1、Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 上海電信上海電信IMSIMS試點試點基本注冊呼叫信令流程基本注冊呼叫信令流程Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page1目目 錄錄IMSIMS會話及相關流程會話及相關流程3 32 2IMSIMS注冊及相關流程注冊及相關流程1 1IMSIMS中相關協議簡介中相關協議簡介Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All ri

2、ghts reserved. Page2目目 錄錄SIPSIP協議消息格式協議消息格式2 21 1SIPSIP相關協議相關協議1 1IMSIMS中相關協議簡介中相關協議簡介SIPSIP消息主要頭域消息主要頭域3 3Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page3SIP相關協議介紹l會話初始協議SIP（Session Initiation Protocol）：是一個在IP網絡上進行多媒體通信的應用層控制協議，它被用來創建、修改、和終結一個或多個參加者參加的會話進程，與SDP、RTP/RTCP、RTSP、

3、DNS等協議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協商。l會話描述協議SDP（Session Description Protocol）協議為應用層的控制協議,用于SIP會話建立過程中的媒體協商過程。lRTP/RTCP：都為應用層的承載面協議，SIP會話建立后，RTP協議保證媒體流的實時傳輸。RTCP協議對實時傳輸的媒體流進行監控。Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page4目目 錄錄SIPSIP協議消息格式協議消息格式2 21 1SIPSIP相關協議相關協議1 1IMSIMS中相關協議簡介中相關

4、協議簡介SIPSIP消息主要頭域消息主要頭域3 3Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page5SIP協議消息的分類pSIP消息采用文本方式編碼，分為兩類：請求消息和響應消息。p請求消息和響應消息都包括SIP頭字段和SIP消息字段。 請求消息和響應消息在形式上的區別僅在消息的第一行，請求的第一行為請求行，響應的第一行為狀態行。Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page6SIP請求消息請求消息：客戶端為了

5、激活按特定操作而發給服務器的SIP消息。 RFC3261定義了六個基本方法，包括INVITE，ACK, OPTIONS, BYE, CANCEL, REGISTER。后續RFC擴展了其他的請求方法，如UPDATA，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY，MESSAGE，PRACK，REFER。請求消息消息含義INVITE發起會話請求，邀請用戶加入一個會話，會話描述含于消息體中ACK證實已收到對于INVITE請求的最終響應。該消息僅和INVITE消息配套使用BYE結束會話CANCEL取消尚未完成的請求，對于已完成的請求（即已收到最終響應的請求）則沒有影響REGISTER用于在IMS中注冊，

6、完成地址綁定OPTIONS查詢對端能力或狀態Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7SIP響應消息響應消息：用于對請求消息進行響應，指示呼叫的成功或失敗狀態。不同類的響應消息由狀態碼來區分。狀態碼包含三位整數，狀態碼的第一位用于定義響應類型，另外兩位用于進一步對響應進行更加詳細的說明序號狀態碼消息功能1xx臨時響應表示已經接收到請求消息，正在進行處理2xx成功響應表示請求已經被成功接受、處理3xx重定向響應指引呼叫者重新定向另外一個地址4xx客戶端出錯表示請求消息中包含語法錯誤或者SIP服務器

7、不能完成對該請求消息的處理5xx服務器端出錯表示服務器故障不能完成對消息的處理6xx全局錯誤表示請求不能在任何SIP服務器上實現Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page8SIP請求中的首行l請求中的首行格式包括方法、請求的URI、協議版本。 例如： INVITE sip: SIP/2.0 REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0l響應中的首行格式包括版本、狀態碼以及原因短語。 例如： SIP/2.0 100 Trying SIP/2.0 183 Session in Progr

8、ess SIP/2.0 200 OKCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page9目目 錄錄SIPSIP協議消息格式協議消息格式2 21 1SIPSIP相關協議相關協議1 1IMSIMS中相關協議簡介中相關協議簡介SIPSIP消息主要頭域消息主要頭域3 3Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page10SIP消息中的頭域lFrom：標識請求的發起者 如 From:;tag=pohialTo：指定請求的接收

9、者或用戶需要注冊的地址，TAG標簽用來區分不同被叫建立的會話。 如 To:;tag=acgtlMax-Forwards：消息的剩余跳數 如 Max-Forwards：70Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page11lCall-ID：標識一個對話，一個對話包括對話的建立、修改結束。 如:Call-Id: apb03sdfksjgs94r5，注意區分大小寫。lCSeq：用于對話內事務的排序，相同事務的CSeq相同，如會話的建立過程中，主叫方發送INVITE請求的事務與PRACK請求的事務的CSeq不

10、相同。 如：Cseq: 1 INVITElVia：用以指示請求消息歷經的路徑，它可以防止請求消息傳送產生環路，并確保響應和請求消息選擇同樣的路徑。 如:Via：SIP/2.0/UDP 2;branch=0uetbSIP消息中的頭域Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page12lContact：消息發送者的聯系地址，可以有expires參數， 表明注冊有效期 如：Contact:expires=6000lRoute:對請求消息進行路由轉發。 如：Route:sip:10.78.

11、224.12;lrlRecord-Route:為一個會話的后續請求記錄Route消息頭的條目,用于會話流程，對后續會話流程進行路由轉發。 如：Record-Route:;lrSIP消息中的頭域Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page13理解Route和Record-Route消息頭（會話流程） UE P-CSCF S-CSCF（1）INVITE（根據頂端Route消息頭，將請求消息發網，加入Via頭）()183(根據ia消息頭找到UE，將Record-Route消息頭中帶回)()PRACK(將R

12、ecord-Route消息頭顛倒順序，變換成Route消息頭，后續請求路由根據一系列的Route消息頭路由)（2）INVITE（刪除頂端Route消息頭，并根據頂端Route消息頭，將請求消息發往S。加入Via頭，Record-Route）(3)183(根據最頂端Via頭找到, 將Record-Route消息頭中帶回)（6）PRACKCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page14lService-Route:由S-CSCF設置，在REGISTER請求的200（OK）響應中將S-CSCF的IP地址通

13、過該消息頭返回給P-CSCF，在后續的會話過程中， P-CSCF通過該消息頭找到S-CSCF。 如：Service-Route:;lrlPath:由P-CSCF設置，在REGISTER請求中，將P-CSCF的IP地址通過該消息頭發往S-CSCF，S-CSCF在后續的會話過程中通過該消息頭找到P-CSCF。 如： Path:;lrSIP消息中的頭域Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page15理解PATH和Service-Route消息頭（注冊過程） UE P-CSCF I-CSCF S-CSCF

14、REGISTERREGISTER(將P的SIP URI加入到PATH消息頭中，并發送)REGISTER（將PATH消息頭發往S,S保存該消息頭）200(OK)將的SIP URI加入到Service-Route消息頭并發送）200(OK)保存Service-Route消息頭200(OK)UE保存Service-Route消息頭，用于會話Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page16目目 錄錄IMSIMS會話及相關流程會話及相關流程3 32 2IMSIMS注冊及相關流程注冊及相關流程1 1IMSIMS

15、中相關協議簡介中相關協議簡介Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page17目目 錄錄IMSIMS注冊及相關流程注冊及相關流程2 2SCSCFSCSCF分配分配2 2注冊流程注冊流程3 31 1PCSCFPCSCF的發現過程的發現過程Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page18P-CSCF發現過程l為了和IMS網絡通信，UE必須知道P-CSCF的至少一個IP地址，UE查找P-CSCF IP地址的過程為

16、CSCF發現過程l三種機制：pGPRS方式n由GPRS提供PCSCF發現的能力pDHCP/DNS方式n在終端上配置P-CSCF的統一域名，由終端通過DNS SRV/A查詢獲得P-CSCF地址，此時需要DNS能夠根據終端的DNS請求的源IP地址返回不同的P-CSCF；p靜態配置在UE中Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page19P-CSCF發現過程IP 網絡網絡PDSNPDSN其他接入方式其他接入方式PDP 上下文激活上下文激活過過程程DHCP query/responseDHCP relayDN

17、S query/response分配終端的分配終端的IP地址地址和和P-CSCF地址地址DNS serverDHCP serverCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page20目目 錄錄IMSIMS注冊及相關流程注冊及相關流程2 2PCSCFPCSCF的發現過程的發現過程1 1注冊流程注冊流程3 32 2SCSCFSCSCF分配分配Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page21S-CSCF分配l當一個

18、用戶注冊到網絡中要接入IMS業務時，I-CSCF就分配一個S-CSCF給UElI-CSCF與HSS通過Cx接口進行通訊，從而得到選擇S-CSCF時所需要的信息p當HSS返回一個S-CSCF的域名時，I-CSCF使用HSS返回的S-CSCF的域名去查找S-CSCF的IP地址p當HSS返回一個S-CSCF的能力集時，I-CSCF根據接收到的每個S-CSCF的能力集進行某種選擇算法，選擇一個合適的S-CSCF.Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22S-CSCF分配lI-CSCF根據從HSS接收到

19、的每個S-CSCF的能力選擇一個合適的S-CSCFp能力集中各能力的含義由運營商定義。能力名稱能力名稱ID緊急呼叫緊急呼叫1SIP 增強能力增強能力12SIP 增強能力增強能力23 I-CSCFP-CSCFS-CSCF3S-CSCF2S-CSCF1User1 的注冊信息的注冊信息:必必選選能力能力 ： ：1,2,3,4可可選選能力能力 ： ：5， ，6 能力集能力集 ： ：1,2,3,4,5能力集能力集 ： ：1,2,3能力集能力集 ： ：3,4,5ICSCF中配置有每個中配置有每個SCSCF的能力集的能力集HSSUser1Copyright 2006 Huawei Technologies

20、Co., Ltd. All rights reserved. Page23目目 錄錄IMSIMS注冊及相關流程注冊及相關流程2 2PCSCFPCSCF的發現過程的發現過程1 1SCSCFSCSCF分配分配2 23 3注冊流程注冊流程Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page24注冊流程相關概念l為什么要注冊p用戶使用IMPU（SIP URI）通信p建立用戶當前的IP與其IMPU的對應關系p掌握用戶當前的位置信息及業務能力p注冊過程的鑒權與認證保證了網絡的安全性l歸屬域和漫游域p歸屬域：就是用戶的簽

21、約數據所在的運營商。p漫游域：就是從歸屬域之外的其他運營商接入，這個其他運營商統稱為漫游域。lIMS網絡中，用戶無論在歸屬域還是漫游域，其注冊流程是相同的Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page25注冊流程相關概念鑒權l鑒權鑒權p鑒權，即認證，是識別某實體或用戶的身份，并確保該實體或用戶為合法用戶身份的方法。p歸屬網絡通過用戶初始注冊過程對用戶進行鑒權。n當用戶終端發起初始注冊時，S-CSCF根據REGISTER消息中攜帶的頭域以及用戶在HSS上開戶時選擇的鑒權方式對終端進行鑒權。n目前固定終端

22、使用HTTP Digest鑒權方式，也即使用用戶名和密碼進行鑒權。 p注冊過程的鑒權與認證保證了網絡的安全性。注冊流程相關概念業務簽約l業務簽約數據業務簽約數據p業務簽約數據（Service Profile）是業務和用戶相關數據的一個集合n可選項目包括計費地址設置、閉鎖設置、注冊權限設置、漫游權限設置、簽約媒體ID、初始過濾準則iFC（Initial Filter Criteria）等。n其中的iFC將指示SCSCF進行業務的觸發（僅用于觸發AS，具體業務由AS實現）n開戶時在HSS中配置并儲存，注冊成功后下發到SCSCF。iFC1Service ProfileiFC2iFC3閉鎖設置閉鎖設置

23、注冊設置注冊設置漫游設置漫游設置該用戶向哪個（些）該用戶向哪個（些）AS注冊注冊該用戶做主叫時觸發哪該用戶做主叫時觸發哪個（些）個（些）AS該用戶做被叫時觸發哪該用戶做被叫時觸發哪個（些）個（些）AS。iFC nCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page27注冊涉及的基本概念隱式注冊、第三方注冊l隱式注冊（隱式注冊（IRSImplicit Registration Set）p當一個IMPI關聯多個IMPU，且多個IMPU處于相同的隱式注冊集中時，允許通過其中的一個IMPU的一次IMS注冊完成隱式注

24、冊集中其他所有IMPU的注冊，這被稱為隱式注冊。p在S-CSCF進行呼叫控制時需要用到缺省IMPU，HSS向S-CSCF下發用戶簽約數據時，會將IRS中的缺省IMPU發給S-CSCF。l第三方注冊第三方注冊 (Third-Party Resgister)p如果用戶已簽約IMS業務，則用戶成功注冊后，S-CSCF要檢查所下載的初始過濾準則iFC，并觸發去往為用戶服務的AS的路由，通知AS用戶已經注冊并且可到達。歸屬和拜訪網絡中的初次注冊請求歸屬網絡歸屬網絡 Authenticationset401S-CSCFHSSS-CSCF assignmentRegisterRegister401401P-

25、CSCFI-CSCF歸屬網絡歸屬網絡 Authenticationset200OKS-CSCFHSSS-CSCF assignmentRegisterRegister200OK200OKP-CSCFI-CSCF拜訪網絡拜訪網絡 IMS用戶注冊過程注冊步驟注冊步驟2二次注冊鑒權二次注冊鑒權RegisterRegister獲取用戶數據獲取用戶數據200 OK200 OK200 OKS-CSCF-AHSS-AI-CSCF-AP-CSCF-AI-CSCF-A分配分配S-CSCFUE注冊步驟注冊步驟1初始注冊消息初始注冊消息RegisterRegister鑒權數據鑒權數據401401401S-CSCF-

26、AHSS-AI-CSCF-AP-CSCF-AI-CSCF-A分配分配S-CSCFUEHome NetworkS-CSCFCaller UEP-CSCFDNSI-CSCFHSSAS1.REGISTER2.DNS Query3.DNS QueryResp4. REGISTER7.REGISTER8.Diameter: MAR9.Diameter: MAA10. 401Unauthorized11. 401 Unauthorized12. 401Unauthorized13.REGISTER14.DNS Query15.DNS QueryResp16. REGISTER19.REGISTER25.R

27、EGISTER26. 200 OK22. 200 OK24. 200 OK23. 200 OK5. Diameter: UAR6. Diameter: UAA17. Diameter: UAR18. Diameter: UAA20.Diameter: SAR21.Diameter: SAA注冊信令流程初始注冊初始注冊請求請求鑒權參數返回鑒權參數返回給終端給終端S-CSCF分配分配下載鑒權向量下載鑒權向量集合集合S-CSCF 分配分配下載用戶簽約下載用戶簽約檔案（檔案（iFC etc.)鑒權信息鑒權信息第三方注冊第三方注冊Copyright 2006 Huawei Technologies Co

28、., Ltd. All rights reserved. Page31注冊過程中各網元功能l注冊過程中各主要網元的功能見下表網元網元功能功能PCSCF檢查IMPI、IMPU和歸屬域根據歸屬域查詢DNS獲取ICSCF的地址并轉發促使注冊請求ICSCF查詢HSS進行SCSCF的選擇并指定SCSCF向SCSCF轉發注冊請求SCSCF從HSS下載鑒權數據，對終端進行鑒權鑒權成功后從HSS下載用戶的業務簽約數據（Service Profile）根據iFC進行第三方鑒權HSS與ICSCF交互確定SCSCF下發鑒權數據和用戶業務簽約數據，記錄用戶注冊狀態Copyright 2006 Huawei Techn

29、ologies Co., Ltd. All rights reserved. Page32注冊過程中各網元保存的信息網元網元注冊前注冊前 注冊中注冊中注冊后注冊后終端IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鑒權密碼IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鑒權密碼IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鑒權密碼PCSCFDNS地址ICSCF地址，UE IP地址，IMPI，IMPUSCSCF地址，UE IP地址, IMPI，IMPUI-CSCFHSS 地址S-CSCF 地址(臨時)無信息保存S-CSCFHSS地址HSS 地址User profile PCSCF地址 PCSCF N

30、etwork IDUE IP 地址，IMPI，IMPUHSS 地址User profile PCSCF地址 PCSCF Network IDUE IP 地址，IMPI，IMPUHSS用戶Service ProfilePCSCF Network IDS-CSCF IP地址Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page33注銷流程l注銷流程包括p用戶發起的注銷p網絡側發起的注銷n注冊定時器超時前，HSS發起的IMS SIP用戶注銷n注冊定時器超時前，AS發起的IMS SIP用戶注銷n注冊定時器超時，網絡側

31、發起的注銷 Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page34注銷例子用戶主動注銷Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page35注銷例子 S-CSCF 進行網絡注銷pS-CSCF 安全下電p用戶欠費p終端注冊定時器超時可能原因可能原因Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page36目目 錄錄IMSIMS會話及相

32、關流程會話及相關流程3 32 2IMSIMS注冊及相關流程注冊及相關流程1 1IMSIMS中相關協議簡介中相關協議簡介Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page37IMS會話相關網元功能網元網元主要功能主要功能P-CSCF主叫側：主叫UE的IMS初步入口點；被叫側：通過被叫P-CSCF將消息轉發給被叫UE。S-CSCF主叫被叫側都用到，均完成本側的呼叫會話控制I-CSCF只有被叫側用到，被叫網絡的初步入口點ASIMS的服務提供通過應用服務器實現，主叫被叫都用到DNS/ ENUM主叫S-CSCF將被

33、叫公共用戶身份發送至DNS，通過DNS解析公共用戶身份的宿主部分獲得被叫側I-CSCF的地址HSS只有被叫側用到，I-CSCF通過在HSS中查詢獲得被叫使用的S-CSCFCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page38IMS會話流程包含的子流程l會話流程中涉及的過程：p會話建立流程p會話釋放流程p媒體的協商過程（包括媒體類型和編碼方式的協商）p應用服務的會話過程n會話流程通過AS服務器進行相應業務的處理Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All

34、rights reserved. Page39IMS會話流程的內部階段l會話的建立過程包括發起過程、終結過程、SS過程pMO過程（發起過程）：就是從主叫終端到主叫所在的S-CSCF/AS的呼叫過程。pMT過程（終結過程）：就是被叫終端所在的I-CSCF/S-CSCF/AS到被叫UE的呼叫過程。pSS過程：就是從主叫S-CSCF/AS到被叫S-CSCF/AS的過程。IMS會話流程的基本模型S-CSCFI-CSCFP-CSCFP-CSCFS-CSCF主叫部分主叫部分被叫部分被叫部分1.request2.request3.request4.request5.request6.request信令媒體m

35、ediaHSSMOSSMTCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page41InviteIMS用戶之間的基本會話建立過程主叫側主叫側被叫側被叫側InviteInviteInviteInviteInvite180180180180180180mediaS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-BHSS-BS-CSCF-BP-CSCF-BDNS/ENUMCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserv

36、ed. Page42業務觸發的處理Invite 5180180180180meidaS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-BHSS-BS-CSCF-BP-CSCF-BInvite 1Invite 2Invite 9Invite 10AS-AAS-B180主叫側主叫側被叫側被叫側Invite 3Invite 7Invite 4Invite 8Invite 6DNS/ENUMCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page43IMS用戶呼叫PSTN用戶IMS 主叫主叫Inv

37、iteInviteInviteMedia controlS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AUMGI-CSCF-ABGCFMGCFPSTNPSTN 被叫被叫IAMInviteENUMQuery TelFailCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page44PSTN用戶呼叫IMS用戶InviteI-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AUMGS-CSCF-AMGCFPSTNPSTN 被叫被叫IAMInviteInviteInviteIMS 主叫主叫Copyright 2006 Huawei Te

38、chnologies Co., Ltd. All rights reserved. Page45會話建立過程中的路由lMO過程（移動發起過程）p主叫UE到P-CSCF： 通過P-CSCF發現，UE獲得P-CSCF的地址，從而可以路由到P-CSCF。p主叫P-CSCF到主叫S-CSCF： 通過注冊流程，UE和P-CSCF均獲得S-CSCF的地址lSS過程p主叫S-CSCF到被叫I-CSCF： 通過DNS解析被叫的公共用戶身份的宿主部分（域名），主叫S-CSCF收到DNS返回的一個I-CSCF的地址Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All r

39、ights reserved. Page46會話建立過程中的路由（2）lMT過程（移動終結過程）p被叫I-CSCF到被叫S-CSCF： I-CSCF作為被叫歸屬網絡的入口，向本地HSS查詢并獲得在注冊過程中為被叫選擇的S-CSCF。p被叫S-CSCF到被叫P-CSCF： 被叫S-CSCF在被叫注冊過程中得知被叫P-CSCF的地址。注意被叫S-CSCF作為登記員，將被叫UE的SIP URI轉換成聯系地址。p被叫P-CSCF到被叫UE： 通過被叫UE的聯系地址，將消息發網被叫UEIMS用戶的會話信令流程 UEAPCSCF1SCSCF1INVITE(SDPA)PRACK200 OK(PRACK)AS1ICSCF2180 RingingHSS2AS2SCSCF2PCSCF2UEBINVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(SDPA)INVITE(