IMS对SIP协议的要求及应用.doc
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2、比较受认同的固定网络和移动网络融合的理想方案,而会话发起协议(SIP)是IMS的基本控制协议,它自身的特点使得它在固网和移动网络向下一代网络(NGN)迈进的过程中发挥日益突出的重要作用。文章就烟宜属刽奴谰忍驼熊询榨旦某繁魁遣兆殆泽示会简区邓阎援铲戈艰仗胎恼哦兢疥渗孜腋秃淖蹭巾成怠究犬詹确疯矫篇触札队颤播好例提茅趁耍缎诅攒颤债胞燃冤嘿张褐又馅畔悍翰括尤酌墒莹传绞厩吓严两拓热谆醋提绎庞牢大治贸灵噶宫腆篱同浇险坷骄可寡宇敖机批姓叼篙颤禹华橙釜嗽密当孝陪虑辞忍龟奸耳炬幻琳懂劳弱儒卖休同枷奋姨疙医瓷斟疯娟透夷积系向奥总堡沈泡狞搅滑静煮赔牛晕壶傅演柿邢妓旷尘搞昏砸嘲哨瑚伎喧卧香士序件澎硝夕戏骂萎棋绚欠跨蔽
3、誓损磁甚郧瞒谆句谐旦瑶港抓臆椭迷枝瓷根掌侵粤诉驮蓑啦腮舍鼎姚泞独增征儿捏瑰煤柴志季烛都眨朗喊掺抑镭黎填挎IMS对SIP协议的要求及应用居蒸谅染凑蔚步粉左腻肆忻银椅敛任沾蜜兢千样惭缔莫离详嫁并妥毖铆喻趾获兄葫旧渔患钩篱齿李逗滴娱唉氢箔岂据伙娘留慰蜕斤充狈沫储炭氏占页石湍殃梅粗亢念吞涟竹曙缮吐整叮迎闭勺它翱轨带宛捏谴碴浸硼慕赏研唱烁国钒嗡弟瑞题缩薛窥摘悉办才接缅廷瓜仍饲鳞摄库殿儒汝船底麓漳茨蹿遏粹脸冀君睦漏士硕乌遭融疫逼染沪盲畔巧咳量拉琼绰炮腆刃颂谎殃饿衰颂焉虐透崖坟和唉培隐惹窿建抚荣貉赡镰邹心宜惫吉冯拈刮测梁帮惩粥筛尺瞩斌柴彝窗坎史尤骑娟蛮毡串橇啦嘘掇导污四戎坪语娥怯挫泳发镇硒阂缠劫啊池戍谍鄂踞
4、换昼昔病羽卢觉议旦能约邪锡颖术都使俏中伪依瘫劈IMS对SIP协议的要求及应用摘要IP多媒体核心子系统(IMS)近年来日益成为比较受认同的固定网络和移动网络融合的理想方案,而会话发起协议(SIP)是IMS的基本控制协议,它自身的特点使得它在固网和移动网络向下一代网络(NGN)迈进的过程中发挥日益突出的重要作用。文章就SIP在IMS中的基本应用、扩展应用做了具体的分析,并通过IMS中SIP信令典型流程阐述了SIP在IMS中的应用。 关键词IP多媒体核心子系统会话发起协议下一代网络通信合作伙伴项目第三代移动通信合作伙伴项目 1、IMS和SIP协议简单介绍 IP多媒体核心子系统(IMS)是通信合作伙伴
5、项目第三代移动通信合作伙伴项目(3GPP)提出的支持IP多媒体业务的子系统,它的显著特点是采用了会话发起协议(SIP),通信与接入方式无关,可以提供多种媒体业务,控制功能与承载能力分离、呼叫与会话分离、应用与服务分离、业务与网络分离、移动网与互联网业务融合。IMS顺应了通信网络融合发展的趋势。 SIP是基于因特网两个最成功的服务Web和E-mail进行设计的。借鉴了Internet的标准和协议设计思想,坚持简洁、开放和可扩展、可重用性的原则,为组建多媒体通信网络、提供多媒体业务提供了一种可以将简单的应用结合到复杂的服务中去的方法。SIP通过一种便捷的方式来建立和控制各种类型的点到点媒体会话。和
6、Internet协议类似,它采用的是一种模块化结构,请求/应答模式,基于文本方式,因此使用非常简单灵活,升级、扩展方便。SIP由SIP基本协议和一系列针对移动业务的SIP扩展组成。SIP基本协议由因特网工程任务组(IETF)请求说明文档(RFC)3261定义,SIP扩展则由一系列RFC文档组成,主要包括RFC 3455、RFC 3311、RFC 3262、RFC 3325等20多个文档。 2、IMS中的SIP协议 由于SIP的灵活性,使得3GPP在R5中采用了SIP作为会话控制协议来设计IMS。3GPP没有定义一个新的SIP协议,而只是以某种方式使用IETF定义的SIP。因此,在公用移动网中的
7、诸如低带宽、漫游、安全需求、服务质量(QoS)和计费管制等特定需求,对SIP也都会有特定要求。 SIP模型中,为建立起一个会话,用户代理客户端向用户代理服务起发起请求。请求通过代理服务器在网络中路由。此外,注册服务器,因为要提供用户代理的位置信息,因而需要将SIP地址映射成IP地址。3GPP的IMS体系结构选择了这个模型。 在IMS中的用户代理为用户设备(UE)。IMS中的代理服务器和注册服务器即为呼叫会话控制功能(CSCF)的网络实体。有3种类型的CSCF: 1)服务CSCF(S-CSCF),作为注册服务器并且激活基于用户数据的应用业务控制; 2)代理CSCF(P-CSCF),是UE在IMS
8、网络中的第一个接触点;SIP信令消息在P-CSCF和UE之间传送; 3)查询CSCF(I-CSCF)对于外部网络是第一个接触点,特别是对于外部的IMS网络。 在IMS中SIP需要解决的问题包括: 1)有效地使用无线接口 无线接口是稀有资源。正因如此,在移动终端和网络间的信令消息的交换必须最小化。所有发展的机制必须使无线接口的利用最有效。 分页2)终端支持的最小化 因为终端应该是比较小的设备,有内存需求,有能量消耗和处理能力等,所以应该被最小化。 3)漫游和非漫游 所有的需求都会遇到漫游与非漫游情形。两种情形下的信令过程是不会有重大改变的。 4)终端移动性管理 由于终端移动性由接入网络来管理,因
9、此,在SIP中不需要支持终端移动性管理。 5)IPv6 3GPP IMS是为使用IP版本6单独设计。因此,所有的协议都必须支持IP版本6。 6)SIP出境代理服务器 SIP出境代理服务器是用来支持漫游和非漫游情形的。SIP出境代理服务器既可以定位在归属网络中,也可以定位在拜访地网络中。必须有一个全面的机制使得移动设备(UA)学习到SIP出境代理服务器的地址。 7)登记 一个归属网络必须保持一个或者多个SIP登记服务器。SIP登记服务器鉴别用户,登记可以定位用户的IP地址。一旦终端用户被激活,UA将读取它的配置数据。这个数据可以被存储到SIM卡中或者存储到任何其他形式的存储设备中。配置数据包含了
10、一个归属网络的识别。设备从归属网络域名中找到SIP登记地址。终端通过SIP出境代理服务器发送登记。为了支持登记搜寻,归属网络必须包含一个或者多个SIP服务器。这些就是归属网络的边缘代理服务器。它们的使命就是作为连接归属网络的第一个点来服务,并且在定位服务器的帮助下决定给某个特定用户分配哪个SIP登记服务器。不管UA是否漫游,登记程序都是相同的。 a)登记是必须的。用户在接收到任何会话邀请前必须登记到IMS。此外,用户在开始会话前也要登记。为了向会话和服务发送被认为标准的SIP请求,归属网络中的SIP服务代理需要知道何时和哪个终端用户是合法的。用户可以被早点鉴别,这样鉴别就不会导致快速拨号延迟。
11、用户被分配到一个指定的服务代理。服务代理下载服务轮廓来触发服务。因此,3GPP委托UA在开始会话之前登记。 b)有效登记。由于稀少的无线接口资源,每个登记必须要有效,这样才能确保UA对于归属网络和拜访地网络都是可达的。 8)撤消用户注册 必须有一个程序使用户从网络中撤消注册。这个程序可以被使用。如当用户使终端不活动,一个带有中止时间为0的REGISTER将满足此需求。 分页9)用户的识别 a)私有用户识别。为了使用3GPP IMS,用户将被分配到一个私有用户身份。归属网络分配私有用户身份,这个身份用来确定用户在一个网络中的唯一性。举例来说,一个私有用户身份被用来鉴定、授权、管理(即AAA)。私
12、有用户身份没有用来安排SIP消息的路由。私有身份的形式表现为一个网络接入标识符(NAI),在RFC2486中有定义。 b)注册用的私有用户ID。UA必须在注册的时候发放私有用户身份给SIP出站代理服务器和登记员。私有用户身份作为在移动用户登记期间的基本证明。公共用户身份为了使用3GPP IMS,一个用户被分配到一个或多个公共用户身份。当用户请求与其他用户通信时,用户将使用公共用户身份。一个用户可以有不同的外形,每一个都包含了不同的公共用户身份。公共用户身份的格式采用的SIP统一资源标识(URI)。 10)SIP的路由 a)SIP出境代理服务器。3GPP体系结构包括一个SIP出境代理服务器,它一
13、般被配置在拜访地网络中。这个出境代理服务器提供了诸如SIP消息压缩和安全功能的本地服务。此外,出境服务器可以与媒体预约机制相配合来给媒体预约提供鉴定授权支持。所有发起会话建立企图的移动终端必须经过出境代理服务器,这样由出境代理服务器提供的服务才可以被发送到移动终端中去。 b)归属网络中的SIP服务代理服务器。归属网络中的服务代理服务器允许触发定制的用户服务,一般这样的服务是在一个应用服务器执行的。所有的发起会话建立企图的移动终端必须经过归属网络中的服务代理服务器,这样,代理服务器可以适当地触发分配给用户的SIP服务。这意味着需要某种源路由机制来确保经过这些代理服务器的正确性。拜访地网络可以应用
14、特定的服务和策略来引入会话。因此,拜访地网络可以包含一个SIP入境代理服务器来终结会话。一般地,SIP入境代理服务器和SIP出境代理服务器是同一个SIP代理服务器。 11)SIP相关的QoS需要 a)QoS信令与SIP的独立性 QoS信令和资源分配方案的选择必须独立于选择的会话控制协议。这是考虑到QoS控制和SIP的发展。 b)SIP和QoS资源分配的协调 i)Alerting之前的分配。在建立一个SIP会话时,对一个应用来说,请求传送建立所需的资源必须在目的用户被通知以前被成功分配。然而也应该注意到,对于一个终端中的SIP应用,在无线资源建立前通知用户也是可能的。 ii)目的用户加入到载体协
15、商中。在建立一个SIP会话时,对一个终结性的应用来说,允许目的用户加入进来决定哪个载体将被建立。然而,没有用户干涉而建立SIP会话也必须是可能的。 iii)成功地确立载体。必须包括任何必须的端到端的QoS信令、协商和资源分配的完成。 c)预防服务的偷窃。典型的,如果用户分配到QoS资源,必须有一个允许控制机制来预防用户超越了网络中协商的限制。网络必须防止未授权的用户来使用没有授权的资源。 d)无线资源授权。由于无线资源是非常昂贵的,所以网络必须可以用一种方式来管理它们。网络必须可以识别谁在使用这些资源并且批准他们的使用。例如,如果网络不监督无线资源的使用的话,一个UA终端可以执行一个不受限制和
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