đồ án: ĐIỀU KHIỂN THIẾT LẬP PHIÊN TRONG PHÂN HỆ IMS

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
o0o
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
o0o
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên : Nguyễn Trọng Toàn
Lớp : D2004VT2
Khóa : 2004 – 2008
Ngành : Điện tử – Viễn thông
Tên đồ án:
ĐIỀU KHIỂN THIẾT LẬP PHIÊN
TRONG PHÂN HỆ IMS
Nội dung đồ án:
 Khái niệm và một số thành phần cơ bản của phân hệ IMS tham gia vào quá
trình thiết lập phiên.
 Giao thức SIP và các mở rộng cho IMS.
 Điều khiển thiết lập phiên trong IMS.
Ngày giao đồ án : / / 2008
Ngày nộp đồ án : / / 2008
Ngày tháng năm 2008
Người hướng dẫn
ThS. Nguyễn Thị Thu Hằng
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Điểm : (Bằng chữ : )
Ngày tháng năm 2008
Người hướng dẫn
ThS. Nguyễn Thị Thu Hằng
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Điểm : (Bằng chữ : )

Ngày tháng năm 2008
Người phản biện

MỤC LỤC
MỤC LỤC iv
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU iii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT v
3.1.3.1. Đăng ký IMS với một ISIM 33
3.1.3.2. Đăng ký IMS với một USIM 42
KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ và bảng biểu
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Danh sách mã trạng thái 21
Bảng 2.2. Các phương thức SIP 22
Nguyễn Trọng Toàn – D2004VT2
iii
Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết
tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết
tắt
Từ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt
3GPP 3rd Generation Partnership
Project
Dự án hợp tác thế hệ 3
AAA Authentication, Authorization
and Accounting
Nhận thực, trao quyền và thanh toán

ALG Application Layer Gateway Gateway lớp ứng dụng
API Application program interface Giao diện lập trình ứng dụng
AS Appliation Server Máy chủ ứng dụng
B2BUA Back–to–Back User Agent Tác nhân người dùng B2B
BGCF Breakout gateway control
function
Chức năng điều khiển cổng chuyển
mạng
BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập
tải tin
CAMEL Customized Application for
Mobile Network services
Enhanced Logic
CDR Call Detailed Records Các bản ghi chi tiết cuộc gọi
CN Core Network Mạng lõi
CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh
CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi
DHCP Dynamic Host Configuration
Protocol
Giao thức cấu hình host động
DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số
ETSI European Telecommunications
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông của Châu
Âu
GGSN Gateway GPRS Support Node Node hỗ trợ GPRS cổng
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ gói vô tuyến chung
GSM Global System for Mobile Hệ thống di động toàn cầu
HLR Home Location Register Thanh ghi thường trú

HSS Home Subscriber Server Máy chủ phục vụ cho thuê bao của
mạng thường trú
HTTP HyperText Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản
I-CSCF Interrogating – CSCF CSCF – truy vấn
IDSL ISDN Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số ISDN
IETF Internet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IM Instant Message Tin nhắn nhanh
IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP
IMSI International Mobile Subscriber Nhận dạng thuê bao di động quốc tế
Nguyễn Trọng Toàn – D2004VT2
v
Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết
tắt
Identifier.
IP Internet Protocol Giao thức Inernet
IP-CAN IP-Connectivity Access Network Mạng truy nhập kết nối IP
IPSec IP Security Giao thức IPSec
ISDN Intergrated Serviec Digital
Network
Mạng số tích hợp đa dịch vụ
ISIM IMS Subcriber Identifier Module Modul nhận dạng thuê bao IMS
ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN
ITU-T International Telecommunication
Union-Telecommunication
Standardization Bureau
Tiểu ban chuẩn hoá viễn thông trong
Liên minh viễn thông quốc tế
MAA Diameter Multimedia-Auth-
Answer
Trả lời nhận thực đa phương tiện

Diameter
MAR Diameter Multimedia-Auth-
Request
Yêu cầu nhận thực đa phương tiện
Diameter
MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng phương
tiện
MGF Media Gateway Function Chức năng cổng phương tiện
MMS Multimedia Message Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện
MRF Media Resource Function Thực thể chức năng quản lý tài
nguyên và phương tiện
MRFC Multimedia Resource Function
Control
Bộ điều khiển tài nguyên đa phương
tiện
MRFP Multimedia Resource Function
Process
Bộ xử lý tài nguyên đa phương tiện
NAT Network Address Translator Bộ biên dịch địa chỉ mạng
OMA Open Mobile Alliance Liên minh di động mở
OSA Open Services Architecture Kiến trúc dịch vụ mở
P-CSCF Proxy-CSCF CSCF đại diện
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị số hỗ trợ cá nhân
PDF Policy Decision Function Chức năng quyết định chính sách
PDP Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu gói
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng chuyển mạch kênh công cộng
S –CSCF Serving – CSCF CSCF – phục vụ

SCS Service Capability Server Server khả dịch vụ
S-CSCF Serving CSCF CSCF phục vụ
SCTP Stream Control Transmission
Protocol
Giao thức truyền dẫn điều khiển
luồng
SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên
SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ
SGW Signalling Gateway Cổng báo hiệu
Nguyễn Trọng Toàn – D2004VT2
vi
Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết
tắt
SIM Subscriber Identity Module Module nhận dạng thuê bao
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SIP UA SIP User Agent Tác nhân khách hàng SIP
SIP URI SIP Uniform Resource Identifier Nhận dạng tài nguyên thống nhất SIP
SLF Subscriber Locator Function Chức năng định vị thuê bao
SS7 Signaling System #7 Hệ thống báo hiệu số 7
SSF Service Switching Function Chức năng chuyển mạch dịch vụ
TrGW Transition Gateway Gateway trung chuyển
UAA Diameter User-Authentication-
Answer
Trả lời nhận thực người dùng
Diameter
UAR Diameter User-Authentication-
Request
Yêu cầu nhận thực người dùng
Diameter
UE User Equipment Thiết bị người dùng

UICC Universal Integrated Circuit Card Thẻ mạch tích hợp toàn cầu
UMTS Universal Mobile
Telecommunication System
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
URI Uniform Resource Identifier Nhận dạng tài nguyên đồng nhất
URL Universal Resource Locator Định vị tài nguyên toàn cầu
USIM UMTS SIM Modul nhận dạng thuê bao UMTS
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access
Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS
WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến
WLAN Wireless LAN Mạng LAN không dây
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội là nhu cầu thông tin ngày càng lớn của con
người. Hiện tại và trong thời gian tới, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ thoại,
phi thoại, Internet và đặc biệt là các loại hình dịch vụ băng rộng và đa phương tiện
ngày một gia tăng. Để thỏa mãn nhu cầu đó, mạng viễn thông đòi hỏi phải có cấu trúc
hiện đại, linh hoạt và có tổ chức đơn giản nhưng có nhiều chức năng. Mạng, dịch vụ
và đầu cuối phải được tích hợp thì mới có khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng đa
phương tiện cho khách hàng. Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) là phần mạng được xây
dựng bổ sung cho các mạng hiện tại nhằm thực hiện nhiệm vụ hội tụ mạng và cung
cấp dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng đầu cuối.
Khi nói về các dịch vụ IMS, người ta nói về các phiên đa phương tiện bao gồm
video, audio, và thoại. Người ta cũng nói về việc hỗn hợp các loại phương tiện đó
Nguyễn Trọng Toàn – D2004VT2
vii
Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết
tắt
trong một phiên truyền thông, và vì thế dĩ nhiên là cả khả năng sử dụng các dịch vụ đó

khi người dùng chuyển vùng mạng. Tuy nhiên, quan trọng nhất đối với IMS không
phải là các phương tiện đó truyền ra sao, mà là điều khiển quá trình thiết lập và thoả
thuận phiên truyền thông diễn ra như thế nào. Phiên muốn thiết lập phù hợp với yêu
cầu của khách hàng cần có một giao thức điều khiển phiên, đóng vai trò trung gian
trong các thoả thuận của khách hàng về phiên mà họ muốn thiết lập. SIP, giao thức
thiết lập phiên của IETF (RFC 3261) đã được lựa chọn cho mục đích này. Việc tìm
hiểu quá trình điều khiển thiết lập phiên thông qua SIP chính là nội dung trọng tâm của
đồ án này. Để thực hiện được yêu cầu này, đồ án “Điều khiển thiết lập phiên trong
phân hệ IMS” sẽ bao gồm các nội dung sau:
 Khái niệm và một số thành phần cơ bản của phân hệ IMS tham gia vào quá
trình thiết lập phiên.
 Giao thức SIP và các mở rộng cho IMS.
 Điều khiển quá trình thiết lập phiên trong IMS sử dụng giao thức SIP .
Mặc dù đã nỗ lực tìm hiểu để hoàn tất các nội dung đề ra, nhưng do còn những
hạn chế về thời gian và hiểu biết của bản thân nên đồ án này không tránh khỏi những
thiếu sót. Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để phục vụ
thêm cho công tác học tập của mình trong tương lai.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Nguyễn Thị Thu Hằng, người đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.
Sinh viên
Nguyễn Trọng Toàn
Nguyễn Trọng Toàn – D2004VT2
viii
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
CHƯƠNG I: PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IP – IMS
Để tiến hành tìm hiểu quá trình thiết lập phiên trong phân hệ IMS, đòi hỏi phải
hiểu rõ về các thành phần tham gia vào phiên, các giao thức được trao đổi giữa các
thành phần đó cùng các tham số theo yêu cầu của các bên tham gia phiên truyền thông.
Mục đích của chương này là cung cấp cho người đọc một cái nhìn khái quát về phân
hệ IMS, trong đó tập trung vào chức năng của các thành phần trong lõi phân hệ IMS,

những thành phần sẽ tham gia trực tiếp vào quá trình thiết lập phiên.
1.1. Khái niệm về IMS
Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) là một kiến trúc chung để cung cấp các dịch vụ
đa phương tiện và thoại trên nền IP. Nó là một nền tảng độc lập truy nhập, hỗ trợ các
loại hình truy nhập khác nhau như GSM, WCDMA, CDMA2000, WLAN hay các
công nghệ hữu tuyến băng rộng (xDSL). IMS hứa hẹn sẽ làm cho các công nghệ của
Internet như duyệt web, email, tin nhắn nhanh, truyền hình hội nghị,… có mặt mọi
nơi, mọi lúc và mọi địa điểm. Ngoài ra, IMS sẽ hứa hẹn mang đến cho nhà khai thác
viễn thông khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ phong phú hơn bao gồm:
- Dịch vụ hiện diện (Presence),
- Dịch vụ hình ảnh song công,
- Dịch vụ tin nhắn nhanh,
- Dịch vụ tin nhắn hợp nhất,
- Dịch vụ quảng cáo đa phương tiện,
- Dịch vụ game đa người chơi,
- Dịch vụ truyền hình hội nghị,
- Các dịch vụ Push-to như : push-to-talk, push-to-view, push-to-video.
IMS là một kiến trúc hệ thống mở và có khả năng hội tụ mạng cố định và không
dây nhờ thực hiện cấu trúc phân lớp độc lập nhau. Kiến trúc này được mô tả trong hình
1.1 với 3 lớp là: lớp dịch vụ, lớp điều khiển và lớp mang.
Lớp đầu tiên là lớp mang (lớp truyền tải), truyền tải dung lượng báo hiệu và dữ
liệu. Lớp này bao gồm các Switch, Router, Media Gateway, Media Server. Lớp này có
thể kết nối tới nhiều loại mạng khác nhau:
- Các mạng di động 3G (UMTS, CDMA, WCDMA).
- Các mạng IP nối dây (xDSL) và không dây (WLAN, WiMax).
- Các mạng PSTN, GPRS, …
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
Lớp thứ hai là lớp điều khiển. Bao gồm các phần tử của mạng báo hiệu (CSCF,
HSS, MGCF…) có khả năng điều khiển phiên chung, điều khiển luồng dữ liệu và điều
khiển luồng truy nhập thông qua các giao thức báo hiệu như SIP, Diameter, H.248.

Lớp này là mạng lõi của IMS.
Hình 1.1. Mô hình kiến trúc phân lớp IMS.
Lớp thứ ba là lớp dịch vụ. Lớp này bao gồm các Server ứng dụng (AS) như
server ứng dụng SIP, server truy nhập dịch vụ dành cho nhà cung cấp thứ 3 và các
điểm điều khiển dịch vụ. IMS điều khiển dịch vụ thông qua mạng thuê bao thường trú
và các thành phần mạng báo hiệu trong lớp dịch vụ và lớp điều khiển.
IMS sử dụng hai phương thức báo hiệu chính SIP và Diameter. Giao thức SIP
dùng để thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên. Giao thức Diameter dùng để nhận thực,
trao quyền và thanh toán (AAA). IMS sử dụng giao thức SCTP, TCP và UDP để
truyền tải giao thức báo hiệu và sử dụng các phương pháp IPsec, HTTP, …
1.2. Lịch sử phát triển của IMS
IMS ban đầu do tổ chức 3GPP (tổ chức chuẩn hoá các công nghệ mạng thông tin
di động tế bào, bao gồm sự chuẩn hoá mạng di động thế hệ thứ 3 dựa trên sự phát triển
của mạng lõi GSM và mạng truy nhập toàn cầu UTRAN) định nghĩa. Nó xuất hiện đầu
tiên trong phiên bản 3GPP Release5 (2002) và khi đó, giao thức khởi tạo phiên SIP –
do IETF định nghĩa, đã được chọn làm giao thức chính cho IMS. Sau đó, nó được tiếp
tục phát triển trong các phiên bản phát hành R6 (2004) và R7 (2006) của chính tổ chức
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
này để bổ sung thêm một số tính năng mới như dịch vụ hiện diện và quản lý nhóm
hiện diện, kết nối liên mạng với các hệ thống WLAN, CS (hệ thống chuyển mạch
kênh), và truy nhập băng thông rộng.
Một tổ chức chuẩn hoá khác, 3GPP2 cũng chuẩn hoá mô hình IMS của chính họ.
3GPP2 là tổ chức chuẩn hoá mạng thông tin di động thế hệ thứ 3 CDMA2000, là mạng
3G phát triển từ mạng 2G CDMA cho khu vực Bắc Mỹ và Châu Á. Phiên bản đầu tiên
của tổ chức này về IMS (năm 2004) được nói đến từ sau khi phiên bản IMS của 3GPP
được chấp nhận rộng rãi. Hai mạng IMS được định nghĩa bởi hai tổ chức là tương tự
nhau, nhưng không hoàn toàn giống nhau. 3GPP2 đã bổ sung thêm một số điều chỉnh
cho phù hợp với các vấn đề riêng của họ. Tuy vậy, mục đích cuối cùng của những sửa
đổi đó là để các ứng dụng IMS có thể làm việc qua các kiến trúc hạ tầng mạng khác
nhau.

Bên cạnh 3GPP và 3GPP2, diễn đàn di động mở OMA (Open Mobile Alliance),
cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các dịch vụ IMS. Các dịch vụ được
xây dựng phía trên cơ sở hạ tầng IMS bao gồm các dịch vụ tin nhắn nhanh (IM –
Instant Message), dịch vụ hiện diện (Presence) và dịch vụ quản lý nhóm (Group
Management). Phiên bản 1.0 định nghĩa các dịch vụ IMS trong OMA được phát hành
vào 2/2005.
Việc chuẩn hoá IMS của hai tổ chức 3GPP và 3GPP2 là dành cho các ứng dụng
di động và dựa trên nền tảng mạng di động 3G. Tuy nhiên vào thời điểm hiện tại,
mạng PSTN/ISDN đang phát triển rất phổ biến với số lượng thuê bao chiếm ưu thế
hơn hẳn so với di động. Mặt khác cùng thời điểm, mạng NGN được xem là xu hướng
phát triển tất yếu của mạng viễn thông thế giới. Vì thế, IMS sẽ là lựa chọn tối ưu trong
việc xây dựng mạng NGN, cho phép hội tụ tất cả mạng hiện tại trên một nền tảng IP
duy nhất. ITU-T đã xây dựng mô hình IMS dựa trên sự kế thừa của mạng chuyển
mạch kênh truyền thống, chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại và dịch vụ đa phương tiện
trên các thiết bị đầu cuối thuộc mạng PSTN và người dùng mạng IMS. Mô hình này
được mô tả trong khuyến nghị Y.2021 (09/2006) của tổ chức này.
Sự phát triển của Internet thúc đẩy sự ra đời của mô hình IMS do tổ chức ETSI
chuẩn hoá dựa trên nền tảng dịch vụ Internet. Internet hiện nay đang phát triển với tốc
độ nhanh chóng và ngày càng chiếm ưu thế trên toàn cầu. Tuy nhiên, công nghệ
Internet không đảm bảo chất lượng đối với các dịch vụ thời gian thực và hướng kết
nối. Khi xây dựng mô hình IMS trên nền tảng mạng Internet, vấn đề chính là việc quản
lý và điều khiển chất lượng dịch vụ đối với các dịch vụ có yêu cầu QoS khác nhau.
Nhằm giải quyết vấn đề này, TISPAN (một nhóm kỹ thuật đặc trách của ETSI được
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
giao nhiệm vụ tạo ra các chuẩn NGN) đã thông qua chuẩn 3GPP IMS cho các ứng
dụng dựa trên SIP nhưng có bổ sung thêm một số chức năng cho các ứng dụng non-
SIP trong phiên bản NGN R1 của mình.
Tuy nhiên đến đầu năm 2008, các tổ chức chuẩn hoá đã thống nhất rằng 3GPP sẽ
là tổ chức chuẩn hoá duy nhất chịu trách nhiệm cung cấp IMS cho tất cả các mạng.
1.3. Các thực thể chức năng trong mạng lõi IMS

Chức năng chính của IMS là điều khiển phiên. Sẽ không có các chức năng
chuyển mạch trong mô hình IMS, bởi đơn giản IMS sẽ không quan tâm đến việc một
thuê bao đã vào mạng như thế nào. Đối với IMS, mạng truy nhập là hoàn toàn trong
suốt. Vì thế, mạng truy nhập có thể là bất kỳ mạng dùng dây, mạng không dây hay
mạng VoIP nào. Chỉ có các chức năng cổng (gateway) cho phép chuyển đổi các định
dạng báo hiệu truyền thống (thường là SS7) sang báo hiệu SIP để giao tiếp với IMS.
Hình 1.2 mô tả các thành phần chức năng trong phân hệ IMS, kết nối giữa các thành
phần chức năng và kết nối của chúng đến các mạng khác.
Hình 1.2. Mô hình chức năng của phân hệ IMS
1.3.1. Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
Trung tâm và là trái tim của IMS là dựa trên chức năng này. Điều khiển cuộc gọi
là chức năng cơ bản của lõi mạng. Chức năng này thực tế được phân tán xuyên suốt
mạng nhằm làm cho mạng hiệu quả hơn và có khả năng mở rộng hơn thay vì việc hỗ
trợ chức năng này thông qua một mô hình tập trung. Có 3 thực thể được định nghĩa
chịu trách nhiệm điều khiển phiên cuộc gọi, đó là:
- P-CSCF : Proxy Call Session Control Function
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
- I-CSCF : Interrogating Call Session Control Function
- S-CSCF : Serving Call Session Control Function
Sự khác nhau giữa các thực thể này dựa trên mục đích riêng của nó và các thủ tục
mà nó thực hiện.
Proxy CSCF (P-CSCF).
Điểm truy nhập đầu tiên vào IMS là P-CSCF. P-CSCF hoạt động như một điểm
truy nhập đến vùng SIP từ khía cạnh điều khiển phiên. Nó là điểm tiếp xúc đầu tiên
của thiết bị đầu cuối IMS (nghĩa là các phiên thiết lập được thực hiện đầu tiên thông
qua P-CSCF). P-CSCF có thể được đặt ở trong mạng tạm trú (khi mạng tạm trú và
thường trú đều là mạng IMS) hoặc trong mạng thường trú (khi mạng tạm trú không
phải là mạng IMS).
P-CSCF có nhiệm vụ xác định làm thế nào để định tuyến các bản tin SIP đến/đi
từ thiết bị thuê bao. Chẳng hạn, khi P-CSCF nhận một bản tin INVITE, nó sẽ phải

quyết định xem bản tin này được gửi đến đâu. Tiếp đó, I-CSCF sẽ là thực thể cung cấp
định tuyến tiếp theo đến S-CSCF thích hợp dựa trên các thủ tục đăng ký.
Hình 1.3. Sơ đồ kết nối các SCSF.
Nhằm phục vụ cho việc định tuyến và tính cước, P-CSCF sẽ tạo ra các CDR (các
bản ghi chi tiết cuộc gọi) cho tất cả các phiên truyền thông đi qua nó. P-CSCF sẽ bổ
sung thêm các tiêu đề đến các bản tin yêu cầu hay đáp ứng trước khi chuyển tiếp nó
đến CSCF kế tiếp. Ngoài ra, P-CSCF cũng tạo ra số nhận dạng tính cước IMS (IMS
Charging Identifier) được sử dụng trong các thủ tục tính cước liên quan đến phiên
truyền thông vì P-CSCF là một điểm truy nhập vào IMS. Các tiêu đề được bổ sung để
các thực thể có thể trao đổi dữ liệu tính cước trong chính bản tin SIP mà không cần sự
hỗ trợ của các giao diện khác cho việc tính cước. Các tiêu đề sử dụng cho việc tính
cước sẽ không được chia sẻ với các mạng khác. P-CSCF chỉ chuyển tiếp các tiêu đề
cùng một miền mạng. Điều này ngăn chặn các nhà cung cấp dịch vụ khác biết về thuê
bao và nội dung sử dụng dịch vụ của các thuê bao đó.
Từ khía cạnh bảo mật, P-CSCF là quyết định trong việc ngăn chặn truy nhập
không được phép vào mạng. Vì P-CSCF là một điểm truy nhập vào IMS, P-CSCF có
thể được sử dụng để giám sát truy nhập của bất kỳ thiết bị nào vào mạng IMS. Tuy
nhiên, P-CSCF lại không thực thi nhận thực trong IMS, S-CSCF mới chịu trách nhiệm
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
cho việc nhận thực các thiết bị khi chúng cố gắng thiết lập một phiên mà chúng chưa
đăng ký hay khi đang cố gắng đăng ký.
Chức năng quyết định chính sách (PDF) có thể đặt trong P-CSCF và được sử
dụng để thiết lập các chính sách truy nhập, điều khiển băng thông,… Nó cho phép nhà
khai thác mềm dẻo hơn trong việc điều khiển QoS qua việc sử dụng các tài nguyên
phương tiện.
P-CSCF cũng có thể kiểm tra tuyến bằng việc xác minh rằng tuyến nhận được
trong SIP request/response (được nhận dạng trong tiêu đề ROUTE) trùng với tuyến
được nhận dạng khi một thiết bị đăng ký với mạng. Nếu các tiêu đề tuyến không có địa
chỉ phù hợp với địa chỉ được lưu bởi P-CSCF, khi đó tuyến đó sẽ được thay đổi bởi P-
CSCF theo địa chỉ đươc lưu giữ trong P-CSCF. Điều này ngăn chặn việc đánh cắp và

trong một số trường hợp khi một hacker bắt giữ một bản tin SIP và sử dụng nó như
một nhân bản để giành quyền truy nhập dịch vụ. Điều này sẽ dẫn đến việc bản tin SIP
nhận được bởi P-CSCF sẽ có tập địa chỉ khác với tập địa chỉ được lưu trong tiêu đề
định tuyến của P-CSCF.
Nếu một thiết bị mất liên kết trong mạng IP, P-CSCF sẽ cảnh báo và giải phóng
tất cả các phiên trong IMS bằng việc gửi một bản tin CANCEL đến các thực thể tham
gia vào phiên. Vì P-CSCF là điểm tiếp xúc đầu tiên của tất cả thiết bị trong IMS, P-
CSCF sẽ nhận biết tất cả phiên được tạo ra qua nó. Trong nhiều trường hợp, P-CSCF
có thể đóng vai trò như một SIP UA khi đăng ký cảnh báo sự kiện hay một số đăng ký
không liên quan đến phiên truyền thông. Điều này xảy ra trong trường hợp P-CSCF
khởi tạo các yêu cầu về phía Server ứng dụng (AS) hay S-CSCF.
Ngoài ra, P-CSCF cũng cho phép nén và giải nén các bản tin SIP sử dụng
SigComp để giảm thiểu thời gian xử lý qua các liên kết vô tuyến băng thông thấp.
Như vậy, có thể xem P-CSCF như cổng để truy nhập vào mạng IMS. Nó chịu
trách nhiệm đảm bảo rằng thiết bị đang truy nhập mạng đã được đăng ký và được phép
truy nhập vào mạng IMS, nhưng nó không thực thi nhận thực và cấp quyền. P-CSCF
xác định làm thế nào để định tuyến các bản tin SIP đến đích hợp lý, cho phép nhà khai
thác duy trì một số mức chính sách theo yêu cầu riêng của mạng. Nó được gán cho đến
mỗi thiết bị đầu cuối IMS trong quá trình đăng ký và không thay đổi trong suốt quá
trình tồn tại của đăng ký này.
Interrogating I-CSCF (I-CSCF)
I-CSCF là một thực thể SIP khác phục vụ như một gateway cho mỗi miền IMS tự
trị riêng. I-CSCF được sử dụng để ẩn đi các chi tiết mạng từ các nhà khai khác và xác
định tuyến trong miền tin cậy. I-CSCF giúp bảo vệ S-CSCF và HSS từ các truy nhập
không được phép bởi các mạng khác. Khi S-CSCF chuyển tiếp một yêu cầu hay một
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
đáp ứng đến một mạng khác, bản tin sẽ được chuyển tiếp đến I-CSCF và sau đó được
chuyển tiếp đến mạng đích. I-CSCF trong mạng khác sau đó có nhiệm vụ nhận dạng vị
trí của thuê bao đã được trỏ đến thông qua chức năng định vị thuê bao (định vị nghĩa là
nhận dạng S-CSCF được gán cho người dùng cũng như HSS mà tại đó dữ liệu đăng ký

của người dùng được lưu trữ).
Một chức năng quan trọng khác của I-CSCF là việc gán S-CSCF. Có hai tùy chọn
để thực hiện điều này. Một phương pháp là gán S-CSCF theo dịch vụ cần được hỗ trợ.
Chẳng hạn, nếu một hội nghị truyền hình được thiết lập, S-CSCF mà cung cấp truy
nhập đến tài nguyên video sẽ được gán. Nghĩa là máy chủ video có thể được đặt trong
một trung tâm dữ liệu (datacenter) với một S-CSCF hỗ trợ dịch vụ video. Tất cả thuê
bao cho dịch vụ video khi đó sẽ được gán đến S-CSCF ở vị trí đó. Một phương pháp
tiếp cận khác là gán mỗi S-CSCF theo vị trí địa lý (nghĩa là các thuê bao sẽ được gán
tài nguyên theo vị trí thường trú của họ.
S-CSCF được gán bởi I-CSCF khi một thuê bao đăng ký với mạng. I-CSCF sau
đó lưu thông tin này (cùng với thông tin định tuyến) trong suốt thời gian tồn tại của
đăng ký. Khi một I-CSCF nhận một chuỗi các yêu cầu/đáp ứng, nó chuyển tiếp chúng
đến S-CSCF được gán trên cơ sở thông tin này. Một đăng ký tiếp tục kéo dài cho đến
khi thuê bao còn trong vùng dịch vụ. Tuy nhiên, ngay khi thuê bao di chuyển đến cell
khác, đăng ký sẽ bị thay đổi (bởi vì địa chỉ điểm cell đã bị thay đổi). Còn trong mô
hình mạng dùng dây, cho đến khi thiết bị thuê bao còn duy trì địa chỉ IP, đăng ký vẫn
còn có giá trị. Khi thuê bao đó được gán một địa chỉ IP mới, thiết bị thuê bao sẽ phải
đăng ký địa chỉ mới của nó. Dĩ nhiên, mỗi đăng ký sẽ có một bộ định thời liên quan
đến nó. Nghĩa là mỗi đăng ký có một thời hạn, và khi đăng ký hết thời hạn, S-CSCF và
HSS sẽ xóa đăng ký đó ra khỏi cơ sở dữ liệu. Điều này ngăn chặn việc một thiết bị
thuê bao đăng ký với mạng và sau đó ngắt kết nối mà không loại bỏ đăng ký. Khi đó,
hacker sẽ có cơ hội xâm nhập và lấy đi các tính năng của đăng ký.
Để ngăn chặn việc lộ diện cấu hình mạng (số các S-CSCF, địa chỉ của các thực
thể,…) đến các mạng không tin cậy, I-CSCF cung cấp chức năng giấu cấu hình mạng.
Giấu cấu hình dẫn đến việc loại bỏ đi một số các tiêu đề SIP nào đó để bảo vệ các
thành phần mạng trong đó. Chẳng hạn, tiêu đề route gồm địa chỉ của tất cả thực thể
IMS được sử dụng để định tuyến gói tin. Chúng có thể được sử dụng để nhận dạng số
bước nhảy đến S-CSCF cũng như thông tin thuộc tính mạng mà nhà khai thác mạng
không muốn chia sẻ với các mạng khác. Nếu một hacker có thể bắt giữ tất cả các bản
tin sử dụng một bộ phân tích giao thức, hacker sẽ sử dụng thông tin đó để xác định

RTT (Round-Trip Time) trong mạng và tính toán các tham số khác để được sử dụng
trong tấn công từ chối dịch vụ.
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
Tóm lại, I-CSCF có thể xem là tường lửa để tiến vào mạng IMS, định tuyến giữa
các mạng khác nhau, và bảo vệ các mạng khác truy nhập mạng IMS. Chức năng của I-
CSCF vì thế đóng vai trò quan trọng trong vấn đề bảo mật cho IMS.
Serving CSCF (S-CSCF).
S-CSCF đóng vai trò trung tâm của IMS, nó điều khiển tất cả các khía cạnh dịch
vụ của một thuê bao, duy trì trạng thái của mỗi phiên do thuê bao đó khởi tạo. Từ khía
cạnh SIP, S-CSCF là một registrar, chịu trách nhiệm nhận thực tất cả các thuê bao,
những người dùng muốn đăng ký vị trí của họ với mạng. Khi được lệnh, S-CSCF sẽ
bắt buộc thiết bị thuê bao gửi bản tin REGISTER mang khoá nhận thực và các chứng
từ thích hợp để trao quyền truy nhập dịch vụ.
Sau khi một thiết bị thực hiện đăng ký, S-CSCF sẽ lưu trữ những thông tin bao
gồm :
- Địa chỉ HSS
- Dữ liệu người dùng
- Địa chỉ P-CSCF (điểm truy nhập trong quá trình đăng ký)
- Miền P-CSCF ( trong trường hợp thiết bị truy nhập vào mạng từ mạng khác)
- Nhận dạng người dùng công cộng
- Nhận dạng người dùng cá nhân
- Địa chỉ IP của thiết bị
S-CSCF cũng chịu trách nhiệm kích hoạt dịch vụ bằng việc cung cấp truy nhập
đến các server ứng dụng (AS) khác nhau trong mạng. Chẳng hạn, nếu một thiết bị thuê
bao đang cố gắng kết nối đến một hội nghị truyền hình, S-CSCF sẽ cung cấp kết nối
đến các AS thích hợp theo đăng ký thuê bao (được định nghĩa trong HSS) và các yêu
cầu phương tiện được định nghĩa trong giao thức mô tả phiên (SDP).
S-CSCF cũng đóng vai trò trong việc chuyển đổi địa chỉ. Vì SIP định tuyến dựa
trên SIP URI, bất kỳ TEL URI nào cũng đều phải chuyển đổi thành SIP URI. Điều này
cũng đúng khi định tuyến từ IMS sang PSTN. S-CSCF sẽ chịu trách nhiệm truy nhập

vào một ứng dụng ENUM/DNS để thực hiện chuyển đổi các địa chỉ đó thành SIP URI
và sau đó chuyển tiếp bản tin đến đích của chúng
S-CSCF hoạt động như một proxy và luôn phải duy trì trạng thái của tất cả các
đăng ký và các phiên dưới quyền điều khiển của nó. Vì S-CSCF biết trạng thái của
phiên và đăng ký, nó có thể cập nhật thông tin cho các thực thể đã đăng ký dịch vụ
thông báo sự kiện sử dụng phương thức SIP SUBCRIBE. Bất kỳ khi nào trạng thái của
một thiết bị thuê bao thay đổi, S-CSCF sẽ cảnh báo tới tất cả thực thể liên quan về
thông tin thay đổi trạng thái này.
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
Tóm lại, S-CSCF là hạt nhân của IMS, là lõi của mạng, cung cấp điểm điều
khiển, cho phép nhà vận hành điều khiển tất cả các dịch vụ và phiên truyền thông
trong mạng. S-CSCF được triển khai trong mạng theo số lượng thuê bao và loại dịch
vụ được hỗ trợ và điều khiển bởi S-CSCF.
1.3.2. Chức năng định vị thuê bao (SLF)
Chức năng này có thể được xây dựng bên trong chức năng khác, hoặc cũng có thể
là một server đứng riêng rẽ. Mục đích của chức năng này là để định vị HSS và S-
CSCF được gán cho một thuê bao riêng. Khi P-CSCF cần định tuyến một yêu cầu cho
một phiên truyền thông của một thuê bao đến S-CSCF thích hợp, P-CSCF sẽ truy nhập
đến chức năng này để xác định S-CSCF nào được gán cho thuê bao đó. Các thiết bị
khác cũng có thể truy nhập đến chức năng này (như server ứng dụng cung cấp dịch vụ
cho thuê bao đó).
1.3.3. Server thuê bao thường trú (HSS)
Trong phân hệ IMS, HSS đóng vai trò như là một nguồn tập trung dữ liệu thuê
bao. HSS lưu trữ dữ liệu người dùng liên quan như: các dịch vụ mà một thuê bao được
phép truy nhập, các ID nhận dạng bao gồm các ID nhận dạng cá nhân và công cộng,
các mạng mà thuê bao đó được phép chuyển vùng, và vị trí của thuê bao. Khi một thuê
bao đăng ký với mạng, S-CSCF sẽ truy nhập vào HSS để lấy dữ liệu người dùng. Bất
cứ khi nào có một thay đổi trong đăng ký của một thuê bao, thông tin thay đổi đó sẽ
được đẩy tới S-CSCF. HSS sẽ gửi tất cả dữ liệu đăng ký thuê bao đến S-CSCF (thay vì
phần thông tin thay đổi). S-CSCF sau đó sẽ thay thế tất cả dữ liệu đăng ký thuê bao mà

nó có với dữ liệu thuê bao do HSS gửi đến. Mục đích của việc đăng ký này là để cung
cấp vị trí cho một thuê bao. Trong trường hợp mạng không dây, vị trí có thể là toạ độ
GPS, cũng có thể là Cell ID. Trong trường hợp mạng cố định, vị trí có thể là địa chỉ IP
được gán cho thiết bị người dùng. Mỗi lần thuê bao thay đổi vị trí, địa chỉ được gán ở
mức IP sẽ thay đổi và phải được cập nhật trong bản đăng ký để phiên truyền thông có
thể kết nối đến hợp lý. Điều này tương tự mạng không dây khi thiết bị di động đăng kí
với các chức năng VLR/HLR.
Hình 1.4 mô tả vị trí của HSS và kết nối của HSS với các CSCF trong phân hệ.
Hình 1.4. Vị trí HSS trong phân hệ IMS.
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
Một trong những chức năng quan trọng nhất của HSS là cung cấp khoá mã hoá
và khoá nhận thực cho mỗi đăng kí thuê bao. Khi thiết bị thuê bao đăng kí với mạng,
S-CSCF sẽ nhận thực thiết bị với các chứng từ hợp lệ được lưu trong HSS bằng cách
truy vấn HSS để xác định các chứng từ hợp lệ nào nên được sử dụng trong suốt quá
trình đăng kí. Thiết bị thuê bao sau đó sẽ trao đổi bản tin REGISTER thứ hai chứa các
chứng từ hợp lệ đó. Chỉ có nhà cung cấp mạng và thiết bị thuê bao mới biết được
những khoá đó là gì. Chúng được lập trình nhúng vào thiết bị thuê bao (trên thẻ SIM
của thiết bị) và HSS.
Có thể có một vài HSS được triển khai trong một mạng IMS dựa trên số thuê bao
mà mạng đó hỗ trợ. Tuy nhiên, chỉ S-CSCF trong cùng một mạng mới được phép truy
nhập HSS trong mạng đó. Điều này là do toàn bộ dữ liệu thuê bao được lưu trong
HSS, việc cung cấp truy nhập HSS từ một miền mạng không tin cậy có thể sẽ là một lỗ
thủng bảo mật và sẽ tạo cơ hội cho hacker đánh cắp ID của thuê bao.
Như vậy, có thể xem HSS như là bộ não của hoạt động, bất kỳ dịch vụ nào mà
một thuê bao được quyền sử dụng có thể tìm thấy ở thành phần chức năng này. Tất cả
thay đổi về đăng kí thuê bao sẽ được tiến hành tập trung tại đây. Ngoài ra, HSS cho
phép quản lí nhiều số nhận dạng dưới một đăng ký thuê bao chung. Một đăng kí thuê
bao có thể chỉ có một ID người dùng cá nhân, và có thể sẽ có nhiều ID người dùng
công cộng. Các ID nhận dạng dịch vụ cũng có thể được gán cho mỗi ID nhận dạng
người dùng công cộng dựa trên một đăng kí thuê bao.

1.3.4. Server ứng dụng (AS)
Server ứng dụng là một thành phần đa chức năng trong IMS, nó không phải là lõi
của IMS, tuy nhiên các AS được mô tả như các thực thể chức năng của IMS bởi vì các
AS cung cấp các dịch vụ đa phương tiện giá trị gia tăng trong IMS. Một AS có thể
được đặt trong mạng thường trú của người dùng, trong một mạng riêng hoặc đứng một
mình. Hình 1.5 mô tả vị trí của AS trong phân hệ IMS.
Hình 1.5. Vị trí của server ứng dụng (AS) trong IMS.
AS sử dụng SIP và DIAMETER, giao diện trực tiếp với các CSCF khác nhau
trong mạng. Có nhiều mục đích sử dụng đối với AS như ứng dụng, phân phối dịch vụ,
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
phân phối nội dung, server hiện diện và thậm chí truyền hình hội nghị. Tùy theo dịch
vụ thực tế, AS có thể hoạt động trong các chế độ SIP proxy, SIP UA và SIP B2BUA.
Ngoài ra, AS cũng có thể giao tiếp với các server ứng dụng khác, chẳng hạn, AS có thể
hoạt động như một server tái định hướng tạo ra yêu cầu và gửi các đáp ứng đến các
thực thể SIP khác trong IMS.
Các dịch vụ cung cấp trên một AS sẽ được nhận dạng bởi các ID nhận dạng dịch
vụ (các địa chỉ của dịch vụ). Chúng tương ứng với các điểm truy nhập trong HSS mà
tại đó người dùng đã đăng kí. Mỗi đăng kí thuê bao được định nghĩa với tất cả ID
người dùng có thể có và với các ID nhận dạng dịch vụ liên kết với mỗi ID người dùng
đó. Điều này là cơ sở cho phép S-CSCF định tuyến các yêu cầu dịch vụ đến AS thích
hợp.
Có 3 loại server ứng dụng (AS) khác nhau được mô tả trong hình 1.6, đó là:
Hình 1.6. Mô hình các loại server ứng dụng.
- SIP AS: Đây là server ứng dụng điển hình, nơi đặt và thực thi các ứng dụng đa
phương tiện IP dựa trên SIP. Các dịch vụ IMS mới sẽ được phát triển trên
server ứng dụng này.
- OSA-SCS (Server truy nhập dịch vụ mở): Đây là server ứng dụng cung cấp truy
nhập dịch vụ mở đến server ứng dụng OSA. Nó kế thừa tất cả khả năng của
OSA (các ứng dụng dịch vụ mở), đặc biệt là khả năng truy nhập IMS một cách
an toàn từ mạng ngoài. Server ứng dụng này giao diện với S-CSCF sử dụng SIP

và giao diện với các OSA sử dụng các OSA API.
- IM-SSF (chức năng chuyển mạch dịch vụ đa phương tiện): Đây là một server
ứng dụng đặc biệt, cho phép sử dụng các dịch vụ truyền thống trong môi trường
dịch vụ CAMEL (CAMEL Service Environment).
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
Như vậy, cả 3 loại server ứng dụng này đều hoạt động như một server ứng dụng
SIP (đóng vai trò SIP proxy, SIP UA, SIP Redirect và SIP B2BUA), ngoài ra, IM-SSF
và OSA-SCS còn đóng vai trò khác khi giao diện với CAMEL và OSA. SIP AS và
OSA-SCS giao tiếp với HSS dựa trên giao thức DIAMETER và được sử dụng để tải
lên hay tải xuống dữ liệu liên quan đến người dùng được lưu trong HSS. Riêng IM-
SSF giao diện với HSS thông qua giao thức MAP.
1.3.5. Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGCF)
Chức năng này được nói đến ở đây bởi nó cung cấp truy nhập vào miền IP/SIP,
mặc dù nó không thực sự được xem là một thành phần của IMS. Hình 1.7 mô tả sơ đồ
kết nối của MGCF trong phân hệ IMS. MGCF sẽ được kết nối với hai SGW và MGW
để điều khiển hai thành phần này trong kết nối với mạng PTSN

Hình 1.7. Liên kết nối trong IMS và PSTN.
Khi một cuộc gọi được khởi tạo từ phía SS7 và kết thúc trong miền SIP, bản tin
SS7 (ISUP) sẽ được gửi đến MGCF (chịu trách nhiệm chuyển đổi bản tin SS7 vào một
yêu cầu SIP để chuyển tiếp nó đến P-CSCF). P-CSCF không hỗ trợ SS7, nó chỉ là một
thiết bị SIP, vì thế, phải có một chức năng cung cấp chuyển đổi giữa các mạng, đó
chính là MGCF.
MGCF không thay thế P-CSCF, đúng hơn, nó liên kết cùng với nhau. MGCF
cung cấp kết nối đến mạng SS7, trong khi đó, P-CSCF sau đó sẽ chuyên chở các bản
tin SIP khi phiên được chuyển tiếp vào mạng IMS. MGCF chỉ giao diện với mạng SS7
trong cùng một miền mạng của nhà cung cấp dịch vụ, nghĩa là nếu nhà cung cấp dịch
vụ có cả mạng IMS và cả mạng truyền thống, MGCF sẽ chỉ giao tiếp giữa hai miền
mạng đó mà không giao tiếp với mạng của nhà cung cấp dịch vụ khác
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS

1.3.6. Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF)
BGCF hoạt động giống như MGCF nhưng là cổng phương tiện giao tiếp với
mạng của nhà cung cấp dịch vụ khác. MGCF giao diện với mạng SS7 trong cùng một
miền mạng của nhà cung cấp dịch vụ, nhưng khi cần kết nối đến mạng của nhà cung
cấp dịch vụ khác, nó giao tiếp thông qua BGCF. BGCF cung cấp chức năng cổng
chuyển mạng giữa các mạng với nhau. Vì lý do bảo mật, nó chỉ giao tiếp với các
BGCF khác của mạng khác. BGCF cũng giao diện trực tiếp với S-CSCF trong cùng
mạng, vì thế, khi một yêu cầu hay đáp ứng được chuyển tiếp đến mạng khác, S-CSCF
có thể chuyển tiếp bản tin trực tiếp đến BGCF. Hình 1.8 mô tả chức năng của BGCF
trong phân hệ IMS. Trong hình này, BGCF được kết nối đến MGCF và S-CSCF
Hình 1.8. Chức năng BGCF trong IMS.
S-CSCF định tuyến đến BGCF theo địa chỉ TEL URI có trong request/response
thông qua bảng định tuyến có trong S-CSCF. Khi định tuyến một phiên vào mạng
PSTN, S-CSCF sẽ không biết về cơ chế định tuyến trong mạng PSTN, khi đó nó sẽ
dựa trên các dịch vụ của BGCF để định tuyến đến mạng PSTN.
1.3.7. Chức năng tài nguyên phương tiện (MRF)
Có hai chức năng chính trong MRF là bộ điều khiển tài nguyên mạng (MRFC) và
bộ xử lý tài nguyên mạng (MRFP). Bộ xử lý quản lý các loại phương tiện khác nhau
dưới sự điều khiển của bộ điều khiển.
MRFC điều khiển luồng phương tiện trong bộ xử lý bằng việc thông dịch các yêu
cầu được gửi bởi một server ứng dụng hay một S-CSCF. Khi cung cấp dịch vụ, S-
CSCF hay AS sẽ gửi một bản tin INVITE đến MRF, và MRF sau đó sẽ đáp trả và phân
phối dịch vụ theo yêu cầu. Trong trường hợp này, MRFC đóng vai trò như một UA kết
cuối. Ví dụ khi điều khiển phòng họp của một phiên hội nghị, MRFC sẽ gửi một bản
tin “re-INVITE” đến người sử dụng. Tạo phòng họp là một chức năng được sử dụng
Đồ án tốt nghiệp đại học Phân hệ đa phương tiện IP - IMS
trong hội nghị cho phép nhiều bên tham gia điều khiển ứng dụng, tuy nhiên tất cả các
bên liên quan sẽ chỉ được xem các bản thuyết trình và chia sẻ tài liệu mà không thể
điều khiển phiên họp cho tới khi bản tin “re-INVITE” được gửi đến họ.
Ngoài ra trong mạng IMS còn có một số chức năng cổng cho phép mạng IMS có

thể giao tiếp với các mạng truyền thống PSTN bao gồm: các cổng phương tiện
(MGW) và cổng báo hiệu (SGW). Các cổng này được điều khiển tập trung thông qua
MRCF.
1.4. Kết luận
Việc tìm hiểu các thành phần chức năng trong phân hệ IMS là rất quan trọng
trước khi đi sâu vào phân tích quá trình thiết lập phiên trong phân hệ IMS. Mỗi thành
phần sẽ có một số chức năng và yêu cầu riêng. Vì thế, các bản tin khi đi qua chúng sẽ
được xử lý khác nhau. Tuy nhiên, để biết các thực thể chức năng xử lý các trường tiêu
đề trong bản tin như thế nào, cần hiểu rõ cấu trúc bản tin, nội dung mà trường tiêu đề
đó trong bản tin mang và đó cũng là nội dung của chương 2: Giao thức điều khiển
phiên SIP.
Đồ án tốt nghiệp đại học Giao thức điều khiển phiên SIP
CHƯƠNG II : GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN PHIÊN SIP
Nhiều người cho rằng thành phần quan trọng của mặt bằng báo hiệu là giao thức
thực hiện điều khiển phiên. Giao thức được chọn để thực hiện công việc này trong
IMS đó là giao thức khởi tạo phiên SIP.
Thiết kế ban đầu của SIP là để mời người dùng tham gia vào một cuộc họp đa
phương tiện đang diễn ra, nhưng ngày nay nó được sử dụng chủ yếu để tạo ra, sửa đổi
và kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện. Thêm vào đó, đã có các mở rộng
SIP cho phép phân phối tin nhắn tức thời và điều khiển đăng ký thuê bao về các sự
kiện.
Nội dung của chương này sẽ tìm hiểu một số khái niệm, khía cạnh liên quan đến
SIP và một số mở rộng của nó sử dụng trong IMS. Để đơn giản, trong hình 2.1, chúng
ta sẽ xem xét giao thức này từ một phiên truyền thông được khởi tạo bởi Alice, và kết
cuối ở Bob. Cả Alice và Bob đều sở hữu các thiết bị đầu cuối hỗ trợ IMS.
Hình 2.1. Thiết bị đầu cuối thiết lập phiên qua mạng IMS.
2.1. Mô tả phiên và SDP
Một mô tả phiên như tên gọi của nó, là một mô tả về phiên truyền thông được
thiết lập. Nó chứa đầy đủ thông tin cho người dùng đầu xa tham gia vào phiên truyền
thông. Trong các phiên truyền thông đa phương tiện qua Internet, thông tin này bao

gồm địa chỉ IP và số hiệu cổng mà tại đó phương tiện cần được gửi đi và các codec
được sử dụng để mã hoá thoại và hình ảnh của các bên tham gia phiên truyền thông.
Mô tả phiên được tạo ra sử dụng các định dạng chuẩn. Định dạng phổ biến nhất
cho việc mô tả các phiên đa phương tiện là giao thức mô tả phiên SDP. SDP đơn giản
là một định dạng text được mô tả trong hình 2.2. Nó bao gồm: một chủ đề hội thoại
(Let’s talk about swimming techniques), địa chỉ IP của người gửi (Alice 192.0.0.1), số
hiệu cổng mà Alice muốn nhận audio (20000), số hiệu cổng mà Alice muốn nhận
video (20002) và các mã hoá codec mà Alice hỗ trợ (0 tương ứng với mã codec audio
G.711 µ-law và 31 tương ứng với mã hóa codec video H.261).
Đồ án tốt nghiệp đại học Giao thức điều khiển phiên SIP
v=0
o=Alice 2790844676 2867892807 IN IP4 192.0.0.1
s=Let’s talk about swimming techniques
c=IN IP4 192.0.0.1
t=0 0
m=audio 20000 RTP/AVP 0
a=sendrecv
m=video 20002 RTP/AVP 31
a=sendrecv
Hình 2.2. Mô tả phiên SDP.
Một mô tả phiên SDP gồm hai thành phần: thông tin mức phiên và thông tin mức
phương tiện. Thông tin mức phiên áp dụng với toàn bộ phiên và đến trước dòng m=
(tương ứng với 5 dòng đầu tiên). Chúng cung cấp phiên bản và các số nhận dạng người
dùng (các dòng v= và o=), chủ đề của phiên (dòng s=), địa chỉ IP của Alice (dòng c=),
và thời gian của phiên (dòng t=). Thông tin mức phương tiện là chỉ rõ luồng phương
tiện, chứa dòng m= và một số các tùy chọn a= cung cấp thông tin nhiều hơn về luồng
phương tiện đó. Ở đây, phiên thiết lập có hai luồng phương tiện và, vì thế có hai dòng
m=. Dòng a=sendrecv chỉ ra rằng luồng phương tiện là hai hướng (nghĩa là người
dùng gửi và nhận luồng phương tiện).
2.2. Mô hình Offer/Answer

Trong ví dụ đang xét, Alice đã gửi một mô tả phiên đến Bob chứa địa chỉ IP của
Alice (địa chỉ IP và số hiệu cổng). Dĩ nhiên, những thông tin này không đủ để thiết lập
phiên giữa họ. Alice cũng cần biết địa chỉ truyền dẫn của Bob. SIP cung cấp một mô
hình trao đổi SDP hai chiều được gọi là mô hình Offer/Answer . Một trong hai người
dùng (offerer) sẽ tạo ra mô tả phiên (offer) và gửi nó đến người dùng đầu xa
(answerer). Người dùng đầu xa này, sau đó sẽ tạo ra một mô tả phiên mới (answer) và
gửi nó đến offerer. Sau khi trao đổi offer/answer, cả hai người dùng sẽ có một cái nhìn
chung về phiên truyền thông sẽ được thiết lập giữa họ. Cả hai sẽ biết, ít nhất là định
dạng phương tiện có thể sử dụng và địa chỉ truyền dẫn cho phiên này. Ngoài ra, trao
đổi offer/answer cũng cung cấp thông tin bổ sung, như khoá mật mã để mật mã hoá
lưu lượng.
Hình 2.2 trình bày answer mà Bob gửi đến Alice sau khi nhận được offer của
Alice trong hình 2.1. Địa chỉ IP của Bob là 192.0.0.2, số hiệu cổng mà tại đó Bob sẽ