IMS身份模塊

3.6.1IP多媒体服务身份模块

IP多媒体服务身份模块（ISIM）是一个位于通用集成电路卡（UICC）上的应用，这是一个物理上安全的设备，它可以从UE中插入和取出，在UICC中可以有一个或多个应用。ISIM本身存储了IMS专用的用户数据，主要由IMS运营商所提供。存储的数据可以分为六组，如图3-5所示。当一个用户执行IMS注册时，需要其中的大部分［3GPPTS31.103］：

图3-5  IP  多媒体服务身份模块

•  安全密钥，包括完整性密钥、加密密钥和密钥集标识符。完整性密钥用于进行SIP信令的完整性保护。加密密钥用于提供SIP信令的机密性保护。机密性保护在版本5中没有使用，但在版本6中有可能采用。在本书的撰写过程中，还存在对密钥集标识符的需求。

•  私有用户身份，包含了该用户的私有用户身份。它用于在注册请求中标

识用户的订购关系。(参见3.5.1.1节中的进一步说明)

•  公共用户身份，包含了该用户的一个或者多个公共用户身份。它用于在注册请求中标识要注册的身份，并且用于请求与其他用户间的通信。(参见3.5.1.2节中的进一步说明)

•  归属网络域名，包括归属网络的入口点的名字。它用于注册请求中，以便该请求可以路由到用户的归属网络。

•  管理数据，包括多种数据，可以被IMS用户用于IMS操作，或者被设备商用来执行厂家自定义的自检。

•  接入准则参考，它所存储的信息被用来检验用户的个人标识符号码是否被允许访问特定的应用。

3.6.2通用用户身份模块

通用用户身份模块(USIM)是接入分组交换(PS)域(GPRS)所必需的，用于惟一地识别特定用户。和ISIM相似，USIM应用也是位于UICC中，作为订购关系信息和用户信息的存储区域。另外，它还可以包含一些应用，这些应用使用了USIM应用工具包中所定义的特征。

USIM包含下列数据：用于接入PS域的安全参数、IMSI、允许的接入点名称列表、与MMS相关的信息［3GPPTS31.102,TS22.101,TS21.111］。3.5.1.3节介绍了具有USIM的UE如何导出必要的信息以接入IMS。

3.7   在多个终端间共享单个用户身份

按照传统，CS中的每个用户都拥有他自己的移动用户国际ISDN号码(MSISDN),用来访问该用户。对于单个用户而言，不可能同时使用具有相同MSISDN的多个终端。当存在具有相同MSISDN号码的两个移动台时，就会在网络内引起严重的冲突。如今，用户可能拥有性能完全不同的多个UE：大屏幕/小屏幕，有摄像头/无摄像头，全键盘等等。不同UE可以用于不同目的(例如一个用于玩游戏，另一个用于平常的语音和视频会话)。从用户的角度看，应该可以通过相同的身份到达该用户，而不论他同时在使用的UE有几个。IMS使该功能成为可能。

版本6的IMS允许用户通过许多UE来注册相同的公共用户身份。另外，用户可以在注册阶段指出其对于某一个UE的优先选择。不同的注册可通过私有用户身份和所使用的IP地址加以区分。图3-6给出一个例子，其中用户拥有两个UE,一个用于视频会话，另一个用于聊天和游戏。当有人呼叫该用户Joe时，由他的S-CSCF来决定首先联系哪个UEo该决策可基于注册阶段给定的优先级别来完成。例如：如果到来的会话包含一个视频成分，则S-CSCF可选择2号UE,2号UE是Joe对视频会话优先选择的。除了基于优先选择（Prefbrence-based）的路由外，S-CSCF也可能进行分叉（Forking）。有两种类型的分叉：

•  顺序分叉；

•  并行分叉。

图3-6   多个终端

顺序分叉是指逐个联系不同的UE。例如，S-CSCF首先将请求发送到UE#2；如果一定时间期限内Joe没有响应，则S-CSCF接着尝试通过UE#1来到达Joe。

并行分叉是指同时联系不同的UE。例如，当两个UE同时振铃时，Joe可以决定使用哪个UE来对到达的会话进行接听；不过最终会话只能接往一个UE。

3.8  IMS入口点的发现

为了与IMS网络通信，UE必须知道P-CSCF的至少一个IP地址。UE找到这些地址的机制就被称为P-CSCF发现。在第三代伙伴计划（3GPP）中，对P-CSCF发现定义了两种机制：动态主机配置协议（DHCP）域名系统（DNS）过程和GPRS过程。另外，也可以在UE中配置P-CSCF名字或者P-CSCF的IP地址。

在GPRS过程（见图3-7）中，UE在PDP上下文激活请求（或者次PDP上下文激活请求）中，包含了P-CSCF地址请求标记，并且响应得到P-CSCF的IP地址。这个信息是在协议配置可选信息单元中承载的[3GPPTS24.008]oGPRS网关支持节点（GGSN）如何获得P-CSCF的IP地址的机制并没有标准化。版本5之前的GGSN不支持这个机制。

在DHCP DNS过程（见图3-8）中，UE发送一个DHCP请求给IP连接接入网络（例如GPRS）,该网络将这个请求转发给DHCP服务器。根据[RFC3319]和[RFC3315],UE可以请求一个SIP服务器域名形式的P-CSCF列表，或者请求一个SIP服务器IPv6地址形式的P-CSCF列表。当返回域名时，UE需要执行一个DNS查询（NAPTR7SRV）来找到P-CSCF的IP地址。DHCPDNS机制是一个与接入无关的发现P-CSCF的方式。

图3-7 GPRS专用的P-CSCF发现机制

图3-8  发现P-CSCF的通用机制

3.9   S-CSCF的指定

3.8节说明了UE如何发现IMS入口点——P-CSCF。会话信令路径中的下一个实体就是S-CSCF。在以下三种情况下，S-CSCF被指定：

•  用户向网络中注册。

•  未注册的用户接收到一个SIP请求。

•  先前指定的S-CSCF没有响应。

3.9.1注册期间的S-CSCF指定

当用户向网络中注册时，UE发送一个REGISTER请求给发现的P-CSCF,P-CSCF找到用户的归属网络实体I-CSCF（3.2节中所介绍），接下来I-CSCF与HSSCUAR和UAA）交换消息（如2.3.4节中所述）。其结果是I-CSCF接收到S-CSCF能力集，只要没有先前指定的S-CSCF。基于接收的能力集，I-CSCF选择一个合适的S-CSCFo能力集信息在HSS和I-CSCF之间传送，这都是使用服务器-能力属性值对（AVP）。服务器-能力AVP包括如下类型［3GPPTS29.228］和［3GPPTS29.229］：

•  必选能力AVP——这个AVP的值是一个无符号整数，包括S-CSCF的必选能力。每个运营商的网络中可以利用的每个必选能力都将被分配一个惟一的值。

•  可选能力AVP——这个AVP的值是一个无符号整数，包括S-CSCF的可选能力。每个运营商的网络中可以利用的每个可选能力都将被分配一个惟一的值。

•  服务器名字AVP——这个AVP包含用于标识一个SIP服务器的SIPURI,基于必选和可选能力AVP,一个运营商就可以根据每个S-CSCF拥有的不同能力集（用户服务所要求的能力集、运营商基于每个用户的优先选择等等），将用户在S-CSCF之间进行分配。运营商需要负责定义必选和可选能力的确切含义（可能基于部署在网络中的每个S-CSCF所提供的功能）。I-CSCF将首先选择具有该用户所要求的所有必选和可选能力的S-CSCF。如果这不可能，那么I-CSCF就采用一个“最佳选择”算法来选择S-CSCF。这种选择算法没有被标准化（也就是说，解决方案取决于具体实现）。图3-9给出了一个例子。

图3-9   S-CSCF 指定的例子

使用服务器名字AVP,运营商可以将用户引导到特定S-CSCF,例如，将一个专用S-CSCF用于同一个公司/组织来实现VPN服务，或者仅仅为了将S-CSCF指定变得非常简单。

3.9.2为未注册用户指定S-CSCF

3.4节和图3-3从较高层次说明了一个会话如何从UEA路由到UE B。从图中还可以看出，I-CSCF是运营商网络内的一个联络点。在2.3.4.1节中介绍了位置检索过程（也就是说，到达的SIP请求将触发LIR/LIA命令来找出服务于用户B的S-CSCF）。如果HSS中没有预先指定S-CSCF,那么它就会返回S-CSCF能力信息,3.9.1节所述S-CSCF指定过程就会在I-CSCF中发生。

3.9.3出现错误情况下的S-CSCF指定

当指定的S-CSCF没有响应时，3GPP标准允许在注册过程中对S-CSCF进行重新指定。也就是说，当I-CSCF发现它无法与指定的S-CSCF取得联系时，它就发送UAR命令给HSS,并且将授权信息单元的类型明确地设置为“registration_and_capability（注册和能力）在接收到S-CSCF能力之后，I-CSCF执行如3.9.1节中所述的S-CSCF指定。

3.9.4 S-CSCF指定的解除

当用户从网络中解除注册时或者网络决定注销某个用户的时候（例如由于注册过期或者用户的订购关系过期），S-CSCF指定就会被解除。S-CSCF负责从HSS中清除所存储的S-CSCF名字。

3.9.5 S-CSCF指定的保留

当用户从网络中解除注册时或者S-CSCF注册定时器超时时，运营商可以决定为这个未注册的用户保留其对同一个S-CSCF的指定oS-CSCF负责向HSS通知用户已经解除注册，不过，S-CSCF可以指出它希望保留用户配置。这就优化了Cx参考点的负荷，因为当用户处于与服务相关的未注册状态时，一旦用户再次注册或者接收会话时就不用再传输用户配置了。