IMS初级培训总结-WSS
- 格式：pdf
- 大小：471.08 KB
- 文档页数：9
IMS培训总结
-2011-08-08至2011-8-16 此次培训主要学习内容有： IMS技术概况、IMS几个基本信令流程、SIP协议简介、部分网元
华为硬件结构与配置，最后介绍了广东移动IMS现网结构。 IMS技术概况
一、 IMS网络架构及网元功能简介 IMS网络架构从下到上主要分为承载控制与接入层、会话控制层、业务能力层和应用层。
应用层：复杂、融合类应用。可能会用到简单业务的Server作为它的组件。例如1个视频
会议会用到简单业务中的Group查看有哪些成员，Presence查看成员的状态，IM进行信息通知等。
业务能力层：实现业务网关与简单业务AS（application server，又名service enabler）功能。
会话控制层：是整个IMS系统的核心。完成用户的注册与会话路由、承载数据库功能、负
责具体业务的触发、完成与传统网络的互通适配工作、进行多媒体资源的分配工作等。
承载控制与接入层：完成将IMS用户与传统用户（PSTN、PLMN用户），以无线或有线的方式（GPRS/UMTS/CDMA/WIFI/Xdsl/LAN等）接入IMS核心侧。
整个信令流程完成于会话控制层，自然其核心侧的网元也集中于该层。如图1所示，三个CSCF
（Call Session Control Function）完成呼叫会话控制功能；MGCF（Media Gateway Control Function）
主要实现IMS核心控制面与PSTN/PLMN的交互，具体控制IM-MGW媒体网关实现媒体的IP承载与TDM承载的时实转换，控制SG信令网关实现信令消息的IP承载与TDM承载的时实转换；HSS
（Home Subscriber Server）存储归属网络中保存用户的签约信息；MRF（Multimedia Resource Function）媒体资源功能，包括MRFC（Multimedia Resource Function Controller）和MRFP(Multimedia
Resource Function Processor)，在MRFC的控制下，MRFP为终端提供媒体资源（提示音等的播放和
编解码的转换），同时MRFC也完成了H.248与SIP协议之间的转换。 此外，在现网实施中，还增加了SLF和SBC网元。SLF用于控制S-CSCF和I-CSCF选择HSS，SBC用于用户注册时完成P-CSCF发现流程。
S-CSCFI-CSCFHSS
P-CSCFMGCFBGCF
AGCFMRFC业务能力层应用层
会话控制层
承载控制与接入层IM-MGWSGMRFPSLF
SBC
图1 IMS网络架构 二、 IMS网元间接口与协议
IMS核心侧涉及协议有：负责呼叫、路由、注册与业务触发等的SIP协议，如图1中的绿色连
接线；与签权、计费相关的Diameter(AAA)协议，如图1中的红色连接线；与媒体控制相关的H.248
协议，如图1中的黑色连接线。
三、 IMS地址与标识
1、 IMS用户标识
IMS中的用户标识有两个：1个为IMPI，1个为IMPU。其中，IMPI（私有用户身份）与终端
绑定，用户不知道该号码，如：+***************************.com。该号码供用户接入IMS网络
的注册、签权、认证和计费。IMPU（公共用户身份）用户请示与其他用户通信时用的身份，如：sip:+***************************.com或tel: +807503332208。一个终端可以有多个IMPU，也就是
一个IMPI可以对应多个IMPU。 2、 网元地址和标识
网元的标识用主机名@域名的形式，并与其IP地址绑定于DNS服务器中。 3、 业务标识 IMS系统中用PSI（公共服务标识）标识各种业务，该标识的结构同用户标识。当一个用户拨
打的号码为PSI时，表明该客户将参加或组织该业务。
IMS结合现网的基本信令流程
一、 注册流程
UE用户的基本注册流程是
1、 UE中静态设置了统一的SBC域名与其绑定。当UE申请注册时，先会去DNS服务器，
根据SBC域名查询对应拜访域最近的SBC IP地址。进而访问SBC，并将Register1消
息送至SBC。 SBCP-CSCF
UEDNS
2、 SBC中静态绑定了P-CSCF的IP地址，该IP地址为公网IP地址（用户无法知道），此
时成功将私网地址转换成了公网地址。SBC将Register 1传送至P-CSCF。 SBCP-CSCF
UEDNSRegister 1Register 1
3、 P-CSCF根据Register1消息中的用户域名查询DNS服务器，查看其归属域的I-CSCF的
IP地址。 SBCP-CSCF
UEDNSRegister 1Register 1
用户IDI-CSCF IP地址
4、 P-CSCF将Register 1消息传送至上步查询的I-CSCF，I-CSCF收到该消息后向HSS发出UAR消息（用户鉴权请求），HSS返回UAA消息（用户鉴权响应），通过UAA下载到
了HSS中所有该用户的信息（IMS用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息、
用户网络接入认证的密钥信息、能力集、IMS用户的业务签约信息），通过能力集可以
完成S-CSCF的选择（通过HSS中存储的用户能力集选择主备用S-CSCF，例如主用S-CSCF定义的能力集为{1，2}，备用S-CSCF定义的能力集为{1}，如果用户在HSS中定义的能力集为{1，2}，则UAA消息中将返回主用S-CSCF的IP地址）。
SBCP-CSCFS-CSCFI-CSCF
UEHSS
DNSRegister 1Register 1
用户IDI-CSCF IP地址Register 1UAR
UAA
Register 1
归属域拜访域
5、 S-CSCF收到Register 1消息后，检查是否有该用户已经注册，没有则向HSS发出MAR
（多媒体鉴权请求），HSS返回MAA（多媒体鉴权响应）。对于IMS AKA签权MAA中
带有 XRes, Auth, Radom, IK,CK五个参数。S-CSCF保留XRes参数。随后，S-CSCF返
回401消息至UE，该消息中带有Auth, Radom, IK,CK四个参数。下发至P-CSCF时，P-CSCF将保留IK，CK参数，将消息中的Auth, Radom继续下发。UE校验Auth，此时
是为了证明该认证数据是从归属网中发来的。通过对网络的验证后，IMS-SIM卡将利用Radom来计算出CK、IK和响应XRes。
SBCP-CSCFS-CSCFI-CSCF
UEHSS
DNSRegister 1Register 1
用户IDI-CSCF IP地址Register 1UAR
UAA
Register 1
归属域拜访域MARMAA
401401401
401
6、 在鉴权响应消息Register2中将返回XRes。当Register2上传至I-CSCF时，再由I-CSCF
激发一次UAR和UAA的会话，选择S-CSCF。S-CSCF收到鉴权响应消息之后，比较此鉴权响应消息中的XRes与保留在S-CDCF中的XRes，确定鉴权是否成功：成功，则
继续后面的正常流程；不成功，则会发起异常处理流程，释放网络侧与此终端间的连接，并释放被占用的网络资源、无线资源。在成功的鉴权之后，终端将会把CK（加密密钥）
与IK（一致性检查密钥）存放到IMS-SIM卡中。
SBCP-CSCFS-CSCFI-CSCF
UEHSS
DNSRegister 2Register 2
用户IDI-CSCF IP地址Register 2UAR
UAA
Register 2
归属域拜访域
7、 S-CSCF向HSS发送SAR（服务器分配请求），HSS回送SAA消息（服务器分配响应），下载UE业务签约数据。HSS中记录了每个UE的业务触发条件iFC和对应业务服务器
的地址（在每个AS中存储了触发其自身的条件iFC,当UE签约数据中的iFC与某个AS
匹配时，则表示可触发该AS。）
SBCP-CSCFS-CSCFI-CSCF
UEHSS
DNSRegister 2Register 2
用户IDI-CSCF IP地址Register 2UAR
UAA
Register 2
归属域拜访域
SARSAA
8、 S-CSCF下载成功UE的业务签约数据后，开始下发200OK消息至UE，以表现注册成
功。
SBCP-CSCFS-CSCFI-CSCF
UEHSS
DNSRegister 2Register 2
用户IDI-CSCF IP地址Register 2UAR
UAA
Register 2
归属域拜访域
SARSAA
200OK200OK200OK
200OK
9、 S-CSCF根据下载的iFC集，触发各iFC对应的AS服务器路由，也就是进行第三方注
册。
总结： 1、 注册过程中各网元的功能： P-CSCF：检验IMPI、IMPU和归属域；根据UE域名查询DNS获取归属域I-CSCF的
IP地址并转发相关注册信息； I-CSCF：查询HSS，进行S-CSCF的选择；向S-CSCF转发注册请求；
S-CSCF：从HSS下载鉴权数据，对终端进行鉴权；鉴权成功后从HSS下载用户签约
数据；触发S-CSCF到AS的路由； HSS：与I-CSCF交互确定S-CSCF；下发鉴权数据和用户签约数据，记录用户注册状
态。 2、 注册前后各网元中保存的信息
网元 注册前 注册中 注册后
P-CSCF DNS地址 I-CSCF地址，UE IP
地址，IMPI，IMPU S-CSCF地址，UEIP
地址，IMPI，IMPU I-CSCF（无内存网元） HSS地址 S-CSCF地址（临时） 无
S-CSCF HSS地址 HSS地址 用户数据 P-CSCF地址
P-CSCF ID UE IP地址，IMPI，
IMPU HSS地址 用户数据 P-CSCF地址
P-CSCF ID UE IP地址，IMPI，
IMPU
HSS 用户数据 P-CSCF ID S-CSCF ID
二、 会话流程
学习了三个典型的会话流程：IMS用户之间的呼叫、IMS用户呼叫PSTN用户、PSTN用户呼
叫IMS用户。
IMS用户之间的呼叫：
用户注册时形成的record-route头域是后续消息传送的路径，呼叫相关消息将通过record-route
记录的路径进行传送。现网中在P-CSCF与UE之间还有SBC。
IMS用户呼叫PSTN用户
Invite 5
183 183 183
183
media S-CSCF-A
HSS-A
P-CSCF-A I-CSCF-I-CSCF-B HSS-B
S-CSCF-B
P-CSCF-B
Invite Invite 2 Invite 9
Invite 10 AS-A AS-B
183 主叫侧 被叫侧
Invite 3 Invite 7 Invite 4 Invite 8
Invite 6
DNS/ENUM
