Hỗ trợ dịch vụ giá trị gia tăng trong mạng 3GIMS

bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học

Hỗ trợ dịch vụ giá trị gia tăng
Trong mạng 3G/IMS
ngành : điện tử viễn thông
m số:23.04.3898
Nguyễn duy chung

Ngời hớng dẫn khoa học : TS. Nguyễn hữu thanh

Hà Nội 2008


Mục lục

Mục lục........................................................................................................ 1
Danh mục hình vẽ .................................................................................. 4
Lời mở đầu .................................................................................................. 6
CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về IMS Và 3G............................................... 9
1. Kiến trúc IMS....................................................................................................9
1.1 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi CSCF ..............................................10
1.1.1 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền ..................................10
1.1.2 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi tơng tác mạng .......................13
1.1.3 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi phục vụ ....................................13
1.2 Cơ sở dữ liệu...................................................................................................14
1.3 Các chức năng dịch vụ ..................................................................................15
1.3.1 Chức năng của AS ..................................................................................15

1.3.2 Các chức năng tài nguyên phơng tiện- MRF.....................................16
1.4 Các chức năng tơng tác mạng ....................................................................16
1.4.1 Chức năng điều khiển cổng phơng tiện MGCF..............................16
1.4.2 Cổng báo hiệu SGW............................................................................17
1.4.3 Cổng phơng tiện MGW ....................................................................17
1.4.4 Chức năng điều khiển cổng ranh giới BGCF....................................17
1.5 Các chức năng hỗ trợ ....................................................................................18
1.5.1 Chức năng quyết định chính sách PDF.............................................18
1.5.2 Gateway bảo vệ - SEG ...........................................................................18
1.5.3 Chức năng THIG....................................................................................19
1.6 Các điểm tham khảo trong IMS ..................................................................19
1.6.1 Điểm tham khảo Gm..............................................................................20
1.6.2 Điểm tham khảo Mw..............................................................................21
1.6.3 Điểm tham khảo điều khiển dịch vụ IMS ISC .................................21
1.6.4 Điểm tham khảo Cx ...............................................................................22
1.6.5 Điểm tham khảo Dx ...............................................................................24
1.6.6 Điểm tham khảo Sh................................................................................24
1.6.7 Điểm tham khảo Dh ...............................................................................26
1.6.8 Điểm tham khảo Mm .............................................................................26
1.6.9 Điểm tham khảo Mg...............................................................................26
1.6.10 Điểm tham khảo Mi .............................................................................26
1.6.11 Điểm tham khảo Mj .............................................................................26
1.6.12 Điểm tham khảo Mk ............................................................................26
1.6.13 Điểm tham khảo Ut ..............................................................................26
1.6.14 Điểm tham khảo Mr.............................................................................27
1.6.15 Điểm tham khảo Mp ............................................................................27
2. Kiến trúc mạng UMTS và CDMA.................................................................27
3. Kết nối UMTS vào IMS ..................................................................................28

1

Chơng 2: Giao thức khởi tạo phiên....................................... 31
2.1 Cấu trúc giao thức SIP..................................................................................31
2.2 Các phơng thức SIP ....................................................................................32
2.3 Các yêu cầu SIP.............................................................................................34
2.4 Các phúc đáp SIP ..........................................................................................34
2.5 Các trờng tiêu đề SIP..................................................................................38
2.6 Thiết lập phiên từ UMTS vào IMS để sử dụng dịch vụ.............................46
2.6.1 Đánh địa chỉ trong IMS .........................................................................46
2.6.2 Định vị trí P-CSCF.................................................................................48
2.6.3 Sự đăng ký IMS ......................................................................................49
2.6.4 Cuộc gọi xuất phát từ mạng di động ....................................................51
2.6.5 Cuộc gọi kết thúc tại mạng di động ......................................................53

Chơng 3: Máy chủ ứng dụng-AS................................................. 55
3.1 Các kiểu máy chủ ứng dụng .........................................................................56
3.1.1 Các máy chủ ứng dụng SIP ...................................................................56
3.1.2 Truy nhập dịch vụ mở-máy chủ khả năng dịch vụ (OSA-SCS) ........57
3.1.3 Máy chủ ứng dụng IM-SSF ...................................................................57
3.2 Mô hình thiết lập phiên qua các AS ............................................................57
3.2.1 AS hoạt động nh một tác nhân ngời dùng SIP................................58
3.2.2 AS hoạt động nh một server ủy quyền SIP........................................63
3.2.3 AS hoạt động nh một máy chủ chuyển hớng SIP ...........................64
3.2.4 AS hoạt động nh một SIP B2BUA......................................................66
3.3 Tiêu chuẩn bộ lọc Filter Criteria ..............................................................69
3.4 Thực thi dịch vụ.............................................................................................72

Chơng 4: triển khai dịch vụ giá trị gia tăng................. 77
4.1 Dịch vụ hiện diện...........................................................................................77

4.2 Dịch vụ nhắn tin ............................................................................................77
4.2.1 Nhắn tin tức thời Pager-mode trong IMS ............................................78
4.2.2 Nhắn tin tức thời Session-base trong IMS ...........................................80
4.3 Dịch vụ Push to talk ......................................................................................83
4.3.1 URI-list Services .....................................................................................84
4.3.2 Multiple REFER.....................................................................................85
4.3.3 Định dạng URI-list .................................................................................86
4.3.4 Kiến trúc mạng dịch vụ PoC trong IMS ..............................................87
4.3.5 Sự đăng ký PoC ......................................................................................89
4.3.6 Các vai trò của PoC Server ...................................................................90
4.3.7 Các loại phiên PoC .................................................................................91
4.3.8 Dịch vụ Ericsson IMS Push to Talk .....................................................96
4.4 Dịch vụ hội nghị.............................................................................................97
4.4.1 Kiến trúc dịch vụ hội nghị .....................................................................98
4.4.2 Trạng thái hội nghị ................................................................................98
4.4.3 Một ví dụ dịch vụ hội nghị.....................................................................99

2


4.5 DÞch vô qu¶n lý nhãm.................................................................................101
4.5.1 Kh¸i niÖm DÞch vô Qu¶n lý nhãm ......................................................102
4.5.2 Resource List ........................................................................................103
4.5.3 Qu¶n lý tµi liÖu XML PoC...................................................................104

ThuËt ng÷ viÕt t¾t........................................................................... 110
Tµi liÖu tham kh¶o .......................................................................... 116

3

Danh mục hình vẽ

Hình 1.1: Kiến trúc IMS................................................................................... 9
Hình 1.2: Lõi IMS và các CSCF ..................................................................... 10
Hình 1.3: Cấu trúc của HSS............................................................................ 15
Hình 1.4: Mối quan hệ giữa các kiểu AS khác nhau...................................... 15
Hình 1.5: Vị trí của MGCF trong IMS ........................................................... 16
Hình 1.6: Chuyển đổi báo hiệu trong SWG ................................................... 17
Hình 1.7: Vị trí của BGCF trong mạng IMS .................................................. 17
Hình 1.8: Các điểm tham khảo trong IMS ..................................................... 19
Hình 1.9: Phân giải HSS sử dung SLF............................................................ 24
Hình 1.10: Kiến trúc mạng UMTS ................................................................. 27
Hình 1.11: Kiến trúc mạng CDMA và miền gói ............................................ 28
Hình 1.12: Vị trí của IMS trong mạng UMTS................................................ 29
Hình 1.13: Kết nối UMTS vào IMS và phân lớp trong IMS........................... 29
Hình 2.1: Các điều kiện cần thiết để sử dụng IMS......................................... 46
Hình 2.2: Sự liên hệ giữa các nhận dạng ........................................................ 48
Hình 2.3: Định vị trí P-CSCF dùng thủ tục GPRS.......................................... 49
Hình 2.4: Định vị trí P-CSCF dùng DHCP..................................................... 49
Hình 2.5: Sự đăng ký và nhận thực trong IMS ............................................... 50
Hình 2.6: Thiết lập cuộc gọi từ di động vào IMS ........................................... 52
Hình 2.7: Cuộc gọi kết thúc tại mạng di động ............................................... 53
Hình 3.1: Các giao diện đối với máy chủ dịch vụ .......................................... 55
Hình 3.2: Giao diện Ut giữa đầu cuối IMS và AS .......................................... 56
Hình 3.3: Máy chủ ứng dụng SIP ................................................................... 56
Hình 3.4: Ba chức năng của AS...................................................................... 58
Hình 3.5: AS hoạt động nh tác nhân ngời dùng kết cuối ........................... 58
Hình 3.6: AS nh tác nhân kết cuối cung cấp dịch vụ cho bên bị gọi ........... 59
Hình 3.7: Kiến trúc dịch vụ hiện diện ............................................................ 59

Hình 3.8: Sự thuê bao cho danh sách hiện diện của ngời xem..................... 60
Hình 3.9: RLS lấy thông tin từ một thực thể hiện diện .................................. 61
Hình 3.10: Đầu cuối cung cấp thông tin hiển diện......................................... 62
Hình 3.11: AS hoạt động nh tác nhân khởi tạo phiên .................................. 63
Hình 3.12: AS hoạt động nh một server ủy quyền SIP................................. 63
Hình 3.13: AS hoạt động nh một máy chủ chuyển hớng SIP..................... 65
Hình 3.14: Cấu hình mạng cho dịch vụ chuyển hớng cuộc gọi ................... 65
Hình 3.15: Luồng bản tin trong dịch vụ call forwarding ............................... 66
Hình 3.16: Tính logic của một tác nhân ngời dùng lng đối lng SIP......... 67
Hình 3.17: AS hoạt động nh một B2BUA .................................................... 67
Hình 3.18: Thiết lập phiên PoC one-to-one.................................................... 68
Hình 3.19: Hồ sơ ngời dùng ......................................................................... 70
Hình 3.20: Cấu trúc của tiêu chuẩn lọc khởi tạo ............................................ 71
Hình 3.21: Hồ sơ ngời dùng goodguy .......................................................... 73

4


Hình 3.22: Ví dụ sự thực thi dịch vụ .............................................................. 74
Hình 3.23: Nhiều AS cùng cung cấp dịch vụ ................................................. 75
Hình 4.1: Nhắn tin tức thời chế độ trang trong IMS ...................................... 78
Hình 4.2: Ví dụ cung cấp tin nhắn tức thời page-mode ................................. 79
Hình 4.3: Tin nhắn tức thời session-base, phiên MSRP end-to-end .............. 81
Hình 4.4: Chat server-hội nghị session-base multi-path ................................ 82
Hình 4.5: URI list service và yêu cầu massage .............................................. 84
Hình 4.6: Các Massage khi không dùng URI list service .............................. 85
Hình 4.7: REFER ........................................................................................... 85
Hình 4.8: Phơng thức REFER ...................................................................... 86
Hình 4.9: INVITE với hai phần nội dung....................................................... 87
Hình 4.10: Kiến trúc của PoC ........................................................................ 88

Hình 4.11: Các điểm tham khảo và giao thức đợc sử dụng trong PoC......... 89
Hình 4.12: Phiên PoC và server PoC điều khiển trung tâm............................ 90
Hình 4.13: Server PoC điều khiển và server tham gia PoC ............................ 91
Hình 4.14: Sự thiết lập phiên nhóm PoC ad-hoc ............................................ 92
Hình 4.15: Sự thiết lập phiên nhóm pre-arranged .......................................... 93
Hình 4.16: Sự thiết lập phiên nhóm PoC chat ................................................ 94
Hình 4.17: Thêm user mới vào một phiên PoC .............................................. 95
Hình 4.18: Chế độ trả lời thủ công................................................................. 96
Hình 4.19: Chế độ trả lời tự động................................................................... 96
Hình 4.20: Cấu trúc mạng của hệ thống Erricson Instant Talk...................... 97
Hình 4.21: Kiến trúc IMS cho dịch vụ hội nghị ............................................. 98
Hình 4.22: Tạo một hội nghị dùng URI conference factory .......................... 99
Hình 4.23: Dùng REFER giới thiệu một user vào hội nghị ......................... 100
Hình 4.24: Sự thuê bao trạng thái hội nghị .................................................. 100
Hình 4.25: Dùng CPCP tạo phiên hội nghị .................................................. 101
Hình 4.26: Yêu cầu XCAP ........................................................................... 103
Hình 4.27: Cập nhật thay đổi trang thái, không dùng RLS.......................... 104
Hình 4.28: Cập nhật thay đổi trạng thái, dùng RLS ..................................... 104
Hình 4.29: Ví dụ XML cho quản lý nhóm PoC ........................................... 106
Hình 4.30: Yêu cầu XCAP cho chính sách truy nhập.................................. 107

5


Lời mở đầu
Sự phát triển không ngừng của thông tin di động đã đem lại cho ngời dùng rất
nhiều tiện ích, với sự ra đời của thông tin di động thế hệ 3 (3G) đánh dấu một bớc
ngoặt trong việc áp dụng các ứng dụng trong di động. Với 3G một thiết bị nhỏ gọn
đợc sử dụng không chỉ để thông tin thoại mà còn rất nhiều các dịch vụ giá trị gia
tăng đợc sử dụng nh duyệt web, gửi tin nhắn (tin nhắn SMS, MMS, instant

massage), IPTV, chơi game online Có đợc điều này là do với công nghệ 3G tốc
độ truy nhập số liệu trong môi trờng không dây đợc cải thiện rất lớn so với công
nghệ 2G và GPRS, bên cạnh đó sự phát triển ngày một lớn mạnh của mạng internet
với các ứng dụng IP làm cho nhu cầu kết hợp giữa 3G và IP là không thể thiếu trong
mạng viễn thông trong tơng lai. Có nhiều lựa chọn đợc đa ra trong đó IMS là
một giải pháp tơng đối hoàn thiện về mặt công nghệ và giá thành.
Với IMS các thế mạnh của mạng di động thế hệ 3 nh tính bảo mật trong mạng
không dây, lợi thế của roaming (tính di động), tốc độ truyền số liệu cao đợc kết
hợp một cách hoàn hảo với giá thành dịch vụ thấp, phát triển ứng dụng nhanh của
mạng IP. Bên cạnh đó IMS lại hỗ trợ rất tốt cho các mạng viễn thông khác nhau nh
mạng cố định, mạng thông tin di động, wifi, wimax, mạng xDSLIMS là một giải
pháp không những hỗ trợ cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng trong mạng 3G mà
còn là giải pháp hội tụ mạng (cung cấp tất cả các dịch vụ mà không phụ thuộc vào
phơng thức truy nhập có dây hoặc không dây). IMS cung cấp tổng hợp các dịch
vụ đa phơng tiện mà không cần phải triển khai các dịch vụ đơn lẻ nh VoIP,
IPTV
Tại sao IMS lại có thể làm đợc những điều lớn lao nh vậy? Đó bởi vì là IMS
cho phép truyền các gói tin IP với một QoS đợc đảm bảo cho từng ứng dụng. Với
IMS, mạng biết đợc ngời dùng đang làm gì, dùng ứng dụng gì và nó sẽ đảm bảo
tài nguyên mạng để đáp ứng cho dịch vụ đó, tức là khả năng đồng bộ QoS với dịch
vụ đang cần cung cấp, tái sử dụng các chuẩn có sẵn nh SIP và DIAMETER). IMS
định rõ một chuẩn giao thức chung cho tất cả các phiên trong toàn mạng loại bỏ ác
mộng nhiều loại giao thức đang tồn tại trong mạng VoIP, IPTV ngày này. IMS cho

6


phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều dịch vụ hơn trong một môi trờng mà các
dịch vụ là độc lập nhau.
Kiến trúc ban đầu của IMS đợc xây dựng bởi 3G.IP và sau đó đã đợc chuẩn

hóa bởi 3GPP (3rd Generation Partnership Project) trong Release 5 công bố tháng
3 năm 2003. Trong phiên bản đầu tiên này, mục đích của IMS là tạo thuận lợi cho
việc phát triển và triển khai dịch vụ mới trên mạng thông tin di động. Tiếp đến, tổ
chức chuẩn hóa 3GPP2 đã xây dựng hệ thống CDMA2000 Multimedia Domain
(MMD) nhằm hỗ trợ các dịch vụ đa phơng tiện trong mạng CDMA2000 dựa trên
nền 3GPP IMS. Trong Release 6 của 3GPP IMS, cùng với khuynh hớng tích hợp
giữa mạng tế bào và mạng WLAN.
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tôi đã đợc tiếp cận với nhiều công
nghệ mạng viễn thông tiên tiến và các xu hớng phát triển mạng. Một kiến trúc
mạng mà theo tôi là không thể thiếu trong tơng lai đó là IMS, trên quan điểm đó tôi
đã chọn cho mình hớng nghiên cứu là tơng tác giữa kiến trúc mạng IMS và mạng
di động thế hệ 3 (3G) để cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng. Với đề tài Hỗ trợ
dịch vụ giá trị gia tăng trong mạng 3G/IMS nhằm ứng dụng IMS để hỗ trợ các dịch
vụ giá trị gia tăng trong mạng 3G. Đề tài tập trung vào nghiên cứu giao thức điều
khiển SIP và các server ứng dụng. Sự tơng tác giữa các CSCF và AS để quyết định
dịch vụ cung cấp cho ngời dùng . Nội dung của đề tài đợc chia làm 4 chơng.
Chơng 1: Tổng quan về IMS và mạng 3G: Cung cấp kiến thức cơ bản về IMS, các
thành phần tạo nên kiến trúc mạng IMS các điểm tham khảo trong IMS và với 3G.
Kiến trúc 3G và kết nối giữa 3G vào IMS.
Chơng 2: Giao thức khởi tạo phiên-SIP: Cung cấp chi tiết về giao thức SIP, cấu
trúc bản tin, các lại bản tin và chi tiết cuộc gọi từ 3G vào IMS và ngợc lại.
Chơng 3: Máy chủ ứng dụng: Cung cấp tổng quan về môi trờng cung cấp dịch vụ
giá trị gia tăng, phân tích chi tiết tơng tác giữa S-CSCF và AS để đa ra quyết định
lựa chọn AS cung cấp dịch vụ và đa ra một vài dịch vụ đợc cung cấp bởi
UMTS/IMS.

7


Chơng 4: Xây dụng dịch vụ giá trị gia tăng: Cung cấp chi tiết các ví dụ về các dịch

vụ giá trị gia tăng đợc triển khai trên nền 3G/IMS.
Do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức là vô hạn mà sự nhận thức của bản
thân là hữu hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận
đợc sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn!
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận tình truyền đạt kiến thức và
chỉ bảo cho Tôi trong những năm học vừa qua. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy
giáo, TS Nguyễn Hữu Thanh đã cung cấp tài liệu, tận tình hớng dẫn và chỉ bảo
trong suốt quá trình làm đồ án. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè và ngời thân,
những ngời đã kịp thời động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian qua!

Hà nội, ngày tháng

năm 2008

KS Nguyễn Duy Chung

8


CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về IMS Và 3G
1. Kiến trúc IMS
Kiến trúc IMS đợc phân thành 3 lớp: lớp ứng dụng, lớp điều khiển (hay còn
gọi là lớp IMS hay IMS lõi) và lớp vận tải (hay lớp ngời dùng).
Lớp dịch vụ bao gồm các máy chủ ứng dụng AS (Application Server) và các
máy chủ thuê bao thờng trú HSS (Home Subscriber Server).
Lớp điều khiển bao gồm nhiều hệ thống con trong đó có hệ thống IMS lõi.
Lớp truyền tải bao gồm thiết bị ngời dùng UE (User Equipment), các mạng
truy nhập kết nối vào mạng lõi IP. Hai thực thể chức năng NASS và RACS
định nghĩa bởi TISPAN có thể đợc xem nh thuộc lớp vận tải hay thuộc
lớp điều khiển ở trên.

Hình 1.1: Kiến trúc IMS
Tại thời điểm hiện tại, kiến trúc cuối cùng của IMS cha đợc thống nhất. Tuy
nhiên về cơ bản nó sẽ vẫn dựa trên các thành phần nh miêu tả trong hình 1.1. Một
điểm đáng lu ý là kiến trúc IMS là một kiến trúc chức năng, tức là các thực thể
đợc định nghĩa dựa theo các chức năng của chúng. Điều này có nghĩa là chúng có
thể đợc thiết kế trong cùng một thiết bị phần cứng.

9


Trong IMS các chức năng và thực thể liên quan với nhau có thể đợc chia làm sáu
loại tổng quan nh sau:
1. Nhóm định tuyến và quản lý phiên (CSCFs)
2. Nhóm cơ sở dữ liệu (HSS, SLF)
3. Nhóm các chức năng dịch vụ (server ứng dụng, MRFC, MRFP)
4. Nhóm các chức năng tơng tác mạng (BGCF, MGCF, IMS-MGW, SGW)
5. Nhóm các chức năng hỗ trợ (PDF , SEG, TIHG)
6. Nhóm tính cớc
1.1 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi CSCF
Phần quan trọng nhất của IMS nằm trong các chức năng này, nó làm nhiệm vụ
điều khiển phiên cuộc gọi (thiết lập, duy trì và kết thúc phiên). Các chức năng này
có thể phân tán hoặc tập trung trong mạng.
Có ba thực thể đợc định nghĩa và chịu trách nhiệm cho điều khiển phiên cuộc
gọi nh hình 1.2:
P-CSCF chức năng điều khiển phiên cuộc gọi uỷ quyền
I-CSCF chức năng điều khiển phiên cuộc gọi tơng tác
S-CSCF chức năng điều khiển phiên cuộc gọi phục vụ
Sự khác nhau giữa các thực thể này nằm trong các thủ tục để đạt mục đích của
chúng mà chúng thực hiện. Mỗi thực thể hoạt động giống nh một stateful proxy

(mặc dù chúng có thể là stateless); vì vậy thực thể duy trì chi tiết về tất cả các phiên
trong tiến trình cũng nh trạng thái đăng ký của thiết bị thuê bao.
Sự phân chia ba chức năng này thành các thực thể riêng biệt cũng tạo ra cảm giác
cho mục đích an toàn. Có các chức năng bảo an đặc biệt đợc định nghĩa cho mỗi
CSCF mà phù hợp cho kiến trúc phân tán.

Hình 1.2: Lõi IMS và các CSCF
1.1.1 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền
Điểm truy cập đầu tiên vào IMS là P-CSCF. P-CSCF hoạt động giống nh
access point đối với miền SIP từ khía cạnh một điều khiển phiên. Lu lợng mang
không đợc chuyển qua phần này của IMS, vì đây là mạng điều khiển và báo hiệu.

10


Lu lợng mang đợc chuyển qua IP và dùng các phơng pháp truy nhập khác nhau
để truyền tải.
Chỉ có SIP truyền qua P-CSCF. Truyền thông đầu tiên là đăng ký vị trí của
thiết bị; Vị trí là địa chỉ IP của thiết bị trong vị trí hiện tại của nó. Khi thiết bị truyền
thông với thiết bị khác đầu tiên nó phải thiết lập một phiên với thiết bị, thiết lập
phiên này cũng đợc tạo ra đầu tiên qua P-CSCF.
Khi một thuê bao lần đầu tiên đợc kích hoạt, nó sẽ đợc gán một địa chỉ IP
bởi mạng đang phục vụ. Ngay khi thiết bị đợc gán địa chỉ IP nó sẽ tìm kiếm PCSCF nội bộ (hay bất kỳ P-CSCF đã đợc gán tới phần này phục vụ của mạng). PCSCF giống nh toàn bộ thực thể IMS, có một địa chỉ theo khuôn dạng của nhận
dạng tài nguyên toàn cầu SIP URI (sip universal resource identifier) (làm cho nó dễ
dàng hơn để định tuyến bản tin tới chính xác P-CSCF).
Ngay khi thiết bị đợc bật nguồn, nó sẽ gửi địa chỉ IP của nó tới server thuê
bao thờng trú HSS và S-CSCF bằng một tiến trình đăng ký. P-CSCF đóng một vai
trò quan trọng trong quá trình đăng ký. Vai trò đầu tiên là nhận dạng mạng thờng
trú từ miền của thuê bao (tìm thấy trong URI của địa chỉ thuê bao). Tên miền của
mạng thờng trú tất nhiên đợc chuyển đổi sang địa chỉ IP dùng chức năng DNS của

mang.
DNS nhận dạng địa chỉ của I-CSCF đợc dùng để truy cập mạng thờng trú.
Vai trò của I-CSCF đợc miêu tả trong phần tiếp theo, nhng cho mục đích thảo
luận của phần này I-CSCF cung cấp truy nhập cổng vào bất kỳ mạng nào.
Quay lại với P-CSCF để xác định cách định tuyến các bản tin SIP bất kỳ thu
đợc từ thiết bị thuê bao. Ví dụ khi P-CSCF nhận đợc một INVITE, nó phải quyết
định nơi INVITE đợc gửi tới. P-CSCF hoạt động nh điểm truy nhập vào IMS
nhng không phải vào các mạng riêng biệt (ít nhất trong thuật ngữ bản tin SIP). ICSCF cung cấp định truyến xa hơn tới chính xác S-CSCF qua thủ tục đăng ký.
Giống nh tất cả các CSCF trong IMS, P-CSCF tạo ra các CDR cho tất cả các
phiên mà truyền qua nó. P-CSCF cũng thêm vào các mào đầu của yêu cầu và phúc
đáp các bản tin trớc khi chuyển tiếp chúng tới CSCF tiếp theo.
Từ khía cạnh bảo mật, P-CSCF là điểm đầu trong việc ngăn chặn truy cập trái
phép tới mạng. Vì P-CSCF là điểm vào bên trong mạng IMS, P-CSCF có thể đợc sử
dụng nh tấm chắn truy nhập với bất kỳ thiết bị nào. Tuy nhiên, P-CSCF không ép
buộc sự nhận thực trong IMS. S-CSCF chịu trách nhiệm đối với đòi hỏi các thiết bị
khi chúng cố thiết lập một phiên mà không đăng ký, hay khi chúng cố gắng đăng
ký.

11


Một chức năng quyết định chính sách (PDF) có thể nằm trong P-CSCF và đợc
dùng để xác đinh cách nào để phản ứng lại các kịch bản xác định. PDF cho phép
ngời điều khiển thiết lập các luật để áp dụng cho truy nhập vào mạng. PDF điều
khiển chức năng ép buộc thực hiện chính sách PEF (Policy Enforcement Function)
trong mạng mang. Điều này cho phép nhà quản trị điều khiển luồng gói ở mức mang
tơng ứng với địa chỉ đích và địa chỉ nguồn và các sự cho phép.
P-CSCF cũng có thể kiểm tra sự định tuyến để thẩm tra rằng tuyến nhận đợc
trong phúc đáp/yêu cầu SIP (nh nhận dạng trong tiêu đều route) là giống tuyến mà
đợc gắn liền khi thiết bị đăng ký trong mạng. Nếu tiêu đề tuyến không chứa địa chỉ

trùng với địa chỉ đợc lu trữ bởi P-CSCF trong quá trình đăng ký khi đó tuyến bị
thay đổi bởi P-CSCF phù hợp với địa chỉ bắt giữ đợc trong P-CSCF. điều này tránh
sự nhòm ngó hoặc kịch bản khác nơi mà hacker có thể bắt giữ một bản tin SIP và sử
dụng nó nh là một nhân đôi để sử dụng dịch vụ từ nơi khác của mạng.
P-CSCF có khả năng cung cấp chức năng này bởi vì khi một thực thể đăng ký
vào mạng, P-CSCF lu tất cả các địa chỉ đợc cung cấp trong các tiêu đề tuyến.
Trong khi đó các địa chỉ không phải theo thứ tự, chúng phải hiện diện nh địa chỉ
mà đợc nhận dạng trong quá trình đăng ký. Chức năng này ngăn cản một vài kiểu
tấn công và là một hình thức khác của bảo mật đợc cung cấp bởi lõi IMS. Thông tin
khác đợc lu trữ bởi P-CSCF gồm địa chỉ IP của thiết bị và các nhận dạng ngời
dùng bí mật và công khai.
Nếu một thiết bị mất kết nối của nó trong mạng IP, P-CSCF đợc thông báo và
rời bỏ tất cả các phiên bên trong IMS bằng cách gửi bản tin CANCEL tới các thực
thể liên quan tới phiên. Vì P-CSCF là điểm kết nối đầu tiên cho tất cả các thiết bị
trong IMS, nó biết tất cả các phiên kết nối qua nó. P-CSCF là stateful vì vậy nó cũng
biết về trạng thái của mỗi phiên.
Nói chung Proxy-CSCF (P-CSCF) là một proxy SIP. Sở dĩ gọi là proxy vì nó có
thể nhận các yêu cầu dịch vụ, xử lý nội bộ hoặc chuyển tiếp yêu cầu đến các bộ
phận khác trong hệ thống IMS. Đây là điểm kết nối đầu tiên giữa hạ tầng IMS và
ngời dùng IMS/SIP. Một vài hệ thống mạng có thể dùng SBC (Session Border
Controller) để thực hiện chức năng này. Để kết nối với hệ thống IMS, ngời dùng
trớc tiên phải đăng ký với P-CSCF trong mạng mà nó đang kết nối. Địa chỉ của PCSCF đợc truy cập thông qua giao thức DHCP hoặc sẽ đợc cung cấp khi ngời
dùng tiến hành thiết lập kết nối PDP (Packet Data Protocol) trong mạng thông tin di
động. Chức năng của P-CSCF bao gồm:

12


P-CSCF nằm trên đờng truyền của tất cả các thông điệp báo hiệu trong hệ
thống IMS. Nó có khả năng kiểm tra bất kỳ thông điệp nào. P-CSCF có

nhiệm vụ đảm bảo truyền tải các yêu cầu từ UE đến máy chủ SIP (ở đây là
S-CSCF) cũng nh những thông điệp phản hồi từ máy chủ SIP về UE.
P-CSCF xác thực ngời dùng và thiết lập kết nối bảo mật IPSec với thiết bị
IMS của ngời dùng. Nó còn có vai trò ngăn cản các tấn công nh spoofing
(bắt chớc), replay (lặp lại) để đảm bảo sự bảo mật và an toàn cho ngời
dùng.
P-CSCF cũng có thể nén và giải nén các thông điệp SIP để giảm thiểu khối
lợng thông tin báo hiệu truyền trên những đờng truyền tốc độ thấp.
P-CSCF có thể tích hợp chức năng quyết định chính sách PDF (Policy
Decision Function) nhằm quản lý và đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa
phơng tiện.
P-CSCF cũng tham gia vào quá trình tính cớc dịch vụ.
1.1.2 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi tơng tác mạng
Interrogating-CSCF (I-CSCF) trong hệ thống mạng của một nhà cung cấp dịch
vụ là điểm liên lạc cho tất cả các kết nối hớng đến một UE nằm trong mạng đó.
Địa chỉ IP của I-CSCF đợc công bố trong máy chủ DNS của hệ thống. Chức năng
của I-CSCF bao gồm:
Định tuyến thông điệp yêu cầu SIP nhận đợc từ một mạng khác đến SCSCF tơng ứng. Để làm đợc điều này, I-CSCF sẽ liên lạc với HSS (thông
qua DIAMETER) để cập nhật địa chỉ S-CSCF tơng ứng của ngời dùng.
Nếu nh cha có S-CSCF nào đợc gán cho UE, I-CSCF sẽ tiến hành gán
một S-CSCF cho ngời dùng để nó xử lý yêu cầu SIP.
Ngợc lại, I-CSCF sẽ định tuyến thông điệp yêu cầu SIP hoặc thông điệp trả
lời SIP đến một S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp dịch
vụ khác, hoặc tới một AS trong mạng.
Cung cấp chức năng TIHG để ẩn đi cấu hình mạng.
1.1.3 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi phục vụ
Serving-CSCF (S-CSCF) là một nút trung tâm của hệ thống báo hiệu IMS. SCSCF vận hành giống nh một máy chủ SIP nhng nó bao hàm cả chức năng quản
lý phiên dịch vụ. Các chức năng chính của S-CSCF bao gồm:

13

Tiến hành các đăng ký SIP nhằm thiết lập mối liên hệ giữa địa chỉ ngời
dùng (địa chỉ IP của thiết bị) với địa chỉ SIP. S-CSCF đóng vai trò nh một
máy chủ Registor (đăng ký) trong hệ thống SIP.
S-CSCF tham gia trong tất cả các quá trình báo hiệu từ hệ thống IMS về
ngời dùng. Nó có thể kiểm tra bất kỳ thông điệp nào nếu muốn.
S-CSCF giữ vai trò quyết định chọn lựa AS nào sẽ cung cấp dịch vụ cho
ngời dùng. Nó giữ vai trò định tuyến dịch vụ thông qua việc sử dụng giải
pháp DNS/ENUM (Electronic Numbering).
S-CSCF thực hiện các chính sách của nhà cung cấp dịch vụ. S-CSCF tơng tác
với máy chủ AS để yêu cầu các hỗ trợ dịch vụ cho khách hàng. S-CSCF liên lạc với
HSS để lấy thông tin, cập nhật thông tin về hồ sơ ngời dùng và tham gia vào quá
trình tính cớc dịch vụ (gửi thông tin liên quan tới tính cớc tới hệ thông tính cớc
online cho mục đích tính cớc).
1.2 Cơ sở dữ liệu
Có hai cơ sở dữ liệu trong IMS đó là: HSS và SLF (server thuê bao thờng trú
và chức năng định vị thê bao). HSS là số liệu chính lu trữ toàn bộ thuê bao, số liệu
liên quan tới dịch vụ của IMS. Dữ liệu chính đợc lu trữ trong HSS gồm nhận dạng
ngời dùng, thông tin đăng ký, tham số truy nhập và thông tin service-triggering.
Nhận dạng ngời dùng gồm có hai kiểu: nhận dạng ngời dùng bí mật là nhận dạng
đợc gán bởi nhà cung cấp mạng và dùng vào mục đích nh đăng ký và trao quyền;
nhận dạng ngời dùng công khai là nhận dạng mà ngời dùng khác sử dụng để liên
lạc với ngời dùng mong muốn.
Các tham số truy nhập IMS đợc dùng để cài đặt các phiên chúng gồm có:
nhận thực ngời dùng, quyền chuyển vùng và tên của S-CSCF đợc chỉ định.
Thông tin service-triggering cho phép thực thi dịch vụ SIP.
HSS cũng cung cấp các yêu cầu đặc trng ngời dùng (user-specific) thay thế
cho các khả năng của S-CSCF. Thông tin này đợc dùng bởi I-CSCF để lựa chọn SCSCF phù hợp cho ngời dùng. Ngoài ra HSS còn chứa chức năng HLR/AUC để
cung cấp cho PS/CS domain. Cấu trúc của HSS nh trong hình 1.3. Truyền thông

giữa các chức năng HSS khác nhau không đợc chuẩn hoá.
HLR cho phép các thuê bao truy cập tới các dịch vụ miền PS và CS hỗ trợ
chuyển vùng đối với GSM/UMTS. AUC lu khoá bí mật cho mỗi thuê bao di động
đợc dùng để tạo ra số liệu bí mật động cho mỗi thuê bao di động. Nó đợc sử dụng
cho nhận thực qua lại giữa mạng và IMSI. Nó còn dùng cho bảo vệ tính toàn vẹn và

14


mã hóa thông tin trên đờng vô tuyến giữa UE và mạng. Có thể có nhiều hơn một
HSS trong mạng tuỳ thuộc số lợng thê bao di động và khả năng thiết bị và tổ chức
mạng. Có nhiều điểm tham khảo giữa HSS và các thực thể mạng khác.

Hình 1.3: Cấu trúc của HSS
SLF đợc dùng nh một cơ chế chuyển đổi cho phép I-CSCF, S-CSCF và AS
tìm địa chỉ của HSS lu trữ số liệu thuê bao để lấy nhận dạng thuê bao khi có nhiều
HSS đợc triển khai bởi nhà cung cấp mạng.
1.3 Các chức năng dịch vụ
1.3.1 Chức năng của AS
- Khả năng xử lý và tác động một phiên SIP đi vào nhận đợc từ IMS
- Có khả năng tạo các yêu cầu SIP
- Gửi thông tin tính cớc tới chức năng tính cớc.
Kiến trúc dịch vụ nh chỉ ra trong hình 1.4, các nhà cung cấp có khả năng đa ra
truy nhập tới các dịch vụ dựa trên các ứng dụng đợc khách hàng hoá cho logic
đợc tăng cờng mạng di động (camel) môi trờng dịch vụ CSE và kiến trúc dịch vụ
mở OSA cho các thuê bao IMS. Vì vậy AS là thuật ngữ đợc dùng chung để chỉ AS
SIP, server có khả năng phục vụ OSA và chức năng chuyển mạch dịch vụ đa phơng
tiện IP camel (IM-SSF).

Hình 1.4: Mối quan hệ giữa các kiểu AS khác nhau

15


Các dịch vụ đợc cung cấp trên một AS đợc nhận ra bởi các nhận dạng dịch
vụ (service identifiers) tơng đơng nh đánh địa chỉ cho dịch vụ. Phù hợp với các
chỉ mục trong HSS nơi mà ngời dùng đã đăng ký. Điều này làm cho S-CSCF định
tuyến chính xác tới AS yêu cầu.
1.3.2 Các chức năng tài nguyên phơng tiện- MRF
MRFC và MRFP kết hợp với nhau để cung cấp các dịch vụ bear nh: thoại hội
nghị, tạo tone, văn bản chuyển thành thoại, phát hiện tone, nhận dạng thoại tự động
ASR, fax, điều khiển kết nối và thông báo. MRFC làm nhiện vụ xử lý truyền thông
SIP tới và từ S-CSCF và điều khiển MRFP. MRFP đáp trả lại bằng cung cấp tài
nguyên lớp ngời dùng (user plane) mà đợc yêu cầu và chỉ đạo bởi MRFC. MRFP
thực hiện các chức năng sau:
- Trộn các luồng thông tin đến. (đối với truyền thông đa thực thể)
- Nguồn luồng phơng tiện. (cho các thông báo đa phơng tiện)
- Luồng đa phơng tiện đang xử lý (ví dụ chuyển đổi mã tiếng, các phân tích
đa phơng tiện)
1.4 Các chức năng tơng tác mạng
1.4.1 Chức năng điều khiển cổng phơng tiện MGCF

Hình 1.5: Vị trí của MGCF trong IMS
Chức năng này đợc đa ra là do nó cung cấp chức năng truy nhập vào miền
IP/SIP mặc dù nó thực sự không đợc xem nh là bộ phận của IMS vị trí của nó nh
hình 1.5. MGCF cung cấp kết nối vào mạng PSTN, cung cấp chức năng cổng giữa
báo hiệu số 7 và IP/SIP. Khi cuộc gọi bắt nguồn từ mạng báo hiệu số 7 và kết thúc
trong mạng SIP thì bản tin báo hiệu số 7 ISUP đợc chuyển tới MGCF để ánh xạ
bản tin này sang yêu cầu SIP trớc khi nó đợc chuyển tới P-CSCF. Vì P-CSCF

16


không có chức năng SS7, nó chỉ là thiết bị SIP. Do vậy cần có thiết bị chuyển đổi
giữa hai mạng và thêm vào chức năng điều khiển bear.
1.4.2 Cổng báo hiệu SGW
SGW (signalling gateway) giao tiếp với mặt báo hiệu của mạng CS thực hiện
sự chuyển đổi giao thức tầng thấp hơn, ví dụ thay thế MTP thấp hơn (khuyến nghị
ITU-T q.701) truyền tải với SCTP (xác định trong RFC 2960) trên IP [1]. Vì vậy
SGW chuyển đổi ISUP hay BICC trên MTP sang ISUP hay BICC trên SCTP/IP nh
hình 1.6.

Hình 1.6: Chuyển đổi báo hiệu trong SWG
1.4.3 Cổng phơng tiện MGW
Giao tiếp trên mặt phơng tiện của mạng CS một giao tiếp nhận hoặc phát
phơng tiện media IMS trên giao thức RTP giao tiếp còn lại nhận hoặc phát các
tham slot PCM kết nối tới mạng CS. Ngoài ra nó có thể thêm chức năng chuyển đổi
mã khi đầu cuối IMS không hỗ trợ mã hoá đợc dùng bởi mạng CS ví dụ đầu cuối
IMS dùng mã AMR còn đầu cuối PSTN dùng mã G.711 [1].
1.4.4 Chức năng điều khiển cổng ranh giới BGCF
Hoạt động giống MGCF nhng nó đợc dùng để kết nối tới nhà cung cấp dịch
vụ khác nh trong hình 1.7.

Hình 1.7: Vị trí của BGCF trong mạng IMS

17


Nó cung cấp chức năng cổng giữa hai mạng của hai nhà cung cấp, vì tính bảo
mật nên nó chỉ đợc kết nối tới BGCF của nhà cung cấp mạng khác. BGCF kết nối

trực tiếp với S-CSCF trong chính miền mạng của nó để nhận bản tin định tuyến trực
tiếp từ S-CSCF dựa vào TEL URI.
1.5 Các chức năng hỗ trợ
1.5.1 Chức năng quyết định chính sách PDF
Chịu trách nhiệm đa ra các quyết định dựa trên thông tin liên quan tới phơng
tiện và phiên có đợc từ P-CSCF. Nó hoạt động giống nh điểm quyết định chính
sách cho điều khiển SBLP. Chức năng của điểm quyết định chính sách cho SBLP
gồm các nhiệm vụ sau:
Lu thông tin liên quan tới phơng tiện và phiên (địa chỉ IP, số port, độ rộng
băng thông).
Tạo ra thẻ bài trao quyền để nhận dạng PDF và phiên.
Cung cấp quyết định trao quyền dựa trên thông tin liên quan tới phơng tiện
và phiên đợc lu trữ khi nhận đợc yêu cầu trao quyền tài nguyên mang từ
GGSN.
Cập nhật quyết định trao quyền tại thời điểm sửa đổi phiên mà thay đổi
thông tin liên quan tới phơng tiện và phiên.
Khả năng cho phép sử dụng tài nguyên mang đã đợc trao quyền.
Khả năng ngăn cản sử dụng tài nguyên mang đã đợc trao quyền.
Thông báo cho P-CSCF khi tài nguyên mang bị mất hoặc sửa đổi.
Cho qua nhận dạng tính cớc IMS tới GGSN và chuyển nhận dạng tính cớc
GPRS tới P-CSCF.
1.5.2 Gateway bảo vệ - SEG
Bảo vệ lu lợng mặt điều khiển giữa các miền bảo mật, lu lợng sẽ chuyển
qua một gateway bảo vệ trớc khi đi vào hay ra khỏi miền bảo mật. Miền bảo mật
đợc xem nh một mạng mà đợc quản lý bởi một nhà quản trị mạng duy nhất. SEG
đợc đặt ở ranh giới giữa hai miền bảo mật và nó ép buộc chính sách bảo mật giữa
hai mạng. Nhà khai thác mạng có thể có nhiều SEG để dự phòng hoặc làm tăng
năng lực mạng.

18

1.5.3 Chức năng THIG
Đợc sử dụng để ẩn đi cấu hình, khả năng và topology của mạng từ mạng bên
ngoài. Nếu một nhà khai thác mạng muốn sử dụng chức năng ẩn này thì phải sử
dụng chức năng THIG trên đờng định tuyến gói tin phúc đáp và yêu cầu nhận đợc
từ/tới mạng IMS khác. THIG thực hiện mã hóa và giải mã toàn bộ tiêu đề liên quan
tới đồ hình của mạng. Thờng choc năng này đợc đặt trong I-CSCF.
1.6 Các điểm tham khảo trong IMS

Hình 1.8: Các điểm tham khảo trong IMS
Hình 1.8 là mô hình các điểm tham khảo khi phát triển từ mạng 2G lên 3G và
IMS. GPRS đợc đa vào để hỗ trợ cho truyền số liệu, hỗ trợ tốc độ truyền trên giao
diện không dây. Giao diện tham khảo trong GSM là một chữ cái đơn, giao thức
chính đợc dùng trên giao diện này là MAP. E là giao diện giữa hai MSC trong cùng
mạng. GMSC dùng làm gateway giao tiếp với mạng khác. MSC giao tiếp với BSC
qua giao diện A cho phép tổng đài di động truyền thông với tài nguyên vô tuyến qua
báo hiệu SS7 cũng nh tuyến mang (các kênh thoại từ vô tuyến vào trong MSC) để
lấy thông tin thuê bao, MSC giao tiếp với HLR qua giao diện D chức năng VLR
thờng tích hợp trong MSC giao diện H đợc dùng để kết nối tới SMSC. Các điểm

19


tham khảo GPRS bắt đầu bằng chữ G theo sau là một chữ cái thờng, giao thức
GPRS thờng đợc dùng trên các giao diện này.
UMTS đợc dùng để hỗ trợ các dịch vụ vô tuyến băng rộng thờng giao diện
đợc bắt đầu bằng chữ cái I theo sau là chữ u và một hoặc hai chữ cái truyền thống
ví dụ IuCS là giao diện giữa RNC và MSC để kết nối với mạng CS, IuPS là giao diện
để truyền số liệu qua SGSN giao diện Iub kết nối tới node và Iur kết nối giữa các

RNC. Giao diện của IMS bắt đầu bằng M theo sau là một chữ cái thờng, SIP là giao
thức đợc dùng trên các giao diện này. DIAMETER là giao thức đợc dùng trên các
giao diện Sh, ISC, Dh, Cx, Dx đợc dùng để chia sẻ thông tin thuê bao và số liệu
tính cớc trong miền IMS.
1.6.1 Điểm tham khảo Gm
Đây là điểm tham khảo kết nối UE với IMS, đợc sử dụng để truyền tải tất cả
các bản tin SIP từ UE tới IMS qua P-CSCF. Các thủ tục trong giao diện tham khảo
này đợc chia làm 3 loại chính: đăng ký, điều khiển phiên và các giao dịch
(transactions).
Trong thủ tục đăng ký, UE sử dụng giao diện Gm để gửi yêu cầu đăng ký có
hỗ trợ kỹ thuật bảo mật tới P-CSCF. Trong quá trình đăng ký, UE trao đổi
các tham số cần thiết cho phép mạng nhận thực thiết bị và ngợc lại. Cung
cấp các nhận dạng ngời dùng, thỏa thuận các tham số cần thiết cho bảo
mật với P-CSCF và có thể bắt đầu sự nén giao thức SIP. Ngoài ra điểm tham
khảo này đợc sử dụng để thông báo cho UE biết mạng khởi tạo lại quá
trình đăng ký hoặc mạng khởi tạo lại quá trình nhận thực.
Các thủ tục điều khiển phiên bao gồm các kỹ thuật cho cả các phiên xuất
phát từ di động và các phiên kết thúc tại di động (mobile-originated;
mobile-terminated). Trong các phiên xuất phát từ di động, Gm đợc dùng để
chuyển tiếp các yêu cầu từ UE tới P-CSCF. Trong các phiên kết thúc tại di
động, Gm đợc dùng để chuyển yêu cầu từ P-CSCF tới UE.
Các thủ tục giao dịch đợc sử dụng để gửi các yêu cầu tự trị (ví dụ
MESSAGE) và để nhận tất cả các phúc đáp (ví dụ 200 OK) yêu cầu đó đợc
gửi qua điểm tham khảo Gm. Sự khác nhau giữa các thủ tục giao dịch và thủ
tục điều khiển phiên đó là hội thoại không đợc tạo ra.

20


1.6.2 Điểm tham khảo Mw

Đây là điểm tham khảo giữa các CSCF khác nhau, các thủ tục tại điểm tham
khảo này cũng đợc chia làm 3 loại: đăng ký, điều khiển phiên và giao dịch.
Trong thủ tục đăng ký: P-CSCF dùng điểm tham khảo Mw để chuyển yêu
cầu đăng ký từ UE tới I-CSCF. Sau đó I-CSCF lại dùng điểm tham khảo Mw
để chuyển qua yêu cầu tới S-CSCF. Cuối cùng, phúc đáp đi ngợc từ SCSCF qua điểm tham khảo Mw tới I-CSCF và P-CSCF. Ngoài ra, S-CSCF
dùng điểm tham khảo Mw trong các thủ tục đăng ký lại khởi tạo từ mạng để
thông báo cho UE về sự đăng ký lại và nhận thực lại đợc khởi tạo từ mạng
để thông báo cho P-CSCF biết để giải phóng tài nguyên.
Các thủ tục điều khiển phiên: trong các phiên khởi tạo từ di động, Mw đợc
dùng để chuyển tiếp các yêu cầu từ P-CSCF tới S-CSCF và từ S-CSCF tới ICSCF. Trong các phiên kết thúc tại di động, điểm tham khảo Mw đợc sử
dụng để chuyển tiếp các yêu cầu từ I-CSCF tới S-CSCF và từ S-CSCF tới PCSCF. Điểm tham khảo này cũng đợc dùng cho phiên đợc khởi tạo từ
mạng rời bỏ (ví dụ, P-CSCF có thể khởi tạo rời bỏ phiên tới S-CSCF nếu nó
nhận đợc thông báo từ PDF cho biết phơng tiện mạng bị mất). Ngoài ra
thông tin liên quan tới tính cớc cũng đợc truyền tải qua điểm tham khảo
này.
Các thủ tục giao dịch đợc sử dụng để gửi các yêu cầu tự trị (ví dụ
MESSAGE) và để nhận tất cả các phúc đáp (ví dụ 200 OK) yêu cầu đó đợc
gửi qua điểm tham khảo Mw. Sự khác nhau giữa các thủ tục giao dịch và thủ
tục điều khiển phiên đó là hội thoại không đợc tạo ra.
1.6.3 Điểm tham khảo điều khiển dịch vụ IMS ISC
Trong kiến trúc IMS, các AS là các thực thể lu trữ và thực thi dịch vụ nh
hiện diện, tin nhắn Do đó cần có điểm tham khảo để gửi và nhận các bản tin SIP
giữa CSCF và AS. Điểm tham khảo này đợc gọi là điểm tham khảo điều khiển dịch
vụ ISC và giao thức đợc lựa chọn là SIP. Các thủ tục ISC đợc chia làm hai lại
chính: định tuyến yêu cầu SIP tới AS và các yêu cầu SIP khởi tạo bởi AS.
Khi S-CSCF nhận đợc một yêu cầu SIP khởi tạo, nó sẽ phân tích và sau đó
quyết định định tuyến yêu cầu này tới AS để xử lý tiếp. AS có thể kết thúc
hoặc chuyển hớng yêu cầu này.
AS có thể khởi tạo một yêu cầu.

21


1.6.4 Điểm tham khảo Cx
Dữ liệu dịch vụ và thuê bao đợc lu cố định trong HSS. Cơ sở dữ liệu tập
trung này đợc sử dụng bởi I-CSCF và S-CSCF khi ngời dùng đăng ký hay nhận
đợc các phiên, vì vậy cần có một điểm tham khảo giữa HSS và CSCF. Điểm tham
khảo này đợc gọi là Cx và giao thức đợc lựa chọn là DIAMETER. Các thủ tục tại
điểm tham khảo này đợc chia làm ba loại chính: quản lý vị trí, xử lý số liệu ngời
dùng và nhận thực ngời dùng.
1.6.4.1 Các thủ tục quản lý vị trí
Các thủ tục này đợc chia ra làm hai nhóm: đăng ký và tái đăng ký; truy tìm vị
trí (location retrieval).
Các thủ tục đăng ký và tái đăng ký
Các thủ tục đăng ký và tái đăng ký giữa I-CSCF và HSS.
Khi I-CSCF nhận đợc một yêu cầu REGISTER từ P-CSCF qua điểm tham
khảo Mw nó sẽ hỏi trạng thái đăng ký ngời dùng với lệnh yêu cầu nhận thực
ngời dùng UAR (User-Authorization-Request). Lệnh này gồm: nhận dạng
ngời dùng bí mật; nhận dạng ngời dùng công khai; nhận dạng mạng khách
(trong trờng hợp chuyển vùng IMS); thông tin định tuyến; kiểu nhận thực
(có thể có ba giá trị đợc định nghĩa: REGISTRATION;
REGISTRATION_CAPABILITIES; DE_REGISTRATION). Sau khi nhận
đợc UAR, HSS gửi lệnh UAA (User-Authorization-Answer), lệnh này gồm:
thông báo kết quả của lệnh AUR; tên hoặc khả năng của S-CSCF.
Các thủ tục đăng ký và tái đăng ký giữa S-CSCF và HSS.
Để tìm ra S-CSCF phục vụ ngời dùng, I-CSCF chuyển yêu cầu SIP
REGISTER tới S-CSCF. Khi S-CSCF nhận đợc yêu cầu SIP REGISTER nó
dùng lệnh SAR (Server-Assignment-Request) để thông tin với HSS. Lệnh này
dùng để thông báo HSS về S-CSCF sẽ phục vụ ngời dùng khi giá trị hết hạn
khác không, tơng tự nếu giá trị hết hạn bằng không thì SAR thông báo rằng

S-CSCF không còn phục vụ ngời dùng. Lệnh này chỉ đợc gửi khi nhận thực
thành công bởi S-CSCF. Lệnh này gồm: nhận dạng ngời dùng bí mật; nhận
dạng ngời dùng công khai; thông tin định tuyến; tên S-CSCF; SIP URI của
S-CSCF; Server Assignment Type (chứa thông tin tại sao hoạt động này đợc
thực thi); User Data Already Available (chỉ thị cho HSS có hay không SCSCF đã đợc gán trong hồ sơ ngời dùng cần thiết phục vụ ngời dùng);

22


User Data Request Type (nói cho biết có hay không S-CSCF muốn tải hồ sơ
đăng ký, bỏ đăng ký). Sau khi xử lý, HSS phúc đáp lại với lệnh SAA (serverassignment-answer) gồm các thông tin: kết quả trả lời lệnh SAR; hồ sơ ngời
dùng; thông tin tính cớc
Các thủ tục truy vấn vị trí (location retrieval proceduces)
Có thủ tục tìm S-CSCF khi dùng phơng thức SIP khác với REGISTER sử
dụng lệnh LIR (location-info-request), yêu cầu này bao gồm
nhận dạng ngời dùng công khai
thông tin định tuyến
HSS phúc đáp lại với lệnh LIA (location-info-answer) gồm các thông tin
kết quả trả lại lệnh LIR
tên hoặc khả năng của S-CSCF
1.6.4.2 Các thủ tục xử lý số liệu ngời dùng
Trong quá trình đăng ký, số liệu liên quan tới dịch vụ và ngời dùng đợc tải
về từ HSS tới S-CSCF qua giao diện Cx dùng các lệnh SAR và SAA nh đợc nhắc
đến trong phần trên. Để cập nhật số liệu trong S-CSCF, HSS khởi tạo lệnh PPR
(Push-Profile-Request). Yêu cầu này gồm có:
Nhận dạng ngời dùng công khai
Thông tin định tuyến chứa tên của S-CSCF đang phục vụ ngời dùng
Dữ liệu ngời dùng chứa hồ sơ ngời dùng đợc cập nhật
Lệnh PPR đợc phúc đáp lại bởi lệnh PPA đơn giản chỉ là thông báo lại kết quả của
sự thực hiện.

1.6.4.3 Các thủ tục nhận thực
Nhận thực ngời dùng IMS dựa trên cấu hình trớc bí mật đợc chia sẻ (preconfigured shared secret). Các chuỗi số và các bí mật đợc chia sẻ đợc lu trữ
trong modun nhận dạng các dịch vụ đa phơng tiện IP (ISIM) tại UE và tại HSS
trong mạng. Do S-CSCF chú ý tới nhận thực của ngời dùng nên tồn tại nhu cầu
truyền số liệu bảo mật tại điểm tham khảo Cx. Khi S-CSCF muốn nhận thực ngời
dùng, nó gửi lệnh MAR (Multimedia-Auth-request) tới HSS. Yêu cầu này chứa các
thông tin:
Nhận dạng ngời dùng bí mật
Nhận dạng ngời dùng công khai
Tên của S-CSCF, chứa dạng SIP URI của S-CSCF
Thông tin định tuyến

23


Number of Authentication Items, thông tin cho biết bao nhiêu vector nhận
thực mà S-CSCF muốn tải về cùng lúc.
Authentication Data, gồm sơ đồ nhận thực và thông tin nhận thực trong
trờng hợp đồng bộ lỗi.
HSS phúc đáp lại với lệnh MAA (Multimedia-Auth-Answer) gồm các thông tin:
Result, thông báo kết quả đối với lệnh MAR
Private User Identity, nhận dạng duy nhất ngời dùng trên mạng, chỉ đợc
biết bởi mạng
Number of Authentication Items, chứa các vector nhận thực
Authentication Data, gồm một vector nhận thực, chứa lợc đồ nhận thực (ví
dụ Digest-AKAvl-MD5), thông tin nhận thực (đòi hỏi nhận thực RAND và
thẻ bài AUTN), thông tin về quyền, khóa toàn vẹn,
1.6.5 Điểm tham khảo Dx
Khi có nhiều HSS đợc sử dụng trong mạng thì cần có SLF để xác định HSS
cần kết nối nh hình 1.9, giao diện giữa S-CSCF, I-CSCF và SLF đợc gọi là điểm

tham khảo Dx. Giao thức đợc sử dụng ở giao diện này là DIAMETER. Điểm tham
khảo Dx luôn đợc dùng kết hợp với điểm tham khảo Cx.

Hình 1.9: Phân giải HSS sử dung SLF
Để nhận đợc địa chỉ của HSS, I-CSCF hay S-CSCF gửi tới SLF yêu cầu Cx và sau
đó nó gửi yêu cầu Cx tới HSS nhận đợc từ SLF, nh chỉ ra trong hình 1.9.
1.6.6 Điểm tham khảo Sh
Một AS (SIP AS hoặc OSA SCS) có thể cần số liệu ngời dùng hay cần biết SCSCF nào để gửi một yêu cầu SIP. Thông tin này đợc lu trong HSS. Vì vậy cần
một điểm tham khảo giữa HSS và AS và điểm này đợc gọi là Sh và giao thức sử
dụng là DIAMETER. Các thủ tục đợc chia làm hai loại chính: xử lý số liệu và
thông báo/thuê bao. HSS duy trì danh sách của AS để cho phép lu trữ số liệu.
1.6.6.1 Xử lý dữ liệu

24