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        IMS網絡業(yè)務觸發(fā)體系架構的研究

        2019-09-10 07:22:44馬文學王龍龍戎爍孫瑋
        計算機與網絡 2019年15期

        馬文學 王龍龍 戎爍 孫瑋

        摘要:對IP多媒體系統(IP Multimedia Subsystem,IMS)網絡業(yè)務觸發(fā)體系架構進行了研究,提出了一種IMS業(yè)務觸發(fā)機制,主要包括初始過濾準則iFC的初始創(chuàng)建、下載以及觸發(fā)的詳細流程,并結合實際應用在搭建的真實環(huán)境中進行了測試。測試表明,該業(yè)務觸發(fā)機制能夠保證終端用戶在發(fā)起IMS基本呼叫時,可以正常觸發(fā)業(yè)務應用服務器AS進行業(yè)務邏輯處理。

        關鍵詞:IMS;初始過濾準則;業(yè)務觸發(fā)

        中圖分類號:TN915文獻標志碼:A文章編號:1008-1739(2019)15-69-3

        0引言

        IMS是一種全新的多媒體業(yè)務形式,能夠滿足當前終端客戶更新穎、更多樣化媒體業(yè)務的需求[1]。IMS在充分借鑒軟交換承載與控制分離的基礎上,使業(yè)務與控制做到了真正意義上的分離。在IMS網絡中,用戶使用歸屬網絡的S-CSCF來進行業(yè)務的觸發(fā)操作,通過初始過濾準則分析判斷觸發(fā)對應的業(yè)務應用服務器進行業(yè)務的邏輯處理。這種控制方式使得IMS控制層與業(yè)務層進行了完全分離。因此,進一步研究IMS的業(yè)務觸發(fā)方式具有很重要的應用價值。

        1 IMS網絡業(yè)務觸發(fā)體系架構

        IMS提供統一的業(yè)務觸發(fā)機制,由IMS網絡的S-CSCF來實現。S-CSCF需要根據iFC進行業(yè)務的觸發(fā),而業(yè)務的邏輯處理需要采用應用服務器來實現,從而解除了網絡的控制部分和業(yè)務提供部分的相互制約。對于終端用戶,無論采用什么方式接入到IMS核心網,都可以使用IMS中定義的觸發(fā)機制實現業(yè)務的觸發(fā)功能。

        1.1業(yè)務觸發(fā)框架

        根據3GPP標準,IMS的業(yè)務觸發(fā)框架主要由服務呼叫會話控制功能實體CSCF、歸屬用戶服務器HSS和應用服務器AS構成。其中,核心網網元S-CSCF負責執(zhí)行業(yè)務的觸發(fā)功能,是業(yè)務觸發(fā)框架的核心組件;HSS是一個存儲終端配置信息的數據庫;應用服務器AS用來實現不同業(yè)務的邏輯處理。IMS的業(yè)務觸發(fā)框架如圖1所示。

        從圖1可以看到,IMS核心網系統接收到終端用戶發(fā)送過來的SIP消息初始會話請求,核心網S-CSCF通過獲取業(yè)務點觸發(fā)器(SPT)與S-CSCF通過Diameter消息從HSS下載獲得的iFC相比較,如果二者匹配則轉發(fā)到對應的應用服務器進行業(yè)務邏輯處理[2]。

        1.2業(yè)務觸發(fā)機制流程

        IMS業(yè)務觸發(fā)機制主要通過iFC來實現,存儲在歸屬用戶服務器HSS中,是終端用戶屬性的一部分。在終端用戶注冊時或者未注冊終端用戶發(fā)起或接收會話時被下載到核心網S-CSCF上。終端用戶發(fā)出的業(yè)務請求通過Mw接口到達核心網S-CSCF后,S-CSCF通過分析SIP呼叫信令,判斷消息類型[3-4]。

        2 IMS網絡業(yè)務觸發(fā)過程

        2.1下載用戶數據配置

        當用戶向IMS網絡發(fā)起注冊并申請服務,IMS網絡會為該用戶分配一個包含用戶基本信息和簽約相關業(yè)務的用戶配置。在用戶發(fā)起注冊的時候,IMS網絡的S-CSCF發(fā)送SAR到HSS下載該用戶的配置信息,該配置信息至少包括一個私有用戶標識和業(yè)務配置[5-6]。

        2.2觸發(fā)AS應用服務器

        如圖2所示,假設AS為用戶提供一種增值業(yè)務。當用戶發(fā)送INVITE呼叫請求到IMS網絡的S-CSCF時,處理步驟如下:

        ①用戶發(fā)起Invite呼叫請求到IMS網絡的S-CSCF;

        ②S-CSCF接收到該請求后,創(chuàng)建呼叫包,并評估SPT,檢查是否與AS的iFC匹配,如果發(fā)現二者一致,則將該請求轉發(fā)到AS應用服務器上;

        ③AS應用服務器根據業(yè)務權限配置執(zhí)行相應的業(yè)務邏輯,并將呼叫請求轉發(fā)回該S-CSCF;

        ④S-CSCF接收到AS的呼叫請求后,繼續(xù)評估SPT,并檢查是否與對應的AS的iFC相匹配,如果發(fā)現二者一致,則將該請求轉發(fā)到對應的AS應用服務器上;

        ⑤AS應用服務器根據業(yè)務權限配置執(zhí)行相應的業(yè)務邏輯,并將呼叫請求轉發(fā)回S-CSCF;

        ⑥S-CSCF接收到AS的呼叫請求后,繼續(xù)評估SPT,并檢查是否與對應的AS的iFC相匹配,如果沒有匹配一致的,則將該請求根據路由決策進行轉發(fā)。

        2.2.1注冊流程

        S-CSCF發(fā)起注冊請求,從HSS下載與終端用戶相關的業(yè)務數據,并對終端用戶進行鑒權處理,直到最終注冊成功。注冊流程如圖3所示。

        2.2.2呼叫流程

        UE發(fā)起會話請求到IMS網絡的S-CSCF,S-CSCF根據配置獲取該終端用戶的業(yè)務點觸發(fā)器實例,并檢查在注冊時下載到S-CSCF中的初始過濾準則iFC,如果有多個過濾準則和該終端用戶相關,則將這些相關的過濾準則組成一個集合,然后根據優(yōu)先級一次將其和到來的SIP請求中的業(yè)務點觸發(fā)器實例進行比較。如果iFC匹配成功后,則將該請求轉發(fā)到對應的應用服務器AS上;如果匹配失敗,則根據基本呼叫機制對該消息進行轉發(fā),呼叫流程如圖4所示。

        3應用實例

        根據以上提供的IMS業(yè)務體系架構和初始過濾準則的深入研究,開發(fā)了IMS網絡測試環(huán)境,通過添加用戶配置信息,使其可以正常觸發(fā)業(yè)務應用服務器AS,實現相關業(yè)務邏輯處理。

        3.1注冊過程的觸發(fā)

        首先完成用戶在AS上的注冊,注冊應用服務器為sip: as@as.aricentims.com,IMS網絡的S-CSCF向應用服務器AS發(fā)起第三方注冊,其注冊消息如下:

        REGISTER sip:as@as.aricentims.com SIP/2.0

        Via:SIP/2.0/UDP 18.18.18.162:12004;branch=z9hG4bKGYv KUUrfbTR001499001H0300

        Contact:

        CSeq:602 REGISTER

        Call-ID:M-b617d20cddde8365133d717a287a3f43

        Max-Forwards:70

        To:

        Expires:600000

        From: ;tag=383747

        Content-Type:multipart/mixed;boundary="boundary1"

        P-Asserted-Service:urn:urn-7:REGISTER

        Content-Length:2546

        3.2呼叫過程的觸發(fā)

        注冊成功之后,用戶發(fā)起呼叫到IMS網絡的S-CSCF,S-CSCF根據觸發(fā)條件選擇需要觸發(fā)的應用服務器AS,業(yè)務應用服務器為sip:as@as.aricentims.com,其呼叫消息如下:

        INVITE sip:1001@ims.mnc654.mcc987.3gppnetwork.org SIP/2.0

        Via:SIP/2.0/UDP 18.18.18.162:12007;branch=z9hG4bKINV 026682AS002668001002or100

        Via:SIP/2.0/UDP 18.18.18.163:11006;branch=z9hG4bKT1R befoScB2BP000000000000

        Route:

        Route:

        Record-Route:

        Record-Route:

        Contact:;+g. oma.sip-im;language="en,fr";+g.3gpp.icsi-ref="urn%3Aurn-7% 3A3gpp-service.ims.icsi.mmtel"

        CSeq: 26682 INVITE

        Call-ID:AriB2BUA-85595995-1491-95b4-4161-3440beaf 8da8

        Max-Forwards:67

        To:

        Allow:INVITE,ACK,CANCEL,BYE,MESSAGE, OPTIONS, NOTIFY, PRACK,UPDATE, REFER

        Supported: 100rel

        From: ; tag=36790169

        Content-Type: application/sdp

        P-Asserted-Identity:

        P-Asserted-Identity:

        P-Charging-Vector:

        cid-value=b4pswvkxy9L33eSwT7k7TsbVJA7yYb; orig-ioi=epc.mnc654.mcc987.3gppnetwork.org

        P-Served-User:;sescase=orig;regstate=reg

        Privacy: none

        User-Agent: IM-client/OMA1.0 Boghe-Win32/v2.0.153.836 Content-Length:461

        4結束語

        本文對IMS網絡業(yè)務觸發(fā)體系架構進行了深入的研究,通過測試表明,該業(yè)務觸發(fā)機制能夠保證終端用戶在發(fā)起IMS基本呼叫時,可以實現業(yè)務邏輯的處理。

        參考文獻

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