IMS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)觸發(fā)體系架構(gòu)的研究

馬文學(xué) 王龍龍 戎爍 孫瑋

摘要：對IP多媒體系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem，IMS）網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)觸發(fā)體系架構(gòu)進行了研究，提出了一種IMS業(yè)務(wù)觸發(fā)機制，主要包括初始過濾準(zhǔn)則iFC的初始創(chuàng)建、下載以及觸發(fā)的詳細(xì)流程，并結(jié)合實際應(yīng)用在搭建的真實環(huán)境中進行了測試。測試表明，該業(yè)務(wù)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(wù)應(yīng)用服務(wù)器AS進行業(yè)務(wù)邏輯處理。

關(guān)鍵詞：IMS；初始過濾準(zhǔn)則；業(yè)務(wù)觸發(fā)

中圖分類號：TN915文獻(xiàn)標(biāo)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(wù)形式，能夠滿足當(dāng)前終端客戶更新穎、更多樣化媒體業(yè)務(wù)的需求[1]。IMS在充分借鑒軟交換承載與控制分離的基礎(chǔ)上，使業(yè)務(wù)與控制做到了真正意義上的分離。在IMS網(wǎng)絡(luò)中，用戶使用歸屬網(wǎng)絡(luò)的S-CSCF來進行業(yè)務(wù)的觸發(fā)操作，通過初始過濾準(zhǔn)則分析判斷觸發(fā)對應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器進行業(yè)務(wù)的邏輯處理。這種控制方式使得IMS控制層與業(yè)務(wù)層進行了完全分離。因此，進一步研究IMS的業(yè)務(wù)觸發(fā)方式具有很重要的應(yīng)用價值。

1 IMS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)觸發(fā)體系架構(gòu)

IMS提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)觸發(fā)機制，由IMS網(wǎng)絡(luò)的S-CSCF來實現(xiàn)。S-CSCF需要根據(jù)iFC進行業(yè)務(wù)的觸發(fā)，而業(yè)務(wù)的邏輯處理需要采用應(yīng)用服務(wù)器來實現(xiàn)，從而解除了網(wǎng)絡(luò)的控制部分和業(yè)務(wù)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(wǎng)，都可以使用IMS中定義的觸發(fā)機制實現(xiàn)業(yè)務(wù)的觸發(fā)功能。

1.1業(yè)務(wù)觸發(fā)框架

根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)，IMS的業(yè)務(wù)觸發(fā)框架主要由服務(wù)呼叫會話控制功能實體CSCF、歸屬用戶服務(wù)器HSS和應(yīng)用服務(wù)器AS構(gòu)成。其中，核心網(wǎng)網(wǎng)元S-CSCF負(fù)責(zé)執(zhí)行業(yè)務(wù)的觸發(fā)功能，是業(yè)務(wù)觸發(fā)框架的核心組件；HSS是一個存儲終端配置信息的數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用服務(wù)器AS用來實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的邏輯處理。IMS的業(yè)務(wù)觸發(fā)框架如圖1所示。

從圖1可以看到，IMS核心網(wǎng)系統(tǒng)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(wǎng)S-CSCF通過獲取業(yè)務(wù)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(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器進行業(yè)務(wù)邏輯處理[2]。

1.2業(yè)務(wù)觸發(fā)機制流程

IMS業(yè)務(wù)觸發(fā)機制主要通過iFC來實現(xiàn)，存儲在歸屬用戶服務(wù)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(wǎng)S-CSCF上。終端用戶發(fā)出的業(yè)務(wù)請求通過Mw接口到達(dá)核心網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)觸發(fā)過程

2.1下載用戶數(shù)據(jù)配置

當(dāng)用戶向IMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)起注冊并申請服務(wù)，IMS網(wǎng)絡(luò)會為該用戶分配一個包含用戶基本信息和簽約相關(guān)業(yè)務(wù)的用戶配置。在用戶發(fā)起注冊的時候，IMS網(wǎng)絡(luò)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(biāo)識和業(yè)務(wù)配置[5-6]。

2.2觸發(fā)AS應(yīng)用服務(wù)器

如圖2所示，假設(shè)AS為用戶提供一種增值業(yè)務(wù)。當(dāng)用戶發(fā)送INVITE呼叫請求到IMS網(wǎng)絡(luò)的S-CSCF時，處理步驟如下：

①用戶發(fā)起Invite呼叫請求到IMS網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)二者一致，則將該請求轉(zhuǎn)發(fā)到AS應(yīng)用服務(wù)器上；

③AS應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)業(yè)務(wù)權(quán)限配置執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，并將呼叫請求轉(zhuǎn)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(yīng)的AS的iFC相匹配，如果發(fā)現(xiàn)二者一致，則將該請求轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的AS應(yīng)用服務(wù)器上；

⑤AS應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)業(yè)務(wù)權(quán)限配置執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，并將呼叫請求轉(zhuǎn)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(yīng)的AS的iFC相匹配，如果沒有匹配一致的，則將該請求根據(jù)路由決策進行轉(zhuǎn)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(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并對終端用戶進行鑒權(quán)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(wǎng)絡(luò)的S-CSCF，S-CSCF根據(jù)配置獲取該終端用戶的業(yè)務(wù)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(zhǔn)則iFC，如果有多個過濾準(zhǔn)則和該終端用戶相關(guān)，則將這些相關(guān)的過濾準(zhǔn)則組成一個集合，然后根據(jù)優(yōu)先級一次將其和到來的SIP請求中的業(yè)務(wù)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(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器AS上；如果匹配失敗，則根據(jù)基本呼叫機制對該消息進行轉(zhuǎn)發(fā)，呼叫流程如圖4所示。

3應(yīng)用實例

根據(jù)以上提供的IMS業(yè)務(wù)體系架構(gòu)和初始過濾準(zhǔn)則的深入研究，開發(fā)了IMS網(wǎng)絡(luò)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(wù)應(yīng)用服務(wù)器AS，實現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)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(yīng)用服務(wù)器為sip： as@as.aricentims.com，IMS網(wǎng)絡(luò)的S-CSCF向應(yīng)用服務(wù)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(wǎng)絡(luò)的S-CSCF，S-CSCF根據(jù)觸發(fā)條件選擇需要觸發(fā)的應(yīng)用服務(wù)器AS，業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)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

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Privacy： none

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

4結(jié)束語

本文對IMS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)觸發(fā)體系架構(gòu)進行了深入的研究，通過測試表明，該業(yè)務(wù)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(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的處理。

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