Capitulo 5 Procedimientos de IMS [Sólo lectura] [Modo de

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ATEL ASESORES C.A
IP Multimedia Subsystem
Procedimientos en IMS
Atel Asesores C.A [email protected] www.atelasesores.com.ve
Prof. Diógenes Marcano
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+58 212-9417771 416-6306739
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El NAI es un método estandarizado para identificar a los usuarios de manera
que se pueda hacer de forma interoperable el roaming y el tunelling. El NAI es
el userID sumistrado por el usuario a la red. En situación de roaming el NAI
permite identificar al usuario y asistirlo durante la autenticación. Es bueno
recordar que el NAI no necesariamente es el mismo identificador a nivel de la
capa dde aplicación.
Estructura del NAI: username@realm El realm o dominio es la parte
del NAI que está inmediatamente después de la @.
En el RCF 2486, se describe la sintaxis del username y del realm.
A nivel del core, la identificación privada se guarda en el HSS.
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Un usuario puede terne más un ID privado, ya que los mismos son asignado
por el Home Network, es un identificador ante la red, no se usa para
propósitos de enrutamiento. Sin embargo, sólo un ID privado se almacenan en
la ISIM del equipo terminal móvil. Aunque es muy similar a una dirección email, se debe aclarar que no es una dirección de correo del usuario.
Haciendo la analogía con un móvil celular, el identificador público equivale al
número de celular mientras que la identidad privada IMS equivale al IMSI.
Ambas son identificaciones lógicas.
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Una sola identidad privada puede ser asociada a varias identidades públicas,
cada una de ellas se asocia a un perfil diferente.
El usuario suministra una u otra identidad pública a sus contactos en función
del tipo de comunicación que desea establecer con cada uno de ellos.
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La UICC puede soportar varias aplicaciones simultáneas.
Una diferencia primordial entre el USIM y el ISIM, es que en el USIM se
almacenan los parámetros de seguridad para la red de acceso, mientras que
en la ISIM se almacenan los correspondientes a la red IMS. En IMS se
prefiere la ISIM pero las USIMs también son permitidas con ciertas
funcionalidades adicionales en el terminal móvil.
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Antes de conectarse a la red IMS el UE debe haberse registrado en la IP-CAN
o red de acceso IP.
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El usuario debe poseer un UE que soporte IMS y haber establecido un
contrato de servicio con un proveedor. Luego debe conectarse a la red de
acceso IP del operador o IP_CAN (IP Connectivity Access Network) sea fija o
móvil, con el fin de obtener una IP Address siguiendo el procedimiento propio
de cada IP-CAN; puede ser LTE, WiMAX, ADSL, etc. IP-CAN brinda acceso
al IMS Home Network o a un IMS Visited Network.
Después que se han cumplido con estos dos requisitos, entonces se debe
determinar la dirección del proxy P-CSCF, proceso conocido como P-CSCF
Discovery. Este proceso puede realizarse junto a la obtención de la IP
Address como un todo, o pueden ser procesos separados, eso depende de la
IP-CAN.
Luego el UE IMS puede registrarse en la red IMS a través del P-CSCF.
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Un usuario se puede conectar a una red IMS usando varios métodos, todos
ellos bajo IP. Terminales IMS directos (teléfonos móviles, PDAs, ordenadores,
etc) se pueden registrar directamente en una red IMS, incluso cuando están
trabajando en otra red o país. El único requisito es que puedan usar IPv6 o
IPv4 y protocolo SIP.
Inicialmente el 3GPP había estandarizado IMS sólo con IPv6, ya que se
esperaba que cuando los primeros productos estuviesen en el mercado ya
IPv6 también estuviese totalmente implantado, pero esto no sucedió así; por
esta razón el 3GPP tuvo que aceptar el soporte para IPv4 a través de 3GPP
TR 23.981. Así que los UE pueden soportar IPv4 o IPv6, o ambos.
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Antes del envío de cualquier mensaje SIP, el UE necesita conocer la dirección
del P-CSCF el cual es el su primer punto de contacto con la red IMS. Para ello
el UE corre DHCP o DHCPv6, si el DHCP regresa un Fully Qualified Domain
Name (FQDN) en lugar de la IP Address del P-CSCF entonces la dirección
será obtenida desde el DNS como cualquier otro servidor SIP.
El proceso de Discovery independiente sigue el proceso normal conocido con
DHCP sea con IPv4 o IPv6. Así, el primer contacto del UE IMS es con el PCSCF.
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Este procedimiento no aplica cuando la red del operador tiene un sólo HSS.
Cuando el SLF recibe la solicitud en la interface Dx determina la identidad del
HSS y envía, como respuesta, una notificación al I-CSCF o al S-CSCF para
que se dirija al HSS cuya identidad se envía en la respuesta.
En dicha respuesta se puede enviar una lista de direcciones de varios HSS;
en cuyo caso el I-CSCF o el S-CSCF deben enviar una solicitud en la
interface Cx al primer HSS de la lista, si no se recibe una respuesta
satisfactoria entonces deben reenviar el mensaje al siguiente HSS en la lista;
este procedimiento se repite hasta que se tenga éxito.
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Cuando en la Home network existen más de un HSS es necesario incluir en la
red un SLF (Subscription Locator Function) cuya tarea es ayudar al I-CSCF y
al S-CSCF a determinar en cual HSS está almacenada la información de un
usuario especifico. La interface Dx justamente conecta al SLF con el I-CSCF y
con el S-CSCF corriendo Diameter en modo redirect.
Las interfaces Cx y Dx son similares y se describen en ETSI TS 129 228
V9.0.0 (2010-01).
Durante el proceso de Autenticación el UE se comunica con el P-CSCF por
medio de mensajes SIP usando los puertos 5060 y 5061 típicamente usados
por SIP, pero sólo se usan para el registro. Después del registro el P-CSCF
asigna puertos seguros al dispositivo para todas sus comunicaciones
posteriores. Cualquier mensaje INVITE o mensaje SIP recibido en los puertos
5060 y 5061 será descartado.
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Más detalles de estos comandos en ETSI TS 129 229 V9.2.0 (2010-06).
Lista parcial de los AVPs asignados a “Diameter Application for the Cx
interface”
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La autenticación, si tiene éxito, se realiza en dos intentos. El primer intento
siempre fracasa y sólo sirve para ver si el UE tiene la capacidad de generar
una serie de claves, obligándolo a enviar sus credenciales de seguridad al PCSCF en el segundo intento.
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En el mensaje SIP REGISTER, en el campo REGISTER se coloca el dominio
del Home Network del usuario.
La autorización la inicia el I-CSCF y se realiza entre éste y el HSS.
En este ejemplo se muestra el registro de un usuario en IMS para “Diameter
Application for the Cx interface” para lo cual se usa UAR/UAA. Se supone que
en la red IMS sólo existe un HSS, por eso no hay LSF.
El terminal IMS envía una solicitud de registro “SIP Register” al P-CSCF, quien
lo reenvía la I-CSCF, luego este último envía el mensaje de solicitud de
autorización DIAMETER UAR (Command Code=300, este es uno de los
Command asignados) al HSS a través de la interface Cx. El HSS envía su
respuesta en el comando UAA al HSS indicando que se realizó la autorización
con éxito.
Después se inicia la autenticación por parte del S-CSCF enviando el comando
de solicitud de autenticación DIAMETER MAR, pero dado que el UE no ha
enviado aún sus credenciales esta autenticación es rechazada lo cual se
informa al S-CSCF a través del mensaje de respuesta MAA, este rechazo de
autenticación se transmite al UE a través de los diferentes nodos de las red
por medio del mensaje SIP de respuesta con código 401 Unauthorized, este
mensaje le solicita al origen que reinicie el proceso de registro pero enviando
ciertos credenciales solicitados en el mensaje 401. Al recibir dicho mensaje el
UE envía la solicitud de registro nuevamente junto a sus credenciales y esta
vez tanto la autorización como la autenticación tienen éxito.
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De igual forma existe, para cada interface, la conversión de sus mensajes al
protocolo que usen. Cada uno de estos mensajes están definidos en las
especificaciones técnicas del 3GPP
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Los operadores aún dependen de sus redes legacy para ofrecer sus servicios,
dado que el proceso de despliegue de IMS puede ser lento y en forma
paulatina, se diseñaron las interfaces para que ambas redes puedan
interoperar. Por lo general las redes basada en circuitos usan el sistema de
señalización #7, SS7, de la ITU que soporta sólo aplicaciones de telefonía
vocal bajo el concepto de redes inteligentes. Por esta razón, los operadores
que deseen enriquecer la oferta de servicios a sus clientes están obligados a
migrar a una red NGN y la única propuesta que existe y que está totalmente
estandarizada hasta los momentos es IMS.
Cuando IMS interactúa con una red SS7, lo único que cambia es la capa de
acceso, cuando se alcanza la red IMS todos sus procedimientos son iguales.
De igual forma cuando se origina una llamada en IMS con destino a una red
SS7, existe todo un proceso en IMS hasta llegar al punto donde la
señalización SIP se convierte en SS7, a partir de allí la red SS7 trabaja como
lo hace normalmente.
El MGCF es el nodo en IMS que sirve para convertir la señalización entre
ambas redes en los dos sentido.
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Aquí se muestra la conversión de algunos mensajes SS7 a SIP.
ACM (Address Complete Message): mensaje enviado hacia atrás (de regreso)
para indicar que se ha reservado un circuito. El conmutador de origen
responde al mensaje ACM conectando el origen al circuito. El conmutador de
destino envía un ring al origen
ANM (Answer Message): cuando el destino responde, el conmutador de
destino termina el ring y envía un mensaje de respuesta ANM al switch de
origen, el cual inicial el proceso de facturación despues de verificar que el
origen está conectado a la línea reservada.
IAM (Initial Address Message): Lo envía el switch hacia el destino para
completar el circuito entre ambos extremos. Contiene el número de destino y
como opcional puede contener el número de origen.
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