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IMS技术与应用解析



摘要:ims作为固定接入和移动接入融合的一门新技术,是电信网未来发展和演进的一个主流方向,它具有良好的兼容性,能将各种接入技术的网络资源融合在一起,为电信网的发展提供统一、丰富的业务。本文将主要介绍ims的基本构成、主要应用以及应用中涉及到的安全问题。

关键词:ims电信网多媒体安全

目前,ims被普遍认为是下一代网络的核心技术,也是解决移动与固网融合,引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。最先是3gpp组织制定的3g网络核心技术标准,它主要有r5、r6、r7三个版本,r5版本主要定义了ims的核心网络架构、网元的功能、接口和流程等方面的内容;r6版本在r5的基础上增加了ims自有的业务特性、与其他网络的互通特性及wlAn接入特性等;r7的版本其最大的特性就是固定网络的接入,对固定、移动融合的标准进行了加强,是未来ims作为核心网络,作为固定和移动网络或者是作为ngn核心网络的一个基础的版本。由此可以看出,ims网络已被认为是未来固定网与移动网融合最好的选择。

1ims体系构成

ims中的逻辑功能实体包括:Hss(归属用户服务器,Homesubscriberserver)、slF(签约定位功能,subscriptionlocatorFunction)、cscF(呼叫会话控制功能,callsessioncontrolFunction)、mrF(多媒体资源功能,multimediaresourceFunction)、BgcF(出口网关控制功能,BreakoutgatewaycontrolFunction)、mgcF(媒体网关控制功能,mediagatewaycontrolFunction)、mgw(媒体网关,mediagateway)等,各功能实体的简要介绍如下:

归属用户服务器(Hss,Homesubscriberserver)Hss是中心数据库,用来存储所有相关的用户信息。Hss数据库中保存了本地信息、保密信息、注册信息、业务触发信息、用户个人信息及分配给用户的s-cscF等,这些都是与用户相关的、用来处理多媒体会话的定制数据,处理这些之外还保存有用户的签约信息与位置信息。

一个网络还可以配置多个Hss,另外要配置用户位置功能slF(subscriberlocationFunction)实体。slF是一个节点,起到将用户地址映射到其所属Hss数据库的作用。

呼叫会话控制功能(cscF,galisessioncontrolFunction)实体是整个ims网络的核心,其功能包括多媒体会话控制、地址转换、以及对业务协商进行服务转换等。主要职责是处理多媒体呼叫、会话过程中的ip信令。

多媒体资源功能(mrF)主要为会话提供一些必要的媒体资源,譬如多媒体彩铃、语音短信、录音通知、音乐、动画等。其中有一个多媒体资源功能控制器(mrFc,mul-timediaresourceFunctioncontrorler),用来管理与处理媒体资源。

出口网关控制功能(BgcF,BreakoutgatewaycontrolFunction)实体是一个slp实体,它的主要特点是具有路由功能,是ims网络与外部网络的分界点。它决定了ims终端向pstn/cs域发起呼叫时的网络转发信令路由,如果对方的pstn/cs域为本地域,BgcF则向与mgcF转发信令,mgcF与pstn/cs域之间是开有接口的;如果对方的pstn/cs域为外地域,则向另一个外地域的BgcF转发信令。

媒体网关控制功能(mgcF,mediagatewaycontrolFunction)实体的主要职责是控制层面信令的互通,负责ims网络与传统网络之间的互相通信。ims网络已经考虑了和pstn网络和移动网络的互通。其中mocF主要完成maw/sgw(媒体网关/信令网关)注册、mgw/sgw资源管理和呼叫控制等功能。

媒体网关(mgw)负责完成ims网络与电路交换网络之间的媒体转换功能;信令网关(sgw)负责完成sip信令与no.7信令之间的信令转换功能。

2ims的主要应用

随着ims技术和产品逐渐地迈向成熟,运营商相关的测试和商用也在紧锣密鼓地进行。就目前的情况来看,移动运营商的商用已经启动,而固网运营商还在测试和试验阶段。现在就介绍一下ims的几个主要应用。

2.1ims在移动网络中的应用。随着竞争的加剧,各大运营商都在积极探索业务的差异化以及各类新业务的发展,ims为移动运营商提供了丰富的移动网络增值业务,比如用ims来提供即时消息、poc业务、视频共享业务等、为企业集团大客户提供ipcentrex业务和为公众客户提供Voip第二线业务等。

2.2ims在固定网络中的应用,网络演进与转型是目前摆在固网运营商面前最大的课题,在演进与转型过程中,固网运营商利用ims向企业集团大客户提供融合的企业应用(ipcentrex业务),向ADsl宽带用户提供Voip应用。

2.3ims在固定网络和移动网络中的应用,目前全球运营商正在向全业务运营商迈进,固网与移动网的融合迫在眉睫,譬如wlAn和3g的融合方式,用户需要拥有一个wlAn/wcDmA的双模终端,一般在wlAn的覆盖区内优先使用资费更低的wlAn接入方式,具有更大的数据业务带宽。当离开wlAn的覆盖区域后,终端就会自动切换到wcDmA网络,从而保证两个区域之间语音的连续性。目前有很多运营商都在测试此种方案。由于ims中的sip协议非常灵活,除了实现基本的Voip,在多媒体业务的应用中具有更多的优势,因此ims还有许多潜在的业务需要我们去挖掘。

3ims安全问题分析

传统的电路交换网络是在独立网络上运行的,安全性能很高但是提供的业务非常有限。而ims网络是基于ip网络之上的,与各种网络都有连接,也正是这种网络的互通性和灵活性才使得ims可以提供语音、数据、多媒体等多样化的业务,同时也正是这种网络的开放性和共享性才使得ims网络安全性的要求比传统电路交换要高得多。现在主要从以下两个方面来简要介绍一下ims的安全威胁。

3.1ims的网络安全。ims是基于ip网络,而ip网络具有先天脆弱性。这主要体现在各个网络节点之间的业务接口,比如ims支持的sip协议,它由于支持uDp承载,数据包不需要建立连接,所以很容易受到攻击,干扰网络业务降低系统的可用性。ims系统安全主要是利用协商密钥的方法iKe来建立、协商和维护网络实体间的安全参数sA集合。

3.2ims的接入安全。ims体系中的c

实体要直接面对不同的用户,随时将会面临黑客的攻击,来破坏敏感数据的机密性和完整性。接入安全主要是利用ipsecesp传输模式来对ue和p-cscF之间的信令和消息进行强制的完整化保护以及可选的加密保护。