IMS注册呼叫信令流程详解
会话描述协议SDP(Session Description Protocol)协议为应用层的控制 协议,用于SIP会话建立过程中的媒体协商过程。
RTP/RTCP:都为应用层的承载面协议,SIP会话建立后,RTP协议保证媒体 流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。
目录
1 IMS中相关协议简介 1 SIP相关协议 2 SIP协议消息格式 3 SIP消息主要头域
Call-ID:标识一个对话,一个对话包括对话的建立、修改结束。 如:Call-Id: apb03sdfksjgs94r5,注意区分大小写。
CSeq:用于对话内事务的排序,相同事务的CSeq相同,如会话的建立过程中, 主叫方发送INVITE请求的事务与PRACK请求的事务的CSeq不相同。 如:Cseq: 1 INVITE
注册流程相关概念-业务签约
业务签约数据
业务签约数据(Service Profile)是业务和用户相关数据的一个集合
可选项目包括计费地址设置、闭锁设置、注册权限设置、漫游权限设置、签 约媒体ID、初始过滤准则iFC(Initial Filter Criteria)等。
其中的iFC将指示SCSCF进行业务的触发(仅用于触发AS,具体业务由AS实现) 开户时在HSS中配置并储存,注册成功后下发到SCSCF。
三种机制:
GPRS方式 由GPRS提供P-CSCF发现的能力
DHCP/DNS方式 在终端上配置P-CSCF的统一域名,由终端通过DNS SRV/A查询获得PCSCF地址,此时需要DNS能够根据终端的DNS请求的源IP地址返回不 同的P-CSCF;
静态配置在UE中
P-CSCF发现过程
PDSN
Service Profile
闭锁设置 注册设置 漫游设置
。。。
iFC1 iFC2 iFC3 iFC n
该用户向哪个(些)AS 注册
该用户做主叫时触发哪 个(些)AS
该用户做被叫时触发哪 个(些)AS
注册涉及的基本概念-隐式注册、第三方注册
隐式注册(IRS-Implicit Registration Set)
Via:用以指示请求消息历经的路径,它可以防止请求消息传送产生环路,并 确保响应和请求消息选择同样的路径。 如:Via:SIP/2.0/UDP 10.78.224.12;branch=0uetb
SIP消息中的头域
Contact:消息发送者的联系地址,可以有expires参数, 表明注册有效期 如:Contact:<sip:10.78.224.12>expires=6000
归属域和漫游域
归属域:就是用户的签约数据所在的运营商。 漫游域:就是从归属域之外的其他运营商接入,这个其他运营商统称为
漫游域。
IMS网络中,用户无论在归属域还是漫游域,其注册流程是相同的
注册流程相关概念-鉴权
鉴权
鉴权,即认证,是识别某实体或用户的身份,并确保该实体或用户为合 法用户身份的方法。
PDSN
分配终端的IP地址 和P-CSCF地址
其他接入方式
IP 网络
DHCP relay
DHCP server
DNS server
目录
2 IMS注册及相关流程
1 PCSCF的发现过程
2 SCSCF分配
3 注册流程
S-CSCF分配
当一个用户注册到网络中要接入IMS业务时,I-CSCF就分配一个SCSCF给UE
I-CSCF与HSS通过Cx接口进行通讯,从而得到选择S-CSCF时所需要的 信息
当HSS返回一个S-CSCF的域名时,I-CSCF使用HSS返回的S-CSCF的域名去查 找S-CSCF的IP地址
当HSS返回一个S-CSCF的能力集时,I-CSCF根据接收到的每个S-CSCF的能 力集进行某种选择算法,选择一个合适的S-CSCF.
⑵
Register
⑺
401
HSS
⑶
S-CSCF assignment
I-CSCF
⑷ S-CSCF
⑹
401
拜访网络
归属网络 HSS
⑴
Register
⑻
200OK
第三方注册 (Third-Party Resgister)
如果用户已签约IMS业务,则用户成功注册后,S-CSCF要检查所下载的 初始过滤准则iFC,并触发去往为用户服务的AS的路由,通知AS用户已 经注册并且可到达。
归属和拜访网络中的初次注册请求
归属网络
⑴
Register
⑻
401
P-CSCF
SIP协议消息的分类
SIP消息采用文本方式编码,分为两类:请求消息和响应消息。 请求消息和响应消息都包括SIP头字段和SIP消息字段。 请求消息和响应消
息在形式上的区别仅在消息的第一行,请求的第一行为请求行,响应的第 一行为状态行。
SIP请求消息
请求消息:客户端为了激活按特定操作而发给服务器的SIP消息。 RFC3261定 义了六个基本方法,包括INVITE,ACK, OPTIONS, BYE, CANCEL, REGISTER。后续 RFC扩展了其他的请求方法,如UPDATA,INFO,SUBSCRIBER,NOTIFY, MESSAGE,PRACK,REFER。
200(OK)
将S的SIP URI加入到ServiceRoute消息头并发送)
目录
1 IMS中相关协议简介 2 IMS注册及相关流程 3 IMS会话及相关流程
目录
2 IMS注册及相关流程 1 PCSCF的发现过程
2 SCSCF分配 3 注册流程
P-CSCF发现过程
为了和IMS网络通信,UE必须知道P-CSCF的至少一个IP地址,UE查 找P-CSCF IP地址的过程为CSCF发现过程
当一个IMPI关联多个IMPU,且多个IMPU处于相同的隐式注册集中时, 允许通过其中的一个IMPU的一次IMS注册完成隐式注册集中其他所有 IMPU的注册,这被称为隐式注册。
在S-CSCF进行呼叫控制时需要用到缺省IMPU,HSS向S-CSCF下发用户签 约数据时,会将IRS中的缺省IMPU发给S-CSCF。
归属网络通过用户初始注册过程对用户进行鉴权。 当用户终端发起初始注册时,S-CSCF根据REGISTER消息中携带的头 域以及用户在HSS上开户时选择的鉴权方式对终端进行鉴权。 目前固定终端使用HTTP Digest鉴权方式,也即使用用户名和密码进 行鉴权。
注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性。
Path:由P-CSCF设置,在REGISTER请求中,将P-CSCF的IP地址通过该消息头发 往S-CSCF,S-CSCF在后续的会话过程中通过该消息头找到P-CSCF。 如: Path:<SIP:PCSCF1.Home1.fr>;lr
理解PATH和Service-Route消息头(注册过程)
响应中的首行格式包括版本、状态码以及原因短语。 例如: SIP/2.0 100 Trying SIP/2.0 183 Session in Progress SIP/2.0 200 OK
目录
1 IMS中相关协议简介 1 SIP相关协议 2 SIP协议消息格式 3 SIP消息主要头域
SIP消息中的头域
(3)183(根据最顶端Via头找到P, 将 Record-Route消息头中带回)
(5)PRACK(将Record-Route消息头颠倒 顺序,变换成Route消息头,后续请求 路由根据一系列的Route消息头路由)
(6)PRACK
SIP消息中的头域
Service-Route:由S-CSCF设置,在REGISTER请求的200(OK)响应中将S-CSCF 的IP地址通过该消息头返回给P-CSCF,在后续的会话过程中, P-CSCF通过该 消息头找到S-CSCF。 如:Service-Route:<sip:SCSCF1.home.fr>;lr
请求消息 INVITE ACK BYE CANCEL
REGISTER OPTIONS
消息含义 发起会话请求,邀请用户加入一个会话,会话描述含于消息体中 证实已收到对于INVITE请求的最终响应。该消息仅和INVITE消息配套使用 结束会话 取消尚未完成的请求,对于已完成的请求(即已收到最终响应的请求)则 没有影响 用于在IMS中注册,完成地址绑定 查询对端能力或状态
消息功能 表示已经接收到请求消息,正在进行处理 表示请求已经被成功接受、处理 指引呼叫者重新定向另外一个地址 表示请求消息中包含语法错误或者SIP服务器不能完成对该 请求消息的处理 表示服务器故障不能完成对消息的处理 表示请求不能在任何SIP服务器上实现
SIP请求中的首行
请求中的首行格式包括方法、请求的URI、协议版本。 例如: INVITE sip:bob. SIP/2.0 REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0
UE
P-CSCF
I-CSCF
S-CSCF
REGISTER
REGISTER
(将P的SIEGISTER
(将PATH消息头发往S,S保存 该消息头)
200(OK)
UE保存Service-Route消息 头,用于会话
200(OK)
P保存Service-Route消息头
S-CSCF分配
I-CSCF根据从HSS接收到的每个S-CSCF的能力选择一个合适的S-CSCF
能力集中各能力的含义由运营商定义。
P-CSCF
ICSCF中配置有每个 SCSCF的能力集
I-CSCF
能力名称
ID
紧急呼叫
1
SIP 增强能力1 2
3 SIP 增强能力2
…
…
User1
User1 的注册信息: 必选能力 :1,2,3,4 可选能力 :5,6