IMS信令流程(最新)解读课件.ppt

1、Page0内容介绍1.IMS注册及相关流程注册及相关流程2.IMS会话及相关流程Page1IMS用户注册过程？为什么需要两次认证？为什么需要两次认证 Page2内容介绍2.IMS注册相关流程2.1 P-CSCF 的发现过程的发现过程2.2 S-CSCF分配2.3 注册流程 Page3P-CSCF的发现过程S-CSCFHSSP-CSCFI-CSCFUERegisterRegisterRegisterPage4P-CSCF发现过程l为了和IMS网络通信，UE必须知道P-CSCF的至少一个IP地址，UE查找P-CSCF IP地址的过程为CSCF发现过程lPCSCF的发现机制：p方式一：IP-CAN

2、IMS信令承载建立方式p方式二：DHCPDNS查询方式。方式一：方式一：IP-CAN IMS信令承载建立方式；信令承载建立方式；UE发发送指送指示请求一个示请求一个P-CSCF地地址；址；UE从返回的响应中选择一个从返回的响应中选择一个P-CSCF（如果返回多个（如果返回多个P-CSCF地址），随后的注册请求将首先路由到该地址），随后的注册请求将首先路由到该P-CSCF，当然如果，当然如果该该P-CSCF不可用的话，如果存在多个可选的不可用的话，如果存在多个可选的P-CSCF，UE可可以选择其他以选择其他P-CSCF来进行注册。来进行注册。方式二：方式二：DHCPDNS查询方式。查询方式。UE

3、建立与建立与IP-CAN之间的承载通道；之间的承载通道；UE向向DHCP server请求请求P-CSCF域名以及域名以及DNS IP地址地址，若，若DHCP server的的响应中携带响应中携带P-CSCF的的IP地址，地址，则无以下流程；则无以下流程；若若DHCP没有直接返回没有直接返回P-CSCF的的IP地址，而是返回地址，而是返回P-CSCF的的FQDN（完（完全合格的全合格的域名域名），），UE必须使用返回的必须使用返回的DNS服务器地址来将该服务器地址来将该FQDN解析为解析为IP地址，这可能会涉及到多个地址，这可能会涉及到多个DNS查询过程。查询过程。在收到在收到P-CSCF的域

4、名和的域名和IP地址后，地址后，IMS UE可以发起到可以发起到IMS的接入。的接入。IP其他接入网其他接入网DHCP请求请求/响应响应DHCP中中继继DNS请请求求/响响应应DNS服服务务器器DHCP服服务务器器Page7内容介绍2.IMS注册相关流程2.1 P-CSCF 的发现过程2.2 S-CSCF分配分配2.3 注册流程 Page8S-CSCF的分配过程S-CSCFHSSP-CSCFI-CSCFUERegisterRegisterRegisterPage9S-CSCF分配l当一个用户注册到网络中要接入IMS业务时，I-CSCF就分配一个S-CSCF给UElI-CSCF与HSS通过Cx接

5、口进行通讯，从而得到选择S-CSCF时所需要的信息p当HSS返回一个S-CSCF的名字时，I-CSCF使用HSS返回的S-CSCF的名字去查找S-CSCF的IP地址p当HSS返回一个S-CSCF的能力集时，I-CSCF根据接收到的每个S-CSCF的能力集进行某种选择算法，选择一个合适的S-CSCF.Page10S-CSCF分配lI-CSCF根据从HSS接收到的每个S-CSCF的能力选择一个合适的S-CSCFp能力集中各能力的含义由运营商定义。能力名称能力名称IDSIP 增强能力增强能力11SIP 增强能力增强能力22SIP 增强能力增强能力33 I-CSCFP-CSCFS-CSCF3S-CSC

6、F2S-CSCF1User1 的注册信息的注册信息:必必选选能力能力：1,2,3,4可可选选能力能力：5,6,7能力集能力集 ：1,2,3,4,5,61,2,3,4,5,6能力集能力集 ：1,2,3,4,5,6,71,2,3,4,5,6,7能力集能力集 ：1,2,3,4,51,2,3,4,5ICSCF中配置有每个中配置有每个SCSCF的的能力集能力集HSSUser1?能力集能力集=业务吗业务吗Page11内容介绍2.IMS注册相关流程2.1 P-CSCF 的发现过程2.2 S-CSCF分配2.3 注册流程注册流程 Page12注册流程相关概念l为什么要注册p用户使用IMPU（SIP URI）通

7、信p建立用户当前的IP与其IMPU的对应关系p掌握用户当前的位置信息及业务能力p注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性l归属域和拜访域p归属域：就是用户的签约数据所在的运营商。p拜访域：就是从归属域之外的其他运营商接入，这个其他运营商统称为拜访域。lIMS网络中，用户无论在归属域还是拜访域，其注册流程是相同的Page 13IMSIMS基本流程基本流程-注册流程（归属网）注册流程（归属网）归属网络归属网络 获取鉴权数据获取鉴权数据401S-CSCFHSSS-CSCF assignmentRegisterRegister401401P-CSCFI-CSCFUE归属网络归属网络 获取用户数据获取用户

8、数据200S-CSCFHSSS-CSCF assignmentRegisterRegister200200P-CSCFI-CSCFUEPage 14IMSIMS基本流程基本流程-注册流程（拜访网）注册流程（拜访网）拜访网络拜访网络 401S-CSCFHSSS-CSCF assignmentRegisterRegister401401P-CSCFI-CSCFUE拜访网络拜访网络 200S-CSCFHSSS-CSCF assignmentRegisterRegister200200P-CSCFI-CSCFUE归属网络归属网络 归属网络归属网络 获取鉴权数据获取鉴权数据获取用户数据获取用户数据Pag

9、e15注册流程相关概念鉴权l鉴权鉴权p鉴权，即认证，是识别某实体或用户的身份，并确保该实体或用户为合法用户身份的方法。p归属网络通过用户初始注册过程对用户进行鉴权。n当用户终端发起初始注册时，S-CSCF根据REGISTER消息中携带的头域以及用户在HSS上开户时选择的鉴权方式对终端进行鉴权。n目前中国移动固定终端使用SIP Digest鉴权方式，也即使用用户名、密码、REAL进行鉴权。p注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性。注册流程相关概念业务签约l业务签约数据业务签约数据p业务签约数据（业务签约数据（Service Profile）是）是业务和用户相关数据业务和用户相关数据的一个集合的一

10、个集合n可选项目包括计费地址设置、闭锁设置、注册权限设置、漫游权限设置、签约媒可选项目包括计费地址设置、闭锁设置、注册权限设置、漫游权限设置、签约媒体体ID、初始过滤准则初始过滤准则iFC（Initial Filter Criteria）等。）等。n其中的其中的iFC将将指示指示SCSCF进行业务的触发（仅用于触发进行业务的触发（仅用于触发AS，具体业务由，具体业务由AS实现）实现）n开户开户时在时在HSS中配置并储存，中配置并储存，注册成功后下发注册成功后下发到到SCSCF。iFC1Service ProfileiFC2iFC3闭锁设置闭锁设置注册设置注册设置漫游设置漫游设置该用户向哪个（些

11、）该用户向哪个（些）AS注册注册该用户做该用户做主叫主叫时触发哪个（些）时触发哪个（些）AS该用户做该用户做被叫时被叫时触发哪个（些）触发哪个（些）AS。iFC nPage17注册的基本概念隐式注册、第三方注册l隐式注册（隐式注册（IRSImplicit Registration Set）p当一个当一个IMPI关联多个关联多个IMPU，且，且多个多个IMPU处于相同的隐式注册集处于相同的隐式注册集中时，中时，允许通过其中的一个允许通过其中的一个IMPU的一次的一次IMS注册完成隐式注册集中其他所有注册完成隐式注册集中其他所有IMPU的注册，这被称为隐式注册。的注册，这被称为隐式注册。p在在S-

12、CSCF进行呼叫控制时需要用到缺省进行呼叫控制时需要用到缺省IMPU，HSS向向S-CSCF下发用下发用户签约数据时，会将户签约数据时，会将IRS中的缺省中的缺省IMPU发给发给S-CSCF。l第三方注册第三方注册(Third-Party Resgister)p如果用户已签约如果用户已签约IMS业务，则用户成功注册后，业务，则用户成功注册后，S-CSCF要检查要检查所下载所下载的初始过滤准则的初始过滤准则iFC，并触发，并触发 为用户服务的为用户服务的AS的路由的路由，通知，通知AS用户已用户已经注册并且可到达。经注册并且可到达。Home NetworkS-CSCFCaller UEP-CSC

13、FDNSI-CSCFHSSAS1.REGISTER2.DNS Query3.DNS QueryResp4.REGISTER7.REGISTER8.Diameter:MAR9.Diameter:MAA10.401Unauthorized11.401 Unauthorized12.401Unauthorized13.REGISTER14.DNS Query15.DNS QueryResp16.REGISTER19.REGISTER25.REGISTER26.200 OK22.200 OK24.200 OK23.200 OK5.Diameter:UAR6.Diameter:UAA17.Diamete

14、r:UAR18.Diameter:UAA20.Diameter:SAR21.Diameter:SAA注册信令流程初始注册初始注册请求请求鉴权参数返回鉴权参数返回给终端给终端S-CSCF分配分配下载鉴权向量下载鉴权向量集合集合S-CSCF 分配分配下载用户签约下载用户签约档案（档案（iFC etc.)鉴权相应鉴权相应第三方注册第三方注册1.在在IMS中，关于中，关于PCSCF的发现一般可以通过的发现一般可以通过DHCP DNS的机制来实现（的机制来实现（UE通过通过DHCP请求可请求可以得到一个接入网的一个以得到一个接入网的一个P-CSCF的列表），然后通过向的列表），然后通过向DNS查询发现一

15、个查询发现一个P-CSCF的的IP地址。地址。2.UE开始构造开始构造register request，request-URI是其归属域的域名，是其归属域的域名，route头写头写P-CSCF的地址的地址3.P-CSCF收到以后，把自己从收到以后，把自己从route头中移除。然后通过头中移除。然后通过request-URI中归属域的域名向中归属域的域名向DNS查询，查询，得到了得到了I-CSCF的地址，这里要注意，的地址，这里要注意，P-CSCF不会把不会把I-CSCF添加到添加到route头中，因为头中，因为PCSCF不不知道知道I-CSCF不是不是可以作为宽松路由。不是不是可以作为宽松路由

16、。4.I-CSCF收到收到register request以后会通过以后会通过SLF和和HSS找到为注册用户服务的找到为注册用户服务的S-CSCF。并在。并在route头中添加头中添加S-CSCF的地址。的地址。5.S-CSCF收到收到register request后会对后会对UE进行认证，过程和上面的一样，进行认证，过程和上面的一样，在这个过程中在这个过程中S-CSCF会从会从HSS下载下载UE的资料。这里要注意的时候的资料。这里要注意的时候第二个第二个register中的中的 call-id,from tag,cseq number,branch和第一个不一样。和第一个不一样。6.当当U

17、E注册成功后注册成功后S-CSCF回一个回一个200 ok的的response，S-CSCF会在响应中添加一个会在响应中添加一个serviceroute头，目的在于之后头，目的在于之后UE的除的除register外的所有消息不需要通过外的所有消息不需要通过I-CSCF来再次查询来再次查询S-CSCF的地的地址。最后址。最后S-CSCF需要更改一下需要更改一下HSS中的用户的注册状态、中的用户的注册状态、这里还有一个是需要注意的就是这里还有一个是需要注意的就是PATH头（里面是头（里面是P-CSCF的地址），在注册成功后的地址），在注册成功后S-CSCF要在响要在响应中添加这个头，因为在应中添加

18、这个头，因为在IMS网络中出于安全的考虑，网络中出于安全的考虑，UE不能直接将消息发往不能直接将消息发往S-CSCF，必须通必须通过过P-CSCF。此外，。此外，P-CSCF上还执行了一下媒体相关的策略。这个就说明了上还执行了一下媒体相关的策略。这个就说明了 即使在通过即使在通过IMS域中域中也必须要通也必须要通P-CSCF才能到才能到S-CSCFPage20Diameter消息消息消息全称全称说明说明UARUser Authorization Request用户鉴权请求UAAUser Authorization Answer用户鉴权响应MARMultimedia Authentication

19、 Request多媒体鉴权请求MAAMultimedia Authentication Answer多媒体鉴权响应SARServer Assignment Request服务器分配请求SAAServer Assignment Answer服务器分配响应Page21注册过程中各网元功能l注册过程中各主要网元的功能见下表网元网元功能功能PCSCF检查IMPI、IMPU和归属域根据归属域查询DNS获取ICSCF的地址并转发促使注册请求ICSCF查询HSS进行SCSCF的选择并指定SCSCF向SCSCF转发注册请求SCSCF从HSS下载鉴权数据，对终端进行鉴权鉴权成功后从HSS下载用户的业务签约数据（

20、Service Profile）根据iFC进行第三方鉴权HSS与ICSCF(下发SCSCF列表与每个SCSCF所支持的性能)交互确定SCSCF下发鉴权数据和用户业务签约数据，记录用户注册状态Page22注册过程中各网元保存的信息网元网元注册前注册前 注册中注册中注册后注册后终端IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鉴权密码IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鉴权密码IMPI,IMPU,域名，PCSCF名或地址，鉴权密码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

21、址(临时)无信息保存S-CSCFHSS地址HSS 地址User profile PCSCF地址 PCSCF Network IDUE IP 地址，IMPI，IMPUHSS 地址User profile PCSCF地址 PCSCF Network IDUE IP 地址，IMPI，IMPUHSS用户Service ProfilePCSCF Network IDS-CSCF IP地址Page23内容介绍1.IMS注册及相关流程2.IMS会话及相关流程会话及相关流程Page24IMS会话相关网元功能网元网元主要功能主要功能P-CSCF主叫侧：主叫UE的IMS初步入口点；被叫侧：通过被叫P-CSCF将消

22、息转发给被叫UE。S-CSCF主叫被叫侧都用到，均完成本侧的呼叫会话控制I-CSCF只有被叫侧用到，被叫网络的初步入口点ASIMS的服务提供通过应用服务器实现，主叫被叫都用到DNS/ENUM主叫S-CSCF将被叫公共用户身份(IMPU)发送至DNS，通过DNS解析公共用户身份的归属域名部分获得被叫侧I-CSCF的地址HSS只有被叫侧用到，I-CSCF通过在HSS中查询获得被叫使用的S-CSCFPage25q就是被叫终端所在就是被叫终端所在I-CSCF/S-CSCF/AS到被叫到被叫UE的呼叫过程。的呼叫过程。q就是就是从主叫从主叫S-CSCF/AS到被叫到被叫S-CSCF/AS的过程。的过程。

23、q就是从主叫终端到就是从主叫终端到主叫所在的主叫所在的S-CSCF/AS的呼叫的呼叫过程。过程。SS过程过程 MO过程过程MT过程过程IMS会话流程的内部阶段l会话的建立过程包括发起过程会话的建立过程包括发起过程MO、SS过程、终结过程过程、终结过程MTIMS 呼叫处理基本模型lIMS用户间呼叫时，P/I/S-CSCF完成整个信令路由过程。S-CSCFS-CSCFI-CSCFI-CSCFP-CSCFP-CSCFP-CSCFP-CSCFS-CSCFS-CSCF主叫方主叫方被叫方被叫方信令信令媒体流媒体流媒体流媒体流HSSHSSDNS/ENUMDNS/ENUMMOSSMTPage27DNS&ENU

24、MMediaI-CSCFP-CSCFS-CSCFHSSP-CSCF主叫方主叫方被叫方被叫方+8675528780808188.17.2.123Sip:+DNS功能功能ENUM功能功能S-CSCFP-CSCFENUMI-CSCFS-CSCFP-CSCFHSSDNS/ENUMPage28InviteIMS用户之间的基本会话建立过程InviteInviteInviteInviteInvite200OK/ACK200OK/ACK200OK/ACK200OK/ACK200OK/ACK200OK/ACKmediaS-CSCF-AHSS-AP-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-BHSS-BS-CSC

25、F-BP-CSCF-BDNS/ENUM主叫方主叫方被叫方被叫方Page29业务触发的处理Invite 5Invite 5200OK/ACK200OK/ACK200OK/ACK200OK/ACKIPIP 媒体流媒体流S-CSCF-AS-CSCF-AHSS-AHSS-AP-CSCF-AP-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-AI-CSCF-BI-CSCF-BHSS-BHSS-BS-CSCF-BS-CSCF-BP-CSCF-BP-CSCF-BInvite 1Invite 1Invite 2Invite 2Invite 9Invite 9Invite 10Invite 10AS-AAS-AAS-

26、BAS-B200OK/ACKInvite 3Invite 3Invite 7Invite 7Invite 4Invite 4Invite 8Invite 8Invite 6Invite 6DNS/ENUMDNS/ENUM主叫方主叫方被叫方被叫方Page30IMS用户呼叫PSTN用户 IMSIMS主叫方主叫方InviteInviteS-CSCF-AS-CSCF-AHSS-AHSS-AP-CSCF-AP-CSCF-AMGMGWWI-CSCF-AI-CSCF-AMGCFMGCFInviteInviteMedia Media controlcontrolPSTNPSTNPSTNPSTN被叫方被叫方IA

27、MIAMInviteInviteENUMENUMQuery Query TelTelFailFailInviteInviteInviteInviteB BGCFGCFPage31PSTN用户呼叫IMS用户 I-CSCF-AI-CSCF-AHSS-AHSS-AP-CSCF-AP-CSCF-AUMGUMGS-CSCF-AS-CSCF-AMGCFMGCFPSTN/PLMNPSTN/PLMNPSTNPSTN主叫方主叫方IAMIAMInviteInviteInviteInviteInviteInviteInviteInviteIMSIMS被叫方被叫方InviteInviteB BGCFGCFRTPRTP

28、流流H.248H.248Page32会话建立过程中的路由lMO过程（移动发起过程）p主叫UE到P-CSCF：通过P-CSCF发现，UE获得P-CSCF的地址，从而可以路由到P-CSCF。p主叫P-CSCF到主叫S-CSCF：通过注册流程，UE和P-CSCF均获得S-CSCF的地址lSS过程p主叫S-CSCF到被叫I-CSCF：通过DNS解析被叫的公共用户身份的宿主部分（域名），主叫S-CSCF收到DNS返回的一个I-CSCF的地址Page33会话建立过程中的路由（2）lMT过程（移动终结过程）p被叫I-CSCF到被叫S-CSCF：I-CSCF作为被叫归属网络的入口，向本地HSS查询并获得在注册

29、过程中为被叫选择的S-CSCF。p被叫S-CSCF到被叫P-CSCF：被叫S-CSCF在被叫注册过程中得知被叫P-CSCF的地址。注意被叫S-CSCF作为登记员，将被叫UE的联系地址转换成REQUEST URI。p被叫P-CSCF到被叫UE：通过被叫UE的联系地址，将消息发往被叫UEPage34IMS用户的会话信令流程 IMSIMS用户进行用户进行媒体协商，媒体协商，确定媒体确定媒体IPIP地址地址，媒体，媒体流类型和编流类型和编解码方式解码方式UE1/PCSCF1SCSCF1/AS1ICSCF2INVITEINVITE183183PRACKPRACK200 OK(UPDATE)180 Rin

30、ging200 OK(INVITE)ACKACK200 OK(PRACK)200 OK(PRACK)UPDATEUPDATEPRACK 200 OK200 OK(UPDATE)180 RingingPRACK 200 OK200 OK(INVITE)会会话进话进行中行中SCSCF2/AS2PCSCF2/UE2INVITEINVITE183183PRACK200 OK(PRACK)UPDATE200 OK(UPDATE)180 Ringing180 RingingPRACK 200 OK200 OK(INVITE)200 OK(INVITE)ACKPage 35中国移动IMS全业务流程-省内跨S

31、BC的域内呼叫主叫主叫ASASIP专网专网S/I-CSCFP-CSCFSLF/HSS二级二级UEACMNETSRSBCFWCMNET-CEPS-CEA省地市省地市2A省地市省地市1SBCFWCMNET-CEPS-CEA省会省会被叫被叫ASAS媒体媒体信令信令UEBCMNETSRENUM/DNSPage 36中国移动IMS全业务流程-省际的域内呼叫主叫主叫ASASIP专网专网PCSCFSLF/HSSUEACMNETSRA省地市省地市SBCFWCMNET-CEPS-CEA省省被叫被叫ASASSBCFWCMNET-CEPS-CEB省地市省地市UEBCMNETSR二级二级ENUM/DNSPCSCFIP专网专网ENUM/DNS一级一级二级二级ENUM/DNSSCSCFICSCFB省省SCSCF媒体媒体信令信令Page 38主叫主叫ASASIMSSLF/HSSUEACMNETSRIMS CORESBCFWCMNET-CEPS-CE2G/3G二级二级ENUM/DNSPCSCF2G/3GS/ICSCFMGCF/VIGIM-MGWGMSCMGWMSCMGWM_PhoneHLR中国移动IMS全业务流程-IMS与2G/3G互通现网现网SCPSCPBSC媒体媒体信令信令H.248FailBTSPage39小结l本课程介绍了：pIMS注册流程pIMS会话流程