P-CSCF Proxy-Call Session Control Function Điểm kết nối đầu tiêngiữa hạ tầng IMS và người dùng IMS/SIP I-CSCF Interrogating-Call Session Control Điểm liên lạc cho tất cả một UE IARI IMS
Tổng Quát
Đăng ký SIP liên kết giữa địa chỉ IP hiện đang được người dùng sử dụng và danh tính công khai của người dùng, tức là SIP URI (định danh tài nguyên thống nhất) Ví dụ, khi Tobias muốn gọi Theresa, anh ấy gửi một yêu cầu SIP INVITE tới địa chỉ sip:theresa@home2.hu mà không cần biết thiết bị đầu cuối Theresa đang dùng Yêu cầu INVITE sau đó được chuyển đến tổ chức đăng ký tên miền của Theresa tại home2.hu Tổ chức đăng ký này đã biết địa chỉ trạm cuối hiện tại của Theresa từ quá trình đăng ký và sẽ thay thế sip:theresa@home2.hu bằng địa chỉ liên hệ đã đăng ký, là địa chỉ IP Cuối cùng, yêu cầu INVITE được chuyển tới trạm cuối của Theresa để thiết lập cuộc gọi.
Do đó, ngay cả với các trường hợp không thuộc IMS, Theresa cần đăng ký tại cơ quan đăng ký SIP để có thể xác định địa chỉ đầu cuối hiện tại của cô ấy.
Hệ thống IMS (IP Multimedia Subsystem) tích hợp nhiều chức năng hơn thông qua quy trình đăng ký SIP, làm cho quá trình thiết lập và quản lý cuộc gọi được tối ưu Vì IMS yêu cầu đăng ký SIP, Tobias cũng phải hoàn tất đăng ký trước khi anh ta có thể gọi cho em gái của mình.
Các quy trình sau được thực hiện trong quá trình đăng ký IMS của Tobias (xem Hình 11.1):
Trong mạng IMS, UE được cấu hình với các thông số cấu hình chung liên quan đến IMS để đảm bảo sự nhất quán và tối ưu hóa quá trình kết nối Cấu hình này có thể chỉ được áp dụng một lần cho mỗi UE và không cần lặp lại cho mỗi lần đăng ký, giúp rút ngắn thời gian thiết lập và giảm tải quản trị khi thiết bị tham gia vào mạng IMS.
1.3 Bối cảnh: Giao thức dữ liệu gói (PDP) báo hiệu chuyên dụng được thiết lập giữa Thiết bị người dùng (UE) của Tobias và Nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN) trong khuôn khổ Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp (GPRS) Quá trình thiết lập PDP tạo đường dẫn dữ liệu, cấp phát địa chỉ IP và quản lý phiên giữa UE và GGSN, đồng thời đảm bảo sự kết nối và vận hành liên tục của dịch vụ GPRS.
1.4: UE phát hiện ra địa chỉ của Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi proxy (P-
CSCF), mà nó sử dụng làm proxy gửi đi SIP trong khi đăng ký và cho tất cả các báo hiệu SIP khác trong khi đăng ký.
1.5: UE gửi tin nhắn ĐĂNG KÝ tới mạng gia đình của Tobias để thực hiện đăng ký SIP cho danh tính người dùng công khai của Tobias
1.6: Interrogating-CSCF (I-CSCF) chọn Serving-CSCF (S-CSCF) phục vụ người dùng trong khi nó được đăng ký
1.7: S-CSCF tải xuống dữ liệu xác thực của người dùng từ Máy chủ thuê bao tại nhà (HSS)
1.8: UE và P-CSCF đồng ý về cơ chế bảo mật
1.9: UE và mạng (S-CSCF) xác thực lẫn nhau
1.10: Liên kết Bảo mật IP (IPsec) giữa UE và P-CSCF được thiết lập
1.11: Quá trình nén SIP bắt đầu giữa UE và P-CSCF
1.12: UE tìm hiểu tuyến đường đến S-CSCF
1.13: S-CSCF tìm hiểu đường đến UE
1.14: + S-CSCF tải xuống hồ sơ người dùng của người dùng từ HSS
+ S-CSCF đăng ký danh tính người dùng công khai mặc định của người dùng 1.15: UE đăng ký các dịch vụ truyền thông IMS được hỗ trợ tại S-CSCF
1.16: + S-CSCF có thể, dựa trên hồ sơ người dùng, ngầm định đăng ký thêm danh tính người dùng công khai của người dùng
+ UE nhận biết được tất cả danh tính người dùng công khai được gán cho Tobias và trạng thái đăng ký hiện tại của anh ta
+ P-CSCF nhận biết được tất cả danh tính người dùng công khai được chỉ định cho Tobias và trạng thái đăng ký hiện tại của anh ta
Hình 1.1: Quy trình đăng ký ban đầu
Các Tham Số Ban Đầu Và Đối Tượng Quản Lý IMS
Để UE Tobias có thể gửi yêu cầu SIP REGISTER, Tobias cần một tập hợp thông tin nhất định, trong đó có một số dữ liệu được lưu trên UICC mà UE mang theo (xem Phần 1.16) Để cho nhà khai thác mạng có thể cấu hình UE với các tham số khác nhau và để cho nhà khai thác có thể đọc các thiết lập cấu hình từ UE, IMS MO (Management Object) được sử dụng IMS MO được chuyển tới UE qua giao thức Quản lý Thiết bị OMA DM Giao thức này sẽ không được thảo luận thêm ở đây, vì việc sử dụng nó nằm ngoài phạm vi IMS — nó chỉ cung cấp các tham số cấu hình liên quan.
IMS MO cung cấp các cài đặt sau cho UE của Tobias:
Có một hoặc nhiều con trỏ tới cấu hình điểm truy cập GPRS (ConRefs), được cấu hình cho điện thoại thông qua một đối tượng quản lý thiết bị OMA DM OM riêng biệt UE sẽ sử dụng một trong các điểm truy cập được liệt kê này để kết nối với mạng 3GPP và thực hiện đăng ký IMS trên kết nối đó (xem Phần 1.3).
Việc lựa chọn của nhà điều hành về việc UE có nên dùng ngữ cảnh PDP dành riêng cho IMS hay sử dụng ngữ cảnh PDP chung (PDP ContextOperPref) ảnh hưởng trực tiếp đến cơ chế báo hiệu và quản lý kết nối Trong ví dụ này, nhà điều hành cho thấy ưu tiên cho ngữ cảnh PDP báo hiệu dành riêng cho IMS, và chi tiết cụ thể được trình bày ở Phần 1.3.
Địa chỉ P-CSCF chỉ áp dụng cho các triển khai IMS ban đầu khi IPv4 được sử dụng, và ở một số mạng không có cơ chế phát hiện P-CSCF thì trường này có thể không được điền Trong ví dụ này, trường địa chỉ P-CSCF không được thiết lập vì UE kết nối mạng qua IPv6 với mạng 3GPP và thực hiện cơ chế phát hiện P-CSCF như được mô tả trong Phần 1.4.
Các giá trị cụ thể của nhà khai thác cho các Bộ định thời SIP T1, T2 và T4 bảo vệ việc truyền lại các giao dịch SIP Trong một số mạng, các nhà vận hành có thể muốn điều chỉnh các giá trị mặc định của các bộ định thời này; tuy nhiên ví dụ dưới đây không giả định sự thay đổi đó.
Danh sách Nhận dạng dịch vụ truyền thông IMS (Danh sách ICSI) cho UE biết những giá trị ICSI được mạng hỗ trợ, từ đó UE chỉ đăng ký các giá trị ICSI mà nó hỗ trợ và đồng thời được mạng hỗ trợ (xem Phần 1.3) Trong ví dụ này, Danh sách ICSI chứa ba giá trị.
- một cho Dịch vụ Liên lạc Điện thoại Đa phương tiện IMS (urn: urn-xxx: 3gpp- service-ims.icis.mmtel);
- một cho trò chơi trực tuyến IMS giả định (urn:urn-xxx:other-vendor-service-ims.icsi. ongame);
- một dịch vụ làm việc cộng tác IMS giả định (urn: urn-xxx: othervendor-service-ims.icsi.collawo), không được Tobiases UE hỗ trợ.
Các giá trị ‘xxx’ trong các URN sẽ được thay bằng các giá trị số sau khi URN đã được đăng ký với Cơ quan cấp số được ấn định trên Internet (IANA) Ngoài các tham số cấu hình này, IMS MO cho phép nhà vận hành đọc một tập hợp thông tin từ UE; khi UE nhận được IMS MO, nó sẽ phản hồi lại nó (qua cơ chế giao thức OMA DM) với các cài đặt và giá trị hiện tại có sẵn cho các trường được liệt kê.
• tất cả các giá trị có sẵn cho các trường cấu hình được mô tả ở trên, tức là ConRefs, PDP ContextOperPref, P-CSCF Address, Timer T1, Timer T2, Timer T4 và ICSI List;
Trong Phần 1.3, bài viết nêu rõ cách xử lý danh tính người dùng bao gồm danh tính người dùng riêng tư (Danh tính người dùng riêng), tất cả danh tính người dùng công khai (Danh sách mức độ sử dụng chung) và tên miền mạng gia đình (Tên miền mạng gia đình).
1.3 Thiết lập bối cảnh báo hiệu PDP
Trước khi UE của Tobias có thể bắt đầu quy trình đăng ký IMS, Tobias cần thiết lập kết nối IP với mạng Trong trường hợp GPRS, kết nối IP này do ngữ cảnh PDP báo hiệu chuyên dụng hoặc ngữ cảnh PDP có mục đích chung cung cấp Các khái niệm và thủ tục thiết lập và sử dụng ngữ cảnh PDP được nêu ra rõ ràng để đảm bảo kết nối mạng và hoạt động IMS Dựa trên thông tin cấu hình trong đối tượng quản lí IMS (Phần 1.2), UE của Tobias biết các tham số cấu hình cần thiết và trạng thái hiện tại liên quan đến PDP, từ đó có thể chuẩn bị cho quy trình đăng ký IMS một cách hiệu quả.
• Sử dụng điểm truy cập GPRS nào (từ phần tử ConRefs trong đối tượng quản lí IMS) để thiết lập kết nối GPRS;
• Ngữ cảnh PDP báo hiệu dành riêng cho IMS phải được thiết lập (từ phần tử PDP ContextOperPref trong đối tượng quản lí IMS)
Sau khi UE đã thiết lập ngữ cảnh PDP báo hiệu, nó sẽ có thể gửi báo hiệu SIP.
P-CSCF là điểm vào duy nhất cho tất cả các bản tin SIP được gửi từ UE tới IMS, vì vậy UE cần biết địa chỉ P-CSCF trước khi gửi bản tin SIP đầu tiên Do địa chỉ này không được cấu hình trước trong ví dụ, UE phải tự phát hiện địa chỉ này bằng cơ chế tìm kiếm P-CSCF Trong mạng GPRS, UE có thể yêu cầu địa chỉ P-CSCF trong quá trình thiết lập PDP context chung hoặc trong giai đoạn báo hiệu; GGSN sẽ trả về tiền tố IPv6 của P-CSCF để đáp ứng yêu cầu kích hoạt PDP context.
Hình 1.2: P-CSCF qua DHCP / DNS
UE có thể chọn sử dụng DHCPv6, Giao thức cấu hình máy chủ động cho IPv6, để khám phá P-CSCF Nếu địa chỉ P-CSCF được DHCP trả về ở dạng tên miền đầy đủ (FQDN) chứ không phải là địa chỉ IP, thì địa chỉ P-CSCF sẽ được phân giải qua DNS thành địa chỉ IP của bất kỳ máy chủ SIP nào khác.
1.4.2 SIP và cấu hình máy chủ DNS qua DCHPv6
Trong ví dụ này, điện thoại của Tobias sử dụng DHCPv6 để phát hiện P-CSCF Có rất nhiều tùy chọn cấu hình mà một UE có thể yêu cầu từ máy chủ DHCP bằng cách sử dụng các tùy chọn DHCP Giao tiếp giữa UE và máy chủ DHCP qua địa chỉ liên kết cục bộ (link-local) rất đặc biệt so với các giao tiếp dựa trên IP khác mà chúng ta đang xem xét ở đây Cũng cần lưu ý rằng DHCP và DNS được mã hóa theo cách khác với SIP, vì vậy biểu diễn được chọn trong các ví dụ ở đây ở dạng có thể đọc được nhưng không phản ánh đúng nội dung thông điệp giao thức khi được truyền ở định dạng nhị phân giữa UE và máy chủ Để giữ cho ví dụ đơn giản và tập trung vào nhu cầu IMS và SIP, chúng ta sẽ không xem xét các yêu cầu giao tiếp DHCP cụ thể và sẽ giả định rằng UE của Tobias yêu cầu hai loại thông tin từ máy chủ DHCP cục bộ.
• địa chỉ của máy chủ DNS;
Để có được địa chỉ của P-CSCF, UE sẽ gửi một thông báo DHCP REQUEST, trong đó bao gồm Tùy chọn Yêu cầu Tùy chọn DHCP (Option Request Option – ORO) và danh sách các mã tùy chọn DHCP mà UE yêu cầu, để máy chủ DHCP trả về các tùy chọn DHCP mà UE cần nhận, từ đó xác định địa chỉ của P-CSCF.
OPTIONS ORO: OPTION DNS SERVERS (23)
Trong cấu hình DHCP IPv6 cho SIP, có hai tùy chọn được xác định: một cho tên miền SIP (SIP SERVER D - mã 21) và một cho địa chỉ IP SIP (SIP SERVER A - mã 23) Mục đầu tiên yêu cầu địa chỉ của Máy chủ DNS, mục nhập thứ hai yêu cầu tên miền của máy chủ SIP Trong ví dụ này, UE được giả định chỉ yêu cầu tùy chọn tên miền. -**Support Pollinations.AI:** -🌸 **Ad** 🌸Powered by Pollinations.AI free text APIs [Support our mission](https://pollinations.ai/redirect/kofi) to keep AI accessible for everyone.
Máy chủ DHCP phản hồi Request bằng một trả lời DHCP, trong đó nó cung cấp thông tin được yêu cầu.
OPTION DNS SERVERS: 5555::cc:dd:cc:dd, 5555::ff:ee:ee:ff
OPTIONS SIP SERVER D: visited1.fi
Tobias’s UE hiện có hai máy chủ DNS được định cấu hình và biết rằng tên miền
visit1.fi cung cấp dịch vụ SIP với vai trò P-CSCF Tuy nhiên, UE không thể định tuyến trực tiếp tới tên miền được trả về trong DHCP REPLY; trước tiên nó cần xác định tên máy chủ P-CSCF và địa chỉ IP của nó để có thể gửi các tín hiệu SIP tới P-CSCF và thiết lập các cuộc gọi Quá trình khám phá P-CSCF thường liên quan đến tra cứu DNS dựa trên thông tin từ DHCP hoặc sử dụng cơ chế SRV/NAPTR để xác định máy chủ P-CSCF và nhận địa chỉ IP tương ứng Khi UE đã có địa chỉ IP của P-CSCF, nó sẽ gửi các tín hiệu SIP như REGISTER và INVITE tới P-CSCF nhằm thiết lập và duy trì phiên SIP trên mạng.
1.4.3 Giải quyết Con trỏ cơ quan đặt tên DNS (Naming Authority