day1：IMS技术交流1-IMS基本原理

IMS基本原理中国电信股份有限公司广东研究院网络运营支撑部主讲：马金兰2020年6月30日中国电信股份有限公司广东研究院2交流提纲基本概念1用户标识25注册流程3业务触发45呼叫流程5中国电信股份有限公司广东研究院33IMS是什么?IMS：IPMultimediaSubsystemIP=基于IP的传输基于IP的会话控制基于IP的业务实现Multimedia=语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合支持多种接入方式，各种不同能力终端Subsystem=依赖于现有网络技术和设备，最大程度重用现有网络系统无线网络把PS/GPRS网络作为承载网络固定网络把基于固定接入IP系统作为承载网络IMS（IPMultimediaSubsystem-IMS），由3GPP在R5阶段引入，叠加在PS域上，目的是在基于全IP的网络上为移动用户提供多媒体业务中国电信股份有限公司广东研究院4IMS主要特征接入无关归属地控制业务提供能力安全机制统一策略控制IMS主要特征支持多种固定/移动接入方式的融合，支持无缝的移动性和业务连续性，为全业务运营提供了便利呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，保证业务提供的一致性，易于实现私有业务扩展，促进归属运营商积极提供吸引客户的服务打破竖井式业务部署模式，业务与控制完全分离，有利于灵活、快速的提供各种业务应用，更利于业务融合，实现开放的业务提供模式•多种安全接入机制共存•部署安全域间信令保护机制•部署网络拓扑隐藏机制统一的QoS和计费策略控制机制中国电信股份有限公司广东研究院5IMS系统架构UEApplication(SIP/OSAAS,CAMELSE)ASSIPASOSA-SCSIM-SSFCSCFP-CSCFS-CSCFI-CSCFMGCFSGWBGCFSLFHSS/USPFIMSDataHLR/AuC(CS/PS)GGSNPEFMRFCMRFPIM-MGWPDFSGSNRAN终端接入层控制层固网接入UEWimax/WiFiUEBASWAG/AGWCSNetworks(PSTN/SS,PLMN)业务层ISCAGCFAGPOTSPDSNRANUENASSSBC业务网络主要是应用服务器，用于向IMS用户提供各种增值业务，目前在IMS域中主要有三种业务提供方式：SIP-AS提供方式、OSASCS方式、SCP提供提供IP接入承载，可以是任意的IP网络，包括CDMAPS域、WCDMAPS域、WIMAX、WIFI、固定宽带接入等完成IMS用户管理、网间互通、路由、业务触发等处理互通域包含SGW、MGCF/MGW等实体，用于IMS域业务域传统的PSTN、PLMN等网络的互联互通中国电信股份有限公司广东研究院6IMS逻辑实体分类用户数据管理、认证鉴权HSSSLF会话控制和路由P-CSCFS-CSCFI-CSCFMRFCMRFP媒体资源（MRF）互通功能MGCFBGCFMGW业务控制ASIMS网元功能的逻辑架构，可根据实际部署需要，进行合设中国电信股份有限公司广东研究院IMS关键网元CSCFHSSP-CSCF(ProxyCSCF)：•IMS系统中的第一个接入点，位于拜访网络•主要负责信令和消息的代理，用户的注册和漫游管理、用户的信令安全和QoS控制S-CSCF(ServingCSCF)：•位于用户的归属网络•对用户进行认证鉴权•为UE进行会话控制，为IP多媒体业务呼叫的建立、业务触发I-CSCF(InterrogatingCSCF)：•到其他IMS系统域的连接接入点•IMS归属域的入口节点，负责用户注册S-CSCF的指配和查询HSS（HomeSubscriberServer）•是HLR在支持IMS方面的功能增强•存储用户的鉴权信息、签约业务信息P-SCSF拜访网络S-CSCF归属网络I-CSCFHSS分组域SIPSIPSIPDiameter中国电信股份有限公司广东研究院IMS关键网元MGCF/IM-MGW•负责IMS与传统交换网络互通•MGCF负责IMS域用户和PSTN/CS域用户之间进行互通的信令转换和媒体控制设备SIPISUPSIP-IMGCFH.248IMS网络PSTN、软交换网络、CDMA网络IM-MGW媒体媒体中国电信股份有限公司广东研究院9IMS网络域名域名在IMS网络中的作用路由：找到I-CSCF（一个域对应一个IMS网络）IMS完全根据域名路由，采用了互联网模式。IMS不再采用电话号码路由（电话号码需要翻译成域名再路由）。归属网络定位根据用户归属网络域名进行注册、找到HSS（先找到I-CSCF）用户标识采用SIPURI管理用户，SIPURI含有域名。例如：[e-mail]、[e-mail]、[e-mail]、[e-mail]（企业域名）普通语音业务，对域名如何编号无特殊需求（用户看不到域名）互联网类型的业务，对域名编号有一定的需求（用户能看到域名）中国电信股份有限公司广东研究院10域名方案比较域名分级方案：–一级域名@ctcims.cn（含有中国电信标识）•不利于大网内路由、不利于用户归属网络定位；–全国网络都是一个域，根据域名不能立即判断路由方向，需要全网数据查询才能定位、组网灵活性差。•用户标识简单–一级域名标识简单清晰，符合互联网方式；–但是未来采用字符串的用户ID，需要容易产生重名问题，需要区分。–二级域名：@gd.ctcims.cn（还含有省标识）•有利于不同的省间路由；可以直接定位用户归属省；–通过域名直接路由到目的省、省内再查询数据路由到目的地网元。•用户标识较简单–二级域名标识较简单，用户能够接受–三级域名：@hz.gd.ctcims.cn（还含有地区标识）•有利于省间、不同本地网间路由；可以直接定位用户归属本地网；–通过域名直接路由到本地网，路由最简单•用户标识复杂–三级域名过于复杂，用户接受程度不高。结论：二级域名为主，兼顾未来的一级域名中国电信股份有限公司广东研究院IMS协议IMS中主要协议：SIP协议（SessionInitiationProtocol)Diameter协议H.248协议中国电信股份有限公司广东研究院IMS接口和协议之间的关系SIP协议和接口接口连接实体GmUE，PCSCFMwP-CSCF,I-CSCF,S-CSCFISCI-CSCF,S-CSCF,ASMgI-CSCF,MGCFMiS-CSCF,BGCFMjBGCF,MGCFMkBGCF,BGCFMrS-CSCF,MRFC中国电信股份有限公司广东研究院IMS接口和协议之间的关系Diameter协议和接口接口连接实体CxI-CSCF,S-CSCF,HSSDxI-CSCF,S-CSCF,SLFGqP-CSCF,PDFShHSS,ASDhSLF,ASRfAS/S-CSCF/P-CSCF/MGCF等计费网元,CCF中国电信股份有限公司广东研究院IMS接口和协议之间的关系H.248协议和接口接口连接实体MpMRFC,MRFPMnMGCF,IM-MGW中国电信股份有限公司广东研究院15交流提纲用户标识2基本概念15注册流程3业务触发45呼叫流程5中国电信股份有限公司广东研究院16IMS网络的用户标识和用户配置PrivateUserIdentity-1PrivateUserIdentity-2PublicUserIdentity-1PublicUserIdentity-2PublicUserIdentity-3ServiceProfile-1ServiceProfile-2IMSSubscription终端1终端2IMS用户号码1号码2号码3中国电信股份有限公司广东研究院17私有用户标识PVIPVI：IMS系统中的每一个用户都有一个或多个用户私有标识IMPI，也称为PVI，由用户归属网络运营商指定。用于注册、认证、管理和计费等特点：不能用作寻找与路由。主要用于鉴权、用户签约信息的绑定。运营商分配，只做内部使用一个IMPI可以对应多个IMPU。中国电信试点总体方案中：一个IMS终端分配一个私有用户标识。私有用户标识与采用已为用户分配的E.164号码作为用户名的公有用户标识相同，即：“用户号码@归属网络域名”，用户号码为已为用户分配的E.164号码，如“[e-mail]”中国电信股份有限公司广东研究院18公共用户标识PUIPUI：IMS系统中的每个用户都有一个或多个用户公有标识IMPU，即为PUI，用户用些标识请求与其它用户通信，可以被公布的。一个IMS签约用户可以有一个或者多个IMPU，采用SIPURI或者telURI格式。该标识可以用来路由。TelURI:Tel：[phone]（固定号码）Tel：[phone]（移动号码）SIPURI:SIP：username@domainSIP:[e-mail]:[e-mail]:[e-mail]（个性化）中国电信股份有限公司广东研究院19公共业务标识PSI为了在IMS系统中引入标准的呈现、消息、会议等业务，需要引入公共业务标识PSI(PublicServiceIdentities)一个本地业务可以通过一个可以全局路由的PSI进行标识，为全网提供服务PSI标识的是业务，或者是一个AS上为某种业务所创建的特定资源，而非用户PSI采用SIPURI或者TelURI的格式PSI的域部分由IMS运营商预先定义好，用户部分则能由IMS系统灵活地动态创建;PSI也可用于标识群组，通配PSI标识显式PSI:Sip:[e-mail]:[e-mail]通配PSI:Sip:chatlist!.*!@gd.ctcims.cnsip:600!*!@gd.ctcims.cn中国电信股份有限公司广东研究院20网元标识网元标识标识IMS网络中的各个网元，用于IMS网元间的路由及寻址通过访问DNS查询目标IMS网元标识对应的IP地址，完成寻址。不同类型网元都有各自的标识规则，全省根据规则统一规划。中国电信股份有限公司广东研究院21交流提纲注册流程3基本概念15用户标识2业务触发45呼叫流程5中国电信股份有限公司广东研究院P-CSCF的发现流程目前P-CSCF（或SBC）发现流程有两种：在终端上直接配置P-CSCF（或SBC）的IP地址；在终端上配置P-CSCF（或SBC）的域名（如bac.ctcims.cn）:终端向DNS发起域名解析请求，终端通过DNS返回的域名解析地址实现与SBC或P-CSCF的通信。中国电信股份有限公司广东研究院P-CSCF的发现流程P-CSCF的发现流程原理图中国电信股份有限公司广东研究院24P-CSCF漫游地/归属地归属地HSSAS1I-CSCFS-CSCFASn终端1.公有标示2.私有标示1)发起注册请求2a）通过DNS，向用户所属I-CSCF转发请求2b）将本地标示向归属网络告知3）请求为当前用户服务的S-CSCF地址4）转发请求5）鉴权通过，将相关绑定信息在HSS中存储6）通过第三方注册，向相关业务平台告知当前用户以上线及为其服务的S-CSCF7）认可本次注册，并将本S-CSCF告知P-CSCF地址完成注册后，P-CSCF与S-CSCF相互记录下地址信息。当该终端触发主叫侧业务时，由P-CSCF直接转发至归属地的S-CSCF，旁路I-CSCF。注册流程中国电信股份有限公司广东研究院注册流程25CallerUEP-CSCFI-CSCFS-CSCFHSS8.Cx-AuthenticationResp1.REGISTER3.REGISTER7.Cx-Authentication9.401UnauthorizedDNS2.2.DNSQueryResp2.1.