do an tot nghiep,nghien cuu,va phat trien,chuc nang hss,va slf cho kien truc ims,dao anh ha

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHỨC NĂNG HSS VÀ SLF CHO KIẾN TRÚC IMS

Sinh viên: Đào Anh Hà

Chương 1. TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS

Trong chương này ta sẽ tìm hiểu về vị trí và vai trò của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng di động 3G, những yêu cầu khi xây dựng phân hệ IMS và tổng quan về các giao thức, các thành phần chức năng và các cách nhận dạng người dùng trong kiến trúc IMS.

1.1 Vị trí và vai trò của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng di động 3G

Mạng di động 3G được phân chia logic thành mạng truy nhập (Access Network) Và mạng lõi (Core Network). Phía trên cơ sở hạ tầng mạng là nền tảng dịch vụ được sử dụng để tạo ra các dịch vụ khác nhau.

Mạng hỗ trợ hai kiểu mạng truy nhập khác nhau:

- Base-station System (BSS) Là mạng truy cập GSM

- Radio Network Subsystem (RNS) Là mạng truy cập UMTS.

Mạng lõi bao gồm miền chuyển mạch kênh (CS) Và miền chuyển mạch gói (PS). Hai miền này khác nhau trong cách chúng xử lý dữ liệu. Miền chuyển mạch kênh dành sẵn các kênh cho lưu lượng của người dùng. Do đó được sử dụng cho các dịch vụ thời gian thực và dịch vụ hội đàm như dịch vụ thoại và dịch vụ hội nghị video. Miền chuyển mạch gói được sử dụng cho các ứng dụng dữ liệu gói từ đầu cuối đến đầu cuối như truyền file, truy cập web và e-mail.

Phân hệ IMS như trong hình vẽ là một phần trong miền chuyển mạch gói. Chức năng của IMS là cung cấp các dịch đa phương tiện trên nền IP, bao gồm các dịch vụ thời gian thực như trong miền chuyển mạch kênh. Do đó IMS sẽ làm cho miền chuyển mạch kênh dần dần được thay thế trong tương lai.

1.2 Các yêu cầu của IMS

IMS được xây dựng và phát triển với mục đích phải kết hợp được những xu hướng công nghệ mới nhất, làm cho mô hình Internet - Mobile trở thành hiện thực, tạo ra một nền tảng chung để phát triển các dịch vụ multimedia đa dạng và tạo ra nhiều lợi nhuận hơn trong việc thúc đẩy khách hàng sử dụng miền chuyển mạch gói trong 3G. Để đạt được những mục đích đó thì IMS đã được định nghĩa như là một nền tảng kiến trúc để truyền tải các dịch vụ multimedia IP tới người dùng cuối. Nền tảng đó phải thực hiện được những yêu cầu sau:

1.2.1 Hỗ trợ việc thiết lập các phiên Multimedia IP

IMS có thể truyền tải các dịch vụ đa dạng. Yêu cầu này nhấn mạnh sự cần thiết để cung cấp các dịch vụ chính được truyền tải bởi IMS đó là các phiên multimedia qua mạng chuyển mạch gói. Kiểu media trong trường hợp này có thể là audio hoặc video.

Truyền thông multimedia đã được chuẩn hóa trong các chuẩn hóa trước đây của 3GPP nhưng những kiểu truyền thông multimedia này được thực hiện qua mạng chuyển mạch kênh chứ không phải qua mạng chuyển mạch gói.

1.2.2 Hỗ trợ cơ chế để thỏa thuận QoS

QoS là một trong các vấn đề quan trọng nhất của IMS. QoS cho một phiên multimedia cụ thể được quyết định bởi nhiều nhân tố như băng thông lớn nhất. Băng thông lớn nhất có thể được cấp phát cho người dùng dựa trên đăng ký của người dùng hoặc dựa trên tình trạng hiện tại của mạng.

1.2.3 Hỗ trợ làm việc liên kết với mạng Internet và mạng chuyển mạch kênh (PSTN)

Hỗ trợ làm việc liên kết vơi Internet là một yêu cầu rõ ràng. Mạng Internet sẽ là đích đến của hàng triệu phiên multimedia được bắt đầu trong IMS. Khi yêu cầu này đạt được thì số lượng các phiên multimeda sẽ được tăng lên đáng kể.

IMS đồng thời cũng hỗ trợ làm việc liên kết với mạng PSTN. Những thiết bị đầu cuối IMS đầu tiên sẽ có khả năng kết nối đồng thời với mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói. Vì thế khi một người dùng muốn gọi cho một người dùng khác ở trong PSTN hay ở trong mạng di động thì thiết bị đầu cuối IMS chọn miền chuyển mạch kênh để sử dụng.

Mặc dù yêu cầu làm việc liên kết với mạng chuyển mạch kênh là một yêu cầu không bắt buộc nhưng hầu hết các thiết bị đầu cuối IMS sẽ hỗ trợ miền chuyển mạch kênh. Vì thể yêu cầu này có thể được xem như yêu cầu dài hạn.

1.2.4 Hỗ trợ chuyển vùng

Hỗ trợ chuyển vùng là một yêu cầu cơ bản kể từ mạng di động thế hệ thứ hai. Chuyển vùng giúp người dùng có thể liên lạc khi sang một mang khách. IMS thừa kế yêu cầu này giúp người dùng duy trì kết nối khi di chuyển sang đất nước khác.

1.2.5 Hỗ trợ điều khiển dịch vụ

IMS giúp nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra những chính sách với những dịch vụ mà họ cung cấp cho người dùng. Có thể chia những dịch vụ này thành 2 loại:

+ Những chính sách áp dụng chung đối với tất cả người sử dụng trong mạng.

+ Những chính sách áp dụng riêng lẻ đối với những người dùng cụ thể.

Những chính sách chung bao gồm một số các giới hạn do các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra như giới hạn sử dụng các bộ codec dung lượng lớn như G711 trong mạng của họ Thay vào đó họ có thể áp dụng những bộ codec dung lượng nhỏ như AMR.

Những chính sách riêng lẻ ngược lại được gắn với mỗi một người dùng cụ thể. Ví dụ khi một người dùng có thể có một vài đăng ký để sử dụng các dịch vụ IMS mà không bao gồm video. Thiết bị đầu cuối IMS có thể hỗ trợ video nhưng trong trường hợp người dùng cố gắng để bắt đầu một phiên multimedia mà bao gồm video thì nhà cung cấp sẽ chặn phiên này.

1.2.6 Hỗ trợ phát triển các dịch vụ

Yêu cầu này ảnh hưởng mạnh mẽ đến thiết kế kiến trúc IMS. Yêu cầu này khẳng định rằng các dịch vụ IMS không cần phải tiêu chuẩn hóa. Nó đánh dấu một cột mốc quan trọng trong thiết kế mạng di động, bởi vì trước đây, tất cả các dịch vụ riêng lẻ hoặc là phải chuẩn hóa hoặc là được thực hiện độc quyền. Thậm chí khi một dịch vụ đã được chuẩn hóa, cũng không có một đảm bảo chắc chắn dịch vụ sẽ làm việc khi chuyển vùng sang một mạng khác. IMS giúp cho triển khai các dịch vụ mới đến người dùng nhanh hơn. Trước đây, sự chuẩn hóa các dịch vụ và công việc kiểm tra gây ra sự chậm chễ đáng kể trong việc triển khai dịch vụ. IMS làm giảm đáng kể sự chậm trễ này bằng cách tiêu chuẩn hóa khả năng dịch vụ thay vì chuẩn hóa dịch vụ riêng lẻ.

1.2.7 Hỗ trợ đa truy nhập

Yêu cầu này giới thiệu các phương thức truy nhập khác ngoài GPRS. IMS chỉ là một mạng IP và do đó bất cứ một mạng truy nhập nào cũng có thể cung cấp sự truy nhập tới nó. IMS có thể được truy nhập từ mạng WLAN (Wireless Local Area Network), từ một ADSL …

1.3 Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS

Kiến trúc IMS do 3GPP phát triển dựa trên các giao thức IP được chuẩn hóa bởi IETF. Giao thức IP bao gồm các giao thức về điều khiển phiên, các giao thức về chứng thực, cấp quyền và tính toán (AAA) Và một số các giao thức khác.

1.3.1 Giao thức điều khiển phiên

Các giao thức điều khiển cuộc đóng vai trò chìa khóa trong bất kì một hệ thống điện thoại nào. Trong mạng chuyển mạch kênh, các giao thức điều khiển cuộc gọi quan trọng nhất là TUP (Telephony User Part, ITU-T khuyến nghị Q. 721), ISUP (ISDN User Part, ITU-T, khuyến nghị Q. 761) Và BICC (Bearer Independent Call Control, ITU-T khuyến nghị Q. 1901).

SIP đã được chọn là giao thức điều khiển phiên cho IMS trong nhiều giao thức điều khiển phiên phiên dựa trên IP khác như BICC và H323. SIP được IETF chuẩn hóa trong RFC 3261 (Request for Command). SIP tuân theo mô hình khách - chủ (client-server). SIP được thiết kế dựa trên các nguyên lý cơ bản từ hai giao thức HTTP, SMTP. Nên SIP thừa kế hầu hết các đặc tính quan trọng của hai giao thức này.

Điều này tạo ra sức mạnh cho nó bởi HTTP và SMTP là các giao thức đã rất thành công trong mạng Internet. Không giống như H323 và BICC, SIP không phân biệt giao diện người dùng tới mạng (User-to-Network) Với giao diện mạng với mạng (Network-to-Network). Trong mô hình SIP chỉ có một giao thức duy nhất hoạt động thông suốt. Ngoài ra SIP là một giao thức dưới dạng văn bản do đó nó dễ dàng mở rộng, gỡ rối và phát triển các dịch vụ.

1.3.2 Giao thức hỗ trợ chứng thực, cấp quyền, tính cước

Diameter dựa trên RFC 3588 được chọn là giao thức AAA trong mạng IMS. Diameter được phát triển từ giao thức RADIUS (RFC 2865) Là một giao thức được sử dụng phổ biến trong Internet để thực hiện chứng thực, cấp quyền và tính cước. Ví dụ khi một người dùng quay số đến một nhà cung cấp dịch vụ Internet, máy chủ truy nhập mạng sử dụng RADIUS để chứng thực cấp quyền cho user.

Diameter bao gồm một giao thức cơ bản và giao thức này được bổ sung bởi các Diameter ứng dụng. Các Diameter ứng dụng là các tùy biến hoặc là các mở rộng Diameter để phù hợp với các môi trường cụ thể.

IMS sử dụng Diameter trong nhiều giao diện, mặc dù vậy các giao diện này có thể sử dụng các ứng dụng Diameter khác nhau. Ví dụ IMS sử dụng một Diameter ứng dụng trong quá trình thiết lập cuộc gọi nhưng lại sử dụng một Diameter ứng dụng khác trong tính cước.

---------------------------------------

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

ABSTRACT

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

Chương 0 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

0.1 Tầm quan trọng của đề tài

0.2 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Chương 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC IMS

1.1 Vị trí và vai trò của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng di động 3G

1.2 Các yêu cầu của IMS

1.2.1 Hỗ trợ việc thiết lập các phiên Multimedia IP

1.2.2 Hỗ trợ cơ chế để thỏa thuận QoS

1.2.3 Hỗ trợ làm việc liên kết với mạng Internet và mạng chuyển mạch kênh (PSTN)

1.2.4 Hỗ trợ chuyển vùng

1.2.5 Hỗ trợ điều khiển dịch vụ

1.2.6 Hỗ trợ phát triển các dịch vụ

1.2.7 Hỗ trợ đa truy nhập

1.3 Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS

1.3.1 Giao thức điều khiển phiên

1.3.2 Giao thức hỗ trợ chứng thực, cấp quyền, tính cước

1.3.3 Các giao thức khác

1.4 Tổng quan kiến trúc IMS

1.4.2 CSCF - Call/ Session Control Function

1.4.3 Cơ sở dữ liệu: HSS và SLF

1.4.4 AS (Application server)

1.4.5 MRF

1.4.6 BGCF

1.4.7 IMS-ALG và TrGW

1.4.8 PSTN/ CS gateway

1.4.9 Mạng chủ và mạng khách

1.5 Nhận dạng người dùng trong IMS

1.5.1 Nhận dạng người dùng cá nhân

1.5.2 Mối liên hệ giữa nhận dạng người dùng cá nhân và nhận dạng người dùng công cộng

1.5.3 Nhận dạng dịch vụ công công

1.5.4 SIM, USIM và ISIM trong 3GPP

Chương 2 GIAO THỨC HỖ TRỢ CHỨNG THỰC, CẤP QUYỀN, TÍNH CƯỚC TRONG IMS

2.1 Chứng thực và cấp quyền trong IMS

2.2 Giao thứ Diameter

2.2.1 Cấu trúc bản tin Diameter

2.2.2 Cặp giá trị thuộc tính

2.2.3 Địa chỉ AAA và AAAS

2.2.4 Giao thức Diameter cơ bản

2.2.5 Các AVP trong giao thức Diameter cơ bản

2.3 Giao diện Cx và Dx

2.3.1 Những lệnh trong Diameter ứng dụng cho giao diện Cx

2.3.2 Các AVP trong Diameter ứng dụng cho giao diện Cx

2.4 Thông tin người dùng

2.4.1 Cấu trúc tổng quát thông tin người dùng

2.4.2 Nhận dạng công cộng

2.4.3 Cấp quyền cho mạng lõi dịch vụ

2.4.4 Tiêu chuẩn sàng lọc ban đầu

2.5 Giao diện Sh

2.5.1 Dữ liệu người dùng trên giao diện Sh

2.5.2 Các lệnh định nghĩa trên Diameter ứng dụng cho giao diện Sh

2.5.3 Các AVP định nghĩa trong Diameter ứng dụng cho giao diện Sh

2.6 Tính cước

Chương 3 PHẦN MỀM OPENIMS

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm OpenIMS của FOKUS

3.2 Fokus Home Subcriber Server (FHoSS)

Chương 4 CÁC MÔ PHỎNG

4.1 Tạo và đăng ký người dùng mới

4.2 Cơ sở dữ liệu người dùng trên mysql

4.3 Cấu hình các dịch vụ

4.4 Thống kê các bản tin Diameter trong quá trình đăng ký

KẾT LUẬN

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

-----------------------------------------------------

Keyword: download,do an tot nghiep,nghien cuu,va phat trien,chuc nang hss,va slf cho kien truc ims,dao anh ha

Linkdownload: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHỨC NĂNG HSS VÀ SLF CHO KIẾN TRÚC IMS