Phát triển khối chức năng kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS/SOA

- Họ và tên tác giả luận văn Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Phát triển khối chức năng kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS/SOA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Điện Tử Viễn Thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Tiến sĩ Nguyễn Tài Hưng Hà Nội – Năm 2012 Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined.
- 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS.
- 8 2.1 Hỗ trợ việc thiết lập các phiên Multimedia IP Hỗ trợ cơ chế để thỏa thuận QoS Hỗ trợ làm việc liên kết với mạng Internet và mạng chuyển mạch kênh (PSTN Hỗ trợ chuyển vùng Hỗ trợ điều khiển dịch vụ Hỗ trợ phát triển các dịch vụ Hỗ trợ đa truy nhập Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS.
- 11 4.1 CSCF - Call/Session Control Function Cơ sở dữ liệu AS (Application server MRF BGCF IMS-ALG và TrGW PSTN/CS gateway Mạng chủ và mạng khách Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 2 5 Nhận dạng người dùng trong IMS.
- 21 5.1 Nhận dạng người dùng cá nhân Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và nhận dạng người dùng công cộng.
- Nhận dạng dịch vụ công công SIM, USIM và ISIM trong 3GPP CHƯƠNG 2: GIAO THỨC HỖ TRỢ CHỨNG THỰC, CẤP QUYỀN, TÍNH CƯỚC TRONG IMS.
- 28 2 Giao thức Diameter.
- 39 3.1 Những lệnh trong Diameter ứng dụng cho giao diện Cx Các AVP trong Diameter ứng dụng cho giao diện Cx Thông tin người dùng.
- 49 4.1 Cấu trúc tổng quát thông tin người dùng Nhận dạng công cộng Cấp quyền cho mạng lõi dịch vụ Tính cước.
- 50 CHƯƠNG 3: CƠ CHẾ KÍCH HOẠT DỊCH VỤ TRONG IMS (SERVICES INVOCATION.
- Kiến trúc kích hoạt dịch vụ trong IMS.
- 52 1.1 Cơ chế kích hoạt dịch vụ S-CSCF.
- 52 1.2 Cơ chế kích hoạt dịch vụ D-SCIM (DISTRIBUTED SCIM SERVICE INVOCATION MECHANISM.
- 53 1.2.1 Kiến trúc D-SCIM Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 3 1.2.2 Các chức năng của DSCIM Mô hình cơ chế kích hoạt dịch vụ trong IMS.
- 54 1.3.1 Mô hình cơ chế kích hoạt S-CSCF Mô hình cơ chế kích hoạt dịch vụ DSCIM ISC( IMS service control.
- 57 3.1 Dữ liệu người dùng trên giao diện Sh Các lệnh định nghĩa trên Diameter ứng dụng cho giao diện Sh Bản tin UDR và UDA Bản tin PUR và PUA Các AVP định nghĩa trong Diameter ứng dụng cho giao diện Sh......60 4 iFC-Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu.
- 60 CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG IMS.
- 63 1 Phối hợp dịch vụ ( Service broker.
- 66 2.1 Cấu trúc SCIM Các chức năng của SCIM Đề xuất phương án phối hợp dịch vụ trong IMS.
- 69 3.1 Quản lí thành phần dịch vụ Quản lí xung đột dịch vụ KẾT LUẬN.
- 72 Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 4 DANH SÁCH HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS.
- 8 Hình 1.1 Kiến trúc của mạng UMTS.
- 8 Hình 1.2 Tổng quan kiến trúc IMS.
- 21 Hình 1.9 Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và công cộng trong Realese 5.
- 23 Hình 1.10 Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và công cộng trong Release 6.
- 29 Hình 2.3 Cấu trúc bản tin Diameter.
- 43 Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 5 Hình 2.10 Bản tin RTR/RTA.
- 46 Hình 2.13 Cấu trúc thông tin người dùng.
- 49 CHƯƠNG 3: CƠ CHẾ KÍCH HOẠT DỊCH VỤ TRONG IMS (SERVICES INVOCATION.
- 52 Hình 3.1 Cơ chế kích hoạt dịch vụ D-SCIM.
- 53 Hình 3.2 Mô hình cơ chế kích hoạt S-CSCF.
- 54 Hình 3.3 Mô hình cơ chế kích hoạt dịch vụ DSCIM.
- 55 Hình 3.5 S-CSCF gửi bản tin SIP cho AS.
- 58 Hình 3.8 Bản tin UDR/ UDA.
- 58 Hình 3.9 Bản tin PUR/PUA.
- 61 CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ PHỐI HỢP DỊCH VỤ TRONG IMS.
- 66 Hình 4.5 Kiến trúc chức năng của IMS.
- 67 Hình 4.6 SCIM.
- 67 Hình 4.7 Cấu trúc SCIM.
- 68 Hình 4.8 Đề xuất cơ chế quản lí thành phần dịch vụ.
- 70 Hình 4.9 Đề xuất cơ chế quản lí xung đột dịch vụ.
- 70 Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 6 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án cộng tác mạng thế hệ thứ 3 AAA Authentication Authorization Accounting Chứng thực, cấp quyền, tính cước AS Application Server Máy chủ ứng dụng AuC Authetication Center Trung tâm nhận thực AVP Atribute Value Pair Cặp giá trị thuộc tính CSCF Call/Session Control Function Khối chức năng điều khiển phiên và cuộc gọi DNS Domain Name System Hệ thống tên miền FQDN Fully Qualified Domain Name Tên miền đủ điểu kiện GGSN Getway GPRS Suport Node Cổng hỗ trợ nút GPRS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ chuyển gói rộng khắp qua sóng vô tuyến HLR Home Location Register Bộ đăng ký vị trí máy chủ HSS Home Subcriber Server Máy chủ thuê bao IANA Internet Assigned Numbers Authority Tổ chức cấp phát số hiệu internet IETF Internet Engineering Task Force Lực lượng quản lý kỹ thuật IFC Initial Filter Criteria Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ IP đa phương tiện IMSI International Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động quốc tế IP Internet Protocol Giao thức mạng IPsec Internet Protocol Giao thức bảo mật mạng Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 7 security ITU International Telecommunication Union Hiệp hội viễn thông quốc tế MRF Media Resource Funtion Chức năng tài nguyên media MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động PDF Policy Decision Function Khối chức năng giải quyết chính sách RADIUS Remote Authentication Dial In User Service Dịch vụ chứng thực cuộc gọi người dùng từ xa RTP Real-Time Transport Protocol Giao thức vận chuyển thời gian thực SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ phục vụ GPRS SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SLF Subcriber Location Function Khối chức năng vị trí thuê bao SP Service Point Điểm dịch vụ TP Triger Point Điểm kích hoạt dịch vụ UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động quốc tế Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS Trong chương này ta sẽ tìm hiểu về vị trí và vai trò của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng di động 3G, những yêu cầu khi xây dựng phân hệ IMS và tổng quan về các giao thức, các thành phần chức năng và các cách nhận dạng người dùng trong kiến trúc IMS.
- Phía trên cơ sở hạ tầng mạng là nền tảng dịch vụ được sử dụng để tạo ra các dịch vụ khác nhau.
- Miền chuyển mạch kênh dành sẵn các kênh cho lưu lượng của người dùng.
- Do đó được sử dụng cho các dịch vụ thời gian thực và dịch vụ hội đàm như dịch vụ thoại và dịch vụ hội nghị video.
- Chức năng của IMS là cung cấp các dịch đa phương tiện trên nền IP, bao gồm các dịch vụ thời gian thực như trong miền chuyển mạch kênh.
- 2 Các yêu cầu của IMS IMS được xây dựng và phát triển với mục đích phải kết hợp được những xu hướng công nghệ mới nhất, làm cho mô hình Internet - Mobile trở thành hiện thực, tạo ra một Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 9 nền tảng chung để phát triển các dịch vụ multimedia đa dạng và tạo ra nhiều lợi nhuận hơn trong việc thúc đẩy khách hàng sử dụng miền chuyển mạch gói trong 3G.
- Để đạt được những mục đích đó thì IMS đã được định nghĩa như là một nền tảng kiến trúc để truyền tải các dịch vụ multimedia IP tới người dùng cuối.
- Nền tảng đó phải thực hiện được những yêu cầu sau: 2.1 Hỗ trợ việc thiết lập các phiên Multimedia IP IMS có thể truyền tải các dịch vụ đa dạng.Yêu cầu này nhấn mạnh sự cần thiết để cung cấp các dịch vụ chính được truyền tải bởi IMS đó là các phiên multimedia qua mạng chuyển mạch gói.
- Băng thông lớn nhất có thể được cấp phát cho người dùng dựa trên đăng ký của người dùng hoặc dựa trên tình trạng hiện tại của mạng.
- Vì thế khi một người dùng muốn gọi cho một người dùng khác ở trong PSTN hay ở trong mạng di động thì thiết bị đầu cuối IMS chọn miền chuyển mạch kênh để sử dụng.
- Chuyển vùng giúp người dùng có thể liên lạc khi sang một mang khách.
- IMS thừa kế yêu cầu này giúp người dùng duy trì kết nối khi di chuyển sang đất nước khác.
- 2.5 Hỗ trợ điều khiển dịch vụ IMS giúp nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra những chính sách với những dịch vụ mà họ cung cấp cho người dùng.
- Có thể chia những dịch vụ này thành 2 loại: Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 10  Những chính sách áp dụng chung đối với tất cả người sử dụng trong mạng.
- Những chính sách áp dụng riêng lẻ đối với những người dùng cụ thể.
- Những chính sách chung bao gồm một số các giới hạn do các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra như giới hạn sử dụng các bộ codec dung lượng lớn như G711 trong mạng của họ Thay vào đó họ có thể áp dụng những bộ codec dung lượng nhỏ như AMR.
- Những chính sách riêng lẻ ngược lại được gắn với mỗi một người dùng cụ thể.
- Ví dụ khi một người dùng có thể có một vài đăng ký để sử dụng các dịch vụ IMS mà không bao gồm video.
- Thiết bị đầu cuối IMS có thể hỗ trợ video nhưng trong trường hợp người dùng cố gắng để bắt đầu một phiên multimedia mà bao gồm video thì nhà cung cấp sẽ chặn phiên này.
- 2.6 Hỗ trợ phát triển các dịch vụ Yêu cầu này ảnh hưởng mạnh mẽ đến thiết kế kiến trúc IMS.Yêu cầu này khẳng định rằng các dịch vụ IMS không cần phải tiêu chuẩn hóa.
- Nó đánh dấu một cột mốc quan trọng trong thiết kế mạng di động, bởi vì trước đây, tất cả các dịch vụ riêng lẻ hoặc là phải chuẩn hóa hoặc là được thực hiện độc quyền.
- Thậm chí khi một dịch vụ đã được chuẩn hóa, cũng không có một đảm bảo chắc chắn dịch vụ sẽ làm việc khi chuyển vùng sang một mạng khác.
- IMS giúp cho triển khai các dịch vụ mới đến người dùng nhanh hơn.
- Trước đây, sự chuẩn hóa các dịch vụ và công việc kiểm tra gây ra sự chậm chễ đáng kể trong việc triển khai dịch vụ.
- IMS làm giảm đáng kể sự chậm trễ này bằng cách tiêu chuẩn hóa khả năng dịch vụ thay vì chuẩn hóa dịch vụ riêng lẻ.
- SIP được IETF chuẩn hóa trong Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 11 RFC 3261 (Request for Command).
- Không giống như H323 và BICC, SIP không phân biệt giao diện người dùng tới mạng (User-to-Network) với giao diện mạng với mạng (Network-to-Network).
- Ngoài ra SIP là một giao thức dưới dạng văn bản do đó nó dễ dàng mở rộng, gỡ rối và phát triển các dịch vụ.
- Ví dụ khi một người dùng quay số đến một nhà cung cấp dịch vụ Internet, máy chủ truy nhập mạng sử dụng RADIUS để chứng thực cấp quyền cho user.
- Giao thức dịch vụ chính sách mở thông thường COPS (Common Open Policy Service) được dùng để truyền tải chính sách giữa các điểm quyết định dịch vụ PDPs (Policy Decision Points) và các điểm thực hiện chính sách ( Policy Enforcement Points).
- 4 Tổng quan kiến trúc IMS IMS không được chuẩn hoá theo các nút mà dựa trên chức năng.
- Điều này có nghĩa là kiến trúc IMS là một tập hợp các chức năng được liên kết với nhau bởi các giao diện.
- Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 12 Hình 1.2 Tổng quan kiến trúc IMS Hình vẽ 1.2 thể hiện tổng quan kiến trúc IMS.
- Phía dưới là thiết bị di động IMS thường được gọi là thiết bị người dùng UE.
- Cơ sở dữ liệu người dùng: HSS (Home Subcriber Servers) và SLF (Subcriber Location Function.
- Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 13 4.1 CSCF - Call/Session Control Function.
- Sự xác nhận của P-CSCF còn có các chức năng khác như cung cấp các dịch vụ cho các cá nhân và các bản ghi tính cước.
- Chức năng này giúp ngăn chặn các thiết bị đầu cuối gửi các bản tin SIP không chính xác.
- Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 14 Với mục đích mở rộng và tạo ra dư thừa để dự phòng thông thường trong một mạng IMS có nhiều P-CSCF.
- Qua giao diện này I-CSCF truy vấn các thông tin về vị trí của người dùng và định tuyến các bản tin SIP tới địa chỉ phù hợp.
- Nó duy trì một gán kết giữa vị trí của người dùng (như địa chỉ IP của thiết bị đầu cuối mà người dùng đăng nhập) và địa chỉ SIP của người dùng trong bản ghi.
- Tải về các vector chứng thực của người dùng đang truy nhập vào mạng.
- S-CSCF sử dụng các vector này để chứng thực người dùng.
- Tải về hồ sơ người dùng từ HSS.
- Hồ sơ người dùng bao gồm hồ sơ dịch vụ.
- Thông báo cho HSS rằng S-CSCF này sẽ phục vụ người dùng trong khoảng thời gian đăng ký.
- Một trong những chức năng chính của S-CSCF là cung cấp chức năng định tuyến bản tin SIP.
- Nếu một người dùng quay một số điện thoại thay vì một SIP URI thì S- Nghiên cứu và phát triển chức năng Kích hoạt và phối hợp dịch vụ cho kiến trúc IMS Phạm Sỹ Ngọc Anh Tuấn – Điện tử tin học – CH 2009 - ĐHBKHN 15 CSCF cung cấp dịch vụ chuyển đổi địa chỉ, thường dựa trên DNS E.164 Number Translation (IETF).
- Ví dụ một người dùng không có quyền để thiết lập một loại phiên cụ thể như phiên video chẳng hạn.
- Nói cách khác, S-CSCF ngăn chặn người dùng thực hiện những dịch vụ không được cho phép.
- 4.2 Cơ sở dữ liệu HSS lưu trữ dữ liệu cho tất cả các thuê bao và tất cả dữ liệu liên quan đến dịch vụ của IMS.
- Dữ liệu được lưu trữ trong HSS bao gồm nhận dạng, thông tin đăng ký thuê bao, tham số truy nhập và thông tin kích hoạt dịch vụ.
- Thông tin nhận dạng gồm có hai loại: Nhận dạng người dùng công cộng và nhận dạng người dùng cá nhân.
- Nhận dạng người dùng cá nhân được sử dụng cho mục đích đăng ký và cấp quyền, trong khi đó nhận dạng người dùng công cộng được người dùng sử dụng để liên lạc với những người dùng khác.
- Các tham số truy nhập IMS được khởi tạo để thết lập một phiên và bao gồm các thông số giống như chứng thực người dùng, cấp quyền chuyển vùng và tên của S-CSCF phụ trách người dùng.
- Thông tin kích họat dịch vụ cho phép thực hiện các dịch vụ SIP.
- Hình 1.3 Cấu trúc của HSS Chức năng HLR hỗ trợ các thực thể trong miền chuyển mạch gói như SGSN và GGSN.
- Điều này cho phép các thuê bao truy nhập tới các dịch vụ trong miền chuyển mạch gói.
- Điều này cũng cho phép các thuê bao có thể truy nhập các dịch vụ trong miền chuyển mạch kênh và hỗ trợ chuyển vùng tới những mạng có miền chuyển mạch kênh.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt