên.
Bước 3: P-CSCF#1 chuyển tiếp bản tin INVITE đến S-CSCF#1 mà UE#1 đã biết khi đăng ký.
Bước 4: S-CSCF#1 có thể truy cập AS để kiểm tra và đáp ứng yêu cầu về dịch vụ cho UE
Bước 5: S-CSCF chuyển tiếp bản tin đến I-CSCF#2