郭蕾蕾 曲立寧

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淺析IMS注冊(cè)流程

郭蕾蕾 曲立寧

中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司臨沂市分公司，山東 臨沂 276000

對(duì)P-CSCF發(fā)現(xiàn)流程和IMS系統(tǒng)中用戶的注冊(cè)流程，作了分析和總結(jié)。

IMS；注冊(cè)流程；多媒體運(yùn)用

1 簡(jiǎn)介

IMS（IP Multimedia Subsystem）是3GPP在Release 5版本提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，并在Release 6與Release 7版本中得到了進(jìn)一步完善。它的核心特點(diǎn)是采用SIP協(xié)議和與接入的無(wú)關(guān)性。IMS 是一個(gè)在PS域上面的多媒體控制/呼叫控制平臺(tái)，支持會(huì)話類和非會(huì)話類多媒體業(yè)務(wù)，為未來(lái)的多媒體應(yīng)用提供一個(gè)通用的業(yè)務(wù)使能平臺(tái)，它是向All IP Network 業(yè)務(wù)提供體系演進(jìn)的一步。

2 P-CSCF的發(fā)現(xiàn)流程介紹

注冊(cè)過(guò)程使得 UE 可以使用 IMS 服務(wù)，在進(jìn)行 IMS 注冊(cè)之前，UE 必須知道 P-CSCF 的至少一個(gè) IP 地址。UE 找到這些地址的機(jī)制就稱為 P-CSCF 發(fā)現(xiàn)。3GPP對(duì) P-CSCF 的發(fā)現(xiàn)過(guò)程定義了如下兩種機(jī)制。

2.1 GPRS 專用的 P-CSCF 發(fā)現(xiàn)機(jī)制

UE 發(fā)送 PDP 上下文激活請(qǐng)求，請(qǐng)求信息中包含 P-CSCF 地址請(qǐng)求標(biāo)記，通過(guò) SGCN 和GGSN 響應(yīng)得到 P-CSCF 的 IP 地址[1]。

2.2 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）域名系統(tǒng)（DNS）機(jī)制

UE 發(fā)送一個(gè) DHCP 請(qǐng)求給 IP 連接網(wǎng)絡(luò)（IP-CAN），該網(wǎng)絡(luò)將 DHCP 請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給 DHCP服務(wù)器。UE 可以請(qǐng)求一個(gè) SIP 服務(wù)器域名形式的 P-CSCF 列表，或者請(qǐng)求一個(gè) SIP 服務(wù)器 IPv6地址形式的 P-CSCF 列表。當(dāng)返回域名是 UE，需要執(zhí)行 DNS 查詢來(lái)找到 P-CSCF 的 IP 地址。DHCP DNS 機(jī)制是一個(gè)與接入無(wú)關(guān)的發(fā)現(xiàn)P-CSCF 的方式。P-CSCF 使 IMS系統(tǒng)中與用戶第一個(gè)連接點(diǎn)。

3 IMS注冊(cè)流程介紹

IMS 注冊(cè)包括兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是網(wǎng)絡(luò)如何向 UE 進(jìn)行挑戰(zhàn)（Challenge）；第二個(gè)階段是 UE 如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)進(jìn)行響應(yīng)并完成注冊(cè)過(guò)程[2]。

網(wǎng)絡(luò)向 UE 挑戰(zhàn)過(guò)程如圖 1 所示。在第一階段，IMS 網(wǎng)絡(luò)向 UE 發(fā)出挑戰(zhàn)，UE 將對(duì)網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)進(jìn)行響應(yīng)并完成注冊(cè)過(guò)程[3]，過(guò)程如圖 2 所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)向UE挑戰(zhàn)過(guò)程

圖2 UE響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)

（1）UE 發(fā)送一個(gè) SIP REGISTER 注冊(cè)請(qǐng)求給已發(fā)現(xiàn)的 P-CSCF，在這個(gè)請(qǐng)求消息中包含要注冊(cè)的身份和歸屬域名稱（I-CSCF 的地址）。

（2）根據(jù)用戶的歸屬域名，P-CSCF 確定是由拜訪域網(wǎng)絡(luò)的 UE 發(fā)來(lái)的注冊(cè)請(qǐng)求后，向DNS 發(fā)起歸屬域的 I-CSCF 地址的 DNS 查詢。

（3）根據(jù) DNS 的查詢結(jié)果，P-CSCF 將REGISTER 消息發(fā)送給 I-CSCF。

（4）CSCF 將會(huì)聯(lián)系歸屬用戶服務(wù)器（HSS），HSS 返回需要的 S-CSCF 的能力，I-CSCF 根據(jù) HSS 返回的結(jié)果選擇一個(gè)合適的S-CSCF。

（5）在 S-CSCF 選定之后，I-CSCF 將REGISTER 請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給選定的 S-CSCF。

（6）S-CSCF 會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)用戶沒(méi)有被授權(quán)，會(huì)向 HSS 索取認(rèn)證數(shù)據(jù)。

（7）S-CSCF 同時(shí)通過(guò)一個(gè) 401 未授權(quán)響應(yīng)來(lái)挑戰(zhàn)該用戶。

（8）UE 對(duì)挑戰(zhàn)進(jìn)行響應(yīng)，發(fā)送另外一個(gè)REGISTER 請(qǐng)求給 P-CSCF。

（9）P-CSCF 再次找到 I-CSCF。

（10）并且 I-SCCF 也將依次找到 S-CSCF。

（11）S-CSCF 將檢查這個(gè)響應(yīng)；如果響應(yīng)正確，則 S-CSCF 將從 HSS 下載用戶配置。

（12）同時(shí) S-CSCF 通過(guò)一個(gè)“200 OK”的響應(yīng)來(lái)接受注冊(cè)。

一旦 UE 成功被授權(quán)，UE 就能夠發(fā)起或者接收會(huì)話，同時(shí)在注冊(cè)過(guò)程中，UE 和 P-CSCF會(huì)知道網(wǎng)絡(luò)中哪個(gè)S-CSCF將要為UE提供服務(wù)。

在這個(gè)流程中我們可以發(fā)現(xiàn)：（1）S-CSCF 在 IMS 核心網(wǎng)中處于核心控制地位，負(fù)責(zé) UE 的注冊(cè)功能；（2）CSCF 提供本域用戶服務(wù)節(jié)點(diǎn)的分配功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

IMS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步商用，由于 IMS 網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于NGN網(wǎng)絡(luò)有著非常多的優(yōu)勢(shì)，目前中國(guó)各大運(yùn)營(yíng)商均已運(yùn)用 IMS技術(shù)組網(wǎng)。相信在不久的將來(lái)，IMS 將在各大運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮更大的作用。

[1]林朝輝，劉清亮.IMS網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程及方法的探討[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2011（3）：11-15.

[2]張智江，朱士鈞，等.基于IMS融合、開(kāi)放的下一代網(wǎng)絡(luò)[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[3]中興通信固網(wǎng)軟交換處理能力說(shuō)明[Z].2010.

Analysis of IMS Registration Process

Guo Leilei Qu Lining

China Joint Network Communications Co., Ltd., Linyi Branch, Shandong Linyi 276000

This paper analyzes and summarizes the register process of users in IMS system.

IMS；registration process；multi-media applications

TN919.72

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郭蕾蕾（1982—），女，漢族，山東臨沂人，碩士研究生學(xué)歷，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芘c信息處理。