nghiên cứu và phát triển chức năng hss và slf cho kiến trúc ims

Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua xu hướng hội tụ mạng Internet, mạng di động và mạng
PSTN đang là xu hướng được quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực thông tin liên lạc.
Nhiều kiến trúc mới đã ra đời trong quá trình phát triển hợp nhất các mạng với mục
đích tạo ra một mạng IP duy nhất. Phân hệ IP Multmdia Subsystem (IMS) là một trong
những kiến trúc đã ra đời trong xu thế phát triển đó. Với IMS, người dùng có thể liên
lạc khắp mọi nơi nhờ tính di động của mạng di động và đồng thời có thể sử dụng
những dịch vụ hấp dẫn từ mạng Internet. IMS đã thực sự trở thành chìa khóa để hợp
nhất mạng di động và mạng Internet. IMS đồng thời cũng trở thành một phân hệ trong
mô hình mạng thế hệ mới (NGN) của tất cả các hãng sản xuất các thiết bị viễn thông
và các tổ chức chuẩn hóa trên thế giới.
Viện FOKUS ( Fraunhofer Institute for Open Communication Systems) đã đưa ra
dự án OpenIMS. Đây là một dự án mã nguồn mở xây dựng mạng lõi IMS, rất phù hợp
cho việc nghiên cứu IMS của sinh viên.
Trong thời gian thực tập tài phòng Lab C9-411 của bộ môn kỹ thuật thông tin,
được sự hướng dẫn của TS Nguyễn Tài Hưng, tôi đã chọn đề tài tốt nghiệp cho mình
“Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS”. Đề tài liên
quan nhiều đến thông tin người dùng và các dịch vụ của nhà cung cấp. Đây là những
vấn đề lớn, rất quan trọng trong một mạng viễn thông.
Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Tài Hưng, TS
Nguyễn Hữu Thanh và TS Nguyễn Văn Tiến đã giúp đỡ nhiệt tình cho cá nhân tôi
cũng như tất cả các bạn sinh viên tại phòng Lab C9-411 hoàn thành đồ án của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 21 tháng 05 năm 2008
Sinh viên: Đào Anh Hà

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Xu hướng hội tụ mạng internet mạng di động và mạng điện thoại cố định đang ngày
một trở nên cần thiết và được chú trọng. Phân hệ IMS ra đời như là một kiến trúc để đạt
được mục đích đó.

Việc nghiên cứu và phát triển các chức năng của khối HSS và SLF trong kién trúc
IMS có ý nghĩa quan trọng trong hoạt động của mạng IMS. Khối HSS chứa toàn bộ
thông của tin người dùng gắn liền với các thông tin dịch vụ. Do vậy đồ án của tôi tập
trung nghiên cứu lý thuyết và có mô phỏng trên thực tế về các phần sau:
• Thông tin người dùng: Nghiên cứu cấu trúc của thông tin người dùng trong
IMS
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
1
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
• Giao thức Diameter: Là giao thức bao trùm lên hầu hết các hoạt động của
khối HSS như: quá trình đăng ký, chứng thực, cấp quyền, tính cước, khởi
tạo cuộc gọi của người dùng…
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
2
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
ABSTRACT
Nowadays, the tendency of converging the Internet and the Cellular Worlds not
only becomes more and more essential. Therefore, IMS architecture is created to
achieve this goal.
Researching and developing HSS and SLF functions take important role in IMS
operation. In addition, HSS contains complete user and service profiles. As a result,
my thesis is concentrated on studying about following theories and practical
simulations:
• User information: Researching about the structure of user profiles in
IMS architecture
• Diameter protocol: a crucial protocol used in almost HSS activities
including registering, authentication, authorization, accounting, initiating
user call…
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
3

Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN 1
ABSTRACT 3
MỤC LỤC 4
DANH SÁCH HÌNH VẼ 5
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 5
Chương 0 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 8
Chương 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS 9
Chương 2 GIAO THỨC HỖ TRỢ CHỨNG THỰC, CẤP QUYỀN, TÍNH
CƯỚC TRONG IMS 28
Chương 3 PHẦN MỀM OPENIMS 60
Chương 4 CÁC MÔ PHỎNG 67
KẾT LUẬN 75
PHỤ LỤC 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
4
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Chương 0 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 8
Chương 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS 9
Chương 2 GIAO THỨC HỖ TRỢ CHỨNG THỰC, CẤP QUYỀN, TÍNH
CƯỚC TRONG IMS 28
Chương 3 PHẦN MỀM OPENIMS 60
Chương 4 CÁC MÔ PHỎNG 67
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
3GPP
3rd Generation

Partnership Project
Dự án cộng tác mạng thế hệ thứ 3
AAA
Authentication
Authorization
Accounting
Chứng thực, cấp quyền, tính cước
AS Application Server Máy chủ ứng dụng
AuC Authetication Center Trung tâm nhận thực
AVP Atribute Value Pair Cặp giá trị thuộc tính
CSCF
Call/Session Control
Function
Khối chức năng điều khiển phiên và cuộc gọi
DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
FQDN Fully Qualified Domain Tên miền đủ điểu kiện
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
5
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Name
GGSN
Getway GPRS Suport
Node
Cổng hỗ trợ nút GPRS
GPRS
General Packet Radio
Service
Dịch vụ chuyển gói rộng khắp qua sóng vô
tuyến
HLR Home Location Register Bộ đăng ký vị trí máy chủ

HSS Home Subcriber Server Máy chủ thuê bao
IANA
Internet Assigned
Numbers Authority
Tổ chức cấp phát số hiệu internet
IETF
Internet Engineering
Task Force
Lực lượng quản lý kỹ thuật
IFC Initial Filter Criteria Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu
IMS
IP Multimedia
Subsystem
Phân hệ IP đa phương tiện
IMSI
International Mobile
Subscriber Identity
Nhận dạng thuê bao di động quốc tế
IP Internet Protocol Giao thức mạng
IPsec
Internet Protocol
security
Giao thức bảo mật mạng
ITU
International
Telecommunication
Union
Hiệp hội viễn thông quốc tế
MRF Media Resource Funtion Chức năng tài nguyên media
MSC

Mobile Switching
Center
Trung tâm chuyển mạch di động
PDF
Policy Decision
Function
Khối chức năng giải quyết chính sách
RADIUS
Remote Authentication
Dial In User Service
Dịch vụ chứng thực cuộc gọi người dùng từ xa
RTP
Real-Time Transport
Protocol
Giao thức vận chuyển thời gian thực
SDP
Session Description
Protocol
Giao thức mô tả phiên
SGSN
Serving GPRS Support
Node
Nút hỗ trợ phục vụ GPRS
SIP
Session Initiation
Protocol
Giao thức khởi tạo phiên
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
6
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS

SLF
Subcriber Location
Function
Khối chức năng vị trí thuê bao
SP Service Point Điểm dịch vụ
TP Triger Point Điểm kích hoạt dịch vụ
UMTS
Universal Mobile
Telecommunication
System
Hệ thống viễn thông di động quốc tế
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
7
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Chương 0 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
0.1 Tầm quan trọng của đề tài
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đặc biệt là trong
lĩnh vực viễn thông, các dịch vụ được phát triển ngày càng trở nên phong phú, đa
dạng. Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của Internet càng tạo ra nền tảng cho việc
phát triển cho rất nhiều dịch vụ. Với mong muốn kết hợp các dịch vụ Internet và các
dịch vụ di động truyền thống, các nhà phát triển đã không ngừng nghỉ trong việc sáng
tạo ra các kiến trúc mạng mới, các công nghệ mới nhằm thực hiện mục đích này. Sự ra
đời của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng 3G chính là bước phát triển quan trọng
trong quá trình hợp nhất các dịch vụ đó.
Việc quản lý các dịch vụ, đưa dịch vụ đến với người dùng, quản lý thông tin người
dùng, tính cước… có vai trò quan trọng trong quá trình triển khai IMS.
Thông tin người dùng phải được xây dựng sao cho có thể dễ dàng xác lập và thay
đổi các gói dịch vụ khác nhau cho từng người dùng tùy theo nhu cầu. Cấu trúc thông
tin người dùng phải đồng nhất cho nhiều loại thiết bị đầu cuối khác nhau.
Vấn đề an ninh, bảo mật, chứng thực, cấp quyền, tính cước cũng cần được quan

tâm một cách kỹ lưỡng. Bởi lẽ trong hoàn cảnh hiện nay khi công nghệ thông tin phát
triển như vũ bão thì đi kèm với nó cũng tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ như virus, hacker,
trộm cắp tài khoản, trộm cước…
0.2 Nội dung nghiên cứu của đề tài
Với mục đích nghiên cứu phát triển khối HSS và IFC cho kiến trúc IMS, đề tài của
tôi bao gồm các nội dung chính sau:
• Chương 1 Tổng quan kiến trúc IMS: Tìm hiểu về kiến trúc IMS, các
thành phần, chức năng của từng thành phần và kiến trúc triển khai
• Chương 2 Giao thức hỗ trợ chứng thực, cấp quyền, tính cước trong
IMS: Trình bày về giao thức Diameter và cấu trúc cơ sở dữ liệu người
dùng.
• Chương 3 Phần mềm OpenIMS: Giới thiệu về mã nguồn mở OpenIMS
của viện FOKUS, trong đó tập trung vào modul FHoSS quản lý cơ sở dữ
liệu người dùng
• Chương 4 Các mô phỏng: Trình bày các công việc làm được trong việc
mô phỏng, chạy thử phần mềm OPENIMS
• Chương 5 Kết luận: Các kết luận và hướng phát triển của đề tài.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
8
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Chương 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS
Trong chương này ta sẽ tìm hiểu về vị trí và vai trò của phân hệ IMS trong kiến trúc
mạng di động 3G, những yêu cầu khi xây dựng phân hệ IMS và tổng quan về các giao
thức, các thành phần chức năng và các cách nhận dạng người dùng trong kiến trúc IMS.
1.1 Vị trí và vai trò của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng di động 3G
Mạng di động 3G được phân chia logic thành mạng truy nhập (Access Network) và
mạng lõi (Core Network). Phía trên cơ sở hạ tầng mạng là nền tảng dịch vụ được sử
dụng để tạo ra các dịch vụ khác nhau. Hình 1.1 chỉ ra kiến trúc mạng 3G UMTS.
Hình 1.1 Kiến trúc của mạng UMTS
Mạng hỗ trợ hai kiểu mạng truy nhập khác nhau:

- Base-station System (BSS) là mạng truy cập GSM
- Radio Network Subsystem (RNS) là mạng truy cập UMTS.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
9
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Mạng lõi bao gồm miền chuyển mạch kênh (CS) và miền chuyển mạch gói (PS). Hai
miền này khác nhau trong cách chúng xử lý dữ liệu. Miền chuyển mạch kênh dành sẵn
các kênh cho lưu lượng của người dùng. Do đó được sử dụng cho các dịch vụ thời gian
thực và dịch vụ hội đàm như dịch vụ thoại và dịch vụ hội nghị video. Miền chuyển mạch
gói được sử dụng cho các ứng dụng dữ liệu gói từ đầu cuối đến đầu cuối như truyền file,
truy cập web và e-mail.
Phân hệ IMS như trong hình vẽ là một phần trong miền chuyển mạch gói. Chức năng
của IMS là cung cấp các dịch đa phương tiện trên nền IP, bao gồm các dịch vụ thời gian
thực như trong miền chuyển mạch kênh. Do đó IMS sẽ làm cho miền chuyển mạch kênh
dần dần được thay thế trong tương lai.
1.2 Các yêu cầu của IMS
IMS được xây dựng và phát triển với mục đích phải kết hợp được những xu hướng
công nghệ mới nhất, làm cho mô hình Internet - Mobile trở thành hiện thực, tạo ra một
nền tảng chung để phát triển các dịch vụ multimedia đa dạng và tạo ra nhiều lợi nhuận
hơn trong việc thúc đẩy khách hàng sử dụng miền chuyển mạch gói trong 3G. Để đạt
được những mục đích đó thì IMS đã được định nghĩa như là một nền tảng kiến trúc để
truyền tải các dịch vụ multimedia IP tới người dùng cuối. Nền tảng đó phải thực hiện
được những yêu cầu sau:
1.2.1 Hỗ trợ việc thiết lập các phiên Multimedia IP
IMS có thể truyền tải các dịch vụ đa dạng.Yêu cầu này nhấn mạnh sự cần thiết để
cung cấp các dịch vụ chính được truyền tải bởi IMS đó là các phiên multimedia qua
mạng chuyển mạch gói. Kiểu media trong trường hợp này có thể là audio hoặc video.
Truyền thông multimedia đã được chuẩn hóa trong các chuẩn hóa trước đây của 3GPP
nhưng những kiểu truyền thông multimedia này được thực hiện qua mạng chuyển mạch
kênh chứ không phải qua mạng chuyển mạch gói.

1.2.2 Hỗ trợ cơ chế để thỏa thuận QoS
QoS là một trong các vấn đề quan trọng nhất của IMS. QoS cho một phiên
multimedia cụ thể được quyết định bởi nhiều nhân tố như băng thông lớn nhất. Băng
thông lớn nhất có thể được cấp phát cho người dùng dựa trên đăng ký của người dùng
hoặc dựa trên tình trạng hiện tại của mạng.
1.2.3 Hỗ trợ làm việc liên kết với mạng Internet và mạng chuyển mạch kênh
(PSTN)
Hỗ trợ làm việc liên kết vơi Internet là một yêu cầu rõ ràng. Mạng Internet sẽ là đích
đến của hàng triệu phiên multimedia được bắt đầu trong IMS. Khi yêu cầu này đạt được
thì số lượng các phiên multimeda sẽ được tăng lên đáng kể.
IMS đồng thời cũng hỗ trợ làm việc liên kết với mạng PSTN. Những thiết bị đầu
cuối IMS đầu tiên sẽ có khả năng kết nối đồng thời với mạng chuyển mạch kênh và
mạng chuyển mạch gói. Vì thế khi một người dùng muốn gọi cho một người dùng khác
ở trong PSTN hay ở trong mạng di động thì thiết bị đầu cuối IMS chọn miền chuyển
mạch kênh để sử dụng.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
10
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Mặc dù yêu cầu làm việc liên kết với mạng chuyển mạch kênh là một yêu cầu không
bắt buộc nhưng hầu hết các thiết bị đầu cuối IMS sẽ hỗ trợ miền chuyển mạch kênh. Vì
thể yêu cầu này có thể được xem như yêu cầu dài hạn.
1.2.4 Hỗ trợ chuyển vùng
Hỗ trợ chuyển vùng là một yêu cầu cơ bản kể từ mạng di động thế hệ thứ hai.
Chuyển vùng giúp người dùng có thể liên lạc khi sang một mang khách. IMS thừa kế
yêu cầu này giúp người dùng duy trì kết nối khi di chuyển sang đất nước khác.
1.2.5 Hỗ trợ điều khiển dịch vụ
IMS giúp nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra những chính sách với những dịch vụ
mà họ cung cấp cho người dùng. Có thể chia những dịch vụ này thành 2 loại:
+ Những chính sách áp dụng chung đối với tất cả người sử dụng trong mạng.
+ Những chính sách áp dụng riêng lẻ đối với những người dùng cụ thể.

Những chính sách chung bao gồm một số các giới hạn do các nhà cung cấp dịch vụ
đưa ra như giới hạn sử dụng các bộ codec dung lượng lớn như G711 trong mạng của họ
Thay vào đó họ có thể áp dụng những bộ codec dung lượng nhỏ như AMR.
Những chính sách riêng lẻ ngược lại được gắn với mỗi một người dùng cụ thể. Ví dụ
khi một người dùng có thể có một vài đăng ký để sử dụng các dịch vụ IMS mà không
bao gồm video. Thiết bị đầu cuối IMS có thể hỗ trợ video nhưng trong trường hợp người
dùng cố gắng để bắt đầu một phiên multimedia mà bao gồm video thì nhà cung cấp sẽ
chặn phiên này.
1.2.6 Hỗ trợ phát triển các dịch vụ
Yêu cầu này ảnh hưởng mạnh mẽ đến thiết kế kiến trúc IMS.Yêu cầu này khẳng định
rằng các dịch vụ IMS không cần phải tiêu chuẩn hóa. Nó đánh dấu một cột mốc quan
trọng trong thiết kế mạng di động, bởi vì trước đây, tất cả các dịch vụ riêng lẻ hoặc là
phải chuẩn hóa hoặc là được thực hiện độc quyền. Thậm chí khi một dịch vụ đã được
chuẩn hóa, cũng không có một đảm bảo chắc chắn dịch vụ sẽ làm việc khi chuyển vùng
sang một mạng khác. IMS giúp cho triển khai các dịch vụ mới đến người dùng nhanh
hơn. Trước đây, sự chuẩn hóa các dịch vụ và công việc kiểm tra gây ra sự chậm chễ
đáng kể trong việc triển khai dịch vụ. IMS làm giảm đáng kể sự chậm trễ này bằng cách
tiêu chuẩn hóa khả năng dịch vụ thay vì chuẩn hóa dịch vụ riêng lẻ.
1.2.7 Hỗ trợ đa truy nhập
Yêu cầu này giới thiệu các phương thức truy nhập khác ngoài GPRS.IMS chỉ là một
mạng IP và do đó bất cứ một mạng truy nhập nào cũng có thể cung cấp sự truy nhập tới
nó. IMS có thể được truy nhập từ mạng WLAN (Wireless Local Area Network), từ một
ADSL …
1.3 Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS
Kiến trúc IMS do 3GPP phát triển dựa trên các giao thức IP được chuẩn hóa bởi
IETF. Giao thức IP bao gồm các giao thức về điều khiển phiên, các giao thức về chứng
thực, cấp quyền và tính toán (AAA) và một số các giao thức khác.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
11
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS

1.3.1 Giao thức điều khiển phiên
Các giao thức điều khiển cuộc đóng vai trò chìa khóa trong bất kì một hệ thống điện
thoại nào. Trong mạng chuyển mạch kênh, các giao thức điều khiển cuộc gọi quan trọng
nhất là TUP (Telephony User Part, ITU-T khuyến nghị Q.721), ISUP ( ISDN User Part,
ITU-T, khuyến nghị Q.761) và BICC (Bearer Independent Call Control, ITU-T khuyến
nghị Q.1901).
SIP đã được chọn là giao thức điều khiển phiên cho IMS trong nhiều giao thức điều
khiển phiên phiên dựa trên IP khác như BICC và H323. SIP được IETF chuẩn hóa trong
RFC 3261 (Request for Command). SIP tuân theo mô hình khách - chủ (client-server).
SIP được thiết kế dựa trên các nguyên lý cơ bản từ hai giao thức HTTP, SMTP. Nên SIP
thừa kế hầu hết các đặc tính quan trọng của hai giao thức này. Điều này tạo ra sức mạnh
cho nó bởi HTTP và SMTP là các giao thức đã rất thành công trong mạng Internet.
Không giống như H323 và BICC, SIP không phân biệt giao diện người dùng tới mạng
(User-to-Network) với giao diện mạng với mạng (Network-to-Network). Trong mô hình
SIP chỉ có một giao thức duy nhất hoạt động thông suốt. Ngoài ra SIP là một giao thức
dưới dạng văn bản do đó nó dễ dàng mở rộng, gỡ rối và phát triển các dịch vụ.
1.3.2 Giao thức hỗ trợ chứng thực, cấp quyền, tính cước
Diameter dựa trên RFC 3588 được chọn là giao thức AAA trong mạng IMS.
Diameter được phát triển từ giao thức RADIUS (RFC 2865) là một giao thức được sử
dụng phổ biến trong Internet để thực hiện chứng thực, cấp quyền và tính cước. Ví dụ khi
một người dùng quay số đến một nhà cung cấp dịch vụ Internet, máy chủ truy nhập
mạng sử dụng RADIUS để chứng thực cấp quyền cho user.
Diameter bao gồm một giao thức cơ bản và giao thức này được bổ sung bởi các
Diameter ứng dụng. Các Diameter ứng dụng là các tùy biến hoặc là các mở rộng
Diameter để phù hợp với các môi trường cụ thể.
IMS sử dụng Diameter trong nhiều giao diện, mặc dù vậy các giao diện này có thể sử
dụng các ứng dụng Diameter khác nhau. Ví dụ IMS sử dụng một Diameter ứng dụng
trong quá trình thiết lập cuộc gọi nhưng lại sử dụng một Diameter ứng dụng khác trong
tính cước.
1.3.3 Các giao thức khác

Bên cạnh SIP và Diameter, IMS còn sử dụng nhiều giao thức khác. Giao thức dịch
vụ chính sách mở thông thường COPS (Common Open Policy Service) được dùng để
truyền tải chính sách giữa các điểm quyết định dịch vụ PDPs (Policy Decision Points) và
các điểm thực hiện chính sách ( Policy Enforcement Points).
H.248 (ITU-T khuyến nghị H.248) được sử dụng bởi các nút báo hiệu để điều khiển
các nút trong mặt phẳng media.
RTP (Real-Time Transport Protocol, RFC 3550) và RCTP (RTP Control Protocol,
RFC 3550) dùng để truyền tải media như video và audio.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
12
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
1.4 Tổng quan kiến trúc IMS
IMS không được chuẩn hoá theo các nút mà dựa trên chức năng. Điều này có nghĩa
là kiến trúc IMS là một tập hợp các chức năng được liên kết với nhau bởi các giao diện.
Các chức năng có thể được kết hợp lại trong môt nút hoặc một chức năng thể được tách
ra thực hiện trong 2 nút hoặc nhiều hơn. Thông thường các nhà cung cấp thường thực
hiện một chức năng trong mỗi nút riêng lẻ.
Hình 1.1 Tổng quan kiến trúc IMS
Hình vẽ 1.2 thể hiện tổng quan kiến trúc IMS. Trong hình vẽ này các giao diện báo
hiệu trong IMS được thể hiện bằng hai hoặc ba chữ cái.
Bên phải của hình vẽ là các thiết bị IMS. Phía dưới là thiết bị di động IMS thường
được gọi là thiết bị người dùng UE. Thiết bị đầu cuối IMS kết nối tới mạng chuyển
mạch gói thông qua liên kết vô tuyến. IMS đồng thời cũng hỗ trợ các kiểu truy nhập và
các thiết bị khác như PDA (Personal Digital Assistant) và máy tính. Các thiết bị này có
thể truy nhập qua ADSL hoặc WLAN.
Phần còn lại của hình vẽ chỉ ra các nút chức năng khác trong kiến trúc lõi của IMS
bao gồm:
+ Cơ sở dữ liệu người dùng: HSS (Home Subcriber Servers) và SLF (Subcriber
Location Function).
+ Chức năng điều khiển phiên, cuộc gọi: CSCF (Call /Sesion Control Function)

+ Chức năng liên quan đến nguồn media: MRF (Media Resource Fuction) bao gồm
bộ điều khiển chức năng nguồn media MRFC (Media Resource Function Controller) và
bộ xử lý chức năng nguồn media MRFP (Media Resource Function Processor).
+ BGCF (Breakout Gateway Control Function).
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
13
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
+ PSTN gateway bao gồm SGW (Signalling Gateway), MGCF (Media Gateway
Controller Function) và MGW (Media Gateway).
1.4.2 CSCF - Call/Session Control Function.
CSCF là một SIP server. Nó là thành phần cơ bản nhất trong kiến trúc IMS.
CSCF xử lý báo hiệu SIP. Có ba kiểu khác nhau của CSCF:
+ Proxy –CSCF (P-CSCF)
+ Serving –CSCF (S-CSCF)
+ Interrogating –CSCF I-CSCF)
Mỗi CSCF có những chức năng đặc biệt của chúng. Tất cả góp phần tạo thành bộ
máy định tuyến bản tin SIP. Ngoài ra chúng có thể gửi các thông tin tính cước tới chức
năng tính cước ngoại tuyến.
1.4.2.1 P-CSCF
P-CSCF là điểm liên lạc đầu tiên giữa thiết bị đầu cuối và mạng IMS. Trong mô
hình của SIP thì P-CSCF đang làm việc như một oubound/inbound SIP proxy server. Tất
cả các bản tin SIP được khởi tạo bởi một thiết bị đầu cuối IMS hoặc gửi đến thiết bị đầu
cuối IMS đều phải đi qua P-CSCF. P-CSCF chuyển tiếp các bản tin SIP: yêu cầu và hồi
đáp theo các hướng phù hợp hoặc là đi tới thiết bị IMS hoặc là tới mạng IMS.
P-CSCF được chỉ định cho các thiết bị đầu cuối IMS trong quá trình đăng ký và
không thay đổi trong quá trình này.
P-CSCF bao gồm nhiều chức năng khác nhau và một trong số chúng liên quan tới
bảo mật. Nó thiết lập một số liên kết đảm bảo IPsec với các thiết bị đầu cuối IMS.
Những liên kết bảo mật Ipsec này đảm bảo sự toàn vẹn thực thể, ví dụ như khả năng để
dò tìm nội dung của bản tin có bị thay đổi từ khi nó được tạo ra hay không.

Một khi P-CSCF đã chứng thực người dùng (như là một phần của sự thiết lập liên
kết bảo mật) thì các nút khác trong mạng không cần phải thực hiện các chứng thực
người dùng khác nữa vì chúng tin tưởng vào P-CSCF. Sự xác nhận của P-CSCF còn có
các chức năng khác như cung cấp các dịch vụ cho các cá nhân và các bản ghi tính cước.
Một chức năng khác nữa của P-CSCF là chúng kiểm tra sự chính xác của bản tin SIP
yêu cầu được gửi bởi thiết bị đầu cuối IMS. Chức năng này giúp ngăn chặn các thiết bị
đầu cuối gửi các bản tin SIP không chính xác.
P-CSCF bao gồm một bộ phận nén và giải nén các bản tin SIP (thiết bị đầu cuối
IMS cũng bao gồm chức năng này). Bản tin SIP đôi khi có thể rất lớn. Trong khi gửi
một bản tin qua một kết nối băng thông rộng chỉ mất một thời gian ngắn thì việc gửi một
bản tin SIP qua một kênh băng thông hẹp, như một kết nối vô tuyến chẳng hạn, sẽ mất
một vài giây. Cơ chế dùng để rút ngắn thời gian truyền một bản tin là nén bản tin lại,
truyền qua liên kết vô tuyến và giải nén bên phía nhận.
P-CSCF có thể bao gồm một PDF. PDF cấp quyền sử dụng media và quản lý QoS
trên mặt phẳng media.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
14
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
P-CSCF đồng thời tạo ra các thông tin tính cước tới các nút thu thập thông tin tính
cước.
Với mục đích mở rộng và tạo ra dư thừa để dự phòng thông thường trong một mạng
IMS có nhiều P-CSCF. Mỗi một P-CSCF phục vụ một số thiết bị đầu cuối IMS phụ
thuộc vào dung lượng của nó.
P-CSCF có thể được đặt tại mạng khách hoặc mạng chủ. Trong trường hợp mạng
chuyển mạch gói dựa trên GPRS thì P-CSCF luôn đặt trong cùng một mạng với GGSN.
Vì vậy GGSN và P-CSCF có thể cùng đặt tại mạng khách hoặc tại mạng chủ.
1.4.2.2 I-CSCF
I-CSCF là SIP proxy được đặt tại biên của miền quản trị. Địa chỉ của I-CSCF luôn
được liệt kê trong các bản ghi DNS của miền. Khi một SIP server tuân theo các thủ tục
SIP để tìm chặng SIP tiếp theo cho một bản tin SIP sẽ nhận được địa chỉ của I-CSCF

trong miền đích.
Ngoài chức năng là một SIP server, I-CSCF còn có một giao diện tới SLF và HSS.
Giao diện này dựa trên giao thức Diameter. Qua giao diện này I-CSCF truy vấn các
thông tin về vị trí của người dùng và định tuyến các bản tin SIP tới địa chỉ phù hợp.
I-CSCF còn có chức năng mã hóa một phần bản tin SIP đang chứa đựng những
thông tin nhạy cảm về miền, như số lượng các server trong miền, tên DNS và dung
lượng của chúng.
Một mạng IMS thường bao gồm nhiều I-CSCF cho mục đích mở rộng và tạo dư
thừa.
I-CSCF thường nằm tại mạng chủ, mặc dù trong một số trường hợp đặc biệt nó có
thể được đặt tại mạng khách.
1.4.2.3 S-CSCF
S-CSCF là nút trung tâm trong mặt phẳng báo hiệu. Ngoài chức năng là một SIP
server, S-CSCF còn đóng vai trò là một SIP registrar. Nó duy trì một gán kết giữa vị trí
của người dùng (như địa chỉ IP của thiết bị đầu cuối mà người dùng đăng nhập) và địa
chỉ SIP của người dùng trong bản ghi.
Giống như I-CSCF, S-CSCF cũng đồng thời thực hiện giao diện tới HSS để thực
hiện các mục đích sau:
+ Tải về các vector chứng thực của người dùng đang truy nhập vào mạng. S-
CSCF sử dụng các vector này để chứng thực người dùng.
+ Tải về hồ sơ người dùng từ HSS. Hồ sơ người dùng bao gồm hồ sơ dịch vụ .
+ Thông báo cho HSS rằng S-CSCF này sẽ phục vụ người dùng trong khoảng
thời gian đăng ký.
Tất cả báo hiệu SIP mà thiết bị đầu cuối IMS gửi và nhận đều đi qua S-CSCF .
S-CSCF giám sát từng bản tin SIP và quyết định xem báo hiệu SIP sẽ đi qua một hay
nhiều server ứng dụng hoặc để định tuyến tới đích cuối cùng.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
15
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Một trong những chức năng chính của S-CSCF là cung cấp chức năng định tuyến

bản tin SIP. Nếu một người dùng quay một số điện thoại thay vì một SIP URI thì S-
CSCF cung cấp dịch vụ chuyển đổi địa chỉ, thường dựa trên DNS E.164 Number
Translation (IETF).
S-CSCF đồng thời thi hành các chính sách của nhà điều hành mạng. Ví dụ một người
dùng không có quyền để thiết lập một loại phiên cụ thể như phiên video chẳng hạn. Nói
cách khác, S-CSCF ngăn chặn người dùng thực hiện những dịch vụ không được cho
phép.
S-CSCF luôn luôn nằm tại mạng chủ.
1.4.3 Cơ sở dữ liệu : HSS và SLF
HSS và SLF là hai cơ sở dữ liệu chính trong kiến trúc IMS.
HSS lưu trữ dữ liệu cho tất cả các thuê bao và tất cả dữ liệu liên quan đến dịch vụ
của IMS. Dữ liệu được lưu trữ trong HSS bao gồm nhận dạng, thông tin đăng ký thuê
bao, tham số truy nhập và thông tin kích hoạt dịch vụ. Thông tin nhận dạng gồm có hai
loại: Nhận dạng người dùng công cộng và nhận dạng người dùng cá nhân. Nhận dạng
người dùng cá nhân được sử dụng cho mục đích đăng ký và cấp quyền, trong khi đó
nhận dạng người dùng công cộng được người dùng sử dụng để liên lạc với những người
dùng khác. Các tham số truy nhập IMS được khởi tạo để thết lập một phiên và bao gồm
các thông số giống như chứng thực người dùng, cấp quyền chuyển vùng và tên của S-
CSCF phụ trách người dùng. Thông tin kích họat dịch vụ cho phép thực hiện các dịch vụ
SIP.
HSS cũng bao gồm một số các chức năng của bộ đăng ký vị trí chủ (HLR) và trung
tâm nhận thực (AuC).
Hình 1.1 Cấu trúc của HSS
Chức năng HLR hỗ trợ các thực thể trong miền chuyển mạch gói như SGSN và
GGSN. Điều này cho phép các thuê bao truy nhập tới các dịch vụ trong miền chuyển
mạch gói. HLR đồng thời cũng hỗ trợ các thực thể trong miền chuyển mạch kênh như
MSC/MSC servers. Điều này cũng cho phép các thuê bao có thể truy nhập các dịch vụ
trong miền chuyển mạch kênh và hỗ trợ chuyển vùng tới những mạng có miền chuyển
mạch kênh.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN

16
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
AuC lưu trữ chìa khóa bí mật cho mỗi một thuê bao di động. Chìa khóa này được sử
dụng để tạo ra dữ liệu bảo mật linh động cho mỗi một thuê bao. Dữ liệu được sử dụng
cho sự nhận thực lẫn nhau giữa mạng và IMSI (International Mobile Subscriber
Identity). Dữ liệu bảo mật cung cấp sự toàn vẹn thực thể và mã hóa thông tin liên lạc
qua đường vô tuyến giữa thiết bị đầu cuối và mạng.
Một mạng có thể có nhiều hơn một HSS, phụ thuộc vào số lượng thuê bao và khả
năng của các thiết bị và tổ chức của mạng.
Nếu mạng có một HSS không cần phải có SLF (Subscription Location function).
Ngược lại nếu mạng có nhiều hơn một HSS nhất thiết phải có SLF. SLF là một cơ sở dữ
liệu đơn giản dùng để ánh xạ địa chỉ thuê bao với HSS tương ứng quản lý thuê bao đó.
Khi một nút khác truy vấn SLF với đầu vào là một địa chỉ thuê bao thì sẽ nhận được địa
chỉ của HSS tương ứng chứa các thông tin liên quan đến thuê bao như là đầu ra.
HSS và SLF thực hiện giao thức Diameter với các ứng dụng Diameter xác định cho
IMS.
1.4.4 AS (Application server)
AS là các thực thể SIP đảm nhận và thực hiện các dịch vụ. Phụ thuộc vào dịch vụ
thực tế mà AS có thể hoạt động ở các chế độ SIP proxy, SIP UA hoặc SIP B2BUA. AS
giao tiếp với S-CSCF bằng SIP
Hình 1.1 Application Server
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
17
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
AS gồm ba loại:
• SIP AS: Đây là các AS cơ sở thực hiện các dịch vụ multimedia dựa trên
SIP. Các dịch vụ IMS mới sẽ được phát triển trong SIP AS.
• OSA-SCS (Open Service Access-Service Capability Server): Đây là AS
cung cấp giao diện tới các ứng dụng nền tảng OSA. Nó thừa kế tất cả các
khả năng của dịch vụ mở, đặc biệt khả năng để truy nhập một cách bảo

mật vào các mạng bên ngoài. Nút này một mặt đóng vai trò là AS và mặt
khác là một giao diện giữa OSA AS và giao diện lập trình ứng dụng OSA.
• IM-SSF ( IP Multimedia Service Switching Function): AS này cho phép
tái sử dụng dịch vụ CAMEL (Customized Application for Mobible
Network Enhanced Logic) được phát triển cho GSM. IM-SSF cho phép
một gsmSCF (GSM Service Control Function) điều khiển một phiên IMS.
Một mặt đóng vai trò là một AS và mặt kia đóng vai trò là chuyển mạch
dịch vụ giao tiếp với gsmSCF dựa trên giao thức CAP (CAMEL
Application Part).
AS có thể được đặt tại mạng chủ hoặc tại mạng của một nhà cung cấp thứ ba. Trong
trường hợp AS được đặt ngoài mạng chủ thì nó không giao tiếp với HSS.
1.4.5 MRF
MRF (Media Resource Funtion) cung cấp nguồn media trong mạng chủ. MRF cung
cấp khả năng để play thông báo, trộn các luồng media với nhau, chuyển đổi giữa các
loại mã khác nhau, thu thập thống kê và làm các công việc phân tích media khác.
MRF được chia thành MRFC và MRFP. MRFC (Media Resource Funtion Control)
đóng vai trò như một SIP User Agent và có một giao diện tới S-CSCF. MRFC điều
khiển nguồn tài nguyên trong MRFP (Media Resource Funtion Processor) thông qua
giao diện H.248. MRFP thực hiện tất cả chức năng liên quan đến media như play và trộn
media.
MRF luôn luôn đặt tại mạng chủ.
1.4.6 BGCF
BGCF (Breakout Getway Control Function) là một thành phần SIP server cơ bản bao
gồm chức năng định tuyến dựa trên số điện thoại. BGCF chỉ được sử dụng trong những
phiên mà bắt đầu từ một thiết bị đầu cuối IMS tới một người dùng trong mạng chuyển
mạch kênh như PSTN hoặc là PLMN.
Hai chức năng chính của BCCF:
+ Lựa chọn mạng thích hợp trong trường hợp làm việc với miền chuyển mạch kênh.
+ Lựa chọn PSTN/CS gateway phù hợp
1.4.7 IMS-ALG và TrGW

IMS hỗ trợ cả IPv4 và IPv6. Ở một số điểm trong phiên multimedia IP việc làm việc
chéo giữa hai phiên bản có thể xảy ra. Để tránh cho các thiết bị đầu cuối không phải hỗ
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
18
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
trợ các chức năng để có thể làm việc liên kết, IMS bổ sung thêm hai thực thể mới đó là:
IMS – Application Layer Gateway (IMS-ALG) và Transition Gateway (TrGW). IMS-
ALG xử lý các vấn đề về báo hiệu (SIP, SDP …), còn TrGW xử lý lưu lượng media
(RTP, RCTP).
Hình 1.1 IMS-ALG và TrGW
Hình 1.5 thể hiện mối quan hệ giữa IMS-ALG và TrGW. IMS-ALG thực hiện chức
năng như một SIP B2BUA bằng cách duy trì hai chặng báo hiệu độc lập. Một chặng
hướng tới bên trong mạng IMS và chặng còn lại hướng vào mạng khác. Mỗi chặng này
sử dụng các phiên bản IP khác nhau. Thêm vào đó, IMS-ALG ghi lại SDP bằng cách
thay đổi các địa chỉ IP và các port number tạo ra bởi các thiết bị đầu cuối với một hoặc
nhiều địa chỉ IP và port number phân bổ cho TrGW. Điều này cho phép lưu lượng media
được định tuyến tới TrGW.
IMS-ALG giao tiếp với I-CSCF với các luồng lưu lượng tới và với S-CSCF cho các
luồng lưu lượng đi thông qua giao diện Mx.
TrGW là một NAT-PT/NAPT-PT (Network Address Port Translator-Protocol
Translator). TrGW được cấu hình với một tập hợp các địa chỉ IP, được phân bổ tự động
cho một phiên đã cho. TrGW thực hiện sự chuyển đổi media giữa IPv4 và IPv6.
1.4.8 PSTN/CS gateway
PSTN gateway cung cấp giao diện hướng tới mạng chuyển mạch kênh, cho phép các
thiết bị đầu cuối IMS gọi và nhận các cuộc gọi từ PSTN và tới PSTN.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
19
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Hình 1.1 PSTN/CS Getway giao tiếp với một mạng CS
PSTN gateway cung cấp giao diện hướng tới mạng chuyển mạch kênh, cho phép các

thiết bị đầu cuối IMS gọi và nhận các cuộc gọi từ PSTN và tới PSTN.
PSTN gateway được phân chia thành những thành phần chức năng sau:
+ SGW (signalling gateway): Signalling gateway giao tiếp với mặt phẳng báo
hiệu của mạng chuyển mạch kênh. SGW thực hiện sự chuyển đổi giao thức mức thấp.
SGW thay thế các giao thức bậc thấp MTP (ITU-T khuyến nghị Q.701) bằng SCTP/IP
(Stream Control Transmission Protocol, RFC 2960). Vì vậy, SGW chuyển đổi ISUP
(ITU-T khuyến nghị Q.761) hoặc BICC (Bearer-Independent Call Control) trên nền
MTP (Message Transfer Part) thành ISUP (ISDN User Part) hoặc BICC trên nền
SCTP/IP (Stream Control Tranmission Protocol/Internet Protocol).
+ MGCF (Media GateWay Control Function): MGCF là nút trung tâm của
PSTN/CS gateway. Nó thực hiện chuyển đổi giao thức và ánh xạ SIP (giao thức điều
khiển cuộc gọi trong IMS) thành ISUP/IP hoặc BICC/IP. Ngoài ra, MGCF còn điều
khiển nguồn tài nguyên trong MGW (Media GateWay). Giao thức được sử dụng giữa
MGCF và MGW là H.248.
+ MGW: (Media Gateway) giao tiếp với mặt phẳng media của PSTN. Một mặt
MGW có khả năng gửi và nhận mdeia IMS trên nền RTP (Real-time Transport
Protocol). Mặt khác MGW sử dụng một hoặc nhiều khe thời gian PCM để kết nối tới
mạng chuyển mạch kênh. Thêm vào đó, MGW thực hiện việc chuyển đổi mã khi mà
thiết bị đầu cuối IMS không hỗ trợ các codec được sử dụng bởi mạng chuyển mạch
kênh. Một tình huống phổ biến thường xảy ra là thiết bị đầu cuối IMS sử dụng mã AMR
(Adaptive Multi-Rate) trong khi đó thiết bị đầu cuối PSTN sử dụng mã G.711.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
20
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
1.4.9 Mạng chủ và mạng khách
IMS mượn một vài khái niệm của GSM và GPRS như mạng chủ và mạng khách. Khi
chúng ta sử dụng điện thoại di động trong khu vực ta cư trú là ta đang sử dụng hạ tầng
do các nhà điều hành mạng cung cấp. Cơ sở hạ tầng này hình thành mạng chủ.
Mặt khác, khi chúng ta chuyển vùng ra ngoài khu vực che phủ của mạng chủ, chúng
ta sử dụng cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi một nhà điều hành khác. Hạ tầng này được

gọi là mạng khách.
Để sử dụng được mạng khách thì các nhà điều hành mạng khách và mạng chủ phải
có một thỏa thuận với nhau. Các thỏa thuận này có thể là giá cước cuộc gọi, chất lượng
dịch vụ hoặc là phương thức qui đổi bảng tính cước.
Hầu hết các nút đặt tại mạng chủ nhưng có những nút có thể đặt tại mạng khách hoặc
mạng chủ. Đó là nút P-CSCF. Kiến trúc IMS cho phép hai cấu hình khác nhau cho P-
CSCF, tùy thuộc vào vị trí của P-CSCF ở mạng khách hay mạng chủ.
Thêm nữa khi mạng truy nhập kết nối IP là mạng GPRS thì vi trị của P-CSCF phụ
thuộc vị trí của GGSN. Trong tình huống chuyển vùng, GPRS cho phép vị trí của GGSN
hoặc ở trong mạng khách hoặc ở trong mạng chủ (Bình thường SGSN luôn ở mạng
khách).
Trong IMS cả GGSN và P-CSCF phải nằm trong cùng một mạng. Điều này cho phép
P-CSCF điều khiển GGSN qua giao diện Go. Khi cả P-CSCF và GGSN nằm trong cùng
một mạng thì giao diện Go luôn luôn là giao diện hoạt động bên trong và làm cho sự
hoạt của nó đơn giản hơn.
Hình 1.7 chỉ ra cấu hình trong đó P-CSCF nằm trong mạng khách. Cấu hình này là
giai đoạn tiếp theo của IMS bởi vì nó yêu cầu IMS phải thực hiện từ mạng khách.
Hình 1.1 P-CSCF đặt tại mạng khách
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
21
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Không thể mong đợi việc tất cả các mạng trên thế giới đều triển khai IMS cùng một
lúc. Do đó cũng không thể mong chờ tất cả các mạng thành phần sẽ cập nhật các GGSN
theo cùng một chuẩn tại cùng một thời điểm và cùng bắt đầu cung cấp dịch vụ IMS. Vì
vậy chúng ta chỉ có thể mong đợi sớm có sự triển khai IMS mà P-CSCF ở trong mạng
chủ như hình 1.8.
Hình 1.8 chỉ ra một cấu hình hiện tại khi cả P-CSCF và GGSN nằm trong cùng mạng
chủ. Cấu hình này không yêu cầu sự hỗ trợ IMS từ mạng khách. Mạng khách không cần
phải có GGSN tuân theo tiêu chuẩn 3GPP release 5. Mạng khác chỉ cần cung cấp liên
lạc vô tuyến và SGSN. Vì vậy, cấu hình này được thực hiện từ những ngày đầu của

IMS.
Hình 1.2 P-CSCF đặt tại mạng chủ
Tuy nhiên cấu hình này có những bất lợi so với cấu hình trên bởi vì lưu lượng media
phải đi qua mạng chủ rồi mới được định tuyến đến mạng khách. Điều này gây ra độ trễ
lớn.
1.5 Nhận dạng người dùng trong IMS
Bất cứ một mạng nào đều phải có khả năng để nhận dạng người dùng một cách duy
nhất. Đây là một thuộc tính cho phép một máy điện thoại có thể rung chuông khi chúng
ta quay một chuỗi số trong mạng PSTN.
Trong mạng PSTN, thuê bao được nhận ra bởi một số điện thoại. Số điện thoại
được gán cho một thuê bao bao gồm các phần: phần cục bộ, mã vùng và mã quốc tế.
Phụ thuộc vào đích gọi đến là nội hạt, trong quốc gia hay đi quốc tế mà số điện thọai
có thể ngắn hoặc dài. Thêm vào đó khi một dịch vụ mới được cung cấp thường có
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
22
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
những số đặc biệt để nhận dạng dịch vụ như 113 chẳng hạn. IMS cũng cung cấp cơ
chế để nhận dạng dịch vụ.
Nhận dạng người dùng công cộng
Trong IMS có một cách tiền định để nhận dạng người dùng. Một thuê bao IMS được
phân bổ một hay nhiều nhận dạng người dùng công cộng. Nhà điều hành chủ chịu trách
nhiệm phân phối nhận dạng người dùng công cộng tới mỗi thuê bao IMS. Một nhận
dạng người dùng công cộng có thể là SIP URI hoặc một TEL URI. Nhận dạng người
dùng công cộng được sử dụng để làm những thông tin liên lạc trên tấm card giao dịch .
Trong IMS, nhận dạng người dùng công cộng được sử dụng để định tuyến báo hiệu
SIP.
Nhận dạng người dùng công cộng tương ứng với số MSISDN ( Mobile Subcriber
ISDN Number) trong GSM.
Khi nhận dạng người dùng công cộng chứa một SIP URI, nó thường có dạng :
sip:, mặc dù các nhà điều hành IMS có thể thay đổi cấu trúc

này và địa chỉ theo cách của họ. Thêm vào đó, nó có thể bao gồm một số điện thoại
trong một SIP URI sử dụng định dạng như sau:
SIP : ; user=phone
Định dạng này là cần thiết bởi vì SIP yêu cầu rằng URI trong khi đăng ký phải là
một SIP URI. Vì vậy nó không có khả năng đăng ký một TEL URI trong SIP, mặc dù nó
có khả năng đăng ký một SIP URI mà chứa một số điện thoại.
TEL URI là một dạng khác của nhận dạng người dùng công cộng. Đây là một TEL
URI thể hiện một số điện thoại quốc tế:
tel:+1-212-555-0293
TEL URI cần thiết để có thể gọi từ một thiết bị đầu cuối IMS tới một điện thoại
trong PSTN, bởi vì số điện thoại PSTN được thể hiện bởi những chữ số. Mặt khác, TEL
URI cũng cần thiết nếu một thuê bao PSTN muốn thực hiện một cuộc gọi tới một người
dùng trong IMS, bởi vì người dùng PSTN chỉ có thể bấm những chữ số.
Mỗi người dùng sẽ được phân bố ít nhất một SIP URI và một TEL URI. Lý do để
phân bổ nhiều nhận dạng công cộng là một người dùng có thể có nhiều nhóm liên lạc
như gia đình, bạn bè, đồng nghiệp…Có thể mỗi nhóm người sẽ biết được các nhận dạng
công cộng khác nhau của người dùng đó. Điều này thuận tiện cho việc kích hoạt những
dịch vụ liên quan.
Trong IMS một bản tin đăng ký SIP có thể đăng ký nhiều nhận dạng người dùng
công cộng để tiết kiệm thời gian đăng ký và băng thông.
1.5.1 Nhận dạng người dùng cá nhân
Mỗi thuê bao IMS được gán cho một nhận dạng người dùng cá nhân. Không giống
nhận dạng người dùng công cộng, nhận dạng người dùng cá nhân không có dạng SIP
URIs hay TEL URIs, mà có dạng NAI (Network Access Identifier,RFC 2486). Định
dạng của NAI là
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
23
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Nhận dạng người dùng cá nhân không để định tuyến bản tin SIP mà dành riêng cho
mục đích nhận thực và nhận dạng đăng ký thuê bao. Nhận dạng người dùng cá nhân

thực hiện chức năng giống như IMSI (International Mobile Subcriber Identifier) trong
GSM Người dùng không cần phải biết nhận dạng người dùng cá nhân, bởi vì nó được
lưu trữ trong một thẻ thông minh, giống như IMSI được lưu trong SIM .
1.5.2 Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và nhận dạng người dùng
công cộng.
Nhà điều hành phân bổ một hoặc nhiều nhận dạng người dùng công cộng và một
nhận dạng người dùng cá nhân cho mỗi người dùng. Trong trường hợp của GSM/UMTS
thẻ thông minh lưu trữ nhận dạng người dùng cá nhân và ít nhất một nhận dạng người
dùng công cộng. HSS lưu trữ đồng thời nhận dạng người dùng công cộng và nhận dạng
người dùng cá nhân.
Mối quan hệ giữa một thuê bao IMS, một nhận dạng người dùng công cộng và một
nhận dạng người dùng cá nhân được chỉ ra trên hình 1.9. Một thêu bao IMS được cung
cấp chỉ duy nhất một nhận dạng người dùng cá nhân và nhiều nhận dạng người dùng
công cộng.
3GPP release 6 đã mở rộng mối quan hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và nhận
dạng người dùng công cộng như được chỉ ra trong hình 1.10. Một thuê bao IMS không
chỉ được phân bố một mà nhiều nhận dạng người dùng cá nhân. Trong trường hợp của
UMTS, chỉ có một nhận dạng người dùng cá nhân được lưu trong thẻ thông minh,
nhưng người dùng có thể có nhiều thẻ và chứng được lắp vào trong các thiết bị khác
nhau.
Hình 1.1 Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và công cộng
trong Realese 5
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
24
Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS
Hình 1.2 Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và công cộng
trong Release 6
1.5.3 Nhận dạng dịch vụ công công
Khái niệm nhận dạng dịch vụ công cộng được giới thiệu trong release 6 của 3GPP.
Không giống nhận dạng người dùng công cộng, được phân bố tới người dùng, một nhận

dạng dịch vụ công cộng được phân bố cho một dịch vụ được nắm giữ bởi một AS. Ví dụ
một AS phục vụ một phòng chat được nhận dạng bởi một nhận dạng dịch vụ công cộng.
1.5.4 SIM, USIM và ISIM trong 3GPP
UICC (Universal Integrated Circuit Card) là trung tâm trong thiết kế thiết bị đầu cuối
3GPP. UICC là một thẻ thông minh có thể di chuyển được, lưu trữ một số dữ liệu như
thông tin đăng ký thuê bao, mã nhận thực, sổ địa chỉ và các tin nhắn. Nếu không có
UICC thì thiết bị đầu cuối chỉ có thể gọi các số khẩn cấp.
UICC cho phép người dùng dễ dàng di chuyển thông tin đăng ký thuê bao của họ
sang thiết bị mới bằng cách lắp thẻ thông minh sang thiết bị đó. UICC là một khái niệm
chung định nghĩa các đặc tính của thẻ thông minh.
UICC có thể bao gồm một vài ứng dụng logic như SIM, USIM (Universal Subscriber
Identity Module), ISIM (IP multimedia Services Identity Module). UICC còn có các ứng
dụng khác như là sổ điện thoại.
1.5.4.1 SIM
SIM lưu trữ một tập hợp các tham số như thông tin đăng ký người dùng, mã nhận
thực và các tin nhắn. Nó là thành phần cơ bản nhất trong các thiết bị đầu cuối để chúng
có thể hòa mạng. Mặc dù khái niệm UICC và SIM là có thể thay đổi cho nhau, UICC
ám chỉ đến thẻ vật lý trong khi đó SIM nói đến một ứng dụng đơn lẻ nằm trong
UICC .SIM được sử dụng rộng rãi trong mạng GSM.
Đào Anh Hà – Điện tử 4 – K48 -ĐHBKHN
25