IMS基础知识解读课件.ppt

1、2007年年10月月培训目标培训目标通过本次培训，您将能够：通过本次培训，您将能够： 理解IMS网络基本架构，并了解几种主要网元CSCF、 HSS、 AS、MGCF/IM-MGW、MRFC/MRFP等的主要作用； 了解P-CSCF、S-CSCF和I-CSCF的区别及各自作用； 理解IMS移动性、业务开放性和可运营特性的实现机制； 了解华为IMS解决方案相对于标准IMS的主要竞争优势； 了解华为IMS产品的相关测试工具IMS背景知识与基本概念背景知识与基本概念IMS网络架构网络架构 IMS基本流程及主要特性基本流程及主要特性华为华为IMS产品基本测试工具介绍产品基本测试工具介绍内容内容IMS 基

2、本概念基本概念IMS是3GPP R5阶段增加的WCDMA网络中的一个子系统，在3GPP相关协议中对IMS的描述如下：IMS ：IP Multimedia subsystem（3GPP TS 23.002 ）The IM subsystem comprises all CN elements for provision of IP multimedia services comprising audio, video, text, chat, etc. and a combination of them delivered over the PS domain. The entities rel

3、ated to IMS are CSCF, MGCF, MRF, etc. as defined in the stage 2 of the IM subsystem TS 23.228 34. See TS 22.228 27 for some service examples of IMS. 3GPP协议发展及IMS引入 3GPP技术规范系列 & IMS相关规范 IMS概貌3GPP协议发展协议发展3GPP R5及及IMS引入引入 R5版本定位提供IP实时多媒体业务，核心网在PS基础上增加了IP多媒体域（IMS，IMS主要功能在控制层面，承载通过PS域。 IMS的引入是 R4 CS域承载与控

4、制分离思路在PS域的延续；3GPP协议发展协议发展-R5 3GPP R5版本特征： 继承WCDMA R4所有的业务和功能； 核心网在CS域和PS域外，在PS域基础上叠加IMS（IP多媒体）子系统， CS域网络结构和R4基本保持一致； RAN组网向IP方向发展，所以Iu接口可选择使用ATM或IP； IP QoS方面的增强； 业务方面的增强，如OSA，Push Service R5版本初步实现了3GPP最初提出的ALL IP网络IP技术成为所有信令消息的承载技术，改变了原有的呼叫流程。 R5版本2000年8月开始研究，于2002/03进行功能冻结，部分后延到2002/06完成。 由于IMS在R5中

5、并没有最终完成。所以R6将继续完成增强IP多媒体业务（IMS phase2），最终实现完整的ALL IP网络。IMS也是业界的共同发展趋势也是业界的共同发展趋势运营商运营商部分先进运营商，如BT、FT、Telefornica等已经明确提出在固定IP多媒体域应用3GPP的IMS架构厂商厂商几个竞争对手控制层部件基本都是分话音处理和多媒体处理两种部件，多媒体部件支持SIP协议，宣称未来支持3GPP IMS架构，支持固定移动融合标准标准基于SIP协议的3GPP IMS是目前较完善的体系结构，ITU-T、ETSI等已经有固定领域应用IMS架构的提案，以后的多媒体业务网络架构将朝着IMS兼容的体系架构方

6、向发展。基于SIP协议的3GPP IMS是目前较完善的体系结构，在先进运营商、主流设备厂商以及其他标准组织中正获得越来越多的认同 数数据网据网移移动网动网固固定网定网有有线电视网线电视网多业务多业务呼叫控制呼叫控制终端网络终端网络承载网络承载网络传统接入网传统接入网无线接入网无线接入网控控制制内内容容内内容容宽带接入网宽带接入网业业务务初期的全业务网络初期的全业务网络全业务网络全业务网络长期的发展与演进长期的发展与演进网络发展总体趋势网络发展总体趋势 作为R5主要内容之一， 3GPP IMS子系统是3G移动网实现分组话音和分组数据，提供统一的多媒体业务和应用的最终目标； 3GPP IMS采用分

7、组域为其上层控制信令和媒体传输的承载通道，业务/控制网络和承载网络分离，实现独立发展； IMS采用SIP信令为呼叫控制信令，支持SIP移动终端并通过MGCF和IM-MGW提供与H.323/BICC/ISUP终端的互通， IMS为SIP用户提供全网全程漫游能力和VHE虚拟归属业务环境能力，同时支持开放的OSA/VHE结构； 明确IPv6为必选，同时考虑与IPv4的互通，充分利用IPv6在QoS、Security、Mobility、Autoconfiguration等方面的增强特性；IMS概貌概貌 解决了在IP网络中的电信业务所面临的运营问题，如全网服务、安全、计费和支付、网络互联互通SIP协议协

8、议SIP (RFC 3261) 是IMS控制层协议，是IETF制订的多媒体通信系统框架协议之一，是用于建立、改变或结束多媒体会话的应用层协议，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商；一旦建立会话，媒体流将使用RTP协议在承载层中直接传送，在一次会话中可以灵活的交互多种媒体；采用SIP做为控制层协议的优势包括： 基于公开的Internet 标准，在语音、数据业务结合和互通方面具有天然优势，能跨越媒体和设备实现呼叫控制，支持丰富的媒体格式，可动态增/删媒体流，容易实现更加丰富的业务特性； 支持智能向业务和终端侧发展，减轻网络的负担，方便业务开展

9、； SIP支持应用层移动性功能：包括动态注册机制、位置管理机制、重定向机制等； SIP本身具有Presence/Fork/订阅特性，便于扩展新业务； 协议简单，具有公认的扩展潜力；SIP 将从根本上改变通信服务提供方式以及用户的通信消费习惯，集成视音频电话、消息、Web、电子邮件、同步浏览、会议等业务为一体的新的通信方式将给电信业带来创新；SIP消息格式消息格式 SIP消息分为请求和响应两类 消息中可以携带任意类型消息体 通过头域来表示消息、实体或者消息体的相关属性 SIP-Message = start-line *message-header CRLF message-body start

10、-line = Request-Line/Status-Line Request-Line = Method SP Request-URI SP SIP-Version CRLF Status-Line = SIP-Version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLFSIP请求消息请求消息INVITE：发起会话请求ACK：对INVITE请求的响应的确认BYE：结束会话CANCEL：取消尚未完成的请求REGISTER：注册，完成地址绑定OPTIONS：查询服务器的能力INFO：传递呼叫中间交互内容MESSAGE：消息SUBSCRIBE：预订某个事件通知NOTI

11、FY：发送事件通知UPDATE：会话建立前后修改会话属性REFER：要求对方执行某种指定操作 INVITE sip:UserB SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP :5060 From: BigGuy To: LittleGuy Call-ID: CSeq: 1 INVITE Contact: BigGuy Content-Type: application/sdp Content-Length: 147 v=0 o=UserA 2890844526 2890844526 IN IP4 s=Session SDP c=IN IP4 100.101.102.103 t=0 0 m=

12、audio 49172 RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000SIP响应消息响应消息1xx：临时响应2xx：成功3xx：重定向4xx：客户端错误5xx：服务端错误6xx：全局错误 SIP/2.0 200 OK Via: SIP/2.0/UDP :5060 From: A To: B;tag=8321234356 Call-ID: CSeq: 1 INVITE Contact: LittleGuy Content-Type: application/sdp Content-Length: 147 v=0 o=UserB 2890844527 2890844527 IN IP

13、4 s=Session SDP c=IN IP4 110.111.112.113 t=0 0 m=audio 3456 RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/80003GPP IMS规范列表规范列表IMS背景知识与基本概念背景知识与基本概念IMS网络架构网络架构 IMS基本流程及主要特性基本流程及主要特性IMS产品基本测试工具介绍产品基本测试工具介绍内容内容IMS网络架构网络架构IMS主要网元：主要网元： CSCF：-P-CSCF-S-CSCF -I-CSCF HSS SLF BGCF MGCF/IM MGW MRFC/MRFP AS P-CSCF CSCF MGCF HSS C

14、x IP Multimedia Networks IMS-MGW PSTN Mn Mb Mg Mm MRFP Mb Mr Mb Legacy mobile signalling Networks CSCF Mw Mw Gm BGCF Mj Mi BGCF Mk Mk C, D, Gc, Gr UE Mb Mb Mb MRFC SLF Dx Mp PSTN PSTN Gq UE Gn Iu-PS PDF Go GGSN SGSN Gi UTRAN MSC Iu-CS 分组域 IP 多媒体子系统 电路域 WLAN 或其他方式的 IP-CAN R5完整架构(1)-呼叫控制CSCFCSCF：Call

15、Session Control Function CSCF按其位置和功能又可分为 P/S/I 三种类型：其中： P-CSCF(Proxy CSCF)：是IMS中与用户的第一个连接点， 提供代理（Proxy）功能，即接受业务请求并转发它们，但不能修改INVITE消息中的Request URI字段；P-CSCF也可提供用户代理（UA）功能，即在异常情况下中断和独立产生SIP会话； S-CSCF(Serving CSCF)：S-CSCF在IMS核心网中处于核心的控制地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS触发规则，在条件满足时进

16、行到AS的增值业务路由触发及业务控制交互； I-CSCF(Interrogating CSCF)：类似IMS的关口节点，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能； P/S/I-CSCF在物理实体上完全可以是合一的，在实际组网时，其划分和部署需综合考虑对IMS业务接入方式、IMS接入点位置、CSCF的容量、能力及用户业务量需求等因素，另外也与运营商网络拓扑隐藏及互通需求有关。IMS网络架构示意网络架构示意理解三种理解三种CSCF：IMS网络架构示意网络架构示意理解理解CSCF与其他网元的关系：与其他网元的关系：P-CSCF业务功能业务功能P_CSCF是IMS域拜访域控制平面统

17、一的初步入口点，将来自拜访地接入网络的SIP消息，包括登记、多媒体会话、IM/Presence等，代理转接到其归属地的S-CSCF（根据登记时记录的信息）或I-CSCF（根据SIP UA携带的归属域名）；支持SIP会话建立后S-CSCF与IMS SIP终端间的SIP消息Proxy转发代理功能，以及被叫IMS会话中从P-CSCF到IMS终端的路由(依据登记注册的终端地址)；在会话建立过程中解析用户面SDP信息，通过Diameter与QoS策略执行实体PDF的交互，将QoS承载需求（带宽，时延/抖动级别等）知会PDF，再由PDF通过COPS将QoS策略决定最终下发到IP接入汇聚层设备或边缘路由器进

18、行策略执行，最终为IMS业务所使用的本地接入网IP QoS资源提供认证授权功能，实现IMS业务的端到端QoS服务保障；在会话释放时通知PDF在IP承载控制层释放相应资源占用信息；负责与IMS SIP终端之间可选的SIP消息压缩/解压缩，提高无线接入空口带宽的利用率；负责IMS会话相关计费话单产生，将接入网与IMS计费信息相关联，并将CDR通过Diameter送往CCF；依据IMS鉴权过程得到的密钥进行与IMS SIP终端间可选的网络层IPSec ESP加密/解密处理，实现对接入控制信息的私密性、完整性保护；支持SIP控制平面信令NAT地址转换，并通过COPS控制IP接入汇聚层设备GGSN/AC

19、或独立NAT设备实现用户承载面媒体流的NAT变换； 作为SIP UA处理处理异常情况下的会话终结及相应SIP消息生成；代理代理S-CSCF业务功能业务功能S-CSCF在整个IMS核心网的会话控制处于核心的控制地位，接受来自拜访网络IMS用户经过P-CSCF转发的注册请求，与HSS配合对IMS终端用户进行鉴权，并从HSS中下载IMS基本签约数据，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并评估IMS签约触发规则，在条件满足时进行到SIP AS / IM-SSF /OSA SCS的增值业务路由触发。在运营商网络中，不同的SCSCF的能力集可能不同：注册及鉴权控制注册及鉴权控制 充当IMS

20、用户的SIP Registar，向HSS注册自身的地址信息，并从HSS获取IMS用户签约数据的拷贝，从而为后继会话业务触发及签约检查提供支持； 支持IMS AKA鉴权过程，对注册用户的合法性进行检查，并支持从HSS获取鉴权集信息并将未用的鉴权信息进行本地保存；对于不支持IMS AKA机制的GPRS接入用户，可以从HSS获得的用户PDP激活地址进行简化的用户认证。公共会话控制功能公共会话控制功能 会话建立成功并确定下一跳路由情况下，支持作为SIP Proxy进行消息转发； 作为SIP UA直接进行会话失败处理，向终端通知失败原因并释放会话； 给终点提供与业务相关的事件信息（例如通知放音，附加媒体

21、资源，计费通知等）； 负责IMS会话相关计费话单产生，将CDR通过Diameter送往CCF；S-CSCF业务功能业务功能针对主叫针对主叫SIP用户的会话控制：用户的会话控制：a)判断主叫用户是否已注册，如未注册则拒绝会话请求；b)支持依据来自IMS主叫用户的SIP会话消息内容，对主叫SIP用户所签约的IMS多条AS触发规则进行按优先级的顺序匹配，匹配成功的情况下将SIP会话路由到规则指定的SIP AS业务平台，以触发IMS用户相关增值业务逻辑的执行，并跳转到步骤c)；匹配不成功或剩余触发规则为空情况下，则跳转到步骤d）c)等待从SIP AS业务平台返回的SIP会话，依据该SIP会话消息内容（

22、可能修改过），对主叫SIP用户剩余的其他未匹配AS签约触发规则进行按优先级的顺序匹配，匹配成功的情况下将SIP会话路由到规则指定的SIP AS业务平台，并跳转到步骤c)；匹配不成功或剩余触发规则为空的情况下，则跳转到步骤d）d)当目的网络与主叫网络属同一网络时，依据被叫SIP用户地址信息通过DNS域名解析获得目的网络运营商地址信息，并将SIP会话转发到目的网络的I-CSCF。当目的网络与主叫网络不属于同一网络且主叫网络要求网络拓扑隐藏时，将会话先转至主叫网络I-CSCF完成拓扑隐藏处理后再转发到目的网I-CSCF；e)若分析被叫为非IMS的SIP用户或H.323用户（在HSS中未注册），则根据

23、运营策略，转发SIP消息到I-MGCF，以完成其他非IMS网络的SIP Server的协议互通。若分析被叫为PSTN/移动CS域用户（E.164号码的ENUM解析不成功），则转发会话请求到BGCF；S-CSCF业务功能业务功能针对被叫针对被叫SIP用户的会话控制：用户的会话控制：a)判断被叫用户是否已注册，如未注册则直接从HSS通过Diameter协议下载相关IMS基本签约数据； b)支持依据来自目的网络I-CSCF的SIP会话消息内容，对被叫SIP用户所签约的IMS多条AS触发规则进行按优先级的顺序匹配，在匹配成功的情况下将SIP会话路由到签约规则指定的SIP AS业务平台地址或BGCF地址

24、，以触发IMS用户相关增值业务逻辑的执行，并跳转到步骤c)；在匹配不成功或剩余触发规则为空的情况下，则跳转到步骤d）c)等待从SIP AS业务平台返回的SIP会话，则判断该SIP会话消息内容的Request URL地址是否修改过，若未修改过，则对被叫SIP用户剩余的其他未匹配AS签约触发规则进行按优先级的顺序匹配，在匹配成功的情况下将SIP会话路由到签约规则指定的SIP AS业务平台地址或BGCF地址，并跳转到步骤c)；在匹配不成功或剩余触发规则为空的情况下，则跳转到步骤d）。若修改过，则跳转到主叫IMS用户会话控制小节的步骤d），根据新的被叫URL地址进行到被叫网络I-CSCF的寻址。d)依

25、据被叫IMS用户注册过程中在S-CSCF中记录的P-CSCF地址进行到被叫用户漫游所在的P-CSCF的会话路由；业务业务I-CSCF业务功能业务功能I-CSCF是运营商归属是运营商归属IMS网络的统一的初步入口点网络的统一的初步入口点： 在IMS注册过程支持依据用户签约及CSCF能力信息为用户指派一个服务CSCF，即S-CSCF; 对于来自本网S-CSCF或其他网络S-CSCF/I-CSCF的SIP会话，负责从HSS查询被叫IMS用户的S-CSCF路由地址信息；并将该SIP会路按照HSS返回的地址到被叫用户的S-CSCF。 在IMS会话跨不同运营商时，可通过对SIP地址信息的加密/解密实现对I

26、-CSCF所在运营商的网络拓扑隐藏，即支持可选的所谓THIG功能。对未注册被叫IMS用户，I-CSCF可以选择一个临时S-CSCF负责后继的路由处理，转CS或IMS语音邮箱等。 负责IMS相关计费话单产生，将ACR通过Diameter送往CCF；问讯问讯R5完整架构(2)-数据库HSS业务功能业务功能HSS:The Home Subscriber Server HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，位于IMS核心网络架构的最顶层，HSS中保存的主要信息包括： IMS用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息 IMS用户安全上下文

27、：用户网络接入认证的密钥信息、漫游限制信息 IMS用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置信息 IMS用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据，IM C N subsystemCxCShGrGcDM SC / VLRG M SCC S Dom ainSG SNG G SNPS D om ainSIP ApplicationServerC SC FH SSM obility M anagem entU ser security info. generationU ser security supportService Provisioning supportIdentifi

28、cation handlingService authorization supportA ccess authorizationCall / Session establishm ent supportSiIM -SS FO SA-SCSA pplication Services Supportgsm SC FCAM EL Services SupportHSS业务功能业务功能 HSS存储运营商开户时设定的上述IMS签约信息，同时支持通过与业务管理系统的接口由运营商或终端用户对签约数据进行的定制和修改。 HSS提供与I-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口，在IMS注册过程中 HSS

29、通过该接口可执行用户接入/漫游权限的判别，I-CSCF则可通过该接口获取用户所要求的S-CSCF能力信息，由此作为该用户服务S-CSCF的依据，并为IMS用户被叫流程提供查询被叫路由（S-CSCF域名或地址信息）的服务； HSS通过与S-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口实现IMS注册过程中对S-CSCF域名路由信息的登记，并支持通过该接口将基本IMS签约信息下载到S-CSCF； HSS依据用户安全下文信息进行鉴权元组计算并通过基于Diameter协议的Cx接口为S-CSCF提供用户/网络鉴权所需的鉴权元组信息。 HSS提供与SIP AS间基于Diameter协议的Sh接口，为增值业

30、务SIP AS或OSA SCS提供签约数据、业务逻辑脚本的远程数据库访问接口，HSS仅负责对特定签约用户AS增值业务数据的透明存储，但语义上不做解析。 HSS提供与IM_SSF间基于MAP协议的Si接口，在用户注册过程及被叫业务触发中为IM_SSF提供IMS CAMEL智能签约数据，实现电路域CAMEL / INAP业务在IMS域的继承。R5完整架构(3)-媒体资源R5完整架构完整架构(4)-IMS业务平台业务平台IMS其他网元功能其他网元功能ASAS(Application Server)：为IMS用户提供IMS增值业务，可以位于用户归属网，也可以由第三方提供，其中： AS包括SIP AS、

31、 OSA AS和 IM-SSF三类，其中，OSA AS通过OSA Service Capability Servers而不是直接与IMS网元交互，IM-SSF则提供IMS SIP到CS CAP的映射及SSP触发能力，使IMS域VoIP业务用户能无缝继承CS智能业务；S - CSCF S - CSCF SIP Application Server SIP Application Server HSS HSS OSA service capability server (SCS) OSA service capability server (SCS) IM - SSF IM - SSF Camel

32、 Service Environment Camel Service Environment OSA application server OSA application server ISC Cx ISC ISC CAP MAP OSA API SCIM AS AS Sh Si AS通过与HSS的接口 获得用户业务相关的数据和用户状态信息，其中，SIP AS和OSA SCS与HSS间为基于Diameter的Sh接口，IM-SSF与HSS间为基于MAP的Si接口； S-CSCF与AS间的ISC接口用于AS进行相应的业务控制，AS可以以Proxy、UA、B2BUA、3PCC等方式进行业务控制；O

33、SA：Open Services ArchitectureR5完整架构(5)-对外接口IMS其他网元功能其他网元功能 SLF(Subscription Locator Function )：在运营商内设置多个HSS的情况下，I-CSCF在登记注册及事务建立过程中通过SLF获得用户签约数据所在的HSS域名，可与HSS合设。 MGCF(Media Gateway Control Function)：实现IMS核心控制面与PSTN或PLMN CS的交互，支持ISUP/BICC与SIP的协议交互及呼叫互通，通过H.248控制IM-MGW完成PSTN或CS TDM承载与IMS域用户面RTP的实时转换。

34、IM-MGW(IMS-Media Gateway Function)：完成IMS与PSTN及CS域用户面宽窄带承载互通及必要的Codec编解码变换。 BGCF(Breakout Gateway Control Function )：根据互通规则配置或被叫分析，为IMS到PSTN/CS的呼叫选择MGCF，从而实现MGCF路由的自动获取。 MRFC(Multimedia Resource Function Controller)：通过H.248控制MRFP上的媒体资源，解析来自其他S-CSCF及AS的SIP资源控制命令，转换为对MRFP的对应控制命令并产生相应计费信息; MRFP(Multimed

35、ia Resource Function Processor)：作为网络公共资源，控制与其他IMS终端或IM-MGW之间的IP用户面承载连接，在MRFC控制下提供资源服务，包括媒体流混合（多方会议）、多媒体信息播放（放音、流媒体）、媒体内容解析处理（码变换、语音识别等）。IMS其他网元功能其他网元功能 DNS、ENUM Server：DNS(Domain Name System)服务器负责URL地址到IP地址的解析，可以直接借助Internet公网上的分层DNS Server，也可直接在网内新建DNS服务器。ENUM(E.164 Number URI Mapping)服务器负责电话号码到URL

36、的转换，一般需IMS运营商新建。 DHCP Server：在标准DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )服务功能的基础上，增加在动态分配IP地址过程中向IMS终端指定P-CSCF的URL地址的处理。 NAT/ALG设备：设备：对于企业IP私网内的SIP终端，进一步要求NAT(Network Address Translation)、防火墙设备具备ALG(Application Level Gateway)功能，以对IMS SIP信令地址及SIP信令所包含的SDP地址信息进行解析，从而实现SIP控制面UDP/IP公私网地址及相应承载面RTP/IP公私网

37、地址变换。IMS主要接口和参考点主要接口和参考点IMS背景知识与基本概念背景知识与基本概念IMS网络架构网络架构 IMS基本流程及主要特点基本流程及主要特点IMS产品基本测试工具介绍产品基本测试工具介绍内容内容终端注册登记过程终端注册登记过程IMS终端间呼叫过程终端间呼叫过程IMS内呼叫流程简化结构内呼叫流程简化结构IMS与其他网络互通的结构与其他网络互通的结构IMS终端与终端与PSTN/PLMN的互通的互通IMS中的业务触发中的业务触发如下图所示，IMS中业务触发基于签约数据中的iFC检测： iFC( Initial Filter Criteria)：是存储在HSS的用户签约数据中的一部分，

38、在用户注册时下载到为用户分配的S-CSCF ； iFC按照不同优先级定义了业务触发的条件和目的AS，S-CSCF在处理用户业务请求时进行iFC匹配检测，符合触发条件则向指定的AS触发，使得AS可以对该次业务按照AS内既定的业务逻辑进行控制； Initial Filter Criteria 包括包括： Application Server Address AS priority Default Handling Subscribed Media Trigger Points Optional Service Information Application Server Service Logic

39、 Service Platform Trigger Points Service Platform Trigger Points SIP Interface HSS S - CSCF S P T P Filter Criteria sFC SIP SIP SIP iFC Trigger Points SIP Header Header: string Content: string Service Point Trigger ConditionNegated: boolean Group: list of integer SIP Method SIPMethod: string Session

40、 Description Line: string Content: string Session Case SessionCase: enumerated Request-URI RequestURI: string iFC中Trigger Points定义了一系列S-CSCF收到后需要转发到特定应用服务器的SIP请求，实际上是定义了特定应用相关的业务触发点移动性移动性 通过IMS的用户注册和被叫路由提供处理，使得网络具备对已注册用户的位置感知能力，为IMS终端提供了移动性； 用户注册过程中IMS-AKA（Authentication and key agreement）双向鉴权，保障了用户

41、接入的合法性； 漫游用户的所有业务都由拜访地的P-CSCF路由到归属地，由归属地的S-CSCF控制用户业务并根据用户签约数据将业务映射到本地或者第三方，从而保障了业务的一致性、简单性，使得用户无论在何处接入，均可享受与在归属地一样的业务感受，即IMS向用户提供了VHE虚拟归属业务环境能力 。多地址多标识路由多地址多标识路由 Private User Identity-1 Private User Identity-2 Public User Identity-1 Public User Identity-2 Public User Identity-3 Service Profile-1 Se

42、rvice Profile-2 IMS用户拥有两种用户标识：用户拥有两种用户标识：私有标识 (IMPI：IM Private Identity)和公有标识 (IMPU：IM Public Identity)：一个私有标识对应一个物理终端，在网络侧对应一个安全上下文；公有标识则是该用户对外可寻址的标识；一个或多个公有标识对应一个业务Profile；IMS用户发起公共标识登记注册时，相同的公共标识可以从多个不同的IMS物理终端（对应不同用户私有标识）发起，一个IMS用户私有标识对应一个可寻址的 (Contact地址)。采用SIP Fork机制将简单实现单一被叫地址到多个不同被叫地址的分支路由；相反

43、，同一IMS用户终端也可登记多个公有标识，使该被叫IMS用户允许通过多个地址可达。业务开放性业务开放性 如前所述，IMS提供的三种业务开放模式：SIP AS，IM-SSF 以及OSA SCS，通过iFC提供了统一的触发控制机制； IMS的业务除由运营商自己提供以外，还允许由第三方提供； OSA(Open Services Architecture) 是3GPP制定的统一的业务开放模型，OSA SCS(OSA Service Capability Servers)为第三方应用服务器提供开放的和安全的使用网络资源的能力。 提供网络能力的标准接口,开放网络能力，业务开发基于API而不是直接面对复杂的

44、网络协议；屏蔽了网络协议的复杂性； 业务实现与网络设备的无关性；UEP-CSCFServingCSCFHomeNetworkVisitedNetworkExternalServicePlatformGmMwHome OSA Application3rd Party OSAApplicationVisited OSAApplication基本功能业务能力ServerHLRCSEMExE ServerSAT Server标准标准API内部内部API提供有提供有QoS保障的服务保障的服务UESIP ClientIP BS ManagerTranslation / mapping functionUM

45、TS BS ManagerGGSNIP BS ManagerUMTS BS ManagerPEP(Policy Enforcement Point)Translation / mapping functionPDF(Policy Decision Function )AF(Application Function)SDPGqGoUEAF ClientIP BS ManagerTranslation / mapping functionUMTS BS ManagerGGSNIP BS ManagerUMTS BS ManagerPEP(Policy Enforcement Point)Trans

46、lation/mapping functionPDF(Policy Decision Function )AF(Application Function)Go理解决策执行 资源授权/更新/撤销 确认承载预留 门控打开/关闭 指示承载释放/故障 完善的计费模式完善的计费模式离线计费架构：离线计费架构：多点收集完整的计费数据；并通过指定标识相互关联，对多样化的计费原则提供了强有力的支撑； Visited(A) Visited(B) Home(B) AS AS MRFC MRFC S - CSCF S - CSCF I - CSCF I - CSCF P - CSCF BGCF MGCF BS Rf

47、 Bi Home(A) AS AS CCF MRFC MRFC S - CSCF S - CSCF I - CSCF I - CSCF P - CSCF BGCF MGCF BS Rf Bi CCF GGSN GGSN SGSN SGSN Ga GGSN GGSN SGSN SGSN P - CSCF P - CSCF Rf P - CSCF P - CSCF Rf Ga Bi Bi Bp Bp BGCF BGCF BS CCF CGF BS CGF CCF 3GPP IMS安全架构安全架构IMS的安全包括用户在IMS的鉴权和SIP消息的保护；IMS的安全架构如图： UE和归属网间的鉴权及SA

48、协商采用IMS AKA双向认证机制（） ； SIP消息的加密和完整性保护采用逐跳处理方式，分Gm 接口段（，33.203）和Z 接口段（，网元间，Za, Zb, 33.210）；（Cx 接口安全也在33.210描述，）IMS鉴权五元组鉴权五元组五元组：五元组：- RAND- AUTN*- XRES*- CK（-CKESP ）- IK（ -IKESP ）* AUTN含SQN和MAC：MAC用于用户对网络的认证，SQN用于同步检查，防止重发；* XRES用于网络对用户的认证；IMS解决了哪些问题解决了哪些问题 IMS架构首次为SIP业务用户提供了独立于接入网技术体制、强大的自动全网全程漫游能力和V

49、HE虚拟归属业务环境能力。IMS终端无论在何时何地接入，均可获得拜访地SIP代理地址，并通过拜访地代理转接到归属地业务环境进行IMS业务处理和触发，从而享受到相同的业务。 针对同一用户的不同可寻址号码（对应不同的接入方式），以及同一用户的所有增值业务（对应不同的AS），IMS架构提供了一个统一的业务接入授权认证入口，使得不同业务应用、不同号码可以公用相同的安全上下文，避免了在开放式IP环境中用户鉴权机制的重复建设。也使AS可以专著于应用业务的开发。 IMS架构第一次真正实现了将相同个人用户的不同应用签约数据在网络层次的集中化统一管理，并将业务数据维护点与用户接入及业务提供点相独立，彻底解决了固

50、网业务提供本地化的问题，大大降低了由用户数据分散冗余所带来的建设及运维开销。 IMS网络允许在用户跨网或跨地漫游时根据拜访地SIP代理域名确定漫游地信息作为计费依据，从而真正解决了目前PSTN/多媒体一体化软交换方案中仅依据用户接入IP地址无法实现有效跨地呼叫计费的问题。 由传统窄带交换机/软交换提供的控制层，以及传统INAP/CAMEL智能网构成的应用层，已无法胜任为未来多媒体增值业务提供技术支撑，而IMS体系所构建的会话控制、会话路由、业务触发及业务提供机制，则充分满足和适应了多媒体业务灵活多变的需求特征。 IMS架构为运营商的IP多媒体二次增值业务开发、第三方业务开发提供了一个抽象的、无