DIAMETER TRONG IMS

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục

Mục lụcMục lục............................................................................................................................iTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT...........................................................................................iiiDANH MỤC HÌNH VẼ.............................................................................................viiiDANH MỤC BẢNG BIỂU..........................................................................................ixLỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................1CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IMS..........................................................................3

1.1 Sự ra đời và phát triển IMS...................................................................................31.2 Các yêu cầu kiến trúc............................................................................................31.3 Kiến trúc phân lớp IMS.........................................................................................61.4 Kiến trúc chức năng IMS......................................................................................8

1.4.1 Sơ đồ khối kiến trúc.......................................................................................81.4.2 Chức năng các phần tử trong IMS..................................................................91.4.3 Các giao diện trong IMS..............................................................................16

1.5 Mô hình IMS của một số tổ chức tiêu chuẩn......................................................181.5.1 Mô hình IMS của ITU-T..............................................................................191.5.2 Mô hình IMS trong NGN của ETSI.............................................................201.5.3 So sánh mô hình IMS của ITU-T, ETSI và 3GPP.......................................21

Kết luận chương........................................................................................................21CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CƠ BẢN GIAO THỨC DIAMETER......................23

2.1 Giới thiệu.............................................................................................................232.2 Khung Diameter..................................................................................................242.3 Các thành phần Diameter....................................................................................24

2.3.1 Thành phần RELAY (Chuyển tiếp).............................................................252.3.2 Thành phần PROXY (Ủy quyền).................................................................252.3.3 Thành phần REDIRECT (Gửi lại)................................................................262.3.4 Thành phần TRANSLATION (Dịch)..........................................................26

2.4 Định dạng bản tin Diameter................................................................................272.5 Một số đặc điểm của giao thức Diameter............................................................32

2.5.1 Vận chuyển...................................................................................................322.5.2 Nút ngang cấp Diameter...............................................................................342.5.3 Kết nối và phiên...........................................................................................352.5.4 Bảo mật trong Diameter...............................................................................372.5.5 Thanh toán....................................................................................................372.5.6 Cơ chế truyền thay thế và xử lý lỗi..............................................................382.5.7 So sánh với giao thức RADIUS...................................................................39

Kết luận chương........................................................................................................40CHƯƠNG III: GIAO THỨC DIAMETER TRONG IMS......................................41

3.1 Thủ tục đăng kí và xóa đăng kí mức ứng dụng với giao diện Cx.......................413.1.1 Đăng kí IMS.................................................................................................41

3.1.1.1 Luồng thông tin đăng kí với người dùng chưa đăng kí.........................433.1.1.2 Luồng thông tin đăng kí lại cho người dùng đã đăng kí.......................49

3.1.2 Thủ tục xóa đăng kí mức ứng dụng..............................................................513.1.2.1 Xóa đăng kí khởi tạo di động................................................................513.1.2.2 Xóa đăng kí khởi tạo mạng...................................................................52

3.2 Thủ tục liên quan đến truy vấn thông tin định tuyến (giao diện Dx)..................58

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 i

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục

3.2.1 Nhận dạng người dùng tới giải đáp HSS.....................................................583.2.2 Đăng kí trên SLF.........................................................................................613.2.3 Mời UE trên SLF..........................................................................................62

3.3 Khởi tạo phiên.....................................................................................................633.4 Tính cước.............................................................................................................64

3.4.1 Kiến trúc tính cước.......................................................................................643.4.2 Kiến trúc tính cước ngoại tuyến...................................................................64

3.4.2.1 Chức năng tập hợp tính cước CCF........................................................653.4.2.2 Chức năng cổng tính cước.....................................................................653.4.2.3 Hệ thống hóa đơn.................................................................................663.4.2.3 Điểm tham chiếu Rf (Diameter)............................................................66

3.4.3 Kiến trúc tính cước trực tuyến......................................................................793.4.3.1 Chức năng tính cước sự kiện (ECF)......................................................793.4.3.2 Chức năng tính cước phiên (SCF).........................................................803.4.3.3 Chức năng tính cước kênh mang (BCF)................................................803.4.3.4 Chức năng phân loại..............................................................................813.4.3.5 Điểm tham chiếu Ro.............................................................................81

3.4.4 Các AVP sử dụng cho thanh toán trực tuyến và ngoại tuyến......................86Kết luận chương........................................................................................................88

KẾT LUẬN CHUNG..................................................................................................89TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................90

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 ii

Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮTTừ viết tắt Từ đầy đủ Tiếng Việt

3GPP Third Generation Partnership

Project

Dự án hợp tác thế hệ thứ ba

3GPP2 Third Generation Partnership

Project 2

Dự án hợp tác thế hệ thứ ba 2

AAA Authentication, authorization

and accounting

Nhận thực, cấp phép và thanh toán

AAL ATM adaptation layer Lớp thích ứng ATM

ACA Accounting-Answer Trả lời- thanh toán

ACR Accounting requests Yêu cầu thanh toán

ADSL Asynchronous Digital

Subscriber Line

Đường dây thuê bao số không đồng

bộ

AH Authentication header Header nhận thực

AKA Authentication and key

agreement

Thỏa thuận khóa và nhận thực

AS Application server Server ứng dụng

ATM Asynchronous transfer mode Phương thức truyền tải bất đồng bộ

AVP Attribute value pair; audio

video profile

Cặp giá trị thuộc tính; profile âm

thanh hình ảnh

BCF Bearer Charging Function Chức năng tính cước kênh mạng

BER Bit error ratio Tốc độ bít lỗi

BGCF Breakout Gateway Control

Function

Chức năng điểu khiển cổng nối

xuyên

BICC Bearer Independent Call

Control

Điều khiển cuộc gọi độc lập kênh

mang

BS Bearer service; billing system Dịch vụ kênh mạng, hệ thống hóa

đơn

BSF Bootstrapping Server

Function

Chức năng server tự mồi

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

CAMEL Customized Applications for

Mobile network Enhanced

Logic

Ứng dụng theo yêu cầu khách hàng

đối với

CAP Camel Application Part Phần ứng dụng Camel

CCF Charging Collection Function Chức năng tập hợp tính cước

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 iii


CCSA China Communications

Standards Association

Liên hiệp chuẩn thông tin Trung

Quốc

CDMA Code Division Multiple

Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

CDR Charging Data Record

Charging Detail Record

Bản ghi dữ liệu cước, bản ghi chi tiết

cước

CGF Charging Gateway Function Chức năng cổng tính cước

CK Ciphering key Khóa mật mã

CSN Circuit switching network Mạng chuyển mạch kênh

CN Core Network Mạng lõi

CS Circuit-switched Chuyển mạch kênh

CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên gọi

CSCN Circuit Switched Core

Network

Mạng lõi chuyển mạch kênh

DHCP Dynamic Host Configuration

Protocol

Giao thức cầu hình trạm động

DOS Denial of service Từ chối dịch vụ

DNS Domain name system Hệ thống tên miền

DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số

EAP Extensible Authentication

Protocol

Giao thức nhận thực mở rộng

ECF Event Charging Function Chức năng tính cước sự kiện

GGSN Gateway GPRS Support Node Node hỗ trợ cổng GPRS

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

GSM Global System for Mobile

Communications

Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

HLR Home location register Bộ đăng ký vị trí nhà

HSS Home Subscriber Server Server thuê bao nhà

HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản

ICID IMS charging identifier Nhận dạng tính cước IMS

I-CSCF Interrogating-CSCF CSCF –Thẩm vấn (hỏi)

IETF Internet Engineering Task

Force

Nhóm đặc trách kỹ thuật về Internet

IK Integrity key Khóa toàn vẹn

IKE Internet Key Exchange Trao đổi khóa Internet

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 iv


IMS-MGW IP Multimedia Subsystem-

Media Gateway Function

Chức năng cổng phương tiện – phân

hệ đa phương tiện IP.

IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP

IM-SSF IP Multimedia Service

Switching Function

Chức năng chuyển mạch dịch vụ đa

phương tiện IP

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IP-CAN IP-Connectivity Access

Network

Mạng truy nhập kết nối IP

IPsec Internet Protocol security Bảo mật giao thức Internet

IPv4 Internet Protocol Version 4 Giao thức Internet phiên bản 4

IPv6 Internet Protocol Version 6 Giao thức Internet phiên bản 6

IP-SSF IP Multimedia Service

Switching Function

Chức năng chuyển mạch dịch vụ đa

phương tiện IP

ISC IMS Service Control Điều khiển dịch vụ IMS

ISDN Integrated Services Digital

Network

Mạng số đa dịch vụ

ISIM IP Multimedia Services

Identity Module

Môđun nhận dạng dịch vụ đa phương

tiên IP

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ

Internets

ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN

LCS Location services Dịch vụ vị trí

LIA Location-Info-Answer Trả lời thông tin vị trí

LIR Location-Info-Request Yêu cầu thông tin vị trí

MAR Multimedia-Auth-Request Yêu cầu

MEGACO Media Gateway Control

Protocol

Giao thức điểu khiển cổng phương

tiện

MGCF Media Gateway Control

Function

Chức năng điều khiển cổng phương

tiện

MGW Media gateway function Chức năng cổng phương tiện

MID Media stream identification Nhận dạng luồng phương tiện

MMS Multimedia Messaging

Service

Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện

MRFC Multimedia Resource

Function Controller

Bộ điều khiển chức năng tài nguyên

đa phương tiện

MSC Mobile switching centre Trung tâm chuyển mạch di động

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 v


NAI Network access identifier Nhận dạng truy nhập mạng

NAPTR Naming authority pointer

NAS Network access server Server truy nhập mạng

NASREQ Network Access Server

Requirements

Yêu cầu server truy nhập mạng

NGN Next Gene Network Mạng thế hệ tiếp theo

NTP Network Time Protocol Giao thức thời gian mạng

OCS Online Charging System Hệ thống tính cước trực tuyến

P-CSCF Proxy-CSCF CSCF - ủy quyền

PDF Policy Decision Function Chức năng quyết định chính sách

PDP Packet Data Protocol; policy

decision point

Giao thức dữ liệu gói; điểm quyết

định chính sách.

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất

PS Packet-switched; presence

server

Chuyển mạch gói; server hiện thời

PSTN Public Switched Telephone

Network

Mạng điện thoại chuyển mạch kênh

công cộng

QoS Quality of service Chất lượng dịch vụ

RADIUS Remote Authentication Dial

In User Service

Dịch vụ người sử dụng quay số nhận

thực từ xa

SA Security association Liên kết bảo mật

SAA Server-Assignment-Answer Trả lời gán server

SAR Server-Assignment-Request Yêu cầu gán server

S-CDR SGSN-CDR Bản ghi chi tiết cước SGSN

SCF Session Charging Function Chức năng tính cước phiên

SCS Service Capability Server Server khả năng dịch vụ

S-CSCF Serving-CSCF CSCF - Phục vụ

SCTP Stream Control Transmission

Protocol

Giao thức truyền dẫn điều khiển

luồng

SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên

SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ dịch vụ GPRS

SGW Signalling Gateway Cổng báo hiệu

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên

SIPS Secure SIP Bảo mật SIP

SLF Subscription Locator Function Chức năng định vị đăng ký thuê bao

SNMP Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn giản

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 vi


Protocol

SRV Service records Bản ghi dịch vụ

SSF Service Switching Function Chức năng chuyển mạch phục vụ

TCP Transmission Control

Protocol

Giao thức điều khiển truyền dẫn

TCP/IP TCP/IP stack Ngăn xếp TCP/IP

TLS Transport Layer Security Bảo mật lớp truyền tải

TTL Time to live Thời gian sống

UA User Agent Tác nhân người dùng

UAA User-Authorization-Answer Trả lời cấp phép người dùng

UAR User-Authorization-Request Yêu cầu cấp phép người dùng

UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ dữ liệu người dùng

UE User equipment Thiết bị người dùng

UMTS Universal Mobile

Telecommunications System

Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

URI Uniform resource identifier Nhận dạng tài nguyên duy nhất

URL Universal resource locator Định vị tài nguyên chung

USIM Universal Subscriber Identity

Module

Môđun nhận dạng thuê bao toàn cầu

UTRAN UMTS terrestrial radio access

network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất

UMTS

VHE Virtual home environment Môi trường nhà ảo

VPN Virtual private network Mạng riêng ảo

VoIP Voice over IP Thoại qua IP

WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây

WCDMA Wideband Code Division

Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã băng

rộng

WLAN Wireless Local Area Network Mạng vùng nội bộ không dây

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 vii

Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ và bảng biểu

DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Kiến trúc phân lớp IMS............................................................................7Hình 1.2 Sơ đồ kiến trúc chức năng IMS của 3GPP..............................................8Hình 1.3 Kiến trúc CSCF.........................................................................................9Hình 1.4 Giao diện Diameter giữa HSS, SLF,SCF, giao diện SIP giữa các

CSCF................................................................................................................13Hình 1.5 Kiến trúc MRF........................................................................................14Hình 1.6 Kiến trúc IMS với các giao diện.............................................................17Hình 1.7 Mô hình IMS theo ITU-T.......................................................................19Hình 1.8 Mô hình IMS của ETSI...........................................................................20Hình 2.1 Tổng quan về Diameter...........................................................................23Hình 2.2 Kiến trúc phân lớp giao thức Diameter.................................................24Hình 2.3 Giao thức cơ bản Diameter.....................................................................24Hình2.4 Thành phần Relay....................................................................................25Hình2.4 Thành phần PROXY................................................................................25Hình 2.5 Diameter Redirect Agent........................................................................26Hình 2.6 Thực thể Diameter Translation..............................................................26Hình 2.7 Định dạng bản tin....................................................................................27Hình 2.8 Cấu trúc gói tin cơ bản Diameter..........................................................27Hình 2.10 Định dạng bản tin SCTP.......................................................................32Hình 2.11 Cấu trúc tiêu đề TCP............................................................................33Hình 2.12 phiên và kết nối trong Diameter..........................................................36Hình 2.16 Ví dụ về lỗi giao thức và bản tin trả lời...............................................39Hình 2.17 Ví dụ về lỗi ứng dụng bản tin trả lời....................................................39Hình 3.1 Lưu đồ đăng ký IMS mức cao................................................................41Hình 3.2 Đăng kí với người dùng chưa đăng kí...................................................47Hình 3.3 Đăng kí lại với người dùng đã được đăng kí.........................................49Hình 3.4 Xóa đăng kí với người dùng đã được đăng kí......................................51Hình 3.5 Xóa đăng kí khởi tạo mạng – hết thời gian đăng kí............................54Hình 3.6 Xóa đăng kí ứng dụng khởi tạo mạng bởi HSS – quản lí....................55Hình 3.7 Xóa đăng kí ứng dụng khởi tạo mạng-mặt bằng dịch vụ....................57Hình 3.8 Đăng kí trên SLF (trường hợp 1)...........................................................61Hình 3.9 Đăng kí trên SLF(trường hợp 2)............................................................62Hình 3.10 Mời UE trên SLF...................................................................................62Hình 3.11 Lưu đồ thiết lập phiên IMS mức cao...................................................63Hình 3.13 Biểu đồ chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (di động)...........................68Hình 3.14 Bảng chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (kết thúc di động).................69Hình 3.15 Biểu đồ chuỗi bản tin đối với môi trường thay đổi.............................70Hình 3.16 Biểu đồ chuỗi bản tin cho từ bỏ phiên.................................................71Hình 3.17 Biều đồ chuỗi bản tin đối với mang khởi tạo gỡ bỏ phiên.................72Hình 3.18 Biều đồ chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (PSTN khởi tạo)...............73Hình 3.19 Biểu đồ chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (IMS khởi tạo).................74Hình 3.20 Biểu đồ chuỗi bản tin cho dỡ bỏ phiên (PSTN khởi tạo)...................75Hình 3.21 Biểu đồ chuỗi bản tin cho gỡ bỏ phiên (IMS khởi tạo)......................76Hình 3.22 Kiến trúc tính cước IMS trực tuyến....................................................79Hình 3.23 IEC – Hoạt động chuyển giao đơn vị...................................................82

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 viii


Nguyễn Minh Quang – D04VT2 ix


DANH MỤC BẢNG BIỂUBảng 1.1 So sánh đặc điểm của các mô hình IMS................................................21Bảng 2.1 Bảng mã lệnh Diameter..........................................................................29Bảng 2.2 Một số AVPs............................................................................................31Bảng 2.3 Tổng kết sự khác nhau giữa Diameter và RADIUS.............................40Bảng 3.1 Thông tin được lưu trước, trong và sau quá trình đăng ký................42Bảng 3.2 Mã lệnh trong giao diện Cx và Dx.........................................................43Bảng 3.3 Bản tin yêu cầu thanh toán khởi sự bởi SIP hoặc bản tin ISUP ........67Bảng 3.4 Bản tin yêu cầu thanh toán khởi tạo SIP đối với MRFC.....................68Bảng 3.6 Bản tin yêu cầu thanh toán (ACR) dành cho thanh toán ngoại tuyến

...........................................................................................................................77Bảng 3.7 Bản tin trả lời thanh toán (ACA) cho thanh toán ngoại tuyến...........78Bảng 3.8 Cấu trúc bản tin CCR sử dụng trong thanh toán trực tuyến IMS.....85Bảng 3.9 Nội dung Bản tin CCA đối với thanh toán trực tuyến.........................86Bảng 3.10 Diameter AVP mà được sử dụng cho thanh toán IMS......................87

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 x

Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦUCùng với sự phát triển của xã hội là nhu cầu thông tin ngày càng đòi hỏi cấp

bách đối với cuộc sống con người. Hiện tại và trong thời gian tới nhu cầu phát triển

các loại hình dịch vụ thoại, phi thoại, Internet và đặc biệt là các loại hình dịch vụ

băng rộng ngày một tăng và không thể tách rời đời sống xã hội. Để thỏa mãn nhu

cầu đó mạng viễn thông đòi hỏi phải có cấu trúc hiện đại linh hoạt và nhất là thỏa

mãn mọi nhu cầu về dịch vụ đa phương tiện. Mạng phải có tổ chức đơn giản nhưng

có nhiều chức năng. Mạng, dịch vụ và đầu cuối phải được tích hợp thì mới có khả

năng cung cấp dịch vụ băng rộng đa phương tiện cho khách hàng.

Thực tế mạng viễn thông hiện nay đã có một bước tiến dài nhờ có sự bùng

nổ của các công nghệ mới và nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của khách hàng.

Tuy nhiên trong tương lai mạng viễn thông không những chỉ thỏa mãn cho khách

hàng các dịch vụ thoại, phi thoại, Internet và các dịch vụ băng rộng mà còn phải đáp

ứng cho khách hàng các dịch vụ có độ tích hợp cao, các dịch vụ đa phương tiện với

các thuộc tính an ninh, bảo mật, chất lượng, linh hoạt và thông minh nhất.

Công nghệ mạng đã trải qua các giai đoạn chuyển đổi từ tương tự sang số, từ

chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói IP, từ mạng số tích hợp băng hẹp sang

mạng số tích hợp băng rộng để có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ cho người

dùng đầu cuối. Mặc dù vậy mạng hiện tại vẫn không thỏa mãn hết được nhu cầu của

khách hàng. Chính vì vậy cần có một tổ chức mạng mới tập hợp được tất cả các ưu

điểm của mạng viễn thông hiện tại và phải đáp ứng được các nhu cầu truyền thông

trong tương lai.

Một trong những xu hướng phát triển hiện nay là thiết lập các phân hệ đa

phương tiện IP trong mạng NGN. Các phân hệ này là nền tảng hội tụ mạng cố định

và di động, hội tụ đầu cuối, hội tụ dịch vụ,…

Diameter là giao thức có ý nghĩa quan trọng trong IMS, cụ thể là trong quá

trình nhận thực, cấp quyền và thanh toán cho các thuê bao với nhiều yêu cầu truy

nhập và dịch vụ phương tiện khác nhau. Vì vậy, nghiên cứu để nắm bắt được cấu

trúc, hoạt động của giao thức này là việc làm cần thiết trong việc định hướng nghiên

cứu mạng và dịch vụ mới trên nền IMS.

Nội dụng đồ án bao gồm 3 chương:

Chương 1: Giới thiệu về kiến trúc IMS, chức năng của từng phần tử và một số

so sánh giữa các mô hình kiến trúc của một số tổ chức khác nhau trong chuẩn hóa

IMS.

Chương 2: Trình bày tổng quan về giao thức Diameter, lịch sử phát triển, các

thành phần Diameter, định dạng bản tin, vận chuyển, kết nối và phiên, bảo mật,…

Nguyễn Minh Quang – D04VT2 1

Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu

Chương 3: Nghiên cứu về một số thủ tục trong IMS sử dụng giao thức Diameter

như đăng kí, xóa đăng kí, thiết lập phiên, truy vấn thông tin định tuyến, tính cước.

Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths. Nguyễn Thi Thu Hằng và các thầy

cô giáo trong khoa Viễn Thông thuộc Học viện công nghệ Bưu Chính Viễn Thông

cùng gia đình đã tận tình dạy dỗ và giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như

làm đồ án này.


Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1-Tổng quan về IMS

CHƯƠNG ITỔNG QUAN VỀ IMS

1.1 Sự ra đời và phát triển IMS

Phân hệ đa phương tiện IP (IMS - IP Multimedia Subsystem) là một tập các

đặc điểm kỹ thuật mô tả trong kiến trúc mạng thế hệ sau NGN cho việc thực thi các

dịch vụ đa phương tiện và thoại dựa trên IP. IMS định nghĩa một kiến trúc và cơ cấu

hoàn chỉnh cho phép hội tụ thoại, hình ảnh, dữ liệu với các công nghệ mạng di động

dựa trên cơ sở hạ tầng IP. Nó hoàn thiện lỗ hổng giữa hai mô hình truyền thông

thành công nhất, là công nghệ tế bào và Internet. Có thể hình dung được rằng người

sử dụng có thể lướt Web, chơi game trực tuyến hoặc tham gia một hội nghị video

quan trọng cho dù đang ở đâu và sử dụng các thiết bị cầm tay nào. Đó là một viễn

cảnh của IMS, cung cấp truy nhập di động cho tất cả các dịch vụ mà Internet hỗ trợ.

IMS được định nghĩa đầu tiên bởi 3GPP (Third Generation Partnership

Project), như là phần của các chuẩn làm việc hỗ trợ cho mạng GSM và công nghệ

vô tuyến phát triển. IMS đã được giới thiệu đầu tiên trong 3GPP phiên bản 5, trong

đó giao thức khởi tạo phiên SIP của IETF được chọn làm giao thức chính cho IMS.

Sau đó IMS đã được cải tiến rong các phiên bản 6 và 7 của 3GPP, bao gồm thêm

các tính năng mới như quản lý nhóm, liên kết với WLAN và các hệ thống dựa trên

CS, truy nhập băng rộng cố định.

Bên cạnh đó 3GPP2, cũng tham gia chuẩn hóa IMS. 3GPP2 được tạo ra để

phát triển các hệ điều hành liên hệ thống viễn thông của Bắc Mỹ và mạng di động

Châu Á thành hệ thống thế hệ thứ 3. Hai kiến trúc IMS này được định nghĩa bởi hai

tổ chức này khá giống nhau nhưng không hoàn toàn. 3GPP2 thêm sự điều chỉnh

thích hợp cho một vài chi tiết riêng của họ. Tuy nhiên mục đích của hai tổ chức là

để đảm bảo ứng dụng IMS sẽ làm việc tương thích trên các cơ sở hạ tầng mạng

khác nhau.

Ngoài 3GPP và 3GPP2, liên minh di động mở (OMA - Open Mobile

Alliance) đóng một vai trò quan trọng trong việc đưa ra và phát triển các chuẩn dịch

vụ của IMS. Các dịch vụ định nghĩa bởi OMA được xây dựng ở trên cơ sở hạ tầng

IMS như là bản tin nhanh, dịch vụ hiện thời và dịch vụ quản lý nhóm,…

1.2 Các yêu cầu kiến trúc

Kết nối IPYêu cầu cơ bản đối với một khách hàng truy nhập tới các dịch vụ IMS là phải có

một kết nối IP. Thêm vào đó, phải sử dụng cho IPv6. Kết nối IP có thể đạt được từ

mạng nhà (home network) và từ mạng khách (visited network).

Truy nhập độc lập



IMS được thiết kế để truy nhập độc lập do đó các dịch vụ IMS có thể được

cung cấp trên bất kỳ mạng kết nối IP nào (ví dụ như GPRS, WLAN, đường dây

thuê bao số truy nhập băng rộng).

Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ đa phương tiện IP

Trong mạng Internet công cộng, thời gian trễ của các gói tin có thể lớn và

biến động, nhiều gói đến không theo thứ tự, bị mất hoặc bị loại bỏ. Điều này sẽ

không xảy ra trong IMS. Các mạng truyền tải và truy nhập cơ sở cùng với IMS cung

cấp chất lượng dịch vụ từ đầu cuối đến đầu cuối.

Thông qua IMS, UE thương lượng dung lượng, tốc độ và yêu cầu QoS trong

quá trình thiết lập phiên hoặc thay đổi phiên SIP. UE có thể thương lượng các tham

số như sau:

Kiểu phương tiện, hướng của lưu lượng;

Kiểu tốc độ bít phương tiện, kích cỡ gói, tần số truyền tải gói;

Cách sử dụng tải trọng RTP cho các loại phương tiện;

Thích ứng băng thông;

Sau khi thương lượng các tham số tại mức ứng dụng, các UE dành tài

nguyên thích hợp từ mạng truy nhập. Khi đã tạo ra được chất lượng đầu cuối đến

đầu cuối, các UE mã hóa và đóng gói từng loại phương tiện riêng biệt với một giao

thức thích hợp (ví dụ RTP) và gửi những gói phương tiện này tới mạng truy nhập và

truyền tải mạng bằng cách sử dụng một giao thức lớp truyền tải (TCP hoặc UDP)

trên IP. Các nhà vận hành mạng thương lượng thỏa thuận mức dịch vụ để đảm bảo

mức QoS trên đường trục liên kết nối.

Truyền thông đảm bảo

Bảo mật là yêu cầu cơ bản trong mỗi hệ thống viễn thông và IMS không phải

là ngoại lệ. IMS cung cấp ít nhất môt mức bảo mật giống như GPRS và các mạng

chuyển mạch kênh: ví dụ IMS đảm bảo rằng mọi người dùng được nhận thực trước

khi họ có thể sử dụng các dịch vụ và người dùng có thể bổ sung yêu cầu khi đã

được kết nối một phiên.

Sắp xếp tính cước

Kiến trúc IMS cho phép sử dụng các mô hình tính cước khác nhau bao gồm

khả năng tính cước chỉ bên gọi hoặc tính cước cả bên gọi và bị gọi dựa trên các tài

nguyên đã được sử dụng trong lớp truyền tải. Sau này cước có thể tính toàn bộ cho

bên gọi trong phiên IMS. Có thể sử dụng các kế hoạch tính cước khác nhau tại lớp

truyền tải và lớp IMS. Tuy nhiên, một nhà vận hành có thể bị hẫp dẫn bởi các thông



tin tính cước nảy sinh tại lớp tính cước truyền tải và IMS (dịch vụ và nội dung). Khả

năng này sẽ được cung cấp nếu một nhà vận hành tận dụng được một điểm tham

chiếu điều khiển chính sách.

Kiến trúc IMS hỗ trợ khả năng tính cước trực tuyến (online) và ngoại tuyến

(offline). Tính cước trực tuyến là quá trình tính cước mà thông tin tính cước có thể

tác động thời gian thực đến dịch vụ được đưa ra và do vậy hoạt động trực tiếp với

điều khiển phiên hoặc dịch vụ. Thực tế một nhà vận hành có thể kiểm tra tài khoản

của người dùng trước khi cho phép người dùng đó tham gia một phiên và dừng

phiên khi tài khoản đã hết. Các dịch vụ trả tiền trước là các ứng dụng cần thiết đối

với khả năng tính cước trực tuyến. Tính cước ngoại tuyến là một quá trình tính cước

mà thông tin tính cước không tác động thời gian thực tới các dịch vụ đưa ra. Đây là

mô hình truyền thống trong đó thông tin tính cước được thu thập trong một giai

đoạn riêng và vào cuối giai đoạn đó nhà vận hành mạng sẽ gửi hóa đơn tới khách

hàng.

Hỗ trợ chuyển vùng

Từ quan điểm của người sử dùng điều quan trọng là phải được truy nhập tới

dịch vụ bất kể họ đang ở vị trí địa lý nào. Tính năng chuyển vùng làm cho việc sử

dụng các dịch vụ là có thể thực hiện được, kể cả người sử dụng đó có đang nằm

trong vị trí địa lý của mạng nhà hay không.

Liên kết với các mạng khác

Rõ ràng là IMS không thể cùng được triển khai trên toàn thế giới. Hơn nữa,

mọi người không thể thay đổi thiết bị kết cuối hoặc đăng ký thuê bao điện thoại một

cách nhanh chóng. Điều này nảy sinh một vấn đề làm thế nào để kết nối được tới

người dùng bất kể họ đang ở đâu và sử dụng loại đầu cuối nào. Để trở thành một

kiến trúc và công nghệ mạng truyền thông thành công, IMS phải có khả năng kết

nối tới nhiều khách hàng nhất có thể.

Do vậy, IMS phải hỗ trợ các kết nối với các người dùng PSTN, ISDN, di

động và Internet. Thêm nữa, nó cần có khả năng hỗ trợ các phiên với ứng dụng

Internet.

Phát triển dịch vụ

Tầm quan trọng của mặt phẳng dịch vụ có thể mở rộng để đưa ra các dịch vụ

mới nhanh chóng, điều đó có nghĩa là các phương pháp cũ của việc chuẩn hóa các

dịch vụ viễn thông, các ứng dụng và dịch vụ bổ sung là không được chấp nhận nữa.

Do đó 3GPP đã chuẩn hóa các khả năng dịch vụ để hỗ trợ thoại, hình ảnh, đa



phương tiện, các bản tin, chia sẻ tệp (file), truyền số liệu và các dịch vụ bổ sung cơ

bản trong IMS.

Thiết kế phân lớp

3GPP đã quyết định sử dụng phương pháp phân lớp cho thiết kế kiến trúc

IMS. Điều này có nghĩa là các dịch vụ kênh mang và truyền tải tách biệt với mạng

báo hiệu IMS và các dịch vụ quản lý phiên. Hơn nữa các dịch vụ là chạy trên mạng

báo hiệu IMS.

Phương pháp phân lớp gia tăng tầm quan trọng của lớp ứng dụng. Khi các

ứng dụng tách biệt nhau và các chức năng chung có thể được cung cấp bởi mạng

IMS cơ sở thì các ứng dụng chạy trên UE sử dụng nhiều kiểu truy nhập khác nhau.

1.3 Kiến trúc phân lớp IMS

IMS là một chuẩn dựa trên mạng viễn thông toàn IP, sử dụng cả mạng có dây

và không dây hiện tại với sự đa dạng các dịch vụ đa phương tiện bao gồm: audio,

video, thoại, văn bản, và dữ liệu. Các dịch vụ dựa trên IMS có thể được phân chia

thành ba loại như sau:

Dịch vụ phi thời gian thực như dịch vụ tin nhắn và phân phối nội dung đa phương

tiện.

Dịch vụ gần thời gian thực ví dụ như Push to talk qua mạng thông tin di động tổ

ong và dịch vụ Game.

Dịch vụ thời gian thực như thoại, audio hoặc video, hội nghị dựa trên nền chuyển

mạch gói.

Mạng di động và cố định có thể được hội tụ trên nền tảng IMS hoàn toàn IP.

Để thấy được xu hướng đó, một mạng IMS được định nghĩa trong một kiến trúc

mặt phẳng ngang, bao gồm 3 lớp chức năng: truyền tải, điều khiển và ứng dụng như

được chỉ ra ở hình 1.1.

Lớp dưới cùng là lớp truyền tải thực hiện truyền tải các luồng phương tiện.

Lớp này bao gồm các thiết bị switch, router và các thực thể xử lý phương tiện như

media gateway, media server, được sử dụng cho cả mạng đường trục và mạng truy

nhập. Người dùng của mạng IMS có thể kết nối thông qua sự đa dạng về mạng truy

nhập và kỹ thuật bao gồm cả mạng không dây và có dây. Một vài người sử dụng có thể

kết nối trực tiếp tới IMS thông qua mạng dựa trên IP, người dùng khác có thể kết nối

gián tiếp với mạng IMS thông qua PSTN. Mỗi một kiểu kết nối trên tới mạng IMS đều

được thực hiện dễ dàng bởi các phần tử logic trong lớp truyền tải. Như là một lớp truy



nhập không phụ thuộc mạng, IMS có thể kết nối đến nhiều loại mạng khác nhau hiện

có:

Mạng di động thế hệ 3 (3G UMTS);

Mạng di động thế hệ 2,5 (2,5G GPRS);

Các mạng IP hiện nay như WLAN, WiMax;

PSTN qua Gateway;

Mạng cố định của các khu dân cư (DSL) và cable băng rộng;

Mạng cố định của khu kinh doanh qua IP Centrex.

Mục đích của lớp truyền tải là tách biệt các lớp cao hơn của IMS khỏi các công

nghệ mạng truy nhập phức tạp trong việc nhận và gửi báo hiệu, phương tiện từ thiết bị.

Các phần tử mạng trong lớp truyền tải IMS cung cấp một giao diện chung tới lớp điều

khiển và không quan tâm tới mạng truy nhập. Các phần tử này chịu trách nhiệm biên

dịch các giao thức từ mạng kết nối thành các giao thức cần thiết tác động với mạng lõi

IMS.

Hình 1.1 Kiến trúc phân lớp IMS

Lớp thứ hai trong kiến trúc IMS là lớp điều khiển, bao gồm các phần tử

của mạng báo hiệu (ví dụ: CSCF, HSS, MGCF…) để hỗ trợ điều khiển phiên

chung, điều khiển phương tiện và điều khiển truy nhập qua các giao thức báo

hiệu như SIP, Diameter, H248. Lớp điều khiển là mạng lõi của IMS, cung cấp

khả năng điều khiển hiệu quả cho các thiết bị của người sử dụng kết nối tới nhiều



kiểu mạng truy nhập. Lớp này cũng bao gồm server thuê bao nhà (HSS) để lưu

trữ thông tin như vị trí vật lý của người dùng, phân phát tài nguyên và dữ liệu

bảo mật có liên quan.

Lớp thứ 3 trong kiến trúc IMS là lớp ứng dụng. Lớp này bao gồm các server

ứng dụng như server ứng dụng SIP, server truy nhập dịch vụ mở bên thứ 3 và các

điểm điều khiển dịch vụ mở kế thừa. IMS điều khiển dịch vụ thông qua mạng thuê

bao nhà và các thành phần của mạng báo hiệu được phân phối trong lớp dịch vụ và

lớp điều khiển. Những thuê bao khả thi này có thể nhận dữ liệu cùng loại các dịch

vụ trong khi chúng chuyển giao.

Khi đưa ra một cấu trúc mạng lõi đơn của một mạng lõi cấu trúc theo

chiều ngang cho bất kỳ một loại mạng truy nhập và dịch vụ khác nhau, kiến trúc

phân hệ IMS mang lại lợi thế xoá bỏ kiến trúc dịch vụ theo chiều dọc truyền

thống. Kiến trúc phân hệ IM tạo lập một nguồn tài nguyên chia sẻ hấp dẫn và cơ

hội cho việc tiết kiệm chi phí của nhà khai thác mạng và nhà cung cấp dịch vụ .

1.4 Kiến trúc chức năng IMS

1.4.1 Sơ đồ khối kiến trúc

3GPP, ETSI và diễn đàn Parlay định nghĩa kiến trúc chức năng của IMS như

trên hình vẽ 1.2:

Hình 1.2 Sơ đồ kiến trúc chức năng IMS của 3GPP

IMS trong NGN thực hiện 3 chức năng chính:



Hội tụ mạng di động và mạng cố định;

Hội tụ dịch vụ, cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương tiện trên nền gói

IP;

Hội tụ đầu cuối;

1.4.2 Chức năng các phần tử trong IMS

CSCF có thể có một số vai trò khác nhau khi được sử dụng trong phân hệ đa

phương tiện IP. Nó có thể hoạt động như một Proxy-CSCF (P-CSCF), như một

Serving-CSCF (S-CSCF), và có thể như một Interrogating-CSCF (I-CSCF). Hình

1.3 thể hiện kiến trúc CSCF.

Hình 1.3 Kiến trúc CSCF

1.4.2.1 CSCF ủy quyền (P-CSCF)

P-CSCF là điểm giao tiếp đầu tiên trong IMS. Địa chỉ của nó được UE tìm ra

sau khi kích hoạt thành công một ngữ cảnh PDP. P-CSCF xử lý như một người đại

diện tiếp nhận yêu cầu rồi phục vụ hoặc gửi chúng đi. P-CSCF sẽ không thay đổi

các URI yêu cầu trong bản tin INVITE SIP. P-CSCF có thể cư xử như một UA

(User Agent – tác nhân người dùng) nhưng nó có thể kết thúc độc lập với giao dịch

SIP. Chức năng điều khiển chính sách (PCF) là một thực thể logic của P-CSCF.

P-CSCF thực hiện các chức năng sau:

Chuyển tiếp yêu cầu đăng ký SIP nhận được từ UE tới một I-CSCF đã xác

định sử dụng tên miền mạng nhà khi được UE cung cấp;

Chuyển tiếp một bản tin SIP nhận được từ UE tới một server SIP (ví dụ

S-CSCF) với tên của P-CSCF đã nhận được từ thủ tục đăng ký;

Gửi trả lời hoặc yêu cầu tới UE;



Phát hiện hoặc điều khiển các yêu cầu thiết lập phiên khẩn cấp như các thủ

tục điều khiển lỗi.

Phát ra các CDR;

Bảo dưỡng hệ thống bảo mật giữa nó và UE;

Thực hiện nén hoặc giải nén các bản tin SIP;

Trao quyền quản lí mạng mang và quản lí QoS;

1.4.2.2 CSCF hỏi (I-CSCF)

I-CSCF là điểm giao tiếp trong phạm vi mạng của mạng nhà khai thác cho tất

cả các kết nối tới thuê bao của nhà khai thác mạng, hoặc một thuê bao chuyển mạng

hiện tại nằm trong phạm vi vùng phục vụ của nhà khai thác mạng. Trong một mạng

có thể có nhiều I-CSCF.

I-CSCF thực hiện các chức năng sau:

Đăng kí

Phân bổ một S-CSCF cho một người dùng thực hiện đăng kí SIP;

Các luồng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên

Định tuyến yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác tới S-CSCF;

Nhận địa chỉ của S-CSCF từ HSS;

Gửi yêu cầu hoặc trả lời SIP tới S-CSCF đã được xác định;

Sử dụng tài nguyên và thanh toán

Phát ra các CDR;

Cổng liên mạng ẩn cấu hình: trong việc thực hiện các chức năng trên nhà

khai thác có thể sử dụng chức năng cổng liên mạng ẩn cấu hình (THIG)

trong I-CSCF hoặc kĩ thuật khác để ẩn cấu hình và khả năng của mạng khỏi

các mạng ngoài. Khi một I-CSCF được chọn để ẩn cấu hình thì để truyền

phiên qua các miền mạng khác nhau I-CSCF (THIG) sẽ gửi yêu cầu hoặc đáp

ứng SIP tới I-CSCF (THIG) khác được phép vận hành và bảo dưỡng độc lập

cấu hình.

1.4.2.3 CSCF phục vụ (S-CSCF)

S-CSCF thực hiện dịch vụ điều khiển phiên cho UE. Nó bảo dưỡng trạng thái

một phiên khi cần thiết để nhà khai thác mạng hỗ trợ các dịch vụ. Trong phạm vi



mạng của nhà khai thác các S-CSCF khác nhau có thể có các chức năng khác nhau.

S-CSCF thực hiện các chức năng như sau:

Đăng kí

Có thể xử lí như một REGISTRAR (hộ tịch viên), nó tiếp nhận yêu

cầu đăng kí và thiết lập thông tin khả dụng cho nó qua server vị trí (ví

dụ HSS).

Lưu lượng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên

Điều khiển phiên cho các đầu cuối đã đăng kí. Nó sẽ từ chối truyền

thông IMS từ hoặc tới nhận dạng người dùng chung đã bị ngăn chặn

khỏi IMS sau khi đã hoàn thành các thủ tục đăng kí;

Nó có thể xử lí như một Proxy Server, nó tiếp nhận các yêu cầu và

phục vụ hoặc gửi chúng đi;

Nó có thể xử lí như một UA. Nó có thể kết thúc mà không phụ thuộc

vào phiên giao dịch SIP;

Tương tác với mặt bằng dịch vụ để hỗ trợ các loại dịch vụ;

Cung cấp cho các điểm đầu cuối bằng việc cung cấp các thông tin;

Thay mặt cho một điểm đầu cuối khởi tạo (ví dụ thuê bao khởi tạo

hoặc UE)

o Nhận địa chỉ của I-CSCF từ cơ sở dữ liệu để nhà khai thác mạng

phục vụ thuê bao đích từ tên người dùng đích (ví dụ URL tel hoặc

URI SIP), khi thuê bao đích là khách từ một nhà khai thác mạng

khác gửi yêu cầu hoặc trả lời SIP tới I-CSCF đó.

o Khi tên của thuê bao đích (URL tel hoặc URI SIP) và thuê bao khởi

tạo là khách của cùng một nhà khai thác mạng gửi yêu cầu hoặc đáp

ứng SIP tới một I-CSCF trong phạm vi mạng của nhà khai thác.

o Phụ thuộc vào chính sách của nhà khai thác mà yêu cầu hoặc đáp

ứng SIP gửi tới server SIP khác đặt trong phạm vi một miền ISP bên

ngoài IMS.

o Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới BGCF để định tuyến cuộc gọi tới

miền PSTN hoặc miền chuyển mạch kênh.

Thay mặt điểm đầu cuối đích (thuê bao kết cuối hoặc UE)

o Gửi trả lời hoặc yêu cầu SIP tới một P-CSCF tới một thuê bao nhà

trong phạm vi mạng nhà, hoặc cho một thuê bao chuyển mạng trong

phạm vi mạng khách mà ở đó mạng nhà không có một I-CSCF trong

tuyến.



o Gửi trả lời hoặc yêu cầu SIP tới một BGCF để định tuyến cuộc gọi

tới PSTN hoặc miền chuyển mạch kênh.

Sử dụng tài nguyên và thanh toán

Phát ra các CDR.

1.4.2.4 Chức năng điều khiển chuyển mạng (BGCF)

Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) lựa chọn mạng PSTN

hoặc mạng chuyển mạch kênh (CSN) mà lưu lượng sẽ được định tuyến sang. Nếu

BGCF xác định được rằng lưu lượng chuyển mạng đó sẽ tới mạng PSTN hay mạng

chuyển mạch kênh nằm trong cùng mạng với BGCF thì nó sẽ lựa chọn một MGCF

để đáp ứng cho liên mạng với PSTN hay CSN. Nếu lưu lượng chuyển sang mạng

không nằm cùng với BGCF thì BGCF sẽ gửi báo hiệu phiên này tới BGCF đang

quản lý mạng đích đó.

BGCF thực hiện các chức năng như sau:

Nhận yêu cầu từ S-CSCF để lựa chọn một điểm chuyển lưu lượng phù hợp

sang PSTN hay CSN;

Lựa chọn mạng đang tương tác với PSTN hay CSN. Nếu như sự tương tác ở

trong một mạng khác thì BGCF sẽ gửi báo hiệu SIP tới BGCF của mạng đó.

Nếu như sự tương tác nằm trong một mạng khác và nhà khai thác yêu cầu ẩn

cấu hình mạng đó thì BGCF gửi báo hiệu SIP thông qua một I-CSCF (THIG)

về phía BGCF của mạng đó;

Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tác với PSTN hoặc CSN và gửi báo

hiệu SIP tới MGCF đó. Điều này không thể sử dụng khi tương tác nằm trong

một mạng khác;

Đưa ra các CDR.

BGCF có thể sử dụng thông tin nhận được từ các giao thức khác hoặc sử dụng

thông tin quản lí khi lựa chọn mạng sẽ tương tác.

1.4.2.5 Server thuê bao nhà (HSS)

Đây là cơ sở dữ liệu chung cho tất cả các người dùng, nó chứa cả HLR trong

mạng GPRS. HSS chịu trách nhiệm lưu trữ danh sách các đặc điểm và thuộc tính

dịch vụ của người dùng đầu cuối. Danh sách này được sử dụng để kiểm tra vị trí và

các biện pháp truy nhập thuê bao. HSS cung cấp thông tin thuộc tính người dùng

một cách trực tiếp hoặc thông qua các server. Thuộc tính thuê bao lưu trữ gồm:

nhận dạng người dùng, dịch vụ đã đăng ký, thông tin trao quyền. HSS chứa các

chức năng đa phương tiện IP để truyền tải thông tin tới các thực thể thích hợp trong



mạng lõi để thiết lập cuộc gọi hoặc phiên, an ninh, trao quyền vv. Nó cũng truy

nhập vào các server nhận thực như AUC, AAA.

Hình 1.4 Giao diện Diameter giữa HSS, SLF và các CSCF, giao diện SIP giữa các

CSCF

1.4.2.6 Chức năng định vị đăng ký thuê bao (SLF)

SLF (Subcription location function) được sử dụng như là một cơ chế phân

giải cho phép I-CSCF, S-CSCF và AS tìm được địa chỉ của HSS, nơi chứa số liệu

thuê bao khi nhiều HSS với các địa chỉ khác nhau được sử dụng trong mạng của nhà

khai thác.

1.4.2.7 Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGCF)

Chức năng điều khiển cổng phương tiện MGCF là một cổng hỗ trợ thông tin

giữa các người sử dụng IMS và mạng chuyển mạch kênh. MGCF và các cổng

phương tiện (IMS-MGW) chịu trách nhiệm cho báo hiệu và chuyển đổi các phương

tiện giữa miền chuyển mạch gói và các mạng chuyển mạch kênh (PSTN chẳng hạn).

MGCF giao tiếp với S-CSCF (hoặc BGCF) qua giao thức SIP. Báo hiệu cuộc gọi

SS7 hoặc ISUP được chuyển từ cổng báo hiệu của mạng chuyển mạch kênh và

MGCF qua giao thức SIGTRAN. MGCF phải phiên dịch các bản tin SIP và ISUP

để đảm bảo tương tác giữa hai giao thức này. Tất cả các báo hiệu điều khiển cuộc

gọi từ các người sử dụng ở mạng chuyển mạch kênh đều được đưa đến MGCF để

chuyển đổi ISUP (hay BICC) vào giao thức SIP, sau đó chuyển phiên đến IMS.

Tương tự tất cả các báo hiệu khởi nguồn từ IMS đến các người sử dụng ở mạng

chuyển mạch kênh được gửi đến MGCF. MGCF cũng điều khiển các kênh phương



tiện trong thực thể liên quan của mặt phẳng người sử dụng. Ngoài ra MGCF cũng

có khả năng báo cáo thông tin thanh toán cho chức năng tập hợp tính cước CCF.

Thành phần này là điểm kết cuối cho PSTN/ PLMN cho một mạng xác định.

MGCF thực hiện các chức năng sau:

Điều khiển trạng thái cuộc gọi gắn liền với điều khiển kết nối cho các kênh

phương tiện trong một MGW;

Truyền thông với CSCF;

MGCF lựa chọn CSCF phụ thuộc vào số định tuyến cho các cuộc gọi lối vào

từ các mạng kế thừa;

Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa mạng kế thừa (ví dụ ISUP, R1/ R2

v.v..) và các giao thức điều khiển cuộc gọi trong IMS.

1.4.1.8 Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF)

Kiến trúc liên quan đến chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF) được

thể hiện trong hình 1.5:

Hình 1.5 Kiến trúc MRF

MRF được phân tách thành bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương

tiện MRFC và bộ xử lí chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFP.

Bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRFC): hỗ trợ các dịch

vụ liên quan đến kênh mang hội nghị, thông báo cho người sử dụng hay chuyển đổi

mã kênh mang. MRFC diễn giải báo hiệu SIP nhận được từ S-CSCF và sử dụng các

lệnh MEGACO (giao thức điều khiển cổng phương tiện) để điều khiển MRFP (bộ

xử lý chức năng tài nguyên đa phương tiện). MRFC có khả năng gửi các thông tin

thanh toán đến chức năng tập hợp tính cước CCF và hệ thống tính cước trực tuyến

OCS.

Nhiệm vụ của của MRFC như sau:

Điều khiển tài nguyên phương tiện trong MRFP;



Dịch thông tin đến từ AS và S-CSCF (ví dụ nhận dạng phiên) để điều khiển

MRFP một cách phù hợp.

Bộ xử lý chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRFP): Cung cấp các tài

nguyên mặt phẳng người sử dụng theo yêu cầu và chỉ thị của MRFC

Nhiệm vụ của MRFP như sau:

Cung cấp tài nguyên để MRFC điều khiển;

Trộn các luồng phương tiện vào (ví dụ đối với nhiều phần phương tiện);

Tài nguyên luồng phương tiện (thông báo đa phương tiện);

Xử lí luồng phương tiện (ví dụ chuyển mã âm thanh, phân tích phương tiện).

1.4.2.9 Cổng phương tiện IMS (IMS-MGW)

IMS- MGW cung cấp kết nối mặt phẳng người dùng giữa các mạng chuyển

mạch kênh (PSTN, GSM) và IMS. Nó có thể kết thúc các kênh mang từ mạng

chuyển mạch kênh và các luồng phương tiện từ mạng đường trục (ví dụ luồng RTP

trong mạng IP). IMS-MGW có thể hỗ trợ chuyển đổi phương tiện điều khiển mang

và xử lí tải trọng (ví dụ mã hóa, triệt vọng, cầu hội nghị). Nó có thể:

Tương tác với MRCF để điều khiển tài nguyên;

Điều khiển tài nguyên như triệt tiếng vọng…

Có thể cần phải mã hóa.

IMS-MGW còn được điều khiển bởi MGCF

1.4.2.10 Cổng báo hiệu (SGW)

Chức năng cổng báo hiệu được sử dụng để kết nối các mạng báo hiệu khác

nhau ví dụ mạng báo hiệu SCTP/ IP và mạng báo hiệu SS7. SGW thực hiện chuyển

đổi báo hiệu (cả hai hướng) tại lớp truyền tải. Chức năng cổng báo hiệu có thể triển

khai như một thực thể đứng một mình hoặc bên trong thực thể khác. Các luồng

phiên trong đặc tả này không thể hiện SGW nhưng khi làm việc với PSTN hay miền

chuyển mạch kênh thì cần có một SGW để chuyển đổi truyền tải báo hiệu.

1.4.2.11 Server ứng dụng (AS)

3GPP đặc tả rằng mỗi UE đều có mạng nhà và có thể đăng ký tập các dịch vụ

với mạng nhà của nó (các dịch vụ đăng ký tại mạng nhà). Các tiêu chuẩn 3GPP hiện

thời đòi hỏi rằng mạng nhà của UE phải cung cấp điều khiển dịch vụ cho mạng

khách.

Các AS không chỉ đơn thuần là các thực thể IMS mà đúng hơn là các chức

năng trên cùng của IMS. Các AS được trình bầy ở đây như là bộ phận của IMS vì



chúng là các thực thể cung cấp các dịch vụ đa phương tiện giá trị gia tăng trong

IMS.

AS đăng trong mạng nhà của người sử dụng hay tại vị trí của người thứ ba.

Các dịch vụ cung cấp không chỉ hạn chế trên các dịch vụ dựa trên SIP mà cả các

dịch vụ dựa trên môi trường dịch vụ của mạng thông minh CAMEL (Customized

Application for Mobile network Enhanced Logic) và kiến trúc dịch vụ mở (OSA).

1.4.2.12 Chức năng quyết định chính sách (PDF)

PCF chịu trách nhiệm đưa ra các quyết định về chính sách dựa trên thông tin

phiên và thông tin liên quan đến phương tiện nhận được từ P-CSCF. Nó hoạt động

như một điểm quyết định chính sách để điều khiển SBLP (Service based local

policy: chính sách địa phương dựa trên dịch vụ).

1.4.2.13 Cổng an ninh (SEG)

SEG bảo vệ hệ thống thông tin giữa các miền an ninh, lưu lượng sẽ được

truyền qua cổng an ninh (SEG) trước khi vào hoặc ra miền an ninh. Miền an ninh

được coi là một mạng được quản lý bởi một thẩm quyền quản lý. Thông thường đây

là biên giới của các nhà khai thác mạng. SEG được đặt tại biên của miền an ninh và

nó áp đặt chính sách an ninh của miền an ninh cho các SEG khác trong miền an

ninh kết cuối. Nhà khai thác mạng phải có nhiều SEG trong mạng của mình để tránh

sự cố. SEG có thể được quy định để tương tác với tất cả các kết cuối miền an ninh

hay chỉ được định nghĩa cho một tập con các kết cuối này.

1.4.3 Các giao diện trong IMS

Các giao diện chính của IMS như trên hình 1.6 và có thể phân loại thành một

số nhóm.

Các giao diện để điều khiển dịch vụ và báo hiệu dựa trên SIP gồm: Mg, Mi,

Mj, Mk, Mr, Mw, Gm, ISC. Tất cả các giao diện này sử dụng báo hiệu SIP.

Giao diện Mg cho phép CSCF tương tác với MGCF.

Giao diện Mi cho phép CSCF chuyển báo hiệu phiên đến BGCF để có

thể chuyển đến mạng chuyển mạch kênh.

Giao diện Mj cho phép một BGCF chuyển báo hiêu phiên đến một

MGCF được lựa chọn để truyền phiên đến mạng chuyển mạch kênh.

Giao diện Mk cho phép một BGCF chuyển báo hiệu phiên đến một

BGCF khác.

Giao diện Mr cho phép S-CSCF tương tác với một MRFC.



Giao diện Mw cho phép một I-CSCF hướng các kết cuối tại máy di

động đến một S-CSCF.

Giao diện Gm giao diện này được sử dụng để truyền tải tất cả các bản

tin báo hiệu SIP giữa UE và IMS. Phần tử IMS giao diện với UE là

P-CSCF.

Giao diện ISC được sử dụng để trao đổi bản tin báo hiệu giữa S-CSCF

với các AS.

Hình 1.6 Kiến trúc IMS với các giao diện

Các giao diện cho các cổng phương tiện dựa trên báo hiệu H248/MEGACO

gồm các giao diện Mc và Mp.

Giao diện Mc cho phép một cổng báo hiệu điều khiển cổng phương

tiện. Chẳng hạn nó được sử dụng giữa MGCF và IMS-MGW, giữa

MSC server và CS-MGW hay giữa GMSC server và CS-MGW.

Giao diện Mp cho phép MRFC điều khiển các tài nguyên luồng

phương tiện do MRFP cung cấp

Giao diện sử dụng giao thức DIAMETER: Cx, Gq, Dx, Sh, Dh

Giao diện Cx. Giao diện giữa CSCF và HSS cho phép CSCF nhận

được thông tin di động và định tuyến liên quan đến người sử dụng di

động để CSCF có thể xác định cách xử lý phiên từ HSS. Giao diện

này được I-CSCF và S-CSCF sử dụng khi người sử dụng đăng ký

phiên hoặc để điều khiển phiên.



Giao diện Gq. Giao diện này được sử dụng để truyền tải thông tin

thiết lập chính sách giữa chức năng ứng dụng và PDF khi PDF đứng

riêng. Giao diện này chỉ có trong R5.

Giao diện Dx. Khi có nhiều HSS với các địa chỉ khác nhau được sử

dụng trong mạng, cả hai I-CSCF và HSS đều không thể biết cần tiếp

xúc với HSS nào, vì thể chúng trước tiên phải tiếp xúc với SLF. Dx

được sử dụng cho trường hợp này.

Giao diện Sh. Một AS có thể cần hỏi HSS về số liệu của người sử

dụng hoặc yêu cầu SIP được gửi đến S-CSCF nào. HSS lưu giữ danh

sách các AS mà nó cho phép nhận hoặc lưu các số liệu này.

Giao diện Dh. Giao diện này được sử dụng kết hợp với giao diện Sh

để tìm kiếm HSS trong trường hợp có nhiều HSS với địa chỉ khác

nhau được sử dụng trong mạng.

Các giao diện với các mạng ngoài gồm Mb, Mm, và Go.

Giao diện Mb là giao diện định tuyến và truyền tải tiêu chuẩn IPv6

với các mạng IP ngoài. Giao diện Mb có thể giống như giao diện Gi

Giao diện Mm là giao diện báo hiệu dựa trên IP tiêu chuẩn để xử lý

báo hiệu giữa IMS và các mạng IP ngoài.

Giao diện Go cho phép PCF (chức năng điều khiển chính sách) áp

dụng điều khiển chính sách về sử dụng kênh mạng trong GGSN. Giao

diện này sử dụng giao thức COPS (Common open policy service: dịch

vụ chính sách mở chung). Giao diện này cho phép các nhà khai thác

điều khiển QoS trong mặt phẳng người sử dụng và trao đổi các thông

tin liên quan tính cước giữa IMS và mạng GPRS.

Giao diện với mạng thông minh CAMEL: Si. Giao diện này được sử

dụng giao thức MAP (mobile application part: phần ứng dụng di

động). Giao diện này được CAMEL AS (IM-SSF) sử dụng để truyền

thông tin với HSS. Giao diện Si được sử dụng để truyền tải thông tin

đăng ký CAMEL từ HSS đến IM-SSF.

Giao diện giữa UE với AS: Ut. Giao diện này cho phép UE quản lý là

lập cấu hình thông tin liên quan đến dịch vụ của nó một cách an ninh.

Giao diện này được chuẩn hóa trong R6.

1.5 Mô hình IMS của một số tổ chức tiêu chuẩn

Bên cạnh 3GPP, các tổ chức khác như IETF, ITU-T, ETSI... cũng nghiên

cứu và đưa ra các phát hành về IMS.



1.5.1 Mô hình IMS của ITU-T

ITU-T tiếp cận mạng NGN từ nền tảng cố định PSTN/ISDN. Mạng PSTN/

ISDN hiện nay đã phát triển toàn cầu, số lượng thuê bao hiện đang chiếm ưu thế

hơn hẳn so với các thuê bao di động hay Internet. Nhưng với cơ sở công nghệ mạng

thì vẫn dựa trên nền mạng chuyển mạch kênh và đầu cuối cố định không có khả

năng đáp ứng các dịch vụ thông minh, hơn nữa mạng truy nhập vẫn chưa số hóa

hoàn toàn do vậy khả năng truyền tải tốc độ cao băng thông lớn với mạng cố định

đã bộc lộ nhiều khuyết điểm.

Kiến trúc được xây dựng trên cơ sở kế thừa mạng chuyển mạch kênh truyền

thống. Theo đó kiến trúc IMS của ITU-T chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại và các

dịch vụ đa phương tiện trên các đầu cuối thuộc mạng PSTN và người dùng mạng

IMS.

Hình 1.7 Mô hình IMS theo ITU-T

Mô hình IMS mà ITU-T đưa ra có đầy đủ các thành phần bắt buộc của phân

hệ IM nói chung bao gồm: Các thành phần điều khiển IMS: P-CSCF, S-CSCF, I-

CSCF, các thành phần điều khiển tài nguyên và điều khiển tương tác: BGCF,

MGCF, SGW, và các thành phần điểu khiẩn tài nguyên và tương tác phương tiện:

MGF, MGW. Chức năng của các thành phần này tương tự như chức năng các phần

tử trong mô hình IMS tổng quát. Kiến trúc lõi IMS, kiến trúc phân phối dịch vụ,

kiến trúc kết nối liên mạng và kiến trúc tính cước.



1.5.2 Mô hình IMS trong NGN của ETSI

Việc chuẩn hoá IMS được hai tổ chức 3GPP và ITU-T chịu trách nhiệm

chính. Ngoài ra, IMS còn được tiếp tục chuẩn hoá bởi tổ chức ETSI như một chuẩn

dựa trên mạng IP cung cấp các dịch vụ đa phương tiện.

Mô hình IMS mà tổ chức ETSI này đưa ra được xem xét trên nền tảng và

dịch vụ Internet. Internet hiện nay có tốc độ phát triển nhanh nhất, chỉ trong khoảng

thời gian cỡ 10 năm, Inernet đã phát triển toàn cầu. Nền tảng công nghệ cho Internet

dựa trên công nghệ gói IP do vậy Internet được coi là mạng dữ liệu có khả năng

truyền tải lớn nhất. Tuy nhiên, Internet không đảm bảo chất lượng đối với các dịch

vụ thời gian thực và hướng kết nối. Khi xây dựng mô hình IMS trên nền tảng mạng

Internet vấn đề chính là việc quản lý và điều khiển chất lượng dịch vụ đối với các

dịch vụ yêu cầu các mức QoS khác nhau. Mô hình mà ETSI đưa ra như hình 1.8.

Hình 1.8 Mô hình IMS của ETSI

Với kiến trúc IMS của ETSI, so với kiến trúc của 3GPP thì một số khối chức

năng được thêm vào để thực hiện chức năng tương tác với các mạng IP khác như

IWF, SPDF, I-BCF, SGF. Còn lại các thành phần cơ sở dữ liệu HSS, thành phần

điều khiển IMS gồm P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF; thành phần điều khiển tương tác

như MGCF, BGCF, SGW; các thành phần tương tác như OSA-SCS, OSA-AS, IM-

SSF, CSE; các thành phần tài nguyên MRF; thành phần tương tác phương tiện

MGW; và các giao diện trong mạng đều tương tự như kiến trúc của 3GPP.



Với kiến trúc IMS của ETSI, so với kiến trúc của 3GPP thì một số khối chức

năng được thêm vào để thực hiện chức năng tương tác với các mạng IP khác như

IWF, SPDF, I-BCF, SGF. Còn lại các thành phần cơ sở dữ liệu HSS, thành phần

điều khiển IMS gồm P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF; thành phần điều khiển tương tác

như MGCF, BGCF, SGW; các thành phần tương tác như OSA-SCS, OSA-AS, IM-

SSF, CSE; các thành phần tài nguyên MRF; thành phần tương tác phương tiện

MGW; và các giao diện trong mạng đều tương tự như kiến trúc của 3GPP.

1.5.3 So sánh mô hình IMS của ITU-T, ETSI và 3GPP

Một số đặc điểm giống và khác nhau trong kiến trúc IMS của ba tổ chức

ITU-T, ETSI và 3GPP có thể được tổng kết như bảng sau:

Bảng 1.1 So sánh đặc điểm của các mô hình IMS

Đặcđiểm so sánh 3GPP ITU-T IETF

Quan điểm xây

dựng

Cung cấp dịch vụ đa

phương tiện cho các

đầu cuối 3G

Cung cấp dịch vụ đa

phương tiện cho các

đầu cuối PSTN/

ISDN

Cung cấp dịch vụ

đa phương tiện cho

các trạm (host)

Phần tử chức

năng trong kiến

kiến

Thành phần cơ sở dữ

liệu HSS

Các thành phần điều

khiển IMS: P-CSCF,

I-CSCF, S-CSCF


khiển tài nguyên và

điều khiển tương tác

BGCF, MGCF,

SGW

Các thành phần tài

nguyên và tương tác

phương tiện MGF,

MGW.

Thành phần cơ sở dữ

liệu HSS


khiển IMS: P-CSCF,

I-CSCF, S-CSCF


khiển tài nguyên và

điều khiển tương tác

BGCF, MGCF,

SGW

Các thành phần tài

nguyên và tương tác

phương tiện MGF,

MGW.

Có các phần tử

chức năng như

3GPP và ITU-T

nhưng bổ sung

thêm phân hệ điều

khiển chấp nhận và

tài nguyên (RACS)

chứa các khối chức

năng IWF, I-BCF,

SGF, SPDF để

thực hiện tương tác

với các mạng trước

đây.

Kết luận chương

Trong chương này đã nghiên cứu tổng quan về IMS, sự ra đời và phát triển

của IMS, các yêu cầu kiến trúc trong IMS, cấu trúc chức năng IMS cũng như chức

năng của các thực thể trong IMS. Bên cạnh đó trong chương này còn đề cập tới các

mô hình của các tổ chức khác như ITU-T, ETSI… Cách tiếp cận IMS của các tổ



chức là khác nhau. ITU-T định hướng xây dựng mạng NGN của mình từ nền tảng

mạng cố định, IETF lại xây dựng NGN với nền tảng là mạng Internet còn 3GPP xây

dựng NGN với nền tảng mạng di động 3G. Dù lựa chọn nền tảng nào đi nữa, khi

xây dựng NGN thì tất cả các mạng hiện tại như 3G, Internet, hay PSTN/ISDN... đều

hội tụ chung thành một mạng duy nhất để cung cấp đa loại hình dịch vụ tới người

dùng đầu cuối. Tuy nhiên vấn đề lựa chọn nền tảng để xây dựng NGN sẽ quyết định

tốc độ thành công khi xây dựng NGN.

Mạng 3G hiện nay có tốc độ phát triển vượt bậc, mặc dù ra đời sau PSTN/

ISDN và Internet nhưng 3G đã phát triển mức toàn cầu (UMTS). 3G được xây dựng

trên nền mạng thông minh PLMN và còn thông minh hơn nữa. Với các công nghệ

truy nhập tiên tiến như TDMA, CDMA và đầu cuối thông minh, 3G đã cho phép

người dùng đầu cuối vừa có khả năng sử dụng dịch vụ thời gian thực lại có khả

năng truyền tải và truy nhập dữ liệu.

Như vậy so với PSTN/ ISDN và Internet thì 3G đã thực hiện được bước đầu

trong tiến trình hội nhập dịch vụ thoại và dữ liệu. Điều này đã tạo cơ hội rất thuận

tiện để 3G tiến đến NGN.


Đồ án tốt nghiệp đại Chương 2 Giới thiệu cơ bản giao thức Diameter

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CƠ BẢN GIAO THỨC DIAMETER

2.1 Giới thiệu

Giao thức AAA RADIUS được phát triển vào năm đầu thập niên 90. Tại

thời điểm đó Internet sử dụng rất khác, mọi người sử dụng quay số để kết nối

Internet. Với sự phát triển của web 2.0 và sự tăng lên không ngừng của các router

và server truy nhập mạng (NAS) do đó yêu cầu thay đổi và cần có giao thức để

thay thế RADIUS.

Vào tháng 9 năm 2003 một giao thức AAA Diameter mới được chuẩn hóa.

Giao thức Diameter được phát triển giải quyết vấn đề mà RADIUS còn bỏ ngỏ.

Trong ứng dụng mới như mạng truy nhập nội bộ không dây (WLAN) và Voice

over IP (VoIP) Diameter tốt hơn và phù hợp hơn đối với người dùng chuyển vùng.

Diameter được phát triển bởi Pat Calhoun vào năm 1996 khi làm việc tại

Sun Microsystem. Giao thức này được phát triển từ giao thức RADIUS. Giao thức

Diameter bao gồm giao thức cơ bản (RFC 3588) và phần mở rộng. Giao thức cơ

bản được chuẩn hóa vào năm 2003 và bây giờ vẫn được coi là chuẩn.

Giao thức Diameter được hoàn thành bởi nhóm làm việc AAA của IETF.

Duy trì và mở rộng được thực hiển bởi nhóm Diameter duy trì và mở rộng (DIME).

Qua nhiều năm rất nhiều bản nháp được viết và không hiệu lực. Hiện tại

giao thức Diameter được dùng để tập trung, hạn chế, hỗ trợ truy nhập mạng IP.

Giao thức Diamter được thiết kế nhằm cải tiến giao thức RADIUS. Đích đến của

nó là tối đa hóa khả năng và cho chuyển đổi đơn giản hơn từ RADIUS sang

Diameter. Vi dụ với bản tin Diameter, như bản tin RADIUS nhưng có thêm cặp giá

trị thuộc tính (AVP).

Hình 2.1 Tổng quan về Diameter



2.2 Khung Diameter

Hình 2.2 Kiến trúc phân lớp giao thức Diameter

Giao thức Diameter bao gồm giao thức cơ bản và ứng dụng giao thức

Diameter chỉ ra trong hình 2.3. Các ứng dụng mở rộng của giao thức Diameter cơ

bản:

Hình 2.3 Giao thức cơ bản Diameter

Trong giao thức cơ bản chức năng được hỗ trợ cho tất cả các dịch vụ, như là

cơ chế truyền tin cậy, truyền bản tin và xử lý lỗi. Giao thức cơ bản hỗ trợ tất cả ứng

dụng trên.

Diameter chạy trên giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP) (RFC 793) hoặc

Giao thức điều khiển luồng truyền dẫn (SCTP) (RFC 2960). Sự khác nhau giữa các

nút Diameter là liên kết nối với cấu trúc ngang cấp peer-to-peer. Khung Diameter

cho phép kiểu và cấu trúc ứng dụng push và pull. Giao thức cơ bản Diameter định

nghĩa tiêu để Diameter và cặp giá trị thuộc tính AVP (AVPs). Ứng dụng có thể mở

rộng với việc định nghĩa bản tin mới và các AVP và trong đơn vị dữ liệu giao thức

(PDU-Protocol Data Units).

Khả năng thích hợp ngược với giao thức, giao thức Diameter không chia sẻ

PDU chung với RADIUS. Cần có một bộ dịch để dịch giữa Diameter và RADIUS.

2.3 Các thành phần Diameter

Một nút Diameter có thể là máy khách, thành phần hoặc máy chủ. Diameter

máy khách là thiết bị đầu cuối của mạng thực hiện điều khiển truy nhập. Tác nhân

Diameter có thể là RELAY, PROXY, REDIRECT hoặc TRANSLATION.



Diameter thiết lập nhận thực, cấp quyền và thanh toán cho từng vùng cụ thể

đó là nơi có server đặt trong đó.

Thành phần Diameter thực hiện một số yêu cầu trong khi đó một số thì

không. Một thành phần có thể là một kiểu thành phần hoặc là server đối với một vài

yêu cầu, nhưng cũng có thể là thành phần hoặc máy chủ cho yêu cầu khác.

2.3.1 Thành phần RELAY (Chuyển tiếp)

Được sử dụng để truyền bản tin tới đích tương ứng, tùy thuộc vào thông tin

chứa trong bản tin. Thành phần RELAY cho phép thay đổi bản tin bằng cách thêm

vào hoặc bỏ đi thông tin định tuyến, nhưng không cho phép sửa đổi các phần khác

của bản tin. Thành phần Relay có bảng định tuyến vùng chứa danh sách các vùng

hỗ trợ và biết các nút. Hình 2.4 Đưa ra bản tin thuộc 2 vùng khác nhau:

Hình2.4 Thành phần Relay

2.3.2 Thành phần PROXY (Ủy quyền)

Có thể được sử dụng cho truyền gói tin, nhưng không giống như thành phần

Relay, thành phần Proxy có thể thay đổi nội dung bản tin chứa bên trong và do dó

cung cấp giá trị dịch vụ, bắt buộc qui tắc trên bản tin khác nhau, hoặc thực hiện

quản lý nhiệm vụ cho vùng cụ thể. Khi mà thành phần Proxy thay đổi bản tin thì

việc không có bảo mật đầu cuối cũng có thể xảy ra.

Hình2.4 Thành phần PROXY



2.3.3 Thành phần REDIRECT (Gửi lại)

Một thành phần REDIRECT có thể cho một thành phần biết nơi để tìm thấy

Diameter server, ví dụ như server mạng nhà cho từng người dùng cụ thể. Hoạt động

như 1 kho chứa cấu hình tập trung cho nút Diameter khác. Khi nó nhận 1 bản tin, nó

kiểm tra trong bảng định tuyến và gửi trở lại bản tin trả lời với thông tin gián tiếp

tới bên gửi. Bởi vì thành phần REDIRECT không thiết lập bản tin, chúng cũng

không thay đổi bản tin. Khi một yêu cầu vào thành phần RELAY, thành phần

REIDIRECT cho biết server mạng nhà được đặt ở đâu. Sau đó thành phần Relay có

thể thiết lập kết nối tới server mạng nhà. Hình 2.5 chỉ ra rằng làm thực thể Redirect

hoạt động như thế nào. Hình 2.5 dưới đây là giống như hình 2.4 nhưng lúc này tác

nhân Proxy không biết địa chỉ để liên lạc với nút Diameter về example.com. Do đó

nó tìm kiếm thông tin trong thực thể Redirect trong vùng của nó để lấy địa chỉ:

Hình 2.5 Diameter Redirect Agent

2.3.4 Thành phần TRANSLATION (Dịch)

Trong những thành phần đã có, có thành phần đặc biệt gọi là thành phần

dịch. Tương ứng với tên gọi của thành phần này chức năng chính của nó chính là

chuyển đổi bản tin từ giao thức AAA sang dạng khác. Thực thể Translation có thể

cung cấp khả năng tương thích ngược.

Hình 2.6 Thực thể Diameter Translation



Hình 2.6 chỉ ra rằng cách 1 thực thể Translation chuyển từ giao thức

RADIUS sang giao thức Diameter. Nhưng dĩ nhiên vẫn có nhiều giao thức dịch

khác như ví dụ như là Diameter sang RADIUS hoặc Diameter sang TACACS +)

2.4 Định dạng bản tin Diameter

Giao thức Diameter bao gồm tiêu đề Diameter với 1 hay nhiều cấu trúc AVP

MAC header IP header SCTP header Diameter header Data….MAC header IP header TCP header Diameter header Data….

Hình 2.7 Định dạng bản tin

Bản tin Diameter là đơn vị dữ liệu cơ bản để gửi 1 câu lệnh hoặc chuyển

thông báo tới nút Diameter khác. Với nhiều mục đích khác nhau, giao thức

Diameter định nghĩa nhiều kiểu bản tin khác nhau, được nhận dạng bởi mã lệnh. Ví

dụ như bản tin yêu cầu thanh toán (Accounting-Request) được nhận ra bởi bản tin

chứa những thông tin liên quan đến thanh toán, trong khi bản tin yêu cầu khả năng

trao đổi (Capability-Exchange-Request) được nhận ra bởi bản tin này chứa những

thông tin về khả năng gửi bản tin của nút Diameter.

Do việc trao đổi bản tin của Diameter là đồng bộ, mỗi bản tin tương ứng với

bản sao với việc chia sẻ cùng mã lệnh. Mã ]lệnh được sử dụng để nhận dạng mục

đích của bản tin, nhưng tuy nhiên trên thực tế dữ liệu được mang cặp giá trị thuộc

tính AVPs (Attribute-Value-Pair). Giao thức Diameter xác định trước cặp giá trị

thuộc tính chung, nhưng bắt buộc mỗi thuộc tính tương ứng với câu lệnh. Những

AVP này mang thông tin chi tiết về AAA như là định tuyến, bảo mật, và thông tin

giữa 2 nút Diameter. Thêm vào đó, mỗi AVP được kết hợp với định dạng dữ liệu

AVP, được định nghĩa trong giao thức Diameter (ví dụ, Octetstring, interger 32) vì

thế giá trị của mỗi thuộc tính phải đi kèm sau với định dạng dữ liệu.

Hình 2.8 Cấu trúc gói tin cơ bản Diameter



Trường version: 8 bit

Chỉ định phiên bản của Diameter.

Trường chiều dài bản tin 24 bit

Kích cỡ bản tin bao gồm trường tiêu đề bản tin.

Trường cờ

00 01 02 03 04 05 06 07

R P E T Dành riêng

R, Request 1 bit

Nếu đặt, bản tin trở thành bản tin yêu cầu. Nếu không thì thì bản tin sẽ là trả

lời.

P, Proxiable 1bit

Nếu đặt, bản tin có thể trở thành proxy. Nếu không bản tin phải đặt thành xử

lý nội bộ.

E, Lỗi, 1 bit

Nếu đặt, bản tin chứa lỗi, bản tin với bit này sẽ được đặt khi bản tin lỗi. Bit

này không được đặt trong bản tin yêu cầu.

T,Bản tin truyền lại, 1 bit

Cờ này được đặt khi tiến hành truyền lại, để xóa bỏ bản sao. Cờ này chỉ được

đặt duy nhất trong bản tin yêu cầu.

Trường dành riêng, 4 bit

Phải xóa trở thành 0.

Trường nhận dạng ứng dụng

Sử dụng để nhận dạng bản tin thuộc ứng dụng nào. Ứng dụng có thể là ứng

dụng về nhận thực, ứng dụng về thanh toán hoặc ứng dụng về nhà sản xuất. Trường

nhận dạng ứng dụng nằm trong tiêu đề phải giống với nhận dạng được chứa trong

bất kì các AVP nào có liên quan trong bản tin.

Trường nhận dạng từng chặng, Hop by Hop, 32 bit

Trường này giúp đỡ các bản tin yêu cầu và đáp ứng. Bên gửi phải đảm bảo

rằng trường nhận dạng là duy nhất trong bản tin yêu cầu khi gửi tại bất kì thời điểm

nào, và có thể cũng cố gắng để số này là duy nhất khi khởi động lại. Bên gửi của

bản tin trả lời phải đảm bảo rằng trường này có cùng giá trị được tìm thấy trong bản

tin đáp ứng lại bản tin yêu cầu. Trường nhận dạng bình thường sẽ tăng lên khi giá

trị khởi tạo của nó là để ngẫu nhiên. Một bản tin trả lời mà khi nhận được mà không

biết về trường nhận dạng này sẽ bị loại bỏ.

Trường nhận dạng đầu cuối, end to end. 32 bit



Trường này được sử dụng để phát hiện bản tin lặp. Bên gửi của bản tin yêu

cầu phải chèn trường nhận dạng này và phải là duy nhất ở mỗi bản tin. Bên phát bản

tin trả lời phải đảm bảo trường này chứa cùng giá trị được tìm thấy trong bản tin

yêu cầu tương ứng. Trường này không được thay đổi tại bất kì nút Diameter nào. Sự

kết hợp giữa Origin-Host (host gốc) và trường này được sử dụng để tìm bản tin lặp.

( Trường nhận dạng từng chặng Hop by Hop và định tuyến AVPs có thể được đưa

ra) và không ảnh hưởng tới bất kì trạng thái được đặt khi bản tin yêu cầu gốc được

xử lý.

Mã lệnh Diameter 24 bit

Trường mã lệnh được định nghĩa trong giao thức cơ bản Diameter được đưa

ra trong bảng 2.1. Một bản tin yêu cầu và trả lời có cùng mã lệnh giống nhau.

Bảng 2.1 Bảng mã lệnh Diameter

Tên bản tin Tên viết tắt Mã lệnh Tham khảo(IETF)

Yêu cầu khả năng trao đổi CER 257 RFC 3588Trả lời khả năng trao đổi CEA 257 RFC 3588Device-Watchdog-Request DWR 280 RFC 3588Device-Watchdog-Answer DWA 280 RFC 3588Yêu cầu ngắt kết nối ngang cấp DPR 282 RFC 3588Trả lời yêu cầu kết nối ngang cấp DPA 282 RFC 3588Yêu cầu MIP thực thể mạng nhà HAR 262 RFC 4004Trả lời MIP thực thể mạng nhà HAA 262 RFC 4004Yêu cầu AA AAR 265 RFC 4005Trả lời AA AAA 265 RFC 4005Yêu cầu bải bỏ ngang phiên ASR 274 RFC 4005Trả lời bãi bỏ ngang phiên ASA 274 RFC 4005Yêu cầu thanh toán ACR 271 RFC 4005Trả lời thanh toán ACA 271 RFC 4005Yêu cầu nhận thực lại RAR 258 RFC 4005Trả lời nhận thực lại RAA 258 RFC 4005Yêu cầu điều khiển tín dụng CCR 275 RFC 4005Trả lời điều khiển tín dụng CCA 275 RFC 4005Yêu cầu thông tin định vị LIR 285 RFC 4040Trả lời thông tin định vị LIA 285 RFC 4040Yêu cầu nhận thực đa phương tiện MAR 286 RFC 4040Trả lời nhận thực đa phương tiện MAA 286 RFC 4040Yêu cầu truyền dữ liệu PPR 288 RFC 4040Trả lời truyền dữ liệu PPA 288 RFC 4040Yêu cầu kết thúc đăng kí RTR 287 RFC 4040Trả lời kết thúc đăng kí RTA 287 RFC 4040Yêu cầu chỉ định server SAR 284 RFC 4040Trả lời chỉ định server SAA 284 RFC 4040Yêu cầu cấp quyền người dùng UAR 283 RFC 4040Trả lời cấp quyền người dùng UAA 283 RFC 4040Yêu cầu điều khiển tín dụng CCR 272 RFC 4006Trả lời điều khiển tín dụng CCA 272 RFC 4006



Diameter AVP

1 cấu trúc được sử dụng để đóng gói giao thức dữ liệu cụ thể được biết để gửi

dữ liệu hoặc chứa thông tin nhận thực, cấp quyền và thông tin thanh toán.

Hình 2.9 Định dạng AVP

Trường cờ AVP, 8 bit

00 01 02 03 04 05 06 07

V M P Reserved

V, Vendor-specific, 1 bit

Nếu đặt, Trường định danh nhà sản xuất được đưa ra.

M, có tính bắt buộc, 1 bit

Nếu đặt, cho biết rằng AVP này được yêu cầu hỗ trợ.

P, 1bit

Nếu đặt, bảo mật đầu cuối được cần đến.

Reserved , trường dành riêng, 5 bit

Kích cỡ của tiêu đề AVP và dữ liệu trong các byte.

Trường chiều dài, cho biết chiều dài AVP không có phần độn

Dữ liệu Diameter AVP có thể có kiểu định dạng sau: OctetString, Interger32,

Interger64, Unsigned32, Unsigned64, Float32, Float64 và Grouped.

Grouped các AVP được sử dụng cho nhiều AVP trong 1 AVP. Trong trường

hợp này trường dữ liệu AVP chứa nhiều AVP.

Trường Vendor ID, 32 bit

Trường này được đưa ra khi mà bit V được đặt trong trường cờ của AVP.

Trường này chứa IANA đã gán giá trị “Mã quán lý cá nhân mạng SMI” (SMI

Network Management Private Enterprise Codes), được mã hóa theo thứ tự. Bất kì

nhà sản xuất đều bổ sung một Vendor-specific Diameter AVP để sử dụng Vendor

ID của riêng họ với quản lý không gian địa chỉ AVP của riêng mình, đảm bảo rằng

chúng không xung đột với bất kì AVP vendor-specific của các nhà sản xuất khác, và

Nguyễn Minh Quang – D04VT2

0 7 8 31

AVP code

AVP flags AVP length

Vendor ID

Data

30


trong ứng dụng tương lai. Khi mà trường này không có thì phải chèn thêm các bit

giá trị 0 vào.

Trường mã lệnh 32 bit

Khi kết hợp với định danh nhà sản thì thuộc tính được định danh duy nhất. Giá

trị AVP từ 1 đến 255 được dành riêng cho RADIUS mà không có trường Vendor

ID. Giá trị AVP từ 256 trở lên sử dụng cho Diameter, được cấp phát bởi IANA.

Bảng 2.2 Một số AVPs



2.5 Một


Mã Mô tả Tham Khảo

1-255 Thuộc tính RADIUS

257 Host-IP-Address.RFC 3588

259 Acct-Application-Id. RFC 3588260 Vendor-Specific-Application-Id. RFC 3588261 Redirect-Host-Usage. RFC 3588

264 Origin-Host.

265 Supported-Vendor-Id.

266 Vendor-Id.

267 Firmware-Version.

268 Result-Code.

269 Product-Name.

278 Origin-State-Id.

279 Failed-AVP.

280 Proxy-Host.

281 Error-Message.

282 Route-Record.

283 Destination-Realm.

284 Proxy-Info.

285 Re-Auth-Request-Type.

292 Redirect-Host.

293 Destination-Host.

294 Error-Reporting-Host.

295 Termination-Cause.

296 Origin-Realm.

320 MIP-Reg-Request.321 MIP-Reg-Reply.

322 MIP-MN-AAA-Auth.

323 MIP-HA-to-FA-SPI.

325 MIP-MN-to-FA-MSA. RFC 4004326 MIP-FA-to-MN-MSA. RFC 4004369 SIP-Accounting-Server-URI. RFC4740370 SIP-Credit-Control-Server-URI. RFC4740379 SIP-Authenticate. RFC4740380 SIP-Authorization. RFC4740

32

http://www.networksorcery.com/enp/rfc/rfc4004.txt







số đặc điểm của giao thức Diameter

2.5.1 Vận chuyển

Giao thức Diameter chạy trên SCTP và TCP. Diameter khách hỗ trợ 1 trong

2 giao thức, trong khi đó các thực thể khác và server phải hỗ trợ cả 2. Một nút

Diameter có thể khởi tạo kết nối từ port nguồn tới một đích mà nó chấp nhận kết

nối, và phải chuẩn bị để nhận kết nối trên cổng 3868. Một cơ chế là không sử dụng

nhiều hơn 1 kết nối vận chuyển với nút ngang cấp, trừ phi trường hợp nhiều nút tồn

tại và mỗi trường hợp là kết nối riêng biệt và được cho phép xử lý.

Khi không có kết nối vận chuyển tồn tại với nút ngang cấp, việc cố gắng kết

nối theo chu kì sẽ được tiến hành. Cách cư xử này được thiết lập thông qua Tc

Timer, với giá trị là 30s.

2.5.1.1 SCTP

SCTP được thiết kế để truyền bản tin báo hiệu PSTN trên mạng IP, nhưng

cũng có thể cho các ứng dụng khác rộng hơn. STCP là giao thức truyền tin cậy hoạt

động, nó cung cấp nhưng dịch vụ sau tới người dùng:

Xác thực lỗi truyền của người dùng.

Phân chia tệp dữ liệu để phù hợp với MTU của từng mạng.

Chuỗi bản tin người dùng được sắp xếp với đa luồng, với sự tùy chọn thứ tự

nơi đến của từng bản tin riêng biệt.

Đóng gói tùy chọn nhiều bản tin người dùng vào trong một gói SCTP.

Khả năng chịu đựng lỗi mạng thông qua hỗ trợ multi-homing một trong hai

hay cả hai đầu cuối liên kết.

Thiết kế SCTP bao gồm tránh tắc nghẽn và chống lại quá trình flood và tấn

công giả mạo.

MAC header IP header SCTP header Data

Tiều đề SCTP

0 15 31Source port Desinaion portVertication tagChecksumChunk (1…n)

Hình 2.10 Định dạng bản tin SCTP




Cổng nguồn. 16 bit

Số cổng của SCTP bên gửi. Nó có thể được sử dụng kết hợp với địa chỉ IP

nguồn. Khi tới bên nhận để xác định nguồn, cổng đích SCTP và có thể địa chỉ đích

IP để xác định nút đến mà gói tin thuộc về.

Cổng đích. 16 bit

Số cổng SCTP mà gói tin sẽ được chuyển đến. Bên nhận sẽ sử dụng số cổng

này để truyền các gói tin SCTP đến đúng điểm /ứng dụng nhận.

Xác nhận thẻ. 32 bit

Bên nhận bản tin SCTP sẽ sử dụng trường này để xác nhận tính hợp lệ của

gói tin SCTP phía gửi. Trên quá trình truyền, giá trị của trường này phải đặt giá trị

INITIATE. Thẻ nhận được từ nút ngang cấp đầu cuối trong suốt quá trình khởi tạo,

sẽ loại bỏ với trường hợp sau:

Một gói chứa một INIT chunk có giá trị xác nhận thẻ là 0.

Gói chứa một SHUT_DOWN chunk với bit T được đặt có xác nhận thẻ copy

từ gói với SHUT_DOWN chunk.

Gói chứa một ABORT chunk sẽ có xác nhận thẻ đã copy từ gói với ABORT

đã được gửi.

Một INIT chunk phải có duy nhất chunk trong gói SCTP mang nó.

Kiểm tra tổng. 32 bit

Chứa kiểm tra tổng của gói tin SCTP. STCP sử dụng thuật toán Adler-32 cho

tính toán kiểm tra tổng.

2.5.1.2 TCPGiao thức TCP (Transmission Control Protocol) cung cấp dịch vụ truyền

thông dữ liệu định hướng truyền thống cho các chương trình - dịch vụ chuyển dòng (stream) tin cậy. TCP cung cấp một mạch ảo, còn được gọi là kết nối. Nó cấp khả năng đứt quãng, kiểm tra lỗi và điều khiển luồng.Cấu trúc tiêu đề TCP:

Hình 2.11 Cấu trúc tiêu đề TCP



Giải thích ý nghĩa các trường: Source port, Destination port (cổng nguồn, cổng đích): chứa các giá trị cổng

TCP để xác định các chương trình ứng dụng tại hai đầu kết nối. Mỗi khi TCP

nhận gói dữ liệu từ IP, nó sẽ gỡ bỏ phần đầu IP và đọc phần đầu TCP.

Sequence Number (số thứ tự): xác định vị trí trong chuỗi các byte dữ liệu

trong segment của nơi gửi.

Acknowledgment Number (số xác nhận): xác định số octet mà nguồn đang

đợi để nhận kế tiếp. Lưu ý là Sequence Number để chỉ đến lượng dữ liệu

theo cùng chiều với segment, trong khi giá trị Acknowledgment Number để

chỉ đến dữ liệu ngược lại với segment đến.

Header length (độ dài tiêu đề): chứa một số nguyên để xác định độ dài của

phần đầu segment, được tính theo bội số của 32 bit. Giá trị này là cần thiết vì

có phần Options có độ dài thay đổi, tùy thuộc vào những lựa chọn đã được

đưa vào.

Unused (dự phòng): được dành riêng để sử dụng trong tương lai.

Flags (bít mã): gồm có 6 bít để xác định mục đích và nội dung của segment,

diễn dịch các nội dung trong phần đầu dựa vào nội dung các bit. Ví dụ

segment chỉ chuyển tải ACK, hoặc chỉ chuyển đưa dữ liệu hay để tải những

yêu cầu để thiết lập hoặc ngắt nối.

Window (cửa sổ): thông báo cho máy tính đầu cuối kích thước vùng đêm cho

quá trình truyền.

Urgent pointer (con trỏ khẩn cấp): yêu cầu kết nối gửi dữ liệu ngoài dòng xác

định, chương trình nhận phải được thông báo lập tức ngay khi dữ liệu đến

cho dù nó nằm ở đâu trong vùng dữ liệu. Sau khi xử lý xong dữ liệu khẩn

cấp, TCP thông báo cho chương trình ứng dụng trở về trạng thái thông

thường.

Đơn vị truyền giữa hai phần mềm TCP trên hai máy được gọi là segment.

Các segment được trao đổi để thiết lập kết nối, để truyền dữ liệu, để gửi các ACK

(thông báo xác nhận đã nhận dữ liệu), để thông báo kích thước của cửa sổ (nhằm tối

ưu hóa quá trình truyền và nhận dữ liệu) và để ngắt kết nối.

2.5.2 Nút ngang cấp Diameter

Diameter là giao thức ngang hàng. Trong phần này thiết lập kết nối và liên

kết với các nút được mô tả.

Nút Diameter nên có tối thiểu 2 nút trên miền, nút thứ cấp và nút sơ cấp. Các

nút Diameter được kết nối được lưu trữ trong bảng ngang cấp.



Khám phá ngang cấp làm cho giao thức Diameter đơn giản hơn và hiệu quả

hơn. Việc làm này diễn ra khi mà nút có thể cần khám phá ra thực thể Diameter đầu

tiên hoặc khi máy khách cần khám phá ra thực thể khác cho quá trình xử lý xa hơn.

Cơ chế này dựa trên chuẩn IETF. Cơ chế này được cấu hình bằng tay cho vị trí thực

thể (cấu hình tĩnh), Giao thức vị trí dịch vụ (SRVLOC) (RFC 2608) và Server tên

miền (DNS) (RFC 1034, RFC 1035).

Khi hai nút muốn thiết lập kết nối, chúng sử dụng bản tin trao đổi để tìm

kiếm các nút và khả năng trao đổi. Khả năng trao đổi có thể sử dụng tại các nút kế

tiếp. Sau khi yêu cầu khả năng trao đổi luôn là bản tin trả lời khả năng trao đổi.

Khi nút mất kết nối, yêu cầu ngắt kết nối được sử dụng để cho nút biết việc

ngắt kết nối tầng vận chuyển, và nút sẽ không kết nối lại trừ khi nó có lý do nào đó.

Khi nút ngắt kết nối mà không có bản tin Disconect-Peer nút sẽ cố gắng liên lạc lại

theo chu kì.

Đối với 1 nút Diameter, khám phá vị trí ngang cấp cũng giống như cấu hình

định tuyến sẽ được lưu trữ sử dụng 2 bảng Diameter.

Peer Table, 1 Bảng ngang cấp được sử dụng để lưu trữ địa chỉ host của các

nút Diameter. Thông tin khác được tìm thấy 1 cách tự động như là tình trạng, thông

tin bảo mật, cũng có trong bảng định tuyến

Peer Routing Table, có 4 cột quan trọng yêu cầu chú ý bản tin định tuyến.

Đầu tiên chính là tên vùng và tên ứng dụng, đó được coi như là tiêu chuẩn cho bản

tin định tuyến. Bước tiếp theo chính là lấy được đích bản tin, có thể là PROXY,

RELAY, REDIRECT, hoặc LOCAL. Cơ chế LOCAL nghĩa là bản tin nên đuợc xử

lý nội bộ thay vì chuyển tới nút khác.

2.5.3 Kết nối và phiên

Sau khi nút ngang cấp phù hợp được tìm ra, bước thực hiện tiếp theo là kết

nối tới nút đó. Một kết nối vật lý giữa các nút Diameter được thiết lập. Nó là bắt

buộc cho giao thức Diameter chạy TCP hoặc SCTP. So sánh với UDP, sử dụng

trong RADIUS, 2 giao thức này cung cấp truyền tin cậy hơn, nó có tính chất quan

trọng trong ứng dụng trao đổi thông tin thanh toán.

Giao thức Diameter đưa ra cấu trúc cơ bản là cấu trúc ngang hàng peer-to-

peer, có thể có hơn nhiều 1 kết nối được thiết lập cho từng nút cụ thể. Giao thức

Diameter định nghĩa 1 cách rõ ràng nút Diameter phải được thiết lập 1 kết nối giữa

2 nút ngang cấp tại vùng nhỏ, hoạt động như là điểm sơ cấp và thứ cấp. Dĩ nhiên kết

nối sẽ được thiết lập khi cần.



So sánh với kết nối, phiên là kết nối logic giữa 2 nút Diameter, và có thể là

nhiều kết nối. Một phiên trên thực tế là khái niệm các chuỗi các hành động trong

khung thời gian, và có tác động lẫn nhau giữa nút Diameter client và Diameter

server trong khoảng thời gian được đưa ra. Mỗi phiên trong Diameter được kết hợp

với 1 nhận dạng phiên (Session –Id) client mà là tổng quát và duy nhất. Session-Id

được sử dụng để nhận dạng từng phiên riêng biệt trong suốt quá trình liên lạc.

Hình 2.12 phiên và kết nối trong Diameter

Khởi tạo phiên

Như hầu hết kiểu kết nối client-server, 1 phiên Diameter bắt đầu bởi bản tin

yêu cầu từ máy khách tới máy chủ. Diameter khách sẽ gửi 1 bản tin yêu cầu nhận

thực chứa session-id duy nhất không trùng với bản tin khác tới Diameter server

(hoặc Diameter proxy nếu bản tin chuyển yêu cầu). Chú ý rằng AVPs được sử dụng

cho nhận thực và cấp quyền cho ứng dụng cụ thể và chúng không định nghĩa trong

giao thức cơ bản Diameter.

Sau khi chấp nhận bản tin yêu cầu nhận thực, Diameter server có thể bao

gồm AVP cấp quyền thời gian sống trong bản tin trả lời. AVP này được sử dụng để

chỉ định thời gian tính bằng giây cho Diameter client cần để nhận thực lại. Sau khi

hết thời gian Diameter server sẽ kết thúc phiên từ danh sách phiên và xoá tài nguyên

cấp phát cho phiên đó.

Phiên

Trong suốt phiên, Diameter server có thể bắt đầu bản tin yêu cầu nhận thực

lại và cấp quyền lại. Với dịch vụ trả cước, kiểu của bản tin yêu cầu được sử dụng để

kiểm tra có hay không người dùng vẫn sử dụng dịch vụ, nếu không có Server sẽ bỏ

đi phiên để tránh tình trạng tính thêm cước.

Do đó, Origin-State-id AVP được sử dụng cho giao diện của chấp nhận kết

thúc phiên. Bản tin request của người gửi sẽ bao gồm AVP này, và bởi vì nó được

yêu cầu cho giá trị của AVP này bên nhận bản tin yêu cầu này có thể kết luân rằng

phiên này đã khoá, theo một cách khác bởi vì thiết bị truy nhập có thể bị ngắt hoặc



bởi vì một vài tình trạng khác. Bên nhận bản tin yêu cầu có thể bỏ đi phiên trong

danh sách, giải phóng tài nguyên.

Kết thúc phiên

Bản tin kết thúc phiên được sử dụng duy nhất trong quá trình nhận thực và

cấp quyền và khi mà trạng thái phiên được duy trì. Đối với dịch vụ thanh toán, bản

tin dừng tính cước được sử dụng.

Bản tin kết thúc phiên có thể khởi tạo bởi Diamter khách hoặc Diameter chủ.

Khi 1 phiên được coi là ngắt, Diameter khách gửi 1 bản tin yêu câu kết thúc phiên

tới Diameter server. AVP kết thúc có trong bản tin yêu cầu này để nói với Diameter

server rằng lý do tại sao phiên lại kết thúc. Thông thường, nếu Diameter server tìm

thấy phiên nên kết thúc bởi vì người dùng có thể hết tài khoản hoặc chỉ cho mục

đích quản trị-Diameter server gửi bản tin yêu cầu huỷ bỏ phiên (Abort-Session-

Request) tới Diameter khách. Tuy nhiên, Diameter khách có thể quyết định không

đóng phiên này lại thậm chí khi nhận được bản tin kết thúc phiên từ server, và nó

vẫn để người dùng duy trì dịch vụ.

2.5.4 Bảo mật trong Diameter

Các Diameter client, như là NAS (server truy cập mạng) và thự thể di động

hỗ trợ bảo mật IP (IPsec) và hỗ trợ TLS. Diameter server phải hỗ trợ cả 2 đó là TLS

và IPsec. Giao thức Diameter không được sử dụng khi không có bất kì cơ chế hỗ trợ

nào (TLS hoặc IPsec).

Nhiều gợi ý đưa ra rằng IPsec có thể được sử dụng tại biên và trong lưu

lượng nội phù hợp đối với NAS để hỗ trợ. Có gợi ý đưa ra trong liên miền sử dụng

TLS.

Khi kết nối Diameter không được bảo vệ bởi IPsec, các bản tin CER/CEA

chứa Inband-Security-ID AVP với giá trị của TLS. Đối với sử dụng TLS, bắt tay

TLS bắt đầu với cả 2 đầu cuối trong trạng thái mở, sau khi hoàn thành trao đổi bản

tin CER/CEA. Khi thủ tục bắt tay TLS hoàn thành, tất cả các bản tin sau sẽ được

gửi thông qua TLS. Nếu thủ tục bắt tay thất bại, cả 2 đầu cuối sẽ đóng trạng thái.

2.5.5 Thanh toán

Chức năng tổng quát của thanh toán được mô tả trong giao thức cơ bản.

Thanh toán dựa trên một server với khả năng truyền thời gian thực về thông tin

thanh toán. Một mô hình server trực tiếp nghĩa là thiết bị tạo ra bản ghi thanh toán

kèm với sự cấp quyền server.

Khi một Diameter khách nhận thực và cấp quyền thành công, nó gửi một bản

tin thành toán (ACR) tới server. Bản tin trả lời (ACA) được sử dụng để đáp ứng lại.



Dịch vụ thanh toán có thể là trường hợp ‘1 lần’ hoặc kéo dài trong thời hạn

nhất định. Khi nó là kiểu thứ hai, bản ghi kiểu thanh toán AVP có giá trị là START

(bắt đầu), STOP(dừng), và có thể là INTERM (chuyển tiếp).

Trong giao thức cơ bản một vài AVP được định nghĩa đưa ra trong bản tin

thanh toán. Đối với ứng dụng khi người dùng nhận dịch vụ từ thiết bị truy nhập

khác (ứng với session-id), như là Mobile IPv4, định danh nhiều phiên thanh toán

AVP có thể được sử dụng.

2.5.6 Cơ chế truyền thay thế và xử lý lỗi

Có 2 kiểu lỗi có thể xảy ra: lỗi giao thức và lỗi ứng dụng. Lỗi giao thức là

lỗi tại mức cơ bản của giao thức bao gồm vấn đề định tuyến. Lỗi ứng dụng là vấn đề

với chức năng cụ thể trong ứng dụng Diameter.

Khi việc vận chuyển lỗi được phát hiện tại một nút, bản tin đang chờ xử lý sẽ

được gửi tới nút thay thế và bit T trong trường cờ sẽ được đặt. Đây là cơ chế truyền

thay thế của Diameter.

Để một nút Diameter thực hiện thủ tục truyền thay thế, đó là điều cần thiết

cho nút duy trì hàng đợi bản tin đang chờ xử lý. Khi bản tin trả lời được nhận, bản

tin yêu cầu tương ứng trong hàng đợi sẽ bị xóa bỏ khỏi hàng đợi. Trường định dạng

từng chặng hop-by-hop được sử dụng để khớp bản tin trả lời với yêu cầu hàng đợi

(RFC 3588).

Để hỗ trợ việc phát hiện lỗi, giao thức Diameter định nghĩa bản tin Device-

Dogwatch-Request. Khi 2 nút Diameter không thể trao đổi bản tin trong một

khoảng thời gian dài, bản tin này được gửi từ một trong số các nút này để phát hiện

các vấn đề có thể xảy ra trong mạng. Đối với các lỗi khác nhau, giá trị Result-Code

AVP cho biết rằng yêu cầu có được gửi thành công hoặc xảy ra lỗi. Mỗi bản tin

Diameter trả lời có 1 Result-Code AVP.

Giá trị Result-Code AVP được sử dụng để báo cáo lỗi giao thức được đưa ra

trong bản tin trả lời với bit E được đặt. Khi 1 bản tin yêu cầu được nhận mà nguyên

nhân là do lỗi giao thức, 1 bản tin trả lời được gửi trả lại với bit E được đặt, và

Result-Code AVP được đặt tương ứng với giá trị lỗi giao thức. Khi bản tin trả lời

được gửi trở lại bên gửi bản tin yêu cầu, mỗi thực thể Proxy hoặc Relay có thể tác

động lên bản tin.



Hình 2.16 Ví dụ về lỗi giao thức và bản tin trả lời

Hình 2.16 đưa ra 1 ví dụ về bản tin chuyển đi bởi Diameter Relay. Khi bản

tin được nhận bởi Relay2, và nó phát hiện ra nó không thể gửi bản tin yêu cầu tới

server mạng nhà, 1 bản tin trả lời được gửi trả lại với bit E được đặt và Result-Code

AVP đặt thành DIAMETER_UNABLE_TO_DELIVER. Đưa ra trường hợp lỗi giao

thức, Relay1 có tác động đặt biệt, với lỗi đưa ra, nó cố gắng định tuyến bản tin

thông qua Relay3 thay thế.

Hình 2.17 Ví dụ về lỗi ứng dụng bản tin trả lời

Hình 2.17 đưa ra 1 ví dụ về bản tin Diameter mà nguyên nhân là do lỗi ứng

dụng. Khi lỗi ứng dụng xảy ra, bit R trong trường cờ sẽ được xóa và thêm vào

Result-Code AVP giá trị phù hợp. Ứng dụng lỗi không liên quan tới bất kì proxy

hay relay, và do đó bản tin sẽ gửi ngược trở lại tới bên gửi bản tin yêu cầu.

2.5.7 So sánh với giao thức RADIUS

Diameter cung cấp những chức năng mà giao thức khác cũng có thể cung

cấp, ví dụ như truy nhập mạng như RADIUS, điều khiển chính sách như dịch vụ

chính sách mở chung (COPS) (RFC 2748) và cổng điều khiển như là H.248/Megaco

(RFC 3525).

Tuy nhiên giao thức Diameter được thiết kế để bổ sung một số thuộc tính

thiếu sót của giao thức RADIUS như giao thức vận chuyển, bảo mật, các tác nhân

hỗ trợ, khả năng thỏa thuận, khám phá ngang hàng, bản tin khởi tạo phục vụ, kích

cỡ thuộc tính dữ liệu tối đa được đưa ra trong bảng 2.3.



Bảng 2.3 Tổng kết sự khác nhau giữa Diameter và RADIUS

Thuộc tính Diameter RADIUS

Giao thức vận chuyển Giao thức kết nối có hướng

(TCP hoặc SCTP)

Giao thức không có hướng

(UDP)

Bảo mật Hop-to-hop,end-to-end Hop-to-hop

Tác nhân hỗ trợ Relay, Proxy, Redirect,

Translation

Hỗ trợ ẩn nghĩa là thực thể

có thể được bổ sung trong

RADIUS server

Khả năng thỏa thuận Hỗ trợ ứng dụng và bảo mật Không hỗ trợ

Khám phá ngang hàng Cấu hình tĩnh hoặc động Cấu hình tĩnh

Bản tin khởi tạo phục vụ Được hỗ trợ, ví dụ bản tin

nhận thực lại, kết thúc phiên

Không hỗ trợ

Kích cỡ thuộc tính dữ liệu

tối đa

16777 215 octets 255 octets

Hỗ trợ Vendor-Specific Hỗ trợ các bản tin vendor-

specific và thuộc tính

Hỗ trợ duy nhất thuộc tính

vendor-specific

Kết luận chương

Trong chương này đã trình bày một cách tổng quan về giao thức Diameter:

lịch sử, khung Diameter, các thành phần Diamter gồm có các thành phần như

RELAY, PROXY, REDIRECT, TRANSLTAION, định dạng bản tin, một số đặc

điểm của giao thức cơ bản Diameter như vận chuyển, nút ngang cấp, kết nối và

phiên, thanh toán, bảo mật… Như vậy, chương này đã đưa ra cái nhìn tổng quan về

một số khía cạnh về giao thức Diameter và đây là nền tảng cho các vấn đề chi tiết

liên quan một số thủ tục trong IMS liên quan đến giao thức Diameter. Chi tiết về

những vần đề này sẽ được trình bày ở chương sau.


Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3 Giao thức Diamter trong IMS

CHƯƠNG IIIGIAO THỨC DIAMETER TRONG IMS

Chương này cũng đề cập tới quá trình đăng kí, xóa đăng kí với giao diện Cx và

Dx, khởi tạo phiên và làm thế nào một nhà khai thác có thể tính cước người dùng qua

giao diện Diameter (Ro và Rf).

3.1 Thủ tục đăng kí và xóa đăng kí mức ứng dụng với giao diện Cx

3.1.1 Đăng kí IMS

Đầu tiên đăng ký IMS, để cho phép UE sử dụng các dịch vụ IMS, UE phải đạt

được kết nối IP mang và tìm ra một điểm thực thể IMS, ví dụ P-CSCF. Trong trường

hợp UE truy nhập GPRS, UE thực hiện thủ tục gia nhập GPRS và kích hoạt một ngữ

cảnh giao thức dữ liệu gói (PDP) cho báo hiệu SIP.

Đăng ký IMS gồm 2 pha: phần bên trái của hình 3.1 chỉ ra pha đầu tiên – mạng

mời gọi UE như thế nào? Phần bên phải của hình 3.1 chỉ ra pha 2- UE đáp trả sự mời

gọi và hoàn thành đăng ký ra sao?

Hình 3.1 Lưu đồ đăng ký IMS mức cao

Đầu tiên, UE gửi một yêu cầu đăng ký SIP để tìm ra P-CSCF. Yêu cầu này sẽ

bao gồm yêu cầu, nhận dạng được đăng ký và một tên miền mạng nhà (địa chỉ của I-

CSCF). P-CSCF xử lý yêu cầu REGISTER và sử dụng tên miền mạng nhà được cung

cấp để quyết định địa chỉ IP của I-CSCF. I-CSCF lần lượt sẽ liên hệ với server thuê

bao nhà (HSS) để tìm các khả năng yêu cầu cho lựa chọn S-CSCF. Sau khi lựa chọn

được S-CSCF, I-CSCF chuyển yêu cầu REGISTER tới S-CSCF.

S-CSCF nhận ra rằng người sử dụng chưa được cấp phép, bởi vậy gói dữ liệu

nhận thực từ HSS và thông báo tới người dùng với câu trả lời 401- không được phép.

Sau đó, UE sẽ tính toán câu trả lời để chứng thực và gửi một yêu cầu REGISTER khác

tới P-CSCF. P-CSCF lại tìm I-CSCF và I-CSCF sẽ lần lượt tìm S-CSCF. Cuối cùng S-



CSCF kiểm tra câu trả lời và nếu đúng với profile người dùng tải từ HSS và chấp nhận

đăng ký với câu trả lời 200 OK. Ngay khi UE được cấp phép thành công, UE có thể

khởi tạo và nhận các phiên. Trong thủ tục đăng ký cả UE và P-CSCF đều biết được S-

CSCF nào trong mạng sẽ phục vụ UE.

Bảng 3.1 Thông tin được lưu trước, trong và sau quá trình đăng ký.

Node Trước khi đăng ký Trong khi đăng ký Sau khi đăng ký

UE

Địa chỉ P-CSCF, tên miên nhà,

giấy ủy nhiệm, nhận dạng

người dùng công khai, nhận

dạng người dùng riêng.

Địa chỉ P-CSCF, tên

miền mạng, giấy ủy

nhiệm, nhận dạng

người dùng công khai,

nhận dạng người dùng

riêng, kết hợp bảo mật.

Địa chỉ P-CSCF, tên miền

mạng, giấy ủy nhiệm,


công khai đăng ký ẩn,

nhận dạng người dùng cá

nhân, kết hợp bảo mật,

thông tin định tuyến dịch

vụ (S-CSCF).

P-CSCF

Điểm vào mạng ban

đầu, địa chỉ IP UE, các


công khai và riêng, kết

hợp bảo mật

Điểm vào mạng cuối cùng

(S-CSCF), địa chỉ UE,


công khai được đăng ký

(và các nhận dạng người

dùng đăng ký ẩn), ID nhận

dạng người dùng riêng, kết

hợp bảo mật, địa chỉ của

CCF

I-CSCF

Địa chỉ HSS hoặc SLF HSS hoặc vào SLF, địa

chỉ P-CSCF, địa chỉ S-

CSCF

HSS hoặc địa chỉ SLF

S-CSCF

Địa chỉ HSS hoặc SLF Tên hoặc địa chỉ HSS,

profile người dùng, tên

hoặc địa chỉ ủy quyền,

ID người dùng công

khai hoặc riêng, địa chỉ

IP UE

Tên hoặc địa chỉ HSS,

profile người dùng tên

hoặc địa chỉ ủy quyền, ID

người dùng công khai

hoặc riêng, địa chỉ IP UE

HSS

Dữ liệu nhận thực profile

người dùng, các thông số lựa

chọn S-CSCF

Profile người dùng, P-

CSCF, ID mạng

Profile người dùng bao

gồm cấp nhập trạng thái

đăng ký của các nhận dạng

người dùng công khai, tên

S-CSCF.

Trách nhiệm của UE là giữ cho hoạt động đăng ký của nó bằng cách làm tươi

đăng ký một cách định kỳ. Nếu UE không làm tươi sự đăng ký, khi ấy S-CSCF sẽ im

lặng loại bỏ đăng ký khi nào khoảng thời gian đăng ký hết hiệu lực. Khi UE muốn



đăng ký lại từ IMS, đơn giản UE gửi một yêu cầu REGISTER kể cả giá trị thời gian

đăng ký bằng không (hết hiệu lực).

3.1.1.1 Luồng thông tin đăng kí với người dùng chưa đăng kí

Đăng kí mức ứng dụng có thể được thực hiện sau khi đã đăng kí truy nhập, và

sau đó kết nối IP cho báo hiệu được tích cực từ mạng truy nhập. Mục đích của luồng

thông tin đăng kí là để các thuê bao có thể chuyển mạng. Với các thuê bao di chuyển

trong mạng nhà của nó, mạng nhà sẽ thực hiện vai trò của các thành phần mạng nhà và

các thành phần của mạng khách.

Phiên kết cuối di động cho thuê bao sẽ được định tuyến tới S-CSCF hoặc tới

một MGCF (nếu thuê bao đang chuyển mạng vào một mạng kế thừa). Khi một phiên

kết cuối di động thiết lập vào một CSCF đã được trao quyền để định tuyến các phiên

thì CSCF sẽ truy vấn các thông tin định tuyến từ HSS.

Điểm tham chiếu Cx Diameter sẽ hỗ trợ CSCF thu nhận thông tin định tuyến từ

HSS. Kết quả thu được là các tham số truyền báo hiệu S-CSCF (ví dụ địa chỉ IP).

Mã lệnh cho ứng dụng giao diện Cx/Dx được cấp phát bởi IANA trong IETF

RFC 3589. Đối với những câu lệnh này, trường định danh ứng dụng được đặt thành

16777216 (nhận dạng ứng dụng của ứng dụng giao diện Cx/Dx).

Khi một người dùng đăng ký với mạng, UE gửi một yêu cầu REGISTER để tìm

ra P-CSCF, tìm ra thực thể mạng nhà của người dùng, I-CSCF. Sau đó I-CSCF trao

đổi các bản tin với HSS (UAR và UAA).

Bảng 3.2 Mã lệnh trong giao diện Cx và Dx

Mã lệnh Viết tắt Mã

Yêu cầu cấp quyền người dùng UAR 300

Trả lời cấp quyền người dùng UAA 300

Yêu cầu gán tên Server SAR 301

Trả lời gán tên Server SAA 301

Yêu cầu thông tin vị trí LIR 302

Trả lời thông tin vị trí LIA 302

Yêu cầu kết thúc đăng kí RTR 304

Trả lời kết thúc đăng kí RTA 304

Yêu cầu cập nhật dữ liệu PPR 305

Trả lời cập nhật dữ liệu PPA 305

Khi I-CSCF nhận được một yêu cầu REGISTER SIP từ P-CSCF qua điểm tham

chiếu Mw nó sẽ cầu khẩn một truy vấn trạng thái đăng ký người dùng, được biết trong

chuẩn là lệnh yêu cầu cấp phép người dùng (UAR User – Authorization - Request) này



bao gồm: Câu lệnh UAR, được chỉ định với trường mã lệnh là 300(3GPP) và bit R

được đặt trong trường cờ, được gửi bởi Diameter khác tới Diameter server để yêu cầu

cấp quyền đăng kí tới server.

Định dạng bản tin:

<Diameter header: 300, REQ, PXY, 16777216><Session-Id>{Vendor-Specific-Application-Id}{Auth- Session-State}{Origin-Host}{Origin-Realm}[Destination-Host]{Destinaiton-Realm}{User-name}*[Supported-Features]{Public-Identity}{Visited-Network-Identifier}[User-Authorization-Type]*[AVP]*[Proxy]

Nhận dạng người dùng riêng – nhận dạng đến nhận dạng duy nhất người dùng

từ một phối cảnh mạng;

User name AVP – chứa tên người dùng;

Nhận dạng người dùng chung – nhận dạng để đăng ký; AVP này chứa nhận

dạng chung của người dùng trong IMS. Cú pháp của AVP này tương ứng SIP

URL (IETF RFC 3261 và IETF RFC 2396)hoặc TEL URL (định nghĩa trong

IETF RFC 3966 );

Nhận dạng mạng khách (Visited-Network-Identifier) các nhận dạng mạng IMS

khách trong trường hợp chuyển vùng IMS. Dựa trên nhận dạng này HSS có thể

thực hiện giới hạn chuyển vùng; Mạng nhà dựa vào trường nhận này để tìm

mạng khách.

Thông tin định tuyến – bao gồm địa chỉ của HSS nếu I-CSCF nhận biết. Nếu I-

CSCF không biết địa chỉ của HSS, lúc này SLF được sử dụng để quyết định

một HSS chính xác;

Loại cấp phép – ba giá trị có thể cho loại các phần tử thông tin cấp phép được

định nghĩa:

o REGISTRATION – bao gồm giá trị hiệu lực với yêu cầu REGISTER khác

0.



o REGISTRATION_CAPABILITIES – bao gồm giá trị hiệu lực trong yêu cầu

đăng ký khác 0 và I-CSCF truy vấn các khả năng S-CSCF (ví dụ: khi gán S-

CSCF trước đây không đáp ứng).

o DE-REGISTRATION – bao gồm giá trị hiệu lực trong yêu cầu REGISTER

là bằng 0.

Sau khi nhận được lệnh UAR, HSS gửi một lệnh trả lời cấp phép người dùng

(UAA User- Authorization- Answer). Câu lệnh UAA, được chỉ định với trường mã

lệnh là 300(3GPP) và bit R bị xóa trong trường cờ, được gửi bởi Diameter Server để

đáp lại yêu cầu trước đó. Experimental-Result AVP có thể chứa một giá trị AVP đưa

ra.

Định dạng bản tin:

Kết quả - cho biết kết quả của lệnh UAR;

Tên và các khả năng S-CSCF phụ thuộc vào trạng thái đăng ký hiện thời của

người sử dụng;

Các khả năng S-CSCF được gửi về nếu người dùng không có tên S-CSCF được

gán trong HSS hoặc nếu I-CSCF yêu cầu các khả năng S-CSCF rõ ràng;

Mặt khác, tên S-CSCF được gửi trả lại. Khi các khả năng được gửi về I-CSCF

cần thực hiện lựa chọn S-CSCF.

Kết quả là I-CSCF nhận được các khả năng S-CSCF, miễn là ở đó trước đây S-

CSCF chưa được gán. Dựa trên các khả năng nhận được I-CSCF lựa chọn một S-

CSCF phù hợp.


<Diameter header: 300, REQ, PXY, 16777216><Session-Id>{Vendor-Specific-Application-Id}{Result-Code}{Experimental-Result}{Auth- Session-State}{Origin-Host}{Origin-Realm}*[Supported-Features][Server-Name][Server - Capabilities][User-Authorization-Type]*[AVP]*[Proxy]*[Proxy - Info]*[Route - Record]

46


Thông tin khả năng được truyền giữa HSS và I-CSCF trong cặp giá trị thuộc

tính (AVP – attribute value pair) các khả năng server. AVP các khả năng server bao

gồm:

AVP khả năng bắt buộc - loại AVP này là không đánh dấu và bao gồm các khả

năng bắt buộc của S-CSCF. Mỗi khả năng bắt buộc có hiệu lực trong mạng của

nhà vận hành riêng biệt sẽ được chỉ định một giá trị đơn nhất.

AVP khả năng tùy chọn - loại AVP này là không đánh dấu và bao gồm các khả

năng tùy chọn của S-CSCF. Mỗi khả năng tùy chọn có hiệu lực trong mạng của

nhà vận hành riêng biệt sẽ được chỉ định một giá trị đơn nhất.

AVP tên server - AVP này bao gồm một URI SIP được dùng để nhận dạng một

server SIP.

Dựa trên các AVP khả năng tùy chọn và bắt buộc, nhà vận hành có thể phân bổ

các người dùng giữa các S-CSCF, được quyết định bởi các khả năng khác nhau (các

khả năng quy định cho các dịch vụ người dùng, ưu tiên nhà vận hành trên cơ sở mỗi

người dùng…) mà mỗi S-CSCF có thể có. Trách nhiệm của nhà vận hành là xác định

(có thể dựa trên chức năng được đưa ra bởi mỗi S-CSCF đã được lắp đặt trong mạng)

chính xác các khả năng bắt buộc và tùy chọn. Lựa chọn đầu tiên, I-CSCF sẽ chọn S-

CSCF mà có toàn bộ các khả năng bắt buộc và tùy chọn cho người dùng. Nếu không

thực hiện được, khi đó I-CSCP áp dụng một thuật toán “best-fit” (thích hợp nhất).

Không có các thuật toán lựa chọn nào là chuẩn.

Sử dụng AVP tên server, một nhà vận hành có thể hướng các người sử dụng

đến các S-CSCF đích; ví dụ có một S-CSCF riêng cho cùng công ty hoặc nhóm phần

tử một dịch vụ VPN (mạng riêng ảo) hoặc tạo ra gán S-CSCF rất đơn giản.

Quá trình đăng kí với người dùng chưa đăng kí diễn ra như sau:

1. Sau khi UE nhận được kênh báo hiệu từ mạng truy nhập, nó có thể thực hiện

đăng kí IMS. Để làm điều đó UE gửi luồng thông tin đăng kí tới Proxy (nhận

dạng chung, nhận dạng riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP của UE).

2. Khi nhận thông tin đăng kí, P-CSCF thực hiện kiểm tra “tên miền mạng nhà”

để tìm thực thể mạng nhà (e. g I-CSCF). Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng kí

tới I-CSCF (tên/ địa chỉ P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, nhận

dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE). Một kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ

được sử dụng để quyết định mạng nhà từ tên miền mạng nhà. Nhận dạng P-

CSCF là một chuỗi các nhận dạng tại mạng nhà, mạng đó là mạng mà ở đó P-

CSCF được lắp đặt (ví dụ nhận dạng mạng P-CSCF có thể là tên miền của

mạng P-CSCF).



Hình 3.2 Đăng kí với người dùng chưa đăng kí

3. I-CSCF sẽ gửi thông tin lên giao diện Cx để truy vấn HSS (nhận dạng thuê

bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, nhận dạng mạng P-CSCF qua giao diện

Dx với bản tin LIR).

HSS sẽ thực hiện kiểm tra người dùng đã được đăng kí hay chưa. HSS sẽ chỉ

thị người dùng đó có được phép đăng kí vào P-CSCF hay không tùy theo

thuộc tính thuê bao của người dùng và những giới hạn của nhà khai thác

mạng.

4. Đáp ứng truy vấn Cx sẽ được gửi từ HSS tới I-CSCF có chứa tên của S-CSCF

mà HSS biết. Nếu như sự kiểm tra ở HSS không thành công, đáp ứng truy vấn

Cx sẽ loại bỏ đăng kí. (với bản tin LIA)

5. Nếu như I-CSCF không được cung cấp tên của S-SCF thì I-CSCF sẽ gửi một

bản tin Cx-Select-pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng)

tới HSS để yêu cầu các thông tin liên quan đến S-CSCF được yêu cầu để nó

có thể lựa chọn S-CSCF.

6. HSS sẽ gửi Cx-select-pull-resp tới I-CSCF.

7. I-CSCF sử dụng tên của S-CSCF để có thể quyết định địa chỉ của S-CSCF

nhờ kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ. I-CSCF cũng sẽ quyết định tên của một

điểm giao tiếp mạng nhà phù hợp nhờ thông tin nhận được từ HSS. Điểm

giao tiếp mạng nhà có thể là chính S-CSCF hoặc một I-CSCF phù hợp trong



trường hợp ẩn cấu hình mạng. Nếu một I-CSCF được lựa chọn như một điểm

giao tiếp mạng nhà để thực hiện ẩn cấu hình mạng, nó sẽ khác với I-CSCF

đóng vai trò tiếp nhận thông tin đăng kí, và nó sẽ cho phép nhận tên các S-

CSCF từ thông tin giao tiếp nhà. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin đăng kí (tên/

địa chỉ của P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, nhận dạng mạng P-

CSCF, địa chỉ IP của UE, I-CSCF (THIG) trong trường hợp mạng muốn ẩn

cấu hình) tới S-CSCF đã được chọn đó. Điểm giao tiếp mạng nhà sẽ được P-

CSCF sử dụng để gửi báo hiệu thiết lập phiên tới mạng nhà.

8. S-CSCF sẽ gửi Cx-put (nhận dạng chung, nhận dạng riêng, tên S-CSCF) tới

HSS. HSS sẽ lưu trữ tên S-CSCF cho thuê bao đó (Sử dụng câu lệnh SAR).

9. HSS sẽ gửi Cx-put-resp tới I-CSCF để báo nhận bản tin Cx-put đã gửi (Sử

dụng câu lệnh SAA).

10.Khi nhận thông tin từ Cx-put- resp, S-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-pull

(nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới HSS để cho phép

tải về các thông tin có liên quan tới các thuộc tính thuê bao cho nó. S-CSCF

sẽ lưu trữ các tên/ địa chỉ của P-CSCF khi được cung cấp từ mạng khách. Sự

mô tả tên và địa chỉ này để mạng nhà có thể chuyển tiếp báo hiệu phiên kết

thúc tiếp đó tới UE (sử dụng bản tin PAR).

11.HSS gửi trả lời bằng bản tin Cx-pull-resp tới S-CSCF. Thông tin người dùng

được chuyển từ HSS tới S-CSCF gồm một hay nhiều thông tin tên/ địa chỉ cần

cho quá trình truy nhập các mặt bằng điều khiển dịch vụ khi người sử dụng đã

được đăng kí tại S-CSCF. S-CSCF sẽ lưu trữ thông tin cho người dùng đã

được chỉ định. Hơn nữa thông tin tên/ địa chỉ, thông tin bảo mật cũng có thể

được gửi cho S-CSCF sử dụng (Sử dụng bản tin PAA).

12.Dựa trên bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin đăng kí tới mặt bằng điều

khiển dịch vụ và thực hiện bất cứ thủ tục điều khiển dịch vụ thích hợp nào.

13.S-CSCF sẽ đáp lại luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới

I-CSCF. Nếu một I-CSCF được lựa chọn như một điểm giao tiếp mạng nhà để

thực hiện ẩn cấu hình mạng, I-CSCF sẽ thực hiện mã hóa địa chỉ S-CSCF vào

trong thông tin giao tiếp mạng nhà.

14. I-CSCF sẽ gửi thông báo 200 OK tới P-CSCF. I-CSCF sẽ giải phóng tất cả

thông tin đăng kí sau khi gửi luồng thông tin 200 OK.

15.P-CSCF sẽ lưu trữ thông tin giao tiếp mạng nhà và sẽ gửi luồng thông tin 200

OK tới UE.



3.1.1.2 Luồng thông tin đăng kí lại cho người dùng đã đăng kí

Đăng kí lại mức ứng dụng theo định kì được thiết lập bởi UE để làm tươi lại

một sự đăng kí đã tồn tại hoặc để cập nhật những thay đổi về trạng thái đăng kí của

UE. Đăng kí lại được thực hiện theo cách xử lí như “luồng thông tin đăng kí với người

dùng chưa đăng kí”. Khi được khởi tạo bởi UE dựa vào thời gian đăng kí đã được thiết

lập trong lần đăng kí trước, UE sẽ giữ một bộ định thời ngắn hơn so với định thời đăng

kí ở mạng.

Hình 3.3 Đăng kí lại với người dùng đã được đăng kí

1. Đến khi hết hạn thời gian đăng kí, UE sẽ thực hiện đăng kí lại. Để thực hiện

đăng kí lại UE gửi một yêu cầu đăng kí mới. UE gửi luồng thông tin đăng kí

mới tới Proxy (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, tên miền

mạng nhà, địa chỉ IP của UE).

2. Khi chấp nhận luồng thông tin đăng kí, P-CSCF sẽ kiểm tra “tên miền nhà” để

tìm ra thực thể trỏ tới mạng nhà đó (e. g: I-CSCF). Proxy không sử dụng thực

thể chỉ tới bộ lưu trữ sự đăng kí theo chu kì. Proxy sẽ gửi luồng thông tin

đăng kí tới I-CSCF (tên/ địa chỉ I-CSCF, nhận dạng người dùng chung, nhận

dạng người dùng riêng, nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE). Kĩ

thuật phân tích tên và địa chỉ được sử dụng để quyết định địa chỉ của mạng

nhà từ tên miền mạng nhà. Nhận dạng mạng P-CSCF là một chuỗi để nhận

dạng ở mạng nhà - là mạng, mà P-CSCF đặt tại đó (ví dụ nhận dạng mạng P-

CSCF có thể là tên miền của mạng P-CSCF).



3. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-Query tới HSS (gồm nhận dạng chung,

nhận dạng riêng, và nhận dạng mạng P-CSCF).

4. HHS sẽ kiểm tra người dùng đó đã đăng kí hay chưa và sau đó chỉ thị rằng

một S-CSCF đã được phân bổ. Cx-Query resp được gửi từ HSS tới I-CSCF.

5. I-CSCF sẽ sử dụng tên của S-CSCF để quyết định địa chỉ của S-CSCF thông

qua kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ. I-CSCF cũng quyết định tên của điểm giao

tiếp mạng nhà thích hợp nhờ nhận được những thông tin từ HSS. Điểm giao

tiếp mạng nhà có thể là chính S-CSCF hoặc là một I-CSCF phù hợp khi muốn

ẩn cấu hình mạng. Nếu như I-CSCF được lựa chọn như là một điểm giao tiếp

mạng nhà khi muốn ẩn cấu hình mạng, nó sẽ khác biệt với các I-CSCF trong

việc nhận lưu lượng đăng kí. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin đăng kí (địa chỉ/

tên của P-CSCF, nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng nhận

dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE, I-SCF trong trường hợp muốn ẩn cấu

hình mạng) tới S-CSCF đã được lựa chọn. Điểm giao tiếp mạng nhà sẽ được

P-CSCF sử dụng để chuyển tiếp báo hiệu khởi tạo phiên tới mạng nhà.

6. S-CSCF sẽ gửi Cx-put (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng,

tên S-CSCF) tới HSS. HSS sẽ lưu trữ tên S-CSCF cho thuê bao đó. Chú ý: S-

CSCF có thể biết rằng đó là sự đăng kí lại và không làm hết bản tin Cx-put

request.

7. HSS sẽ gửi Cx-put resp tới S-CSCF để báo nhận bản tin Cx-put.

8. Khi nhận được luồng thông tin đáp ứng Cx-put resp, S-CSCF sẽ gửi luồng

thông tin Cx-Pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới

HSS để cho phép tải về các thông tin có liên quan với thuộc tính thuê bao tới

S-CSCF. S-CSCF sẽ lưu trữ tên và địa chỉ của P-CSCF khi được mạng khách

cung cấp. Những mô tả tên và địa chỉ đó sẽ được mạng nhà chuyển tiếp đến

sau khi đã quyết định phiên báo hiệu cho UE.

9. HSS sẽ đáp trả luồng thông tin Cx-pull-resp (thông tin người dùng) tới S-

CSCF. S-CSCF sẽ lưu trữ thông tin của người dùng đã được chỉ thị.

10.Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin đăng kí lại tới mặt bằng

điều khiển dịch vụ và bất kì mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ thích hợp

nào.

11.S-CSCF sẽ gửi trả luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới

I-CSCF. Nếu I-CSCF được chọn như là điểm giao tiếp mạng nhà để ẩn cấu



hình mạng thì I-CSCF sẽ mã hóa địa chỉ của S-CSCF trong thông tin giao tiếp

mạng nhà.

12. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới P-

CSCF. I-CSCF sẽ phát hành tất cả các thông tin đăng kí sau khi đã gửi luồng

thông tin 200 OK.

13.P-CSCF sẽ lưu trữ thông tin giao tiếp mạng nhà và sẽ gửi luồng thông tin 200

OK tới UE.

3.1.2 Thủ tục xóa đăng kí mức ứng dụng

3.1.2.1 Xóa đăng kí khởi tạo di động Khi UE muốn xóa đăng kí trong IMS, UE sẽ thực hiện xóa đăng kí mức ứng dụng.

Xóa đăng kí được thực hiện do đăng kí đã hết giờ.

Hình 3.4 Xóa đăng kí với người dùng đã được đăng kí.

1. UE quyết định khởi tạo xóa đăng kí. Để xóa đăng kí UE thực hiện một yêu

cầu REGISTER mới với giá trị thời hạn là không giây. UE gửi luồng thông tin

REGISTER tới Proxy (nhận dạng người dùng chung, nhận dạng người dùng

riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP của UE).

2. Khi nhận được luồng thông tin đăng kí, P-CSCF sẽ thực hiện kiểm tra tên

miền mạng nhà để tìm ra thực thể chỉ tới mạng nhà (ví dụ I-CSCF). Proxy

không sử dụng các thực thể chỉ tới bộ lưu trữ các đăng kí định kì. Proxy sẽ gửi

luồng thông tin đăng kí tới I-CSCF (tên/địa chỉ P-CSCF, nhận dạng người

dùng chung/ riêng, nhận dạng mạng Proxy, địa chỉ IP của UE). Một kĩ thuật

phân tích tên địa chỉ được sử dụng để quyết định địa chỉ mạng nhà từ tên miền

mạng nhà. Nhận dạng mạng P-CSCF là một chuỗi để nhận dạng mạng nhà



(nhận ra mạng mà P-CSCF đặt tại đó) ví dụ: nhận dạng mạng P-CSCF có thể

là tên miền của mạng P-CSCF.

3. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-Query tới HSS (nhận dạng thuê bao

chung/riêng, nhận dạng mạng P-CSCF).

4. HSS sẽ xác định người dùng này hiện đã đăng kí chưa. HSS sẽ gửi Cx-Query

Resp (chỉ thị thực thể điểm như S-CSCF) tới I-CSCF.

5. I-CSCF sẽ sử dụng tên của S-CSCF để xác định địa chỉ của S-CSCF thông

qua kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ và sau đó sẽ gửi luồng thông tin xóa đăng kí

(tên/địa chỉ P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, địa chỉ IP của UE, I-

CSCF trong trường hợp mạng muốn ẩn cấu hình) tới S-CSCF.

6. Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí

tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và bất kì mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch

vụ cần thiết nào. Mặt bằng điều khiển dịch vụ sẽ xóa tất cả các thông tin thuê

bao liên quan đến thuê bao này.

7. Tùy thuộc vào nhà khai thác lựa chọn S-CSCF có thể gửi Cx-Put

(nhận dạng người dùng chung, nhận dạng người dùng riêng, xóa tên S-CSCF)

hoặc Cx-Put (nhận dạng người dùng chung, nhận dạng người dùng riêng, giữ

tên S-CSC), với những thuê không được coi là đã đăng kí lâu ở S-CSCF. Sau

đó HSS sẽ xóa bỏ hoặc giữ lại tên S-CSCF cho thuê bao đó theo yêu cầu.

Trong cả hai trường hợp, trạng thái của nhận dạng thuê bao không được lưu

trữ vì không được đăng kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì

HSS sẽ cho phép xóa bỏ sự phục vụ S-CSCF bất cứ lúc nào.

8. HSS sẽ gửi đáp ứng Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận Cx-

Put.

9. S-CSCF sẽ đáp lại bằng luồng thông tin 200 OK tới I-CSCF. S-

CSCF sẽ phát hành tất cả các luồng thông tin về đặc tả đăng kí này của thuê

bao sau khi gửi luồng thông tin 200 OK.

10. I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới P-CSCF.

11. P-CSCF sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới UE. P-CSCF đưa ra tất

cả thông tin đăng kí đối với đăng kí này của thuê bao sau khi gửi luồng thông

tin 200 OK.



3.1.2.2 Xóa đăng kí khởi tạo mạng

Nếu như xảy ra kết thúc phiên không tốt (ví dụ: Pin yếu hoặc di động di chuyển

nhanh), khi một Proxy Server còn đang phục vụ một phiên nhưng bộ nhớ tràn sẽ xảy

ra lỗi phục vụ dẫn đến treo máy. Để đảm bảo cho S-CSCF vận hành ổn định để mang

các mức dịch vụ thì đòi hỏi phải có một kĩ thuật để kết thúc các phiên không thành

công đó. Kĩ thuật này sẽ ở cùng mức với giao thức SIP để đảm bảo truy nhập độc lập

với phân hệ IM CN (IP multimedia core network subsystem).

IM CN có thể thiết lập các thủ tục “Xóa đăng kí khởi tạo mạng” theo các nguyên

nhân sau:

Bảo dưỡng mạng: Ép buộc phải xóa đăng kí thuê bao. Ví dụ: trong trường hợp

không tương thích dữ liệu ở node lỗi, trong trường hợp mất SIM… Xóa ngữ

cảnh hiện thời của người dùng xung các các node đăng kí, và bắt buộc phải

đăng kí mới trong trường hợp này.

Mạng/ lưu lượng được quyết định: Phân hệ IM CN phải hỗ trợ kĩ thuật để ngăn

chặn đăng kí hai lần hoặc lưu trữ thông tin trái ngược nhau. Trường hợp này

sẽ xảy ra lúc trao đổi các tham số hợp đồng chuyển mạng giữa hai nhà vận

hành.

Lớp ứng dụng được quyết định: Dịch vụ có khả năng được hỗ trợ bởi phân hệ

IM CN tới lớp ứng dụng có thể có các thông số ghi rõ tất cả các đăng kí phận

hệ IM CN đã bị xóa đi hoặc chỉ những thông số đó từ một hoặc một nhóm các

đầu cuối người dùng.

Quản lí thuê bao: Nhà vận hành có thể phải giới hạn người dùng truy cập tới

phân hệ IM CN đến khi xác định hợp đồng đã hết hạn, xóa các thuê bao IM,

phát hiện sự gian lận. Trong trường hợp thay đổi các thuộc tính dịch vụ của

người dùng ví dụ người dùng thuê bao các dịch vụ mới, để cho phép điều đó

thì S-CSCF với các khả năng mới có thể được yêu để đáp ứng các yêu cầu mà

S-CSCF đã được phân bổ cho thuê bao không đáp ứng được. Trong trường

hợp này mạng sẽ cho phép thay đổi S-CSCF bằng cách sử dụng xóa đăng kí

khởi tạo mạng bằng các thủ tục HSS.

Phần sau cung cấp các ngữ cảnh thể hiện xóa đăng kí ứng dụng SIP. Chú ý rằng

các luồng lưu lượng đã được ngăn chặn một cách nghiêm ngặt nhờ sử dụng các tên bản

tin giao thức SIP rõ ràng.

Có hai loại thủ tục xóa đăng kí khởi tạo mạng được đề ra:

Thỏa thuận với sự hết thời gian đăng kí.

Cho phép mạng bắt ép xóa đăng kí sau bất kì lí do hợp lí nào xảy ra.



3.1.2.2.1 Xóa đăng kí ứng dụng khởi tạo mạng – hết thời gian đăng kí

Hình 3.5 thể hiện thủ tục xóa đăng kí ứng dụng kết cuối phân hệ IM CN khởi

tạo từ mạng dựa vào sự hết thời gian đăng kí. Một giá trị định thời được cung cấp lúc

khởi tạo đăng kí và được làm tươi lại bởi lần đăng kí phía sau. Lưu lượng đó cho rằng

bộ định thời đã hết hạn. Vị trí (mạng nhà hoặc mạng khách) của P-CSCF hoặc S-CSCF

không được chỉ định vì ngữ cảnh vẫn giống như tất cả các trường hợp khác.

Hình 3.5 Xóa đăng kí khởi tạo mạng – hết thời gian đăng kí

1. Thời gian đăng kí ở P-CSCF và ở S-CSCF đã hết hiệu lực. P-CCSCF cập nhật

cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa thuê bao đã được đăng kí. Nó cho rằng

bất kì một PDP (Packet Data Protocol) Context GPRS nào cũng sẽ được điều

khiển bằng các phương tiện độc lập.

2. Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới mặt bằng

điều khiển dịch vụ và bất kì mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ nào phù

hợp. Mặt bằng điều khiển dịch vụ xóa tất cả các thông tin thuê bao liên quan

đến thuê bao này.

3. Tùy thuộc vào sự lựa chọn của nhà khai thác, S-CSCF có thể gửi là bản tin

Cx-put (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, xóa tên S-

CSCF) hoặc Cx-Put (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng,

giữ tên S-CSCF) với thuê bao không đăng kí dài lâu ở S-CSCF. Sau đó HSS

sẽ xóa hoặc giữ lại tên của S-CSCF cho thuê bao đó tùy theo yêu cầu. Trong

cả hai truờng hợp đó, trạng thái nhận dạng thuê bao được lưu trữ như chưa

được đăng kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì HSS sẽ cho

phép xóa sự phục vụ của S-CSCF bất cứ lúc nào.

4. HSS sẽ gửi Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận sự gửi Cx-Put.

3.1.2.2.2 Xóa đăng kí ứng dụng khởi tạo mạng - liên quan đến quản lí



Trong nhiều nguyên nhân khác (ví dụ đầu cuối thuê bao, đầu cuối bị mất) chức

năng quản trị mạng nhà sẽ quyết định sự cần thiết xóa một đăng kí SIP của người

dùng. Chức năng này khởi tạo thủ tục xóa đăng kí và có thể sẽ được thiết lập ở các

phần tử khác nhau phục thuộc vào lí do chính để khởi tạo xóa đăng kí.

Một thành phần mạng nhà như vậy là HSS, là nơi biết S-CSCF nào phục vụ

người dùng nào và để thực hiện mục đích đó nó sử dụng giao diện Cx để xóa đăng kí.

Một thành phần mạng nhà khác có thể khởi tạo xóa đăng kí là S-CSCF, trong trường

hợp này nó tạo dựng Cx-Put để thông tin với HSS. Các phần an ninh/ tin cậy khác

cũng có thể khởi tạo xóa đăng kí tới S-CSCF.

Các luồng thông tin sau thể hiện xóa đăng kí ứng dụng (SIP) kết cuối phân hệ

IM CN được khởi tạo từ mạng dựa và hoạt động quản lý. Các thành phần truyền tải IP

(ví dụ SGSN, GGSN) không được cho biết. Nếu như truy nhập gói hoàn thành thì bị từ

chối, một kĩ thuật quản lí lớp truyền tải sẽ được sử dụng. Trong ngữ cảnh này không

sử dụng kĩ thuật quản lí địa chỉ để cập nhật thông tin thuê bao như thông tin EIR, nhận

thực truy nhập… Ngữ cảnh này chỉ địa chỉ đặc tả hoạt động xóa đăng kí ứng dụng SIP

là có hiệu lực.

Khi được quyết định bởi nhà vận hành, các phiên được thiết lập nhờ các thủ tục

phát hành phiên được khởi tạo từ mạng.

3.1.2.2.3 Xóa đăng kí khởi tạo mạng bởi HSS – quản lý

Hình 3.6 Xóa đăng kí ứng dụng khởi tạo mạng bởi HSS – quản lí



1. HSS khởi tạo xóa đăng kí, gửi một bản tin Cx-Deregister (nhận dạng thuê

bao) chứa lí do để xóa đăng kí.

2. Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới mặt bằng

điều khiển dịch vụ và bất kì các mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ nào

hợp lí.

3. S-CSCF đưa ra bản tin De-register và chuyển tiếp về P-CSCF cho UE này và

cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa UE đã đăng kí đó. Lí do xóa

đăng kí nhận từ HSS sẽ được đưa và bản tin nếu có thể.

4. P-CSCF thông tin cho UE về việc xóa đăng kí và chuyển lí do xóa đăng kí

cho UE nếu có thể. Đến khi mất liên lạc với di động, nó mới cho phép UE đó

không cần nhận thông tin xóa đăng kí.

5. P-CSCF gửi đáp ứng tới S-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó

để xóa đăng kí của UE.

6. Khi có thể, UE gửi một đáp ứng tới P-CSCF để báo nhận xóa đăng kí. Một

UE không có khả năng giao tiếp hoặc nằm ngoài P-CSCF sẽ không thể trả lời

cho yêu cầu xóa đăng kí. P-CSCF sẽ thực hiện xóa đăng kí trong bất kì trường

hợp nào ví dụ sau khi bộ định thời đã hết giờ.

Nếu UE không tự động thực hiện xóa đăng kí khi đến kì xóa đăng kí thì người

dùng sẽ được thông tin về sự xóa đăng kí và các lí do nếu có thể.

CHÚ Ý: Bước 4 và bước 5 có thể thực hiện song song P-CSCF trả lời cho S-CSCF

trước khi nhận được cầu trả lời từ UE.

7. S-CSCF đáp trả các thực thể đã khởi tạo xử lí.

3.1.2.2.4 Xóa đăng kí khởi tạo mạng bởi S-CSCF

Một mặt bằng dịch vụ cũng có thể quyết định sự cần thiết để xóa đăng kí SIP

của người dùng. Chức năng này thiết lập thủ tục xóa đăng kí và sinh ra ở mặt bằng

dịch vụ.

Hình sau thể hiện một sự điều khiển dịch vụ khởi tạo xóa đăng kí ứng dụng SIP

kết cuối IMS. Các thành phần truyền tải IP (ví dụ SGSN, GGSN) không được thông

báo. Nếu truy nhập gói thành công thì sẽ bị xóa bỏ một kĩ thuật quản lí lớp truyền tải

sẽ được sử dụng kĩ thuật quản lí địa chỉ không đựoc sử dụng trong ngữ cảnh này để để

cập nhật thông tin thuê bao, như thông tin EIR, trao quyền truy nhập vv. Ngữ cảnh này

chỉ địa chỉ các đặc tả hoạt động xóa đăng kí ứng dụng SIP là có hiệu lực.



Vì được quyết định bởi các nhà khai thác, nên các phiên được phát hành bằng

cách sử dụng các thủ tục phát hành phiên khởi tạo mạng.

Hình 3.7 Xóa đăng kí ứng dụng khởi tạo mạng-mặt bằng dịch vụ

1. S-CSCF nhận thông tin xóa đăng kí từ mặt bằng điều khiển dịch vụ và thực

hiện bất kì các thủ tục điều khiển dịch vụ hợp lí nào. Thông tin này có thể bao

gồm cả lí do xóa đăng kí.

2. SCSCF phát bản tin xóa đăng kí về phía P-CSCF cho UE này và cập nhật cơ

sở dữ liệu bên trong của nó để xóa đăng kí UE này. Lí do xóa đăng kí cũng

được truyền đi nếu có thể.

3. P-CSCF thông báo cho UE biết về sự xóa đăng kí và chuyển tiếp không chỉnh

sửa lí do xóa đăng kí nếu có thể. Đến khi mất liên lạc với di động thì nó mới

cho phép UE không cần nhận thông tin về xóa đăng kí.

4. P-CSCF gửi đáp ứng tới S-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó

để xóa đăng kí của UE.

5. Khi có thể, UE gửi đáp ứng tới P-CSCF để báo nhân sự xóa đăng kí. Một UE

mất liên lạc hoặc nằm ngoài vùng phủ sóng của P-CSCF sẽ không thể trả lời

yêu cầu xóa đăng kí. P-CSCF sẽ thực hiện xóa đăng kí trong trường hợp này

ví dụ: bộ định thời cho yêu cầu này đã hết hạn.

Nếu như UE không tự động xóa đăng kí khi đã đến kì hạn, người dùng sẽ

được thông báo về sự xóa đăng kí và các lí do xóa nếu có thể.

CHÚ Ý: Bước 4 và 5 có thể thực hiện song song, P-CSCF có thể gửi câu trả lời

tới S-CSCF trước khi nhận được câu trả lời của UE.



6. S-CSCF gửi một sự cập nhật về sự xóa đăng kí thuê bao trong chính nó tới

HSS.

7. HSS khẳng định lại sự cập nhật đó.

3.2 Thủ tục liên quan đến truy vấn thông tin định tuyến (giao diện Dx)

3.2.1 Nhận dạng người dùng tới giải đáp HSS

Phần này trình bày kĩ thuật phân tích để I-CSCF và S-CSCF tìm ra địa chỉ của

HSS–nơi lưu trữ dữ liệu thuê bao để nhận dạng thuê bao. Kĩ thuật phân tích này không

được sử dụng tại mạng chỉ có một HSS

Ở bản tin REGISTER và MT INVITE, I-CSCF truy vấn HSS để có dữ liệu đặc

tả thuê bao như vị trí hiện tại hay tham số nhận thực. Điều này cũng phải được thiết

lập nhờ đăng kí trên S-CSCF. Trong trường hợp có nhiều hơn một HSS độc lập trong

mạng, thì HSS mà chứa thông tin người dùng đang cần thiết cần phải được tìm thấy.

Để biết tên của HSS, I-CSCF và S-CSCF truy vấn tới thực thể chức năng vị trí thuê

bao (SLF).

Bộ vị trí thuê bao được truy nhập thông qua giao diện Dx Diameter. Giao diện

Dx Diameter là giao diện chuẩn giữa CSCF và SLF.

Giao diện Dx cung cấp:

Một sự vận hành để truy vấn vào bộ định vị thuê bao từ I-CSCF hoặc từ S-

CSCF.

Một sự đáp ứng để cung cấp tên HSS về phía I-CSCF hoặc về phía S-CSCF.

Bằng việc gửi lên giao diện Dx bản tin Dx-SLF-Query mà I-CSCF hoặc S-

CSCF yêu cầu một nhận dạng thuê bao của thuê bao mà nó đang tìm trong HSS. Bằng

cách gửi lên giao diện Dx bản tin Dx-SLF-RESP mà SLF đáp ứng được tên HSS. I-

CSCF hoặc S-CSCF tương ứng tiếp tục truy vấn HSS đã lựa chọn đó. Như một tùy

chọn tại thời điểm đăng kí, I-CSCF có thể chuyển tiếp tên của HSS tới S-CSCF để đơn

giản hóa thủ tục S-CSCF tìm HSS của thuê bao. Tùy chọn này có thể được sử dụng ở

mạng chỉ có một HSS đơn.

2 bản tin được đưa ra được sử dụng trong giao diện Dx:

Yêu cầu thông tin vị trí Location-Info-Request (LIR) – yêu cầu tìm HSS

Trả lời thông tin vị trí Location-Info-Request (LIA) – Trả lời vị trí HSS

Định dạng của bản tin thanh toán: yêu cầu thông tin vị trí và trả lời vị trí được định

nghĩa trong giao thức cơ bản Diameter.

Những biểu tượng sau được sử dụng trong bản tin:

<AVP> nói rằng các AVP bắt buộc này được gán cố định trong bản tin

{AVP} cho biết một AVP bắt buộc trong bản tin



[AVP] cho biết rằng AVP tùy chọn trong bản tin

*AVP cho biết rằng nhiều sự kiện có thể có trong một AVP

Bản tin định vị ví trí (LIR) (chỉ định trường mã lệnh đặt thành 302 và bit R

được đặt trong trường cờ) (3GPP).

Định dạng bản tin LIR: <Diameter header: 302, REQ, PXY, 16777216><Session-Id>{Vendor-Specific-Application-Id}{Auth- Session-State}{Origin-Host}{Origin-Realm}[Destination-Host]{Destinaiton-Realm}*[Supported-Features]{Public-Identity}*[AVP]*[Proxy]*[Routed-Record]

Yêu cầu này bao gồm:

Nhận dạng người dùng công khai – bao gồm nhận dạng từ trường yêu cầu URI

của phương thức SIP.

Thông tin định tuyến – bao gồm địa chỉ của HSS nếu I-CSCF nhận biết. Nếu I-

CSCF không biết địa chỉ của HSS, khi đó nó kể đến vị trí đích.

Nhận dạng miền mà bản tin Diameter định tuyến đến.

HSS trả lời với một lệnh trả lời thông tin vị trí (LIA).

Lệnh Trả lời thông tin vị trí (LIA), với mã lệnh đặt thành 302, và bit R được sẽ

bị xóa trong trường cờ, đáp ứng lại bản tin LIR.

Định dạng bản tin LIA: <Diameter header: 302, REQ , PXY, 16777216><Session-Id>[Result-Code]{Vendor-Specific-Application-Id}{Experimental-Result}{Auth- Session-State}{Origin-Host}{Origin-Realm}*[Supported-Features]{Public-Identity}[Server - Capabilities]*[AVP]



*[Failed-AVP]*[Proxy - Info]*[Routed-Record]

Câu trả lời này bao gồm:

Kết quả - thông báo kết quả của lệnh LIR.

Tên hoặc các khả năng S-CSCF – sau cùng được trả lời nếu người dùng không

có tên S-CSCF được gán, mặt khác URI SIPcủa S-CSCF được trả lời.

Giá trị của Mã kết quả AVP

a> thành công

1.Đăng kí Diameter lần đầu DIAMETER_FIRST_REGISTRATON

HSS cho I-CSCF biết rằng:

- Người dùng được cấp quyền để đăng kí với nhận dạng công khai;

- Một S-CSCF sẽ được gán tới người dùng;

2. Dịch vụ chưa đăng kí DIAMETER_UNTERGISTERED_SERVICE


- nhận dạng công khai không được đăng kí nhưng có các dịch vụ liên quan

tới trạng thái chưa đăng kí;

- Một S-CSCF sẽ được gán tới người dùng;

3. DIAMETER_SUCCESS_SERVER_NAME_NOT_STORE


- kết thúc đăng kí được đưa ra;

- S-CSCF không được lưu trữ trong HSS;

4. DIAMETER_SERVER_SELECTION


- Người dùng được cấp quyền để đăng kí với nhận dạng công khai này;

- Một S-CSCF đã được gán cho các dịch vụ liên quan tới trạng thái chưa

đăng kí rồi;

- Có thể cần thiết để gán một S-CSCF mới tới người dùng;

b> Lỗi

1. DIAMETER_ERROR_USER_UNKNOW

Bản tin được nhận từ một người dùng lạ mặt;

2. DIAMETER_ERROR_IDENTITIES_DONT_MATCH



Một bản tin được nhận với một nhận dạng công khai và một nhận dạng cá nhân

của người dùng, và server xác định rằng nhận dạng công khai không tương ứng với

nhận dạng cá nhân;

3. DIAMETER_ERROR_IDENTITY_NOT_REGISTERED

Một truy vấn đối với thông tin vị trí được nhận từ một nhận dạng công khai mà

không được đăng kí trước đó;

4. DIAMETER_ERROR_ROAMING_NOT_ALLOWED

Người dùng không được phép chuyển vùng trong mạng khách;

5. DIAMETER_ERROR_IDENTITY_ALREADY_REGISTERED

Nhận dạng được đăng kí với server được gán rồi và trạng thái đăng kí không

cho phép chèn vào;

6. DIAMETER_ERROR_TOO_MUCH_DATA

Số lượng dữ liệu tới bên nhận vượt quá dụng lượng;

7. DIAMETER_ERROR_NOT_SUPPORTED_USER_DATA

S-CSCF cho HSS biết rằng nhận được dữ liệu chứa thông tin không được nhận

ra hoặc hỗ trợ;

3.2.2 Đăng kí trên SLF

Hình 3.8 Đăng kí trên SLF (trường hợp 1)

1. I-CSCF nhận một yêu cầu đăng kí và bây giờ phải truy vấn vị trí dữ liệu của

thuê bao.

2. I-CSCF gửi một Dx-SLF-Query tới SLF chứa các tham số nhận dạng thuê bao

đặt trong yêu cầu REGISTER.



3. SLF tìm trong cơ sở dữ liệu của nó nhận dạng thuê bao được truy vấn.

4. SLF trả lời dữ liệu của thuê bao cùng với tên HSS.

5. I-CSCF có thể tiến hành bằng cách truy vấn HSS phù hợp.

Hình 3.9 Đăng kí trên SLF(trường hợp 2)

1. I-CSCF gửi yêu cầu REGISTER tới S-CSCF. và bây giờ phải truy vấn vị trí

dữ liệu của thuê bao.

2. S-CSCF gửi Dx-SLF-QUERY tới SLF với các tham số nhận dạng thuê bao

đặt trong yêu cầu đăng kí.


4. SLF trả lời dữ liệu của thuê bao kèm với tên của HSS.

3.2.3 Mời UE trên SLF

Hình 3.10 Mời UE trên SLF

1. I-CSCF nhận yêu cầu INVITE và bây giờ phải truy tìm vị trí dữ liệu của thuê

bao.



2. I-CSCF gửi Dx-SLF-QUERY tới HSS chứa các tham số nhận dạng thuê bao

được đặt trong yêu cầu INVITE.


4. SLF trả lời dữ liệu thuê bao cùng với tên của HSS.

Để ngăn cản dịch vụ SLF sai, SLF có thể được phân phối trên nhiều Server.

Một vài phương pháp có thể được đặt để tìm ra các server này.

3.3 Khởi tạo phiên

Khi một người dùng A muốn có một phiên với người dùng B, UE A tạo ra yêu

cầu INVITE SIP và gửi yêu cầu này qua điểm tham chiếu Gm tới P-CSCF. P-CSCF xử

lý yêu cầu: ví dụ như P-CSCF giải nén yêu cầu và kiểm ra nhận dạng người dùng khởi

tạo trước khi chuyển tiếp yêu cầu qua điểm tham chiếu Mw tới S-CSCF. S-CSCF xử lý

yêu cầu, thực hiện điều khiển dịch vụ bao gồm tương tác với các server ứng dụng (AS)

và cuối cùng quyết định điểm vào nhà vận hành mạng nhà của người dùng B dựa trên

nhận dạng người dùng B trong yêu cầu INVITE SIP. Hình 3.11 Lưu đồ thiết lập phiên

IMS mức cao.

Hình 3.11 Lưu đồ thiết lập phiên IMS mức cao.

I-CSCF nhận yêu cầu qua điểm tham chiếu Mw và liên hệ với HSS qua điểm

tham chiếu Cx của giao thức Diameter để tìm S-CSCF đang phục vụ người dùng

B.Yêu cầu này được chuyển qua điểm tham chiếu Mw tới S-CSCF. S-CSCF thực hiện

trách nhiệm xử lý thiết bị đầu cuối phiên, tính đến cả tương tác với các server ứng

dụng (AS) và cuối cùng thực hiện chuyển giao yêu cầu tới P-CSCF qua điểm tham

chiếu Mw. Sau khi xử lý (ví dụ nén và kiểm tra cá nhân), P-CSCF sử dụng điểm tham

chiếu Gm để chuyển giao yêu cầu INVITE SIP tới UE B. UE B tạo ra một câu trả lời

theo chiều ngược lại tới UE A theo tuyến đã được tạo (ví dụ UE B -»P-CSCF -> S-

CSCF -> I-CSCF -> S-CSCF -> P-CSCF -> UE A).



Sau một vài hành trình quay trở về, cả hai UE hoàn thành thiết lập phiên và có

thể bắt đầu kích hoạt ứng dụng (ví dụ chơi cờ). Trong khi thiết lập phiên nhà vận hành

có thể điều khiển sử dụng kênh mang dành cho lưu lượng phương tiện.

Trong quá trình khởi tạo phiên này ta thấy rằng I-CSCF liên hệ với HSS qua

điểm tham chiếu Cx của giao thức Diameter để tìm S-CSCF đang phục vụ người dùng

B.

3.4 Tính cước

Có hai kiến trúc tính cước đó là tính cước trực tuyến và tính cước ngoại tuyến.

3.4.1 Kiến trúc tính cước

Kiến trúc IMS hỗ trợ cả hai khả năng tính cước trực tuyến và tính cuớc ngoại

tuyến. Tính cước trực tuyến là quá trình tính cước ở các thực thể IMS, như là một

server ứng dụng (AS) tương tác với hệ thống tính cước trực tuyến. Hệ thống tính cước

trực tuyến tương tác thời gian thực với tài khoản của người sử dụng và điều khiển hoặc

giám sát tính cước liên quan tới sử dụng dịch vụ: ví dụ, AS truy vấn hệ thống tính

cước trực tuyến trước khi cho phép thiết lập phiên hoặc nhận thông tin về một người

sử dụng có thể tham gia vào một hội nghị trong bao lâu. Tính cước ngoại tuyến là một

quá trình tính cước ở đó thông tin tính cước được tập hợp chủ yếu sau phiên và hệ

thống tính cước không tác động thời gian thực đến dịch vụ đang sử dụng. Trong mô

hình này một người dùng nhận được một hóa đơn trong hàng tháng, chỉ ra các khoản

phí tổn phải chịu trong một giai đoạn riêng. Nhờ có các các mô hình tính cước tự

nhiên khác của các giải pháp kiến trúc khác nhau được đòi hỏi.

3.4.2 Kiến trúc tính cước ngoại tuyến

Điểm trung tâm trong kiến trúc tính cước ngoại tuyến là chức năng tập hợp tính

cước (CCF – Charing Collection Function). CCF nhận thông tin tính toán từ các thực

thể IMS qua điểm tham chiếu Rf. Hơn nữa CCF xử lý dữ liệu nhận được và sau đó xây

dựng và định dạng bản ghi dữ liệu cước CDR (charing data record) hiện thời. CDR

được chuyển tới hệ thống hóa đơn, nhận được nhờ cung cấp CDR cuối cùng, cùng với

thông tin tính cước nhận được từ các nguồn khác như là (ví dụ chức năng cổng tính

cước, hoặc CGF-Charing Gateway Function). Hình 3.12 mô tả kiến trúc tính cước

ngoại tuyến trong một trường hợp ở nơi cả hai phần chủ gọi và phần bị gọi đều đang



sử dụng chuyển vùng IMS. Khi người dùng không chuyển vùng ở đó sẽ duy nhất một

CCF liên quan.

Hình 3.12 Kiến trúc tính cước IMS ngoại tuyến

3.4.2.1 Chức năng tập hợp tính cước CCF

Cách sử dụng của CCF cho phép một nhà vận hành có điểm tham chiếu đơn

hướng về hệ thống hóa đơn, CCF chuyển giao thông tin tính cước từ các thực thể IMS

(AS, MRFC, S-CSCF, I-CSCF, P-CSCF, BGCF, MGCF) tới các hệ thống hóa đơn tự

chọn của nhà vận hành mạng. Các chức năng chính của CCF là:

Tập hợp thông tin thanh toán từ các thực thể IMS và tạo thông tin thanh toán

chung;

Tương quan, hợp nhất, lọc các trường không cần thiết và thêm vào thông tin

nhà vận hành riêng biệt để nhận thông tin thanh toán;

Tạo các CDR sau khi tiền xử lý;

Chuyển các CDR tới hệ thống hóa đơn;

Đệm CDR khi hệ thống hóa đơn bận;



CCF có thể thực hiện như là một trung tâm, phần tử mạng riêng hoặc như là

một chức năng tích hợp cứ trú trong các thực thể IMS. Có một CCF đơn giảm bớt tải

của thực thể IMS bởi vì nó không cần thiết để đệm và hoàn trả các CDR hiện thời.

3.4.2.2 Chức năng cổng tính cước

CGF trong miền chuyển mạch gói (PS) cung cấp một cơ chế để chuyển giao

thông tin tính cước từ các node SGSN và GGSN tới các hệ thống hóa đơn đã được

chọn của nhà vận hành mạng. Các chức năng chính của CGF cho miền PS là nguyên lý

tương đương cho các CCF sử dụng trong miền IMS. Một điểm khác là CGF nhận các

CDR hợp lệ từ SGSN và GGSN.

3.4.2.3 Hệ thống hóa đơn

CCF và CGF gửi các CDR tới hệ thống hóa đơn tạo ra hóa đơn thực sự (ví dụ

gửi tới thuê bao mỗi tháng một lần). Hóa đơn sẽ bao gồm ví dụ số phiên, đích, khoảng

thời gian và loại phiên (âm thanh, hình ảnh).

3.4.2.3 Điểm tham chiếu Rf (Diameter)

3.4.2.3.1 Nguyên lý cơ bản

Chức năng tính cước ngoại tuyến dựa trên thông tin báo cáo từ các nút mạng

IMS dựa trên việc nhận một vài phương pháp SIP khác nhau hoặc bản tin ISUP, đa số

thông tin liên quan đến thanh toán được chứa trong những bản tin này. Báo cáo này

được tiến hành bằng việc gửi bản tin yêu cầu thanh toán Diameter (ACR) (Bắt đầu,

chuyển tiếp và dừng) từ các nút IMS tới CCF.

Diameter client sử dụng ACR bắt đầu, chuyên tiếp và dừng trong các thủ tục có

liên quan đến các phiên SIP. Người dùng sử dụng các ACR sự kiện cho các phiên SIP

không thành công và cho các thủ tục phiên không liên quan.

Nhà vận hành lựa chọn các bản tin phương pháp SIP hoặc ISUP để khởi động

ACR. Tuy nhiên, hai mục bắt buộc đã được định nghĩa:

Bất cứ khi nào 200 OK SIP, xác nhận một INVITE SIP khởi tạo, được nhận

hoặc MGFC nhận một trả lời ISUP, ACR sẽ bắt đầu được gửi tới CCF.

Bất cứ khi nào nhận được BYE SIP hoặc MGCF nhận một xóa ISUP, sẽ dừng

gửi ACR tới CCF.



Bảng 3.3 mô tả tất cả các ACR có thể được gửi từ một P-CSCF, I-CSCF, S-

CSCF, MGCF hoặc BGCF. Một danh sách nút cụ thể ACR, với các AVP được mô tả

chi tiết trong phần sau.



Bảng 3.3 Bản tin yêu cầu thanh toán khởi sự bởi SIP hoặc bản tin ISUP cho tất

cả các nút IMS trừ MRFC và AS

Bản tin

Diameter

Khởi sự bởi SIP/Bản tin ISUP Bắt buộc/

Cấu hình

ACR (bắt đầu)SIP 200 OK xác nhận một khởi tạo SIP INVITE Bắt buộc

ISUP: ANM (có thể dùng được cho MGCF) Bắt buộc

ACR (chuyển

tiếp)

SIP 200 OK xác nhận một SIP RE-INVITE hoặc

SIP UPDATE (thay đổi trong thành phần phương

tiện)

Cấu hình

AVP kết thúc (Acct-Interm-Interval) Cấu hình

ACR (dừng)

Bản tin SIP BYE (cả 2 trường hợp kết thúc phiên

bình thường và bất bình thường)Bắt buộc

ISUP: REL (có thể dùng cho MGCF) Bắt buộc

ACR (Sự kiện)

SIP 200 OK xác nhận phiên không liên quan đến

các bản tin SIP là:

SIP NOTIFY

SIP MESSAGE

SIP REGISTER

SIP SUBCRIBER

Cấu hình

Cấu hình

Cấu hình

Cấu hình

Đáp ứng SIP cuối cùng (4xx, 5xx, 6xx), cho biết

rằng một phiên SIP không thành công Cấu hình *

Đáp ứng SIP cuối cùng (4xx, 5xx, 6xx), chỉ định

một thủ tục phiên không liên quan SIP không

thành côngCấu hình *

SIP CANCEL, chỉ định sự bải bỏ của phiên SIPCấu hình *

I-CSCF hoàn thành một truy vấn Cx mà đưa ra

để đáp ứng SIP INVITE

Cấu hình *





Bảng 3.4 Bản tin yêu cầu thanh toán khởi tạo bởi các phương pháp SIP đối với

MRFC

Bản tin

Diameter

Trigger Bắt buộc/Cấu

hình

ACR (bắt

đầu)

SIP 200 OK xác nhận một SIP INVITE

cho khởi tạo một phiên hội thảo đa

phương tiện không dự tính trước

Bắt buộc

ACR

(chuyển tiếp)

SIP ACK xác nhận một SIP INVITE để

kết nối một UE tới phiên hội thảoBắt buộc

ACR (dừng)

Kết thúc AVP (AVP-interim-Interval) Cấu hình

Bản tin SIP BYE Bắt buộc

SIP final đáp ứng với lỗi mà là 4xx, 5xx,

6xx chỉ định sự kết thúc của một phiênBắt buộc

Các AS hỗ trợ 4 kiểu ACR (Bắt đầu/chuyển tiếp/dừng/sự kiện). Sử dụng bản tin

ACR bắt đầu, chuyển tiếp và dừng (Tính cước phiên) ngược với ACR sự kiện (tính

cước sự kiện) tùy thuộc vào các nhà cung cấp dịch vụ bởi server ứng dụng. Ví dụ các

luồng cho một AS tận dụng thanh toán sự kiện và một AS sử dụng thanh toán phiên

được đưa ra trong sau.

Thiết lập phiên- di động khởi tạo

Hình 3.13 Biểu đồ chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (di động)



Hình 3.13 đưa ra sự giải quyết Diameter mà yêu cầu giữa CSCF và CCF trong suốt

phiên thiết lập tạo ra bởi UE

1. Phiên được khởi tạo;

2. Đích trả lời và đáp ứng cuối cùng được nhận;

3. Dựa trên nhận đáp ứng cuối cùng, S-CSCF gửi một yêu cầu thanh toán với kiểu

bản ghi thanh toán chỉ định là START_RECORD để ghi lại bắt đầu của phiên

người dùng và bắt đầu của thành phần phương tiện trong S-CSCF CDR;

4. CCF xác nhận việc nhận dữ liệu và mở ra S-CSCF CDR;

5. Giống với 3, nhưng cho P-CSCF;

6. Giống với 4, nhưng tạo ra P-CSCF CDR;

Thiết lập phiên-Di động kết thúc

Hình 3.14 đưa ra giải quyết Diameter mà yêu cầu giữa CSCF và CCF trong suốt

phiên thiết lập mà được kết thúc tới một nút di động.

Hình 3.14 Bảng chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (kết thúc di động)



1. Phiên được khởi tạo;

2. Dựa trên hoàn thành Truy vấn Cx, I-CSCF gửi một yêu cầu thanh toán với kiểu

bản ghi thanh toán đặt thành EVENT (sự kiện);

3. CCF xác nhận dữ liệu đã được nhận và tạo ra I-CSCF CDR;

4. Đích trả lời và đáp ứng cuối cùng được gửi;

5-8. Những bước này được mô tả giống như trong phần trên;

Thủ tục giữa phiên

Hình 3.15 đưa ra sự giải quyết Diameter mà được yêu cầu giữa CSCF và CCF

khi một UE tạo ra SIP (Re-) INVITE hoặc SIP UPDATE trong giữa phiên, để thay đổi

thành phần môi trường, hoặc khi mà được giữ lại và thủ tục tiếp tục lại.

Hình 3.15 Biểu đồ chuỗi bản tin đối với môi trường thay đổi

1. Thay đổi thông tin môi trường được nhận từ thuê bao;



2. Đích xác nhận thay đổi môi trường;

3. S-CSCF gửi yêu cầu thanh toán với kiểu bản ghi thanh toán chỉ định

INTERIM_RECORD để ghi lại sự thay đổi của thành phần trong S-CSCF

CDR;

4. CCF xác nhận việc nhận dữ liệu và cập nhật S-CSCF CDR;

5. Giống với 3 nhưng là của P-CSCF;

6. Giống với4 nhưng là của P-CSCF CDR;

Từ bỏ phiên – Di động khởi tạo

Hình 3.16 đưa ra sự giải quyết Diameter giữa CSCF và CCF cho từ bỏ phiên

mà khởi tạo bởi UE

Hình 3.16 Biểu đồ chuỗi bản tin cho từ bỏ phiên

1. Phiên được bỏ đi;

2. Tại phiên kết thúc, P-CSCF gửi yêu cầu thanh toán với kiểu bản ghi thanh toán

chỉ định STOP_RECORD để ghi lại dừng phiên và dừng lại của thành phần

trong P-CSCF CDR;

3. CCF xác nhận nhận dữ liệu và đóng P-CSCF CDR;

4. Giống 2 nhưng là S-CSCF;

5. Giống 3, đóng S-CSCF CDR;



6. Việc dỡ bỏ đã được xác nhận;

Dỡ bỏ phiên- Mạng khởi tạo

Trong trường hợp mạng khởi tạo phiên gỡ bỏ, nút IMS gửi một bản tin SIP

BYE mà được đáp ứng với một bản tin SIP 200 OK. Bản tin thanh toán cho trường

hợp này giống với di động khởi tạp dỡ bỏ phiên mô tả trong phần trên.

Phiên dỡ bỏ - CCF khởi tạo

Nhà vận hành IMS có thể yêu cầu dỡ bỏ phiên SIP trên khởi tại điều kiện gặp

phải, ví dụ ngay sau khi có sự gian lận được phát hiện

Hình 3.17 đưa ra sự giải quyết Diameter mà yêu cầu để dỡ bỏ trên phiên SIP

đang tiếp diễn.

Hình 3.17 Biều đồ chuỗi bản tin đối với mang khởi tạo gỡ bỏ phiên

1. S-CSCF khởi tạo gỡ bỏ phiên SIP với yêu cầu SIP BYE tới các thành phần đầu

và cuối.

2. Với quá trình kết thúc phiên, P-CSCF gửi yêu cầu thanh toán với kiểu bản ghi

thanh toán chỉ định là STOP_RECORD để ghi lại dừng phiên và dừng thành

phần trong P-CSCF CDR;

3. CCF xác nhận việc nhận dữ liệu và đóng P-CSCF CDR;



4. Giống với 2, nhưng dành cho S-CSCF;

5. Giống với 3, nhưng là cho S-CSCF CDR;

6-8 S-CSCF gửi bản tin đáp ứng 200 OK từ các thành phần đầu đến thành phần kết

thúc;

Thiết lập phiên – PSTN khởi tạoHình 3.18 đưa ra giải quyết Diameter mà yêu cầu giữa MGCF và CCF trong

suốt phiên thiết lập khởi tạo từ phía PSTN

Hình 3.18 Biều đồ chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (PSTN khởi tạo)

1. Phiên được tạo ra từ PSTN;

2. Phiên được đặt khởi tạo trong IMS;

3. Đích trả lời và đáp ứng cuối cùng được nhận;

4. MGCF chuyển bản tin trả lời tới PSTN;

5. Dựa trên nhận đáp ứng cuối cùng, MGCF gửi yêu cầu thanh toán với kiểu bản

ghi thanh toán chỉ định là START_RECORD để ghi lại bắt đầu phiên người

dùng và bắt đầu của thành phần trong MGCF CDR;

6. CCF xác nhận nhận dữ liệu và mở MGCF CDR;

Thiết lập phiên – IMS khởi tạoHình 3.19 đưa ra giải quyết Diameter mà yêu cầu giữa BGCF, MGCF và CCF

trong suốt phiên thiết lập khởi tạo từ phía IMS.



1. Phiên được tạo ra từ IMS;

2. Phiên hướng về PSTN được thiết lập;

3. Đích trả lời và bản tin trả lời được nhận;

4. Bản tin đáp ứng cuối cùng được gửi tới bên thiết lập phiên;

5. Dựa trên việc nhận bản tin trả lời, MGCF gửi một yêu cầu thanh toán với kiểu

bản ghi thanh toán chỉ định là START_RECORD để ghi lại bắt đầu phiên người

dùng và bắt đầu của thành phần phương tiện trong MGCF CDR;

6. CCF xác nhận việc nhận dữ liệu và mở MGCF CDR.;

Hình 3.19 Biểu đồ chuỗi bản tin cho thiết lập phiên (IMS khởi tạo)

7. Dựa trên nhận bản tin 200 OK, BGCF gửi một yêu cầu thanh toán với kiểu bản

ghi thanh toán chỉ định là START_RECORD để ghi lại bắt đầu phiên người

dùng và bắt đầu của thành phần trong BGCF CDR;

8. CCF xác nhận nhận dữ liệu và mở ra BGCF CDR;

Phiên dỡ bỏ- PSTN khởi tạo

Hình 3.20 đưa ra giải quyết mà yêu cầu giữa BGCF, MGCF và CCF khi PSTN

khởi tạo dỡ bỏ



1. . Sự chấp nhận của bản tin gỡ bỏ được xác nhận;

2. Dựa trên việc nhận bản tin gỡ bỏ, MGCF gửi một yêu cầu thanh toán với kiểu

bản ghi thanh toán chỉ định STOP-RECORD để ghi lại sự dừng lại của phiên

trong MGCF CDR;

Hình 3.20 Biểu đồ chuỗi bản tin cho dỡ bỏ phiên (PSTN khởi tạo)

3. CCF xác nhận việc nhận dữ liệu và đóng MGCF CDR;

4. Giống 4, nhưng cho BGCF

5. Giống 5, nhưng đối với BGCF

Gỡ bỏ phiên – IMS khởi tạo

Hình 3.21 đưa ra sự giải quyết Diameter mà được yêu cầu giữa BGCF, MGCF

và CCF khi IMS khởi tại gỡ bỏ phiên.

1. Việc gỡ bỏ phiên được khởi tạo từ phía IMS;

2. Bản tin gỡ bỏ được gửi hướng về PSTN;

3. Xác nhận bản tin gỡ bỏ được nhận từ PSTN;

4. Dựa trên việc nhận bản tin BYE, BGCF gửi yêu cầu thanh toán với kiểu yêu

cầu thanh toán chỉ định là STOP_RECORD để ghi lại sự dừng lại của phiên

trong BGCF CDR;



5. CCF xác nhận việc nhận dữ liệu và đóng BGCF CDR ;

6. Giống với 4, nhưng là cho MGCF;

7. Giống với 5, nhưng là cho MGCF;

Hình 3.21 Biểu đồ chuỗi bản tin cho gỡ bỏ phiên (IMS khởi tạo)

Định dạng bản tin

Tổng kết của định dạng bản tin thanh toán ngoại tuyến

Các nút IMS tạo ra thông tin thanh toán mà có thể chuyển từ các nút tới CCF.

Đối với mục đích này, ứng dụng thanh toán IMS sử dụng bản tin yêu cầu thanh toán và

trả lời thanh toán từ giao thức Diameter cơ bản.

Bảng 3.5 Mô tả sử dụng những bản tin trong thanh toán ngoại tuyến

Tên lệnh Nguồn Đích Viết tắt

Yêu cầu thanh

toán

S-CSCF, I-CSCF, P-CSCF,

MGCF, MRFC, BGCF, AS CCF ACR

Trả lời thanh toán CCF

S-CSCF, I-CSCF, P-

CSCF, MGCF,

MRFC, BGCF, AS

ACA



Cấu trúc của định dạng bản tin thanh toán

Định dạng của bản tin thanh toán: yêu cầu thanh toán và trả lời thanh toán được

định nghĩa trong giao thức cơ bản Diameter.

1. Bản tin yêu cầu thanh toán

Bảng 3.6 đưa ra cấu trúc của bản tin yêu cầu thanh toán được sử dụng cho thanh

toán ngoại tuyến. Việc sử dụng các AVP này được đưa ra cụ thể trên từng nút IMS và

kiểu ACR

Bảng 3.6 Bản tin yêu cầu thanh toán (ACR) dành cho thanh toán ngoại tuyến

Chú ý rằng AVP kiểu “Grouped” là nhóm AVP được đưa trong bảng 3.6



2. Bản tin trả lời thanh toán

Bảng 3.7 đưa ra cấu trúc cơ bản của bản tin trả lời thanh toán Diameter được sử

dụng cho thanh toán ngoại tuyến IMS. Bản tin luôn luôn được sử dụng bởi CCF.

Bảng 3.7 Bản tin trả lời thanh toán (ACA) cho thanh toán ngoại tuyến

MRFC—CDR được tạo ra dựa trên thông tin từ MRFC

AS—CDR được tạo ra dựa trên thông tin từ AS

Những AVP Diameter này được sử dụng cho thanh toán ngoại tuyến được đánh

dấu là “Yes” trong bảng 3.6 tới 3.7. Những Diameter AVP không được sử dụng cho

thanh toán ngoại tuyến sẽ được đánh dấu là “No” trong bảng 3.6 đến 3.7. Việc đưa ra

nội dung có thể “Yes” hoặc không thể “No” được CCF sử dụng để xây dựng các CDR.

Những biểu tượng sau được sử dụng trong bảng:

<AVP> nói rằng các AVP bắt buộc này được gán cố định trong bản tin

{AVP} cho biết một AVP bắt buộc trong bản tin

[AVP] cho biết rằng AVP tùy chọn trong bản tin

*AVP cho biết rằng nhiều sự kiện có thể có trong một AVP



3.4.3 Kiến trúc tính cước trực tuyến

Hình 3.22 Kiến trúc tính cước IMS trực tuyến

S-CSCF, AS và MRFC là các thực thể IMS có thể thực hiện tính cước trực

tuyến. AS và MRFC sử dụng điểm tham chiếu Ro, trong khi S-CSCF sử dụng điểm

tham chiếu ISC (điều khiển dịch vụ IMS) để liên lạc với OSC (hệ thống tính cước trực

tuyến).

3.4.3.1 Chức năng tính cước sự kiện (ECF)

Khi UE yêu cầu cấp phép tính cước từ AS hoặc MRFC, AS hoặc MRFC liên

lạc với ECF (chức năng tính cước sự kiện) thông qua điểm tham chiếu Ro trước khi

chuyển giao dịch vụ tới người dùng: ví dụ, người sử dụng có thể gửi một yêu cầu

SUBSCRIBE tới một server mới hỏi về hội nghị thoại được thiết lập. ECF hỗ trợ hai

mô hình cấp phép khác nhau: tính cước sự kiện trực tiếp và tính cước sự kiện với dành

riêng đơn vị.

Trong mô hình tính cước sự kiện trực tiếp ECF sử dụng chức năng phân loại để

tìm bảng giá thích hợp cho một sự kiện. Sau khi giải quyết bảng giá và giá, ECF trừ đi

một khoản tiền thích hợp từ tài khoản của người dùng và cấp các ACR từ AS hoặc

MRFC. Khi sử dụng mô hình này AS hoặc MRFC biết rằng nó có thể chuyển giao

dịch vụ được yêu cầu tới bản thân người dùng. Ví dụ AS có thể gửi ACR và nói cho

ECF biết về dịch vụ (tức là, một trò chơi cờ) và số đơn vị (tức là, 2) được chuyển giao.

Sau đó ECF sử dụng chức năng phân loại để quyết định bảng giá (0.3€) và để tính toán

giá dựa trên số đơn vị được chuyển giao (0.6€). Cuối cùng tài khoản của người sử

dụng bị trừ đi 0.6€ và ECF thông báo cho AS biết rằng 2 đơn vị đã được cấp trong

ACA (trả lời thanh toán).



Trong tính cước sự kiện với mô hình dàng riêng đơn vị ECF sử dụng chức năng

phân loại để quyết định giá của dịch vụ yêu cầu theo thông tin dịch vụ riêng biệt, nếu

giá không được định sẵn trong ACR. Khi đó ECF đặt trước một khoản tiền thích hợp

từ tài khoản của người dùng và đáp lại lượng tài nguyên tương ứng từ AS hoặc MRFC.

Lượng tài nguyên có thể là thời gian hoặc khối lượng dữ liệu cho phép. Khi tài nguyên

được cấp tới người dùng đã được dùng hết hoặc dịch vụ đã được chuyển giao thành

công hoặc kết thúc, AS hoặc MRFC thông tin cho ECF biết lượng tài nguyên đã dùng

hết. Cuối cùng ECF trừ đi lượng đã dùng từ tài khoản của người sử dụng, nhưng có thể

đòi hỏi sự tương tác hơn nữa với chức năng phân loại. Mô hình này là thích hợp khi

AS hoặc MRFC không thể định rõ trước được hay không dịch vụ có thể được chuyển

giao hoặc lượng tài nguyên cần đến không biết trước để dùng cho dịch vụ đặc biệt (ví

dụ trong hội nghị).

3.4.3.2 Chức năng tính cước phiên (SCF)

Chức năng tính cước phiên (SCF) là dùng để thực hiện tính cước theo cách sử

dụng tài nguyên phiên, dựa trên yêu cầu nhận được từ S-CSCF quan điểm tham chiếu

ISC. SCF sẽ có thể điều khiển thiết lập phiên bởi cho phép hoặc từ chối một yêu cầu

thiết lập phiên sau khi kiểm tra tài khoản của người dùng. Thêm vào, SCF sẽ có thể kết

thúc một phiên hiện thời tức là, tài khoản người dùng đã hết. SCF hỗ trợ tính cước sự

kiện với mô hình dành riêng đơn vị cho tính cước sự kiện.

Thiết kế hiện tại buộc phải chấp nhận nhiều vấn đề khắt khe. Điều đó có nghĩa

là, ví dụ SCF phải hỗ trợ ngăn xếp giao thức SIP, hoạt động như là AS, duy trì mô

hình trạng thái cuộc gọi và thực thi điều khiển ngân sách cho các phiên IMS. Có toàn

bộ các chức năng này là một phần của một hệ thống tính cước sẽ làm quá tải hệ thống

và dẫn đến một cho hệ thống tính cước rời rạc. Thực tế, có hai tùy chọn để giải quyết

vấn đề này: hoặc mở rộng điểm tham chiếu ISC hoặc lựa chọn điểm tham chiếu thích

hợp khác. Trong phiên bản 6 đó là điểm tham chiếu Ro. Nó có thể chỉ dẫn một vài loại

cổng hoặc chức năng liên kết nối đang được giới thiệu giữa S-CSCF và SCF.

3.4.3.3 Chức năng tính cước kênh mang (BCF)

SGSN sử dụng điểm tham chiếu dựa trên phần ứng dụng CAMEL (CAP) yêu

cầu cho phép sử dụng kênh mang từ chức năng tính cước kênh mang (BCF). BCF điều

kiển sử dụng kênh mang (ví dụ: trong điều kiện được chấp nhận thời gian hoặc dung

lượng lưu lượng) BCF tương tác với chức năng phân loại và tài khoản của người dùng.

Trong phiên bản 6 các chức năng BCF cần mở rộng để kiểm soát WLAN (mạng vùng

nội hạt vô tuyến) và các yêu cầu tính cước dựa trên lưu lượng IP từ GGSN.



3.4.3.4 Chức năng phân loại

Chức năng phân loại thực hiện xác định đơn vị, giá và bảng giá. Trong quá trình

xác định đơn vị chức năng phân loại tính toán số lượng đơn vị tiền tệ nhỏ của liên

quan phiên (ví dụ: các đơn vị dịch vụ, lưu lượng dữ liệu, thời gian), dựa trên dịch vụ

được yêu cầu. Xác định bảng giá nghĩa là tính toán giá sử dụng mạng đối với việc sử

dụng của một dịch vụ riêng biệt: ví dụ, bảng giá của phiên IMS thông thường có thể là

0.1€ trên phút. Xác định giá được sử dụng để tính toán giá của số nhất định của các

đơn vị tiền tệ. Giá được sử dụng để cập nhập số dư tài khoản (bên nợ hoặc bên vay).

Có thể thực hiện chức năng phân loại trước khi hoặc sau khi tiêu dùng dịch vụ.

3.4.3.5 Điểm tham chiếu Ro

Nguyên lý cơ bản

Thanh toán trực tuyến IMS về bản chất sử dụng cùng một giao thức mà được sử

dụng cho thanh toán ngoại tuyến. Tuy nhiên, đối với thanh toán trực tiếp thì giao thức

có thể bao gồm thêm căp thuộc tính giá trị (AVPs) tồn tại trong các bản tin.

2 trường hợp cho thanh toán trực tuyến được phân biệt.

Thanh toán sự kiện trực tiếp (IEC) và

Thanh toán sự kiện với đơn vị dành riêng (ECUR)

Trong trường hợp thanh toán sự kiện trực tiếp (IEC), việc đảm bảo dữ liệu tới

AS được thực hiện trong một hoạt động đơn lẻ và đồng thời cũng bao gồm việc khấu

trừ đơn vị tiền tệ tương ứng từ tài khoản người dùng. Xử lý tính cước được điều khiển

bởi CC-request-Type EVENT_REQUEST tương ứng được gửi với một CCR đưa ra

cho thanh toán sự kiện.

Ngược lại, thanh toán với đơn vị dành riêng (ECUR) cũng bao gồm xử lý yêu

cầu, dự trữ, giải phóng và trả lại các đơn vị không dùng đến. Việc trừ đi đơn vị tiền tệ

tương ứng sau khi kết thúc ECUR. Trong trường hợp này, một kiểu yêu cầu CC yêu

cầu khởi tạo/cập nhật/kết thúc được sử dụng để điều khiển phiên thanh toán. Trong

suốt một phiên SIP, có thể lặp đi lặp lại hoạt động dành riêng đơn vị và hoạt động tính

cước chỉ ra trong TS 32.200.

AS/MRFC có thể áp dụng hoặc IEC, khi mà bản tin CCR sự kiện được tạo ra,

hoặc ECUR, sử dụng CC khởi tạo, kết thúc, và cập nhật. Việc quyết định áp dụng IEC

hoặc ECUR dựa trên dịch vụ và chính sách của người vận hành.

Thanh toán sự kiện tức thời (IEC)

Hình 3.23 đưa ra giải quyết trên giao diện Ro để thực hiện IEC với hoạt động

tính cước đơn vị. Hoạt động tính cước đơn vị như là sự lựa chọn truyền ra bên ngoài



đồng thời với truyền dịch vụ và truyền nội dung. AS/MRFC phải đảm bảo rằng các

yêu cầu dịch vụ đảm bảo thành công, khi mà ngữ cảnh này được sử dụng.

Hình 3.23 IEC – Hoạt động chuyển giao đơn vị

1. AS/MRFC nhận một yêu cầu dịch vụ SIP từ S-CSCF.

2. AS/MRFC thự hiện IEC để thực thi nhiệm vụ, AS/MRFC gửi yêu cầu kiểm soát

thanh toán (CCR) với CC-Request AVP đặt thành EVENT_REQUEST (yêu

cầu sự kiện) để cho biết thông tin dịch vụ cụ thể tới ECF. Requested_Action

AVP(RA) đặt thành tính cước trực tiếp DIRECT_DEBITING. AS/MRFC có

thể thêm (yêu cầu đơn vị dịch vụ) Requested-Service-Unit AVP (RSU) (tiền

hoặc thứ khác) trong bản tin yêu cầu.

3. Thời gian mà AS/MRFC bắt đầu gửi bản tin yêu cầu CC_request được giám sát

bởi đồng hồ đếm Tx. Dựa trên việc nhận bản tin trả lời kiểm soát giá Credit-

Control-Answer (CCA) AS/MRFC sẽ dừng đồng hồ đếm thời gian Tx.

4. ECF xác định các thông số dịch vụ thích đáng liên quan kết hợp với chức năng

tính cước của OCS (hệ thống tính cước trực tuyến- Online Charging System).

5. ECF gửi trả lại bản tin CC-answer với CC-Request-Type AVP đặt thành

EVENT_REQUEST để AS/MRFC cấp quyền thực thi dịch vụ. (Đơn vị dữ liệu

Granted-Service-Unit AVP) (GSU) và có thể thông tin về giá Cost-infomation

AVP (CI) cho biết giá của dịch vụ được chứa trong bản tin trả lời CC-answer).

Bản tin trả lời CC_answer được kiểm tra bởi AS/MRFC phù hợp và dịch vụ đã

yêu cầu được giám sát đồng thời với việc truyền dịch vụ.



ECUR – Các đơn vị dành riêng và hoạt động tính cước đơn vịHình 3.24 đưa ra sự giải quyết mà được yêu cầu trên giao diện Ro để thực hiện

ECUR với các đơn vị dành riêng và hoạt động tính cước đơn vị. Nhiều sự tái tạo của

hoạt động này có thể xảy ra.

Hình 3.24 ECUR – Các đơn vị dành riêng và hoạt động tính cước đơn vị

1. AS/MRFC nhận một dịch vụ SIP liên quan từ S-CSCF. Dịch vụ yêu cầu có

thể khởi tạo hoặc người dùng hoặc AS/MRFC.

2. Để thực hiện hoạt động đơn vị dành riêng cho một số lượng các đơn vị (tiền

hoặc đơn vị không phải là tiền), AS/MRFC gửi một CCR với CC-Request-Type AVP

đặt thành INITIAL-REQUEST tới ECF.

3. Khi mà thông tin giá dịch vụ không được nhận bởi ECF, ECF xác định giá

của dịch vụ yêu cầu theo nhận thông tin dịch vụ cụ thể bằng việc đưa ra yêu cầu đánh

giá tới chức năng đánh giá. Khi mà giá của dịch vụ có trong yêu cầu, ECF sẽ dành

riêng số lượng tiền cụ thể trong tài khoản. Khi mà tài khoản thanh toán có đủ khả

năng, ECF dành tài khoản tương ứng từ tài khoản người dùng.



4. Khi mà sự dành riêng này được tạo ra, ECF gửi trả lại bản tin CC-answer với

CC-Reques-Type đặt thành INTIAL-REQUEST tới AS/MRFC để cấp quyền thực thi

dịch vụ (đơn vị dịch vụ được cấp và có thể thông tin giá cho biết giá dịch vụ được bao

gồm trong bản tin CC-answer). Khi được yêu cầu, ECF gửi trả lại (chuyển tiếp thanh

toán nội bộ) (AII) AVP với trường giá trị đặt thành giá trị khác không

5. Truyền nội dung và dịch vụ được bắt đầu và các đơn vị dành riêng đồng thời

được giám sát.

6. Trong quá trình chuyển dịch vụ, để thực hiện tính cước đơn vị và hoạt động

của đơn vị dành riêng đến sau, AS/MRFC gửi một CCR với CC-Request-Type AVP

đặt thành (UPDATE-REQUEST), để báo cáo các đơn vị dành riêng đã sử dụng và yêu

cầu thêm đơn vị. Bản tin CCR với CC-Request-Type AVP đặt thành (UPDATE-

REQUEST) phải được gửi bởi AS/MRFC giữa bản tin yêu cầu khởi tạo

(INITIAL_REQUEST) và bản tin kết thúc (TERMINATION_REQUEST) trên yêu

cầu của ứng dụng giám sát thanh toán trong khoảng thời gian chuyển tiếp hoặc khi mà

thời gian chuyển tiếp trôi qua. AS/MRFC có thể có thể gồm thêm yêu cầu đơn vị dịch

vụ AVP (Requested-Service-Unit) (tiền hoặc không phải là tiền) trong bản tin yêu cầu.

Đơn vị dịch vụ được sử dụng Used-Service-Unit (USU) AVP được bổ sung trong bản

tin CCR để trừ đi các đơn vị từ cả tài khoản người dùng và đơn vị dành riêng.

7. ECF khấu trừ tiền đã sử dụng trong tài khoản. Khi mà ECF không nhận được

thông tin giá dịch vụ, ECF xác định giá của dịch vụ yêu cầu theo thông tin dịch vụ cụ

thể nhận được bằng việc đưa ra yêu cầu đánh giá tới chức năng đánh giá. Nếu mà giá

của dịch vụ có trong yêu cầu, ECF sẽ dành riêng lượng tiền cụ thể trong tài khoản. Tài

khoản thanh toán mà có khả năng, thì ECF sẽ dự trữ tiền tương ứng từ tài khoản người

dùng

8. Việc khấu trừ và dự trữ được tạo ra, ECF gửi trả lại bản tin CC-answer với

kiểu yêu cầu giám sát thanh toán CC-Request-Type đặt thành yêu cầu cập nhật

(UPDATE-REQUEST) tới AS/MRFC, để cho phép truyền dịch vụ/nội dung được tiếp

tục (Cấp đơn vị dữ liệu mới (GSU) AVP và có thể thông tin giá (Cost Infomation)

AVP cho biết giá tổng hợp của dịch vụ có trong bản tin trả lời CC-answer. ECF có thể

bao gồm đưa ra đơn vị cuối cùng Final-Unit-Indication (FUI) AVP trong bản tin CCA

để đưa ra các đơn vị cấp phát cuối cùng.

9. Truyền nội dung/dịch vụ tiếp tục và đơn vị dành riêng được giám sát đồng

thời

10. Khi mà truyền dịch vụ/nội dung được hoàn tất hoặc đơn vị cuối cùng được

cấp phát, AS/MRFC gửi CCR với CC-Request-Type AVP đặt thành yêu cầu kết thúc



(TERMINATE-REQUEST) để kết thúc hoạt động của phiên thanh toán và báo cáo

việc sử dụng các đơn vị

11. ECF khấu trừ tài khoản đã sử dụng từ tài khoản người dùng. Đơn vị dành

riêng chưa được dùng đến sẽ được giải phóng khi có thể.

12. ECF xác nhận việc nhận bản tin CCR bằng gửi bản tin CCA với CC-

Request-Type AVP cho biết yêu cầu kết thúc (TERMINATE-REQUEST) (có thể

thông tin giá AVP cho biết giá tổng của dịch vụ trong bản tin trả lời CC-answer ).

Định dạng bản tin

Cấu trúc cơ bản sau được chia sẻ bởi các bản thanh toán trực tuyến. Đây là định

dạng của bản tin yêu cầu CC-Request và trả lời CC-answer định nghĩa trong giao thức

cơ bản Diameter.

Bản tin yêu cầu điều khiển giám sát (CCR)

Bảng 3.8 đưa ra cấu trúc cơ bản của bản tin Diameter CC-Request được sử

dụng trong thanh toán trực tuyến IMS.

Bảng 3.9 Nội dung Bản tin trả lời giám sát thanh toán (CCA) đối với thanh toán

trực tuyến



Những AVP Diameter mà được sử dụng cho thanh toán trực tuyến được đánh

dấu với chữ “yes”. Những Diameter AVP mà không được sử dụng được đánh dấu với

chữ “No”. Việc đưa ra nội dung có thể Yes hoặc No được sử dụng đối với EFC cho

mục địch thanh toán.

Những biểu tượng sau được sử dụng trong bảng:

<AVP> đưa ra một AVP bắt buộc với vị trí cố định trong bản tin

{AVP}đưa ra một AVP bắt buộc trong bản tin

[AVP] đưa ra một AVP tùy chọn trong bản tin

*AVP đưa ra rằng nhiều sự kiện có thể có trong một AVP

3.4.4 Các AVP sử dụng cho thanh toán trực tuyến và ngoại tuyến

Các AVP của giao thức cơ bản Diameter

Sử dụng các cặp thuộc tính giá trị (AVPs) được định nghĩa trong giao thức cơ

bản Diameter cụ thể trong của thanh toán ngoại tuyến và trong thanh toán trực tuyến.

Những thông tin này được tổng kết trong bảng 3.10 với các AVP giao thức cơ bản

được nhập theo thứ tự alphabeta.



Ứng dụng thanh toán 3GPP IMS sử dụng giá trị 104153 (3GPP) là nhận dạng

nhà sản xuất.

Những Diameter AVP mà được sử dụng cho thanh toán IMS được đánh dấu là

“Yes” trong bảng 3.10 và ngược lại đánh dấu “No”. Chúng được dùng cho mục đích

thanh toán của CCF.

Bảng 3.10 Diameter AVP mà được sử dụng cho thanh toán IMS

AVP nhận dạng ứng dụng thanh toán.

AVP nhận dạng ứng dụng thanh toán (mã là 259), là một phần của nhóm AVP nhận

dạng ứng dụng nhà sản xuất Vendor-Specific-Application-Id, chứa giá trị giống với

nhận dạng ứng dụng được sử dụng trong giao diện Cx.



AVP mã kết quả ( Result-Code)Mã AVP là 298 được hỗ trợ bởi giao thức Diameter. Bản tin trả lời thanh toán

bao gồm một Result-Code AVP, cho biết lỗi trong bản tin yêu cầu thanh toán. Một bản tin từ chối yêu cầu thanh toán sẽ là nguyên nhân dẫn tới kết thúc phiên.

Các lỗi mà xảy ra trong thời gian ngắn được sử dụng để cho nút biết rằng yêu cầu không thể được chấp nhận tại thời điểm này, nhưng có thể chấp nhận vào một thời điểm khác trong tương lai.

DIAMTER_END_USER_SERVICE_DENIED (từ chối dịch vụ Diameter người dùng )

ECF từ chối dịch vụ yêu cầu do sự hạn chế của dịch vụ hoặc giới hạn liên quan đến người dùng, ví dụ tài khoản của người dùng không thể thực hiện dịch vụ yêu cầu đưa ra

DIAMTER_CREDIT_CONTROL_NOT_APPLICABLE (không cần thiết giám sát thanh toán Diamter )

Server giám sát thanh toán xác định rằng dịch vụ có thể được chấp nhận tới người dùng nhưng không cần đến giám sát thanh toán cho dịch vụ (dịch vụ được miễn phí).

Lỗi mà thường xuyên được sử dụng để báo cho nút biết rằng yêu cầu đã hỏng, nên cố gắng lại.Tên người dùng AVP

Tên người dùng AVP (mã là 1) chứa nhận dạng người dùng cá nhân, khi nó được có sẵn trong nút.AVP nhận dạng nhà sản xuất AVP

AVP nhận dạng nhà sản xuất (mã là 266) là một phần của nhóm AVP nhận dạng ứng dụng nhà sản xuất Vendor-Specific-Application-Id, sẽ chứa giá trị 10415, được IANA đăng kí giá trị đối với 3GPP.Ngoài ra còn một số AVP khác.

Kết luận chương Trong chương này đã nghiên cứu về quá trình đăng ký, xóa đăng thông qua giao

diện Cx, quá trình truy vấn HSS sử dụng các giao thức Cx và Dx Diameter, trong thủ tục tính cước có tính cước trực tuyến và tính cước ngoại tuyến với giao diện Ro và Rf đưa ra. Trong đó tính cước trực tuyến liên quan tới thời gian thực (truyền hình hội nghị) và giao diện Ro. Tính cước gián tiếp không liên quan tới thời gian thực qua giao diện Rf. Qua chương này nắm rõ vai trò cơ bản của giao thức Diameter trong một số thủ tục IMS.


Đồ án tốt nghiệp đại học Kết luận chung

KẾT LUẬN CHUNG

Sau một thời gian tìm hiểu, em đã hoàn thành đồ án với nội dung về:

Mạng IMS nói chung và tổng quan về giao thức Diameter

Các thủ tục trong IMS sử dụng qua giao diện Diameter

Việc tìm hiểu và nghiên cứu về phân lớp IMS giúp em củng cố kiến thức đã

học: nắm vững kiến trúc của phân hệ đa phương tiện IP, các yêu cầu kiến trúc như

kết nối IP, truy nhập độc lập, kiến trúc phân lớp IMS, chức năng các phần tử trong

IMS như P-CSCF, S-CSCF, I-CSCF, MGCF, mô hình IMS của một số tổ chức tiêu

chuẩn khác với 3GPP ….

Giao thức Diameter là giao thức được sử dụng để thay thế giao thức

RADIUS trước đó, nó được sử dụng cho nhận thực, cấp quyền và thanh toán. Giao

thức Diameter là giao thức ngang hàng, có thể có nhiều kết nối trong một phiên.

Giao thức Diameter chạy trên 2 giao thức là TCP và SCTP, điều này có tính chất

quan trọng trong thông tin trao đổi thanh toán. Việc sử dụng bảo mật từng chặng

và bảo mật đầu cuối rất có ý nghĩa đối với các gói tin Diameter.

Trong IMS, giao thức Diameter nằm trong lớp lõi, cùng với các giao thức

khác như SIP, H248, … giao thức Diameter có vai trò quan trọng trong một số thủ

tục IMS như đăng kí, xóa đăng kí như thế nào với giao diện Cx, việc tìm ra địa chỉ

của HSS–nơi lưu trữ dữ liệu thuê bao để nhận dạng thuê bao với giao diệnDx. Việc

tính cước trong IMS gồm tính cước trực tiếp (liên quan tới thời gian thực)và tính

cước gián tiếp(không liên quan tới thời gian thực). Mỗi cách thức tính cước lại

tương ứng với giao diện Diameter của riêng mình. Với tính cước gián tiếp, thông

qua giao diện Rf, với việc sử dụng các bản tin ACR và ACA được dùng trong thanh

toán. Với tính cước trực tiếp, thông qua giao diện Ro, với 2 kiểu thanh toán là thanh

toán sự kiện tức thời và theo kiểu dành riêng, giao thức Diameter sử dụng 2 bản tin

đó là CCR và CCA để giám sát quá trình thanh toán.

Hiện nay, Ipv4 vẫn được sử dụng để phát triển IMS, giới hạn này dẫn đến

nhiều hạn chế trong IMS. Trong tương lai, khi Ipv6 được sử dụng một cách rộng

rãi, giao thức Diameter cũng sẽ những bước đi tiếp theo để đáp ứng được môi

trường mạng mới này.


Đồ án tốt nghiệp đại học Tài liệu tham khảo

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Tài liệu giảng dạy 3G và các giao thức báo hiệu trong IMS – TS Nguyễn Phạm

Anh Dũng 8/2006.

[2] Tổng quan về mạng NGN – TS Nguyễn Tiến Ban.

[3] 3GPP TS 32.255 V 5.7.0 Telecommunication Management; Charging

Management; Charging Data -

[4] 3GPP TS 29.299, Cx/Dx interface based on Diameter protocol – Revision

9/14/06

[5] 3GPP TS 23. 002: "Network Architecture".

[6]3GPP TS 22. 250: “IP Multimedia Subsystem (IMS) group management”; Stage

1”

[7]3GPP TS 29. 228: "IP Multimedia (IM) Subsystem Cx and Dx Interfaces;

Signalling flows and message contents".

[8]3GPP TS 26. xxx:” IMS messaging and Presence; Media formats and codecs”

[9] 3GPP TS 22. 250: “IP Multimedia Subsystem (IMS) group management”; Stage

1”

[10]RFC 3261: "SIP: Session Initiation Protocol"

[11] RFC 3588: “ Diameter Base protocol”


Documents

DIAMETER TRONG IMS