TIỂU LUẬN bộ môn báo HIỆU và điều KHIỂN kết nối đề tài ỨNG DỤNG của SIP TRONG IMS

Tổng quan về giao thức SIP

Giới thiệu về SIP

Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol) là một giao thức báo hiệu quan trọng trong lớp ứng dụng, cho phép khởi tạo, thay đổi và kết thúc các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa người dùng.

Giao thức khởi tạo phiên (Session Initiation Protocol - SIP) là một giao thức báo hiệu quan trọng trong việc thiết lập các phiên giao tiếp trên mạng IP SIP cho phép thiết lập các cuộc gọi điện thoại hai chiều, gửi thông báo tin nhắn, và tổ chức hội nghị đa phương tiện Mục tiêu chính của SIP là cung cấp một phương tiện đơn giản và nhẹ nhàng để tạo ra và kết thúc các kết nối truyền thông tương tác theo thời gian thực, chủ yếu phục vụ cho thoại, hội thảo video, chat, trò chơi và chia sẻ ứng dụng.

SIP là một giao thức thuộc lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP

Hình 1.1: Mô hình giao thức SIP

1.2 Các chức năng của SIP

Việc phát triển các mô hình ứng dụng và dịch vụ dựa trên Web đang được thúc đẩy mạnh mẽ, tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ nhờ vào nguồn tài nguyên phong phú và các công cụ sẵn có Đồng thời, người dùng cũng dễ dàng tiếp cận và sử dụng vì họ đã quen thuộc với giao diện và cách thức hoạt động của Web.

4 download by : skknchat@gmail.com

Khả năng mở rộng của giao thức SIP (Session Initiation Protocol) là một trong những ưu điểm nổi bật, nhờ vào tính phân bố cao của nó Khác với các giao thức báo hiệu truyền thống như SS7 (Signaling System 7) có cấu trúc xử lý tập trung, SIP cho phép các phần tử phân tán đến tận biên của mạng và được tích hợp vào các điểm đầu cuối Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất và linh hoạt trong việc quản lý tín hiệu trong các mạng hiện đại.

SIP, được phát triển bởi IETF, mang lại khả năng phổ cập cao nhờ kế thừa đặc điểm từ hai giao thức HTTP và SMTP Được thiết kế như một giao thức độc lập ứng dụng, SIP linh hoạt và có thể áp dụng trong nhiều môi trường khác nhau, đồng thời cung cấp các dịch vụ đa dạng dựa trên nguyên tắc của môi trường IP.

1.3 Các chức năng điều khiển của giao thức khởi tạo phiên SIP

SIP hỗ trợ 5 chức năng điều khiển phiên sau:

• Định vị người dùng (User location): xác định hệ thống đầu cuối được sử dụng trong truyền thông.

• Các khả năng người dùng (User capabilities): xác định phương tiện và các thông số phương tiện được sử dụng

• Tính khả dụng người dùng (User Availability): xác định sự sẵn sàng của bên được gọi để tiến hành truyền thông

• Thiết lập cuộc gọi (Call setup): thiết lập các thông số của cuộc gọi tại cả hai phía bị gọi và chủ gọi

• Xử lý cuộc gọi (Call handling): bao gồm truyền tải và kết thúc cuộc gọi

1.4 Một số khái niệm trong SIP

• Cuộc gọi (Call): Một cuộc gọi bao gồm tất cả các thành viên được mời bởi một tài nguyên chung.

Client là một ứng dụng gửi yêu cầu SIP (request) và có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến người sử dụng Client thường được tích hợp trong các Proxy và UA (user agent).

Server là một ứng dụng có chức năng nhận các yêu cầu hợp lệ từ dịch vụ và gửi lại phản hồi Các loại server có thể bao gồm Proxy, Redirect và UAS.

Đáp ứng kết thúc (Final Respond) là kết quả cuối cùng của một phiên giao dịch SIP Các bản tin đáp ứng được phân loại như sau: 1xx là các bản tin chung, 2xx chỉ ra rằng bản tin đã được nhận thành công, 3xx dùng để chuyển địa chỉ, 4xx cho biết yêu cầu không được đáp ứng hoặc chứa cú pháp bị lỗi, 5xx chỉ ra sự cố của server, và 6xx liên quan đến sự cố toàn mạng.

Bài tiểu luận: Báo hiệu và điều khiển kết nối – nhóm 17

Lời mời (INVITATION) là yêu cầu từ User hoặc Server để tham gia vào một phiên hội thoại Để một lời mời được coi là đầy đủ, nó cần bao gồm yêu cầu INVITE ngay sau yêu cầu ACK (acknowledge).

• ACK: bản in này khẳng định client đã nhận được bản tin trả lời bản tin INVITE

• BYE: Bắt đầu và kết thúc một cuộc gọi

• CANCEL: hủy yêu cầu đang nằm trong hàng đợi.

• REGISTER: đầu cuối SIP sử dụng bản tin này để đăng ký với REGISTRAR

• OPTIONS: sử dụng để xác định năng lực của server

Theo đặc tả SDP (giao thức mô tả phiên), một phiên đa truyền thông được định nghĩa là tập hợp các người gửi và nhận, cùng với dòng dữ liệu truyền từ nguồn đến đích.

Bản tin trong giao thức SIP là dữ liệu được gửi giữa các phần tử, bao gồm hai loại chính: bản tin yêu cầu (Request) và bản tin đáp ứng (Response).

• Yêu cầu (Request): là một bản tin được gửi từ client đến server và yêu cầu hoạt động.

• Đáp ứng (Response): là bản tin được gửi từ server đến client chỉ ra trạng thái của yêu cầu gửi từ client đến server.

• Proxy, Proxy server: hoạt động như một phần tử trung gian, đóng vai trò như Server,Client.

Các thành phần của SIP

Các thành phần chính của một hệ thống SIP bao gồm các thành phần sau: Đầu cuối SIP (UAC/UAS); Proxy server; Location server; Redirect server; Registrar server.

Hình 1.2: Cấu trúc của SIP

2.1 User Agent: là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP, nó có thể là một máy điện thoại

SIP là một giao thức cho phép máy tính sử dụng phần mềm đầu cuối SIP để khởi tạo, thay đổi và giải phóng cuộc gọi Trong hệ thống này, có hai loại User Agent (UA): User Agent Client (UAC) và User Agent Server (UAS) UAC là thực thể khởi tạo cuộc gọi, trong khi UAS là thực thể nhận cuộc gọi Cả UAC và UAS đều có khả năng giải phóng cuộc gọi khi cần thiết.

2.2 Proxy Server :máy chủ ủy quyền (Proxy Server): hoạt động như một phần tử trung gian,cũng như một client và server nhằm mục đích tạo ra các yêu cầu thay mặt cho các client khác.

2.3 Location Server: là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị trí có thể của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server

2.4 Redirect Server: là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một địa chỉ khác và gửi lại đầu cuối

2.5 Register Server: là phần mềm nhận các yêu cầu đăng kí, trong nhiều trường hợp máy chủ đảm nhiệm luôn chức năng an ninh như xác nhận người dung

Địa chỉ SIP

Địa chỉ SIP thường được định dạng dưới dạng URI với sơ đồ SIP, được sử dụng trong một số trường header như To, From, và Contact để chỉ ra đích SIP URI bao gồm một bản đồ SIP với dấu ‘:’ theo sau, tiếp theo là địa chỉ có dạng name@domain hoặc địa chỉ IPv4 Sau đó, sẽ có dấu ‘:’ theo sau là số cổng, và các thông số của URI được phân cách bằng dấu ‘;’.

Ví dụ: sip:tieuluanVT@transform.org: 5060; transport=udp; method=INVITE; ttl=1;maddr$0.101.102.103.

Số cổng 5060 dành cho SIP, với SIP URI nếu như không có cổng, thì nó giả định là 5060, SIPs URI cổng được giả định là 5061

• Thông số truyền tải “transport” là UDP được sử dụng, các thông số transport khác có thể là TCP,TLS

Thông số Method chỉ ra các phương thức sử dụng trong giao thức, với giá trị mặc định là INVITE Mặc dù thông số này không xuất hiện trong các trường header và from, nhưng nó có thể được sử dụng trong header contact để thực hiện đăng ký.

Thông số TTL (time to live) chỉ áp dụng khi thông số maddr chứa địa chỉ multicast và thông số truyền tải sử dụng UDP, với giá trị mặc định là 1.

• Thông số maddr chứa các địa chỉ multicast khi mà các yêu cầu có thể chuyển hướng.

Bản tin SIP

SIP là giao thức văn bản sử dụng bộ ký tự UTF-8, được chia thành hai loại chính: yêu cầu và đáp ứng Bản tin yêu cầu bao gồm 6 loại, được xác định qua trường thông số chỉ thị (Method), trong khi bản tin đáp ứng được phân loại theo lớp với thông số mã trạng thái (Status Code), cho phép người dùng xem các loại bản tin khác nhau.

4.1 Cấu trúc bản tin SIP

Bản tin SIP có ba phần: startline, header và body

Hình 1.3: Cấu trúc bản tin của SIP

Mỗi bản tin SIP bắt đầu với một Start Line, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định loại bản tin và phiên bản giao thức Start Line có thể là Request-Line trong các yêu cầu hoặc Status-Line trong các bản tin đáp ứng, giúp phân biệt phương thức trong các Request và mã đáp ứng trong các bản tin đáp ứng.

Các trường Header của SIP được sử dụng để vận chuyển các thuộc tính của bản tin và thay đổi ý nghĩa của nó Chúng tương tự như các trường tiêu đề của bản tin HTTP về cú pháp và ngữ nghĩa Tiêu đề bản tin SIP bao gồm bốn loại chính: tiêu đề chung, tiêu đề yêu cầu, tiêu đề đáp ứng và tiêu đề thực thể.

Phần thân bản tin được sử dụng để mô tả phiên khởi tạo, bao gồm các thông tin như mã hóa audio và video, tốc độ lấy mẫu, hoặc dữ liệu dưới dạng text và nhị phân liên quan đến phiên đó Nó có thể xuất hiện trong cả bản tin yêu cầu và bản tin đáp ứng Các loại Body bao gồm giao thức mô tả phiên SDP, mở rộng thư điện tử đa mục đích MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) và các phần định nghĩa trong IETF.

4.2 Các bản tin yêu cầu

Các bản tin SIP được phân loại dựa trên dòng tiêu đề (Start Line), trong đó các bản tin yêu cầu có dòng khởi đầu là một yêu cầu Dòng này bao gồm tên phương thức (Method), Request-URI và phiên bản giao thức, với các thành phần được ngăn cách bởi ký tự trống.

INVITE Khởi tạo một phiên ( bắt đầu thiết lập cuộc gọi bằng cách gửi bản tin mời đầu cuối khác tham gia)

ACK Bản tin này khẳng định máy chạm đã nhận được bản tin trả lời bản tin INVITE

BY Yêu cầu kết thúc phiên CANCEL Hủy yêu cầu đang nằm trong hàng đợi

Đầu cuối SIP sử dụng bản tin REGISTER để thực hiện việc đăng ký với máy chủ đăng ký Bản tin OPTIONS được sử dụng nhằm xác định khả năng của máy chủ Ngoài ra, bản tin INFO cho phép tải các thông tin cần thiết như âm báo DTMF.

Nhãn tag là một số ngẫu nhiên nhỏ hơn 2^32, được sử dụng trong header To và From để xác định tính duy nhất của đoạn thoại trong giao thức SIP Trong INVITE ban đầu, header To không chứa tag, và theo RFC 3261, người gọi có thể thêm nhận xét vào header From, trong khi theo RFC 2543, việc này là tùy chọn cho UA thông thường Khi gửi và nhận một đáp ứng có chứa tag trong header From, tag này sẽ được tạo ngay cho đoạn sau Lưu ý rằng nhãn tag không bao giờ được sao chép qua cuộc gọi, và bất kỳ đáp ứng nào khởi tạo bởi proxy sẽ được thêm vào một nhãn tag Cuối cùng, bản tin ACK, được khởi tạo bởi UA hoặc proxy, sẽ luôn sao chép nhãn tag của header From từ đáp ứng vào yêu cầu ACK.

Nếu UAC nhận được phản hồi chứa các nhãn tác khác, điều này cho thấy phản hồi đến từ UAS khác, và yêu cầu INVITE đã bị rẽ nhánh Cách UAC xử lý tình huống này có thể khác nhau; ví dụ, UAC có thể thiết lập các phiên riêng biệt cho mỗi phản hồi UAS Mặc dù đoạn thoại này có các header From, Call-ID và CSeq giống nhau, nhưng nhãn tác trong header To sẽ khác nhau Lưu ý rằng nhãn tác là một phần của header và luôn được đặt bên ngoài dấu “”.

Các bản tin đáp ứng được phân biệt với bản tin yêu cầu thông qua một dòng trạng thái (Status line) ở đầu dòng khởi đầu Dòng trạng thái bao gồm tên phiên bản giao thức SIP, mã dòng trạng thái và cụm văn bản giải thích ý nghĩa Mỗi phần trong dòng trạng thái được tách biệt bằng ký tự trống SP, và ở cuối dòng, ký tự xuống dòng CRLF được sử dụng để phân tách với dòng tiếp theo trong bản tin.

Khuôn dạng bản tin như sau:

Bản tin đáp ứng=dòng trạng thái*header bản tin CRLF[thân bản tin]

Mã trạng thái là một mã kết quả gồm 3 chữ số, cho biết kết quả của việc xử lý yêu cầu Chữ số đầu tiên phân loại phản hồi, trong khi hai chữ số còn lại không có vai trò phân loại Bản SIP/2.0 phân loại các phản hồi thành 6 lớp khác nhau.

1xx: Information Các bản tin chung

3xx: Redirect Chuyển địa chỉ

4xx: Client-error Yêu cầu không được đáp ứng

5xx: Server-error Sự cố của máy chủ

6xx: Globa-failure Sự cố toàn mạng

Ứng dụng của SIP trong IMS

Tổng quan về IMS

IMS (Hệ thống Đa phương tiện IP) là một thành phần quan trọng trong kiến trúc mạng thế hệ kế tiếp (NGN), được phát triển bởi các tổ chức 3GPP, 3GPP2 và IETF Hệ thống này hỗ trợ truyền thông đa phương tiện hội tụ, cho phép tích hợp các tín hiệu thoại, video và âm thanh với dữ liệu, đồng thời kết nối truy cập giữa các mạng 2G, 3G và mạng không dây.

IMS là một kiến trúc mạng thiết kế để đơn giản hóa việc phát triển và cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho người dùng, không phụ thuộc vào loại mạng truy cập mà họ đang sử dụng.

IMS hỗ trợ đa dạng các phương thức truy nhập, bao gồm GSM, UMTS, và CDMA2000 Nó cũng cho phép truy cập hữu tuyến băng rộng qua các công nghệ như xDSL, cáp quang và cáp truyền hình Bên cạnh đó, IMS còn cung cấp truy cập vô tuyến băng rộng thông qua WLAN và WiMAX.

IMS cung cấp đa dạng dịch vụ như nhắn tin tức thời, hội nghị truyền hình và video theo yêu cầu Ngoài ra, IMS còn hỗ trợ cơ chế xác thực và chuyển đổi giữa các mạng cho khách hàng di động Vì vậy, các tổ chức tiêu chuẩn như ITU và ETSI đã chọn IMS làm nền tảng cho mạng hội tụ.

Hình 2.1 : Kiến trúc IMS hỗ trợ sự hội tụ thiết bị truyền thông

Với việc nghiên cứu và phát triển IMS, các yêu cầu cơ bản về cấu trúc của một hệ thống IMS đã được đặt ra gồm:

• Hỗ trợ các phiên truyền thông đa phương tiện

• Kết nối IP cho các thiết bị di động trên cả vùng mạng nhà và mạng khách

• Đảm bảo chất lượng thông tin cho các phiên đa phương tiện

• Hỗ trợ các chính sách sử dụng đúng tài nguyên yêu cầu

• Đảm bảo an toàn thông tin trong các môi trường kết nối

• Hỗ trợ chính sách tính cước

• Thực hiện chuyển vùng linh hoạt, phối hợp kết nối với các mạng khác

• Ứng dụng cơ chế điều khiển dịch vụ linh hoạt

• Phân lớp cấu trúc và đa dạng hình thức truy nhập

Kiến trúc IMS được phân thành 3 lớp chức năng:

• Lớp dịch vụ, ứng dụng (Application plane)

• Lớp điều khiển (Control plane) hay là lớp IMS, IMS lõi

• Lớp truyền tải và người dùng (Transport & User plane)

Hình 2.2: Kiến trúc phân lớp trong IMS

Hình 2.3: Kiến trúc IMS theo 3GPP

Lớp dịch vụ: bao gồm các máy chủ ứng dụng AS (Application Server) và các máy chủ thuê bao thường chú HSS (Home Subscriber Server)

Lớp điều khiển: bao gồm nhiều hệ thống con trong đó có hệ thống IMS lõi

Lớp truyền tải: bao gồm thiết bị người dùng UE (User Equipment), các mạng truy nhập kết nối vào mạng lõi IP

Máy chủ ứng ụng ( Application Serve – AS)

AS là một thành phần quan trọng trong SIP, có chức năng tiếp nhận và xử lý dịch vụ, hoạt động trong các chế độ SIP Proxy, SIP UA hoặc SIP B2BUA tùy thuộc vào dịch vụ cụ thể Các AS kết nối với S-CFCS qua giao tiếp SIP và bao gồm ba loại chính: SIP AS, OSA-SCS và IM-SSF Các máy chủ OSA-SCS và IM-SSF đóng vai trò cầu nối giữa IMS và OSA cũng như gsmSCF.

Các máy chủ có khả năng kết nối với HSS để tải xuống hoặc gửi thông tin dữ liệu của khách hàng SIP AS và OSA-SCS giao tiếp với HSS thông qua giao thức Diameter, trong khi IM-SSF sử dụng giao tiếp MAP (Mobile Application Part).

AS có thể được triển khai trong mạng nội bộ hoặc bên ngoài, với điều kiện nhà điều hành mạng nội bộ xác nhận sự đồng ý về dịch vụ Khi AS được đặt bên ngoài mạng nội bộ, nó sẽ không tương tác với HSS.

Hình 2.4: Các máy chủ ứng dụng IMS

SIP AS là một ứng dụng dịch vụ thụ động, có chức năng tiếp nhận và xử lý các dịch vụ đa phương tiện IP dựa trên nền tảng SIP Máy chủ tiềm trữ OSA (OSA-SCS - Open Service Access - Service Capability Server) cung cấp giao tiếp với máy chủ ứng dụng truy cập dịch vụ mở, tận dụng tất cả các tính năng của OSA, đặc biệt là khả năng truy cập bảo mật từ các mạng bên ngoài OSA-SCS tương tác với máy chủ ứng dụng OSA thông qua giao diện lập trình ứng dụng API.

Chức năng chuyển mạch đa dịch vụ IP (IM-SSF) là máy chủ ứng dụng đặc biệt, cho phép hệ thống IMS tái sử dụng dịch vụ logic cao cấp từ các ứng dụng theo yêu cầu khách hàng mạng di động (CAMEL) đã phát triển trong hệ thống GSM IM-SSF hỗ trợ chức năng điều khiển dịch vụ GSM (GMSSCF) trong việc quản lý các phiên IMS, đồng thời giao tiếp với GMSSCF thông qua giao thức CAP (CAMEL Application Part).

Máy chủ quản lý cơ sở dữ liệu HSS (Home Subscriber Server) và SLF (Subscriber Location Function)

Máy chủ quản lý thuê bao thường trú HSS (Home Subscriber Server) là hệ thống trung tâm lưu trữ thông tin người dùng, được phát triển từ HLR (Home Location Register).

Bài tiểu luận về báo hiệu và điều khiển kết nối trong hệ thống GSM, nhóm 17, nhấn mạnh vai trò của HSS như một cơ sở dữ liệu quan trọng lưu trữ thông tin của tất cả các thuê bao khách hàng HSS chứa dữ liệu bao gồm thông tin vị trí, thông tin bảo mật (bao gồm cả thông tin nhận thực và cho phép), cùng với hồ sơ thuê bao, trong đó có các dịch vụ mà người dùng đã đăng ký và S-CSCF được phân bổ cho thuê bao.

Chức năng của lõi IMS là quản lý việc tạo lập phiên bản liên lạc và dịch vụ đa phương tiện Các chức năng của nó bảo gồm:

1.4.1 Chức năng điều khiển phiên gọi (CSCF)

CSCF (Chức năng Kiểm soát Phiên Gọi) là thành phần thiết yếu trong hệ thống IMS, có nhiệm vụ xử lý các bản tin báo hiệu SIP CSCF đảm nhận việc thiết lập, theo dõi, hỗ trợ và giải phóng các phiên đa phương tiện, đồng thời quản lý các tương tác dịch vụ của người dùng Tùy thuộc vào chức năng mà nhà khai thác cung cấp, CSCF được chia thành 3 loại khác nhau.

• CSCF ủy quyền – P-CSCF (Proxy-CSCF)

• CSCF tham vẫn - I-CSCF (Interrogating-CSCF)

• CSCF phục vụ - S-CSCF (Serving-CSCF)

Hình 2.5 Kiến trúc CSCF a) P-CSCF (Proxy – CSCF)

Proxy-CSCF (P-CSCF) là một proxy SIP quan trọng trong hệ thống IMS, đóng vai trò là điểm kết nối đầu tiên giữa các đầu cuối IMS và mạng IMS Nó có khả năng nhận và xử lý các yêu cầu dịch vụ, hoặc chuyển tiếp chúng đến các bộ phận khác trong hệ thống P-CSCF là cầu nối thiết yếu giữa hạ tầng IMS và người dùng IMS/SIP, đảm bảo việc truyền tải thông tin hiệu quả và nhanh chóng.

Theo quan điểm từ SIP, P-CSCF đóng vai trò là máy chủ proxy SIP cho cả outbound và inbound, nghĩa là tất cả các yêu cầu khởi tạo phiên từ hoặc đến đầu cuối IMS đều phải đi qua P-CSCF Sau đó, P-CSCF sẽ chuyển tiếp các bản tin SIP yêu cầu và phản hồi đến hướng tương ứng Để kết nối với hệ thống IMS, người dùng cần đăng ký với P-CSCF trong mạng mà họ đang sử dụng Một P-CSCF sẽ được chỉ định cho mỗi đầu cuối IMS trong suốt quá trình đăng ký và sẽ không thay đổi trong khoảng thời gian này.

Chức năng của P-CSCF bao gồm:

P-CSCF nằm trên đường truyền của tất cả các thông điệp báo hiệu trong hệ thống IMS Nó có khả năng kiểm tra bất kỳ thông điệp nào.

P-CSCF có nhiệm vụ đảm bảo chuyển tiếp các yêu cầu từ UE đến máy chủ SIP (ở đây là S-CSCF) cũng như những thông điệp phản hồi từ máy chủ SIP về UE, điều này ngăn chặn quá trình khởi tạo các bản tin không đúng theo khuôn dạng của SĨP từ các đầu cuối IMS.

Ứng dụng và hoạt động của SIP trong IMS

Giao thức khởi tạo phiên SIP được phát triển nhằm hỗ trợ thiết lập các phiên đa phương tiện giữa người sử dụng trên mạng IP, đồng thời cung cấp khả năng điều khiển cuộc gọi hiệu quả.

Bài tiểu luận của nhóm 17 tập trung vào các chức năng báo hiệu và điều khiển kết nối trong hệ thống IMS, bao gồm hỗ trợ di động cho người sử dụng và khả năng chuyển hướng cuộc gọi.

Báo hiệu SIP đầu cuối đầu cuối giữa các người sử dụng IP di động và cố định.

Các Internet IP có thể cung cấp các dịch vụ giá trị ra tăng cho người sử dụng di động.

SIP được thiết kế như một giao thức IP vì thế nó thích hợp tốt với các giao thức

IP và các dịch vụ khác.

SIP đơn giản và tương đối dễ thực hiện.

Trong phần này, chúng ta sẽ khám phá quy trình hoạt động của SIP, được xác định trong IMS UMTS, nhằm thực hiện việc đăng ký, thiết lập và giải phóng các phiên đa phương tiện.

2.1 Đặc tính kĩ thuật của SIP a Đặc tính kỹ thuật của SIP

+ Tiêu đề riêng P-Header được bổ sung thêm cho mạng IMS để cung cấp các dịch vụ riêng biệt.

+ Chuẩn RFC 3329: thỏa thuận bảo mật giữa SIP user agent và next hop của nó để phòng tránh việc bị tấn công.

+ Chuẩn RFC 3313: giúp đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS.

+ Chuẩn RFC 3312: dành trước tài nguyên trong IMS đề phòng thất bại trong quá trình thiết lập.

+ Giao thức mô tả phiên SDP mở rộng. b Nhược điểm và khắc phục

Các giao diện vô tuyến và liên kết nối tiếp có tốc độ thấp cùng với băng thông hạn chế sẽ làm tăng thời gian thiết lập cuộc gọi khi sử dụng SIP Để khắc phục tình trạng này, cơ chế nén báo hiệu đã được áp dụng nhằm giảm thiểu thời gian thiết lập cuộc gọi.

Sigcomp được phát triển bởi IETF để tối ưu hóa giao thức SIP Trong khi SIP trong IETF cho phép người gọi chỉ định một con đường cụ thể thông qua tiêu đề Route, SIP trong IMS lại không sử dụng tiêu đề này Thay vào đó, P-CSCF sẽ đảm nhiệm việc định tuyến các yêu cầu SIP tới S-CSCF, tuân thủ các quy tắc định tuyến trong SIP IMS.

CSCF sẽ sử dụng cơ sở dữ liệu người dùng để kết nối với các AS SIP và xử lý yêu cầu SIP S-CSCF dựa vào tiêu chí lọc ban đầu IFC trong cơ sở dữ liệu thuê bao để xác định AS phù hợp để liên kết.

19 download by : skknchat@gmail.com a.Đăng kí.

User Agent gửi bản tin đăng ký không có thông tin đến Registra Registra phản hồi bằng mã lỗi 401, cho biết chưa được ủy quyền, và mã 407 yêu cầu xác thực người dùng Sau đó, User Agent gửi bản tin đăng ký với thông tin người dùng đến Registra, và Registra xác nhận thành công với phản hồi OK.

User Agent gửi bản tin Subscribe đến Server để yêu cầu báo cáo sự kiện Sau khi nhận được yêu cầu, Server phản hồi bằng bản tin 200 OK, xác nhận rằng yêu cầu đã thành công Tiếp theo, Server gửi bản tin Notify cho User Agent để thông báo về các sự kiện đã xảy ra.

200 OK đến Server cho biết xác nhận thành công.

Bài tiểu luận: Báo hiệu và điều khiển kết nối – nhóm 17 c.Mời kết nối.

Khi người gọi gửi bản tin Invite đến Proxy để mời kết nối, Proxy phản hồi bằng bản tin 100 Trying để thông báo rằng việc mở rộng tìm kiếm đang diễn ra, có thể mất thời gian Sau khi tìm được người nghe, Proxy gửi bản tin Invite đến Callee Người nghe sẽ phản hồi bằng bản tin 100 Trying và sau đó gửi bản tin 180 Ringing đến Proxy, thông báo rằng cuộc gọi đang được kết nối Proxy tiếp tục gửi bản tin 180 Ringing đến người gọi, xác nhận cuộc gọi đang đổ chuông Khi người nghe xác nhận tiếp nhận cuộc gọi, Proxy nhận được bản tin 200 OK và thông báo lại cho người gọi.

200 OK về cho người gọi cho biết yêu cầu xác nhận thành công.

Người gọi gửi trực tiếp bản tin ACK đến người nhận để xác nhận kết nối thành công mà không cần qua Proxy, sau đó thông tin được trao đổi giữa hai bên.

21 download by : skknchat@gmail.com d Ví dụ về báo hiệu đăng kí.

UE P-CSCF I-CSCF S-CSCF HSS

10 Điều khiển dịch vụ qua AS

Yêu cầu/Trả lời Yêu cầu

Ví dụ chỉ ra một thủ tục khởi tạo đăng ký:

Người dùng thực hiện chuyển mạng sang mạng khách thông qua việc gửi yêu cầu đăng ký SIP từ P-CSCF của mạng khách Do băng thông vô tuyến có hạn, bản tin sẽ được nén trước khi gửi từ phía người dùng và được giải nén tại P-CSCF.

1 Sau khi UE đã thu được một kênh tín hiệu thông qua mạng truy cập, nó có thể thực hiện việc đăng ký IM Để làm như vậy, các UE gửi luồng thông tin Đăng ký đến proxy (nhận dạng người dùng, địa chỉ IP UE).Khi nhận được các luồng thông tin đăng ký, P-CSCF sẽ kiểm tra "tên miền mạng khách" để khám phá địa chỉ mạng khách (tức là I-CSCF) Các proxy sẽ gửi các thông tin đăng ký tới I-CSCF (nhận dạng người dùng, địa chỉ IP UE).

2 I-CSCF sẽ gửi đáp ứng nhận thực người dùng (UAR) cho HSS (nhận dạng người dùng, P-CSCF định danh mạng) HSS kiểm tra xem người dùng đã đăng ký chưa HSS trả lại địa chỉ S-CSCF đang phục vụ khách hàng Nếu việc kiểm tra trong HSS không thành công thì bác bỏ nỗ lực đăng ký.

3 I-CSCF sau đó sẽ gửi các thông tin đăng ký (nhận dạng người dùng, P-CSCF định danh mạng) đến địa chỉ S-CSCF.

4 S-CSCF lấy vector nhận dạng từ HSS qua giao thức Diameter đáp ứng nhận thực đa phương tiện MAR

5 S-CSCF gửi đến người dùng bản tin SIP 401 mang số liệu hỏi đáp nhận thực.

6 Sau khi tính toán nhận thực, người dùng gửi đến I-CSCF một bản tin đăng ký với đáp ứng hỏi đáp.

7 I-CSCF gửi bản tin đáp ứng nhận thực người dùng đến HSS HSS xác nhận đáp ứng.

8 Nếu đáp ứng đúng, I-CSCF sẽ gửi bản tin SIP đăng ký đến S-CSCF.

9 S-CSCF tải xuống thuộc tính thuê bao từ HSS qua một đáp ứng yêu cầu chỉ định máy chủ SAR Diameter.

10 S-CSCF có thể liên lạc với một Server ứng dụng để điều khiển dịch vụ như trong thuộc tính của thuê bao.

11 S-CSCF sẽ trả lại bản tin SIP 200 OK đến I-CSCF, I-CSCF sẽ trả lại bản tin SIP

200 OK đến P-CSCF, P-CSCF sẽ trả lại bản tin SIP 200 OK đến UE để báo hiệu thành công.

2.3 Thủ tục thiết lập phiên Đối với một phiên của phân hệ đa phương tiện IP (IMS), dòng phiên bao gồm 3 loại thủ tục:

Khởi xướng di động MO (Mobile

Kết cuối di động MT (Mobile Termination).

Hình 2.6 : Các thủ tục của phiên SIP

Các trường hợp đối với quá trình khởi xướng di động MO:

• MO#1: Khởi xướng từ thuê bao di động khi thuê bao đó đang di chuyển sang mạng khách khởi tạo việc thiết lập một phiên.

• MO#2: Khởi xướng từ thuê bao di động khi thuê bao di động đó được nằm trong mạng nhà và khởi tạo việc thiết lập một phiên.

• PSTN-O: Khởi xướng từ mạng PSTN.

Các trường hợp đối với quá trình từ S-CSCF tới S-CSCF:

• S-S#1: S-CSCF đang phục vụ thuê bao chủ gọi và S-CSCF đang phục vụ thuê bao bị gọi nằm trong các mạng khác nhau.

• S-S#2: S-CSCF đang phục vụ thuê bao chủ gọi và S-CSCF đang phục vụ thuê bao bị gọi nằm trong cùng mạng.

• S-S#3: Khởi xướng phiên với kết cuối PSTN trong cùng mạng của S-CSCF.

• S-S#4: Khởi xướng phiên với kết cuối PSTN trong một mạng khác với S-CSCF hiện tại.

Các trường hợp đối với quá trình kết cuối MT:

• MT#1: Kết cuối di động khi thuê bao di động bị gọi đang di chuyển sang mạng khách.

• MT#2: Kết cuối di động khi thuê bao di động bị gọi đang ở mạng nhà của nó.

• MT#3: Đầu cuối bị gọi chưa được đăng ký các dịch vụ IMS, ví dụ, những người dùng ở các mạng di dộng cũ.

• PSTN-T: Kết cuối tới một thuê bao PSTN.

Trong phần này, chúng ta sẽ tập trung vào các cuộc gọi giữa hai thuê bao di động đã đăng ký IMS, không đề cập đến sự tương tác giữa IMS với PSTN hay các mạng không dây cũ.

2.3.1 Thủ tục khởi xướng phiên

Chúng ta sẽ mô tả chi tiết quá trình MO#1, trong khi quá trình MO#2 sẽ không được trình bày vì các thủ tục tương tự như MO#1, ngoại trừ việc P-CSCF và S-CSCF nằm trong cùng một mạng.

Tiêu đề	Ứng Dụng Của Sip Trong Ims
Tác giả	Đặng Việt Dũng, Nguyễn Minh Tú, Nguyễn Văn Trưởng, Đặng Phương Nam
Người hướng dẫn	Nguyễn Thanh Trà
Trường học	Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông
Chuyên ngành	Báo Hiệu Và Điều Khiển
Thể loại	tiểu luận

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	691,01 KB