Piattaforme Integrate per la Connettività in Rete

Corso di Sistemi Telematici Prof. Dino Giuli Piattaforme Integrate per la Connettività in Rete Federica Paganelli federica.paganelli@unifi.it 2015-2016 1

Agenda Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Dalle reti monoservizio alle reti multiservizio Aspetti di convergenza Organi di standardizzazione per le telecomunicazioni IMS IP Multimedia Subsystem 2

Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Dalle reti monoservizio alle reti multiservizio Aspetti di convergenza Organi di standardizzazione per le telecomunicazioni IMS IP Multimedia Subsystem 08-15/03 2010 3

Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Servizi tradizionali, erogati in base a parametri specifici determinati a priori VOCE VIDEO MULTIMEDIA DATI Oltre ai precedenti: servizi a valore aggiunto erogati dagli specifici operatori e supportati dalle relative infrastrutture di rete 08-15/03 2010 4

Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Dalle reti monoservizio alle reti multiservizio Aspetti di convergenza Organi di standardizzazione per le telecomunicazioni IMS IP Multimedia Subsystem 08-15/03 2010 5

Da dove siamo partiti e dove andiamo 08-15/03 2010 6

Reti monoservizio I Rete telefonica (mezzi utilizzati -> doppino telefonico, aria): supporto per l interconnessione di apparecchi telefonici, in grado di trasferire il segnale vocale (segnale analogico) da un abbonato ad un altro sistema di segnalazione semplice che fornisce l instaurazione ed il mantenimento dei circuiti tra i due abbonati Public Switched Telephone Network (PSTN) architettura di comunicazione a commutazione di circuito Public Land Mobile Network (PLMN) Total Access Communication (TACS): architettura cellulare di comunicazione analogica operante solo in ambito nazionale 7

Reti monoservizio II Rete per il trasferimento dei dati LAN, WLAN, WAN (mezzi utilizzati -> cavo coax, di rame, fibra ottica, aria): supporto per la condivisione di risorse e per l interconnessione di apparati (computer), in grado di trasferire informazioni in formato digitale, fruibili dagli apparati per la loro elaborazione e presentazione forma di comunicazione a commutazione di pacchetto No QoS: forma di trasmissione Best Effort (anche se c è stata un evoluzione da reti di tipo Token Ring a Ethernet) architettura basata sui modelli ISO/OSI e TCP/IP Separation of concerns (separazione degli interessi e delle responsabilità) and Information hiding (definizione compiuta e minima dell operazione nascondendo tutte le informazioni che non sono indispensabili) 8

Stratificazione ISO/OSI e TCP/IP Application Presentation Session Transport Network Data link Physical Application Transport Network Link Physical Supporto alle applicazioni di rete Trasferimento dati end-to-end Instradamento datagrammi Trasferimento dati tra elementi di rete vicini Trasmissione sequenze binarie 08-15/03 2010 9

Telco networks vs. Internet 08-15/03 2010 10

Reti monoservizio III TV e radio broadcast (mezzo utilizzato -> cavo coax, aria) architetture per la diffusione del segnale video o del segnale radio; il segnale viene diffuso dalla stazione trasmittente per la ricezione da parte di apparecchi specifici (ricevitori di TV set o ricevitori radio) 08-15/03 2010 11

Reti multiservizio I Rete telefonica: servizio voce, servizi a valore aggiunto quali: numeri verdi, validazione di carte telefoniche prepagate, roaming tra operatori cellulari, trasmissione di dati e video, etc. evoluzione paradigmatica delle comunicazioni mobili: ETACS -> Global System for Mobile communications, GSM -> GPRS -> Universal Mobile Telecommunication System, UMTS -> HSDPA -> LTE passaggio da sistemi di comunicazione analogici a sistemi di comunicazione digitali; passaggio a sistemi a commutazione di pacchetto (almeno a livello di core network); processo di internazionalizzazione (TACS garantito nell ambito del territorio nazionale, UMTS progettato per una copertura universale ) -> valorizzazione dei processi di standardizzazione; progressivo aumento della complessità dei sistemi di segnalazione 12 e controllo.

Reti multiservizio II Rete dati: consolidamento della scelta di sistemi a commutazione di pacchetto e del protocollo di rete IP; valorizzazione della multimedialità, derivante dalla diffusione della digitalizzazione; utilizzo delle reti dati per il supporto di traffici non necessariamente Best Effort (video conferencing, Voice over IP, chat evolute, etc.); delega della gestione dei servizi di centralino telefonico ad apparati di rete IP; progressivo aumento della complessità dei sistemi di segnalazione e controllo. Broadcasting radio/televisivo: passaggio al broadcasting digitale; possibile interazione tramite un eventuale canale di ritorno 13

Reti multiservizio III Considerazioni generali sul passaggio a reti multiservizio: per reti progettate come monoservizio non è richiesta alcuna gestione differenziata dell unico tipo di traffico supportato; i requisiti e le specifiche sono insite nell architettura stessa; se si rende multiservizio una rete nata per il trattamento di un unico tipo di traffico o servizio, l architettura di base deve prevedere un meccanismo per gestire le opportune specifiche delle singole tipologie di traffico; Quality of Service e Network Management; Approccio trasversale alle architetture stratificate: QoS totale (aspetti relativi a parametri oggettivi di efficienza di trasporto e aspetti soggettivi relativi alla percezione dell utente); Architetture per la QoS su IP 08-15/03 2010 14

Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Dalle reti monoservizio alle reti multiservizio Aspetti di convergenza Organi di standardizzazione per le telecomunicazioni IMS IP Multimedia Subsystem 08-15/03 2010 15

Problema Dinamiche che determinano l esigenza e lo sviluppo di nuove architetture di servizio: - UTENTE: esigenza (reale o indotta) di disporre di un accesso univoco ad informazioni e a comunicazioni eterogenee; - OPERATORE: superare i limiti della propria area di business tradizionale per la fornitura di servizi tramite una infrastruttura estendibile e riusabile 08-15/03 2010 16

Evoluzione delle reti di servizi I Da reti verticali, indipendenti e monoservizio Caratteristica tipicamente insita nella natura monoservizio: i livelli di servizio (QoS e SLA) sono definiti a priori nelle specifiche di progetto 17

Rete TLC vs. Rete dati Rete TLC: - modello centralizzato; - risorse di rete disaccoppiate dai sistemi di controllo dei servizi; - servizi a valore aggiunto (Numero Verde, Televoto, etc.); - rete intelligente e terminali stupidi Rete dati (Internet): - decentralizzazione e auto-organizzazione; - spostamento della logica di controllo sui terminali; - rete responsabile del trasporto privo di funzionalità a valore aggiunto; - rete stupida e terminali intelligenti 08-15/03 2010 18

Convergenza delle reti di servizi I Verso una rete di servizi unica (rispetto alla quale le precedenti costituiscono le reti di accesso): - basata sulla commutazione di pacchetto (IP); - multiservizio (e quindi con livelli di servizio diversi e negoziabili in base alle applicazioni trasportate) 08-15/03 2010 19

Convergenza delle reti di servizi II Today Tomorrow Internet Telephone network IP-Network Mobile radio network Multimedia Access - Advantages easy to handle reliable mobile 08-15/03 2010 20

Why use IP? Wide acceptance Internet popularity Global reach IP Standards Mature standards Interoperability Digitalization Era Voice over IP gaining popularity IP Protocol characteristics: Simple protocol Good general purpose protocol Best Effort Protocol The unified network will use packet-based technology as the common transport mechanism Data is the fastest growing segment due to Success of Internet Growing use of E-mail Growing data traffic between business users Data should be handled in the most efficient way Packet technology is the best way to transport data Packet technology is only technology that allows simultaneous delivery of different information streams towards one and the same end-point on one single connection.

Adeguamento dei modelli di business Dai modelli di business tradizionali Internet: servizi e applicazioni relativi all erogazione di contenuti TLC: infrastruttura per la fornitura di connettività per comunicazioni affidabili Approccio verso il paradigma della Networked Intelligence basato sulla federazione di funzionalità: interazione tra intelligenza distribuita ed intelligenza centralizzata 08-15/03 2010 22

Convergenza fixed/mobile I La seguente definizione di FMC (Fixed and Mobile Convergence) si basa su documenti del ETSI FMC ad hoc workgroup: Fixed and Mobile Convergence (FMC) is concerned with the provision of network and service capabilities, which are independent of the access technique. This does not necessarily imply the physical convergence of networks. It is concerned with the development of converged network capabilities and supporting standards. This set of standards may be used to offer a set of consistent services via fixed or mobile access to fixed or mobile, public or private networks. LA FMC consente agli utenti di accedere ad un consistente insieme di servizi da ogni tipo di terminale fisso e mobile e attraverso qualsiasi access point compatibile. Un estensione importante di questo principio si riferisce al roaming: gli utenti dovrebbero essere in grado di associarsi a reti differenti, mantenendo la disponibilità del proprio insieme di servizi anche all interno delle reti visitate (ad es. CAMEL: Customized Applications for Mobile Enhanced Logic). This feature is referred to as the Virtual Home Environment (VHE).

Convergenza fixed/mobile II Tre aspetti relativi alla mobilità: Terminal mobility: permette all utente l utilizzo del proprio dispositivo terminale (ad es. il proprio telefono) in ogni posto ed in ogni momento; Service mobility: fornisce all utente finale un insieme invariabile di servizi indipendenti dal tipo di accesso e dal luogo di fruizione. I servizi dovrebbero conservare lo stesso aspetto e le stesse funzioni anche su reti differenti; Personal mobility: investe il requisito di reperibilità: l utente finale è identificabile con un numero univoco (personal number) ovunque sulla rete. L utente può definire profili differenti di reperibilità (privato, ufficio, etc.) che comprendono anche l indicazione del terminale sul quale si vuole che pervengano le chiamate. 08-15/03 2010 24

Impatto della convergenza sulle architetture di rete I L evoluzione verso la convergenza fixed/mobile e verso la convergenza dei servizi sopra descritta, comporta: Inadeguatezza di architetture di rete stupide : non solo routing basato su sorgente, destinazione, porta ; Inadeguatezza del modello stratificato tcp/ip immodificato (pur scegliendo il protocollo ip come protocollo di rete); Necessità di superare la rigidità della stratificazione: i piani di controllo, di gestione della QoS, di gestione della mobilità risultano trasversali alla stratificazione di base (TCP/IP) -> piani di controllo cross-layer; Importanza di fornire un substrato uniforme sul quale si appoggino i protocolli di trasporto e applicativi, in maniera indipendente dalle tecnologie di accesso utilizzate in ogni collegamento punto-punto ed in ogni connessione end-to-end. 25

Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Dalle reti monoservizio alle reti multiservizio Aspetti di convergenza Organi di standardizzazione per le telecomunicazioni IMS IP Multimedia Subsystem 08-15/03 2010 26

3GPP The 3rd Generation Partnership Project Progetto internazionale co-operativo al quale partecipano gli organismi per le telecomunicazioni di Giappone, Cina, Europa, USA e Corea del Sud; stabilito per standardizzare la terza generazione cellulare IMT-2000 (3G) di sistemi mobili cellulari; in seguito ampliato per includere il mantenimento e lo sviluppo dei sistemi Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS) e Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE); http://www.3gpp.org/ 08-15/03 2010 27

ETSI The European Telecommunications Standards Institute Istituito nel 1988 dalla Conferenza per le Poste e Telecomunicazioni (CEPT); Organizzazione no-profit responsabile della definizione di standard per sistemi di telecomunicazioni a livello europeo; riferimento per la legislazione europea in materia di telecomunicazioni. organizzazione aperta emanata dal CEC (Commission of the European Communities) che comprende membri in rappresentanza di Pubbliche Amministrazioni, operatori di rete, aziende manifatturiere, service provider e utenti http://www.etsi.org/ 08-15/03 2010 28

ITU The International Telecommunication Union Organismo corrispondente ad ETSI a livello mondiale. Organo delle Nazioni Unite che pubblica raccomandazioni per la definizione di standard per sistemi di telecomunicazioni internazionali; tali raccomandazioni non hanno valore vincolante; ITU-T è un comitato costituito da rappresentanti dei governi, operatori, manifatturieri e altre parti interessate http://www.itu.int/home/index.html 08-15/03 2010 29

IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers Organismo statunitense che promuove processi di ingegnerizzazione per la creazione, sviluppo, integrazione, condivisione di conoscenza relativa a scienze e tecnologie elettriche e dell informazione; organo di standardizzazione organizzato in working group che si occupano di aree tecnologiche specifiche (ad es. IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee sviluppa standard per reti locali e metropolitane; lunghi processi di standardizzazione; http://www.ieee.org/portal/index.jsp 08-15/03 2010 30

IETF The Internet Engineering Task Force Ampia e aperta comunità internazionale formata da network designers, operatori, vendors e ricercatori; orientata allo sviluppo di specifiche per protocolli che garantiscano interoperabilità su Internet; il processo di approvazione di una specifica inizia con un progetto di Request for Comments (RFC); dopo una fase di raffinamento, pubblicazione come RFC e poi come standard approvato, mantenendo comunque il numero della RFC; IETF si divide in working group organizzati per argomento in molteplici aree (ad es. routing, trasporto, sicurezza, etc.) http://www.ietf.org/ 08-15/03 2010 31

De facto vs. de jure standards Molti organismi di standardizzazione che sviluppano standard utilizzabili in sistemi telematici dal punto di vista delle telecomunicazioni (altri organismi si occupano di altri aspetti, quali la codifica dei segnali, la presentazione dei contenuti, la struttura dei documenti scambiati in rete, etc.) De facto standards (Internet): IETF, W3C, IEEE De jure standards (telecomunicazioni): ETSI Tiphon, ITU-T, 3GPP, 3GPP2, OMA Non è dimostrato quale sia il modello migliore per l evoluzione dei sistemi telematici verso la convergenza 08-15/03 2010 32

Servizi forniti da Reti di Telecomunicazioni Evoluzione delle reti (wireless e wired)verso la larga banda Aspetti di convergenza Organi di standardizzazione per le telecomunicazioni IMS IP Multimedia Subsystem 33

IP Multimedia Subsystem: concetti I IP Multimedia Subsystem (IMS) è un set di specifiche che descrive un architettura di rete per implementare servizi multimediali e di telefonia IP-based. Ha lo scopo di abilitare la convergenza tra voce, video, dati e tecnologie mobili su una infrastruttura IP e con diverse tecnologie di accesso. Introdotto dal Third Generation Partnership Project (3GPP) nelle due fasi (release 5 e release 6) delle reti UMTS IMS è un architettura di servizio, aperta e standardizzata, per servizi mobili e fissi basati su IP. L obiettivo ambizioso che ha condotto allo sviluppo di IMS è stato quello di creare un ambiente per offrire servizi multimediali integrati (voce e dati) controllati dalla rete e per consentire agli utenti di eseguire tutti i propri servizi anche al di fuori della propria home network (roaming): supporto alla mobilità fisica, alla mobilità tra terminali, alla mobilità personale. 34

IP Multimedia Subsystem: concetti II IMS utilizza protocolli aperti e standard dell IETF (Internet Engineering Task Force) IMS è un architettura per il supporto di sessioni multimediali: - fornire comunicazioni multimediali person-to-person real time e basate su IP (es. voice o video telephony) e comunicazioni person-tomachine (es. gaming service); - integrare comunicazioni multimediali real-time con quelle non realtime (live streaming e chat); - abilitare l integrazione di servizi e applicazioni differenti - facilità di instaurazione lato utente di molteplici servizi in una singola sessione, o di molteplici sessioni sincronizzate 35

IMS - example Jun Lei «Ip Multimedia Subsystem, 2006 26/11/2010 36

Perchè IMS? Gli operatori 3G già forniscono servizi di accesso a Internet Web surfing, E-mail, video Nel dominio Internet ci sono operatori che forniscono servizi di comunicazione VoIP, messaggistica, chat IMS nasce per garantire: QoS Politiche di tariffazione Integrazione dei servizi, anche di servizi di terze parti IMS crea un ambiente dove qualsiasi servizio può accedere a qualsiasi aspetto della sessione. 37

Architettura IMS

Protocolli in IMS I protocolli che vengono utilizzati in IMS possono essere suddivisi in tre grandi aree: Session Control Protocol AAA Protocol Protocolli per la gestione di flussi multimediali Queste tre tipologie di protocolli permettono di gestire le fasi di delivery di un servizio dall accesso dell utente all entità IMS fino al trasferimento dei flussi dati attraverso la rete. 39

Protocolli in IMS - SIP Protocols in Signalling or Session Control plane: SIP (Session Initiation Protocol) è un protocollo di livello applicativo) utilizzato per stabilire, modificare e terminare sessioni multimediali. indipendente dai protocolli di trasporto, anche se viene preferito UDP Le entità dell architettura sono: user agents; register servers; proxy servers; redirect servers. Lo scopo di SIP è di inviare la descrizione della sessione da instaurare ad un utente al suo indirizzo attuale. Una volta che l utente è stato localizzato, SIP può inviare descrizioni di modifica della sessione corrente e terminarla La descrizione della sessione contiene le informazioni per instaurare la sessione: il tipo di flusso (in base alle capacità di ricezione), indirizzi di destinazione e porte per ogni flusso multimediale. Il formato più comune è SDP: Sessione Description Protocol Esistono estensioni SIP per messaggistica istantanea e notifica di eventi 40

SIP SIP gestisce in modo generale una sessione di comunicazione tra due o più entità, ovvero fornisce meccanismi per instaurare, modificare e terminare (rilasciare) una sessione. I principali metodi SIP sono: (RE-)INVITE, REGISTER, ACK, BYE, CANCEL, SUBSCRIBE, NOTIFY 41

Entità SIP User Agent: sono le entità che partecipano ad una sessione SIP. Si tratta tipicamente di applicazioni in esecuzione su dei terminali, ma possono fungere da User Agent anche dispositivi quali telefoni cellulari, gateway PSTN o PDA. Gli User Agent si specializzano, per astrazione funzionale, in User Agent Client (UAC), applicazione client preposta a inviare messaggi di richiesta e ricevere risposte, e User Agent Server (UAS), applicazione server in grado di ricevere richieste e generare le relative risposte. Proxy Server: fa da intermediario tra terminale chiamante e chiamato nella fase di inizializzazione di una sessione di comunicazione, fungendo al tempo stesso da UAS e da UAC: quando riceve una richiesta di inizio sessione (invitation) da parte di un mittente, la consegna direttamente al destinatario, risolvendone subito il nome, se conosce il terminale su cui si trova, o in caso contrario la inoltra ad un altro Proxy Server che potrebbe conoscerla. Questa procedura va avanti in maniera ricorsiva finché la richiesta non raggiunge un Proxy Server in grado di risolvere il nome del destinatario. 42

Entità SIP Registrar Server: mantengono un database degli indirizzi degli utenti SIP registrati nel proprio dominio di rete. Consente agli utenti SIP di effettuare una registrazione, memorizzando in un location database la loro attuale posizione (data da un indirizzo IP e un numero di porta associati al nome utente). I Proxy Server sfruttano questo servizio di registrazione per localizzare gli utenti all interno della rete. I Registrar Server risiedono molto spesso sulle stesse macchine dei Proxy. Redirect Server: viene contattato dagli utenti in alternativa ad un Proxy. Il Redirect Server ottiene informazioni sulla posizione del destinatario dal Location Database di un Registrar Server e le comunica all utente. Il chiamante potrà quindi ridirezionare la richiesta. Location Server: risiede tipicamente sulla stessa macchina di un Registrar Server e contiene un database aggiornato costantemente dalle registrazioni degli utenti. Esso può localizzare direttamente l utente cercato o restituire gli indirizzi di Proxy, o altri Location Server che potrebbero conoscerne la posizione 43

SIP Message SIP è un protocollo di richiesta risposta textbased SIP message format Start line Header fields Empty line Optional message body @Camarillo et al., The 3G IP Multimedia Subsystem 44

SIP Session establishment through a proxy @Camarillo et al., The 3G IP Multimedia Subsystem 45

Protocolli in IMS Protocols in Media plane: Real Time Protocol (RTP), Real Time Control Protocol (RTCP) per il mantenimento della sequenza dei pacchetti e per la sincronizzazione inter-media, Real Time Streaming Protocol (RTSP) sono protocolli per il controllo di sessioni multimediali. Security and Authentication protocols: DIAMETER come evoluzione di RADIUS per i meccanismi di autenticazione e controllo dell accesso alle risorse. The IP Multimedia Domain in Wireless Networks: Concepts, Architecture, Protocols and Applications ; V. Koukoulidis, M. Shah; in Proceedings of the IEEE Sixth Internationale Symposium on Multimedia Software Engineering, 2004. 46

Architettura IMS II Media resource function Call/Session Control Function 08-15/03 2010 47

IMS CSCF Call Session Control Function: tre tipi di CSCF: P-CSCF I-CSCF S-CSCF Funzioni svolte in comune: Invio di dati utili per applicazioni di tariffazione Possono chiudere sessioni per conto dell utente 48

IMS PCSCF Proxy-Call Session Control Function: è il punto di contatto degli utenti con l architettura IMS. E il collettore di tutto il traffico di segnalazione SIP in uscita da, o in ingresso per il dispositivo utente. Funzioni svolte: Dal punto di vista SIP il P-CSCF agisce come un proxy server: tutte le richieste iniziate da un terminale IMS o destinate ad esse attraversano il P-CSCF che inoltra le richieste e risposte SIP nella direzione appropriata (verso il terminale IMS o verso la rete IMS). Sicurezza: negozia e mantiene IPSec Security Associations; garantisce la protezione e l integrità dello scambio di messaggi SIP. Implementa la compressione e decompressione di messaggi SIP (n.b. SIP è un formato testuale) Inoltra le richieste SIP REGISTER al I-CSCF, in base al HOME DOMAIN NAME (user@domain) indicato dal dispositivo utente; Intercetta richieste di instaurazione di sessioni di emergenza e le inoltra al centro di emergenza locale; 49

IMS PCSCF Esegue il media policing, controllando il contenuto del payload dei messaggi SDP (Session Description Protocol) e confrontandolo con le capacità del dispositivo utente del ricevente; Mantiene i timer di sessione e le informazioni relative all accounting; Interagisce con il PDF (Policy Decision Function), responsabile per l implementazione della Service Based Local Policy. Policy Decision Function: responsabile delle decisioni di policy in base alla sessione o alle informazioni ottenute dal P-CSCF. Funzionalità implementate: Mantenere le informazioni relative alla sessione e al mezzo (indirizzi IP, numero di porte, banda); Gestire (generazione, modifica e revoca) le decisioni di autorizzazione per l utilizzo delle risorse. 50

IMS I-CSCF Interrogating-Call Session Control Function: punto di contatto dentro la rete di un operatore TELCO per tutte le connessioni destinate ad un abbonato di quell operatore. Funzioni svolte: Contattare il HSS per ottenere il nome del S-CSCF che serve l utente, o assegnarne uno in base alle informazioni restituite dal HSS; Inoltrare richieste SIP all S-CSCF assegnato; L I-CSCF può inoltre cifrare parte dei messaggi SIP che contengono informazioni delicate riguardanti il dominio, quali il numero di server, il loro nome DNS o la loro capacità. Questa funzionalità è chiamata THIG (Topology Hiding Inter-Network Gateway). 51

IMS S-CSCF Serving-Call Session Control Function: entità principale dell architettura IMS, localizzata nella Home Network. Svolge le funzioni di controllo della sessione (mantenendone lo stato), di registrazione dei servizi (interagendo con le piattaforme di servizio) e di charging. E essenzialmente un server SIP (si occupa di sessioni di controllo e effettua operazioni di SIP registrar). Mantiene l associazione tra la localizzazione dell utente (e.g. l indirizzo IP) e la registrazione del suo indirizzo SIP, noto come Public User Identity. implementa l interfaccia Diameter con l HSS. Accede all HSS per reperire le informazioni relative all utente e al servizio e generare una challenge per l utente; 52

IMS S-CSCF Una delle principali funzioni dell S-CSCF, localizzato sempre nell home network, è fornire servizi di instradamento di traffico SIP. Tutto il traffico SIP da e per un terminale passano dall S-CSCF assegnato. L S-CSCF ispeziona il messaggio e determina se la segnalazione SIP deve visitare altri application server prima di arrivare a destinazione. Inoltra il traffico per il terminale mobile verso il P-CSCF e il traffico dal terminale mobile verso il I-CSCF, o altri Application Server. Gestisce le richieste di registrazione (tramite la conoscenza dell indirizzo IP del dispositivo utente e del P-CSCF utilizzato come punto di accesso); Interagisce con le piattaforme di servizio (decidendo se una richiesta/risposta deve essereo inoltrata ad uno o più Application Server) 53

IMS HSS Home Subscriber Server: rappresenta il database principale per tutti i dati di IMS relativi agli abbonati e ai servizi (e.g., identità utente, informazioni di registrazione, parametri di accesso e informazioni relative ai servizi). L identità dell utente si divide in due tipi: privata (assegnata dall operatore della Home Network e utilizzata per le fasi di registrazione e autenticazione) e pubblica (utilizzabile dagli altri utenti per richiedere una comunicazione con l utente). I parametri di accesso IMS comprendono l autenticazione dell utente, l autorizzazione al roaming, i nomi dei S-CSCF allocati. L HSS contiene anche il Home Location Register, come sottoinsieme, per fornire il supporto alle entità del dominio a Circuit Switched, per il roaming con reti GSM/UMTS. SLF (Subscriber Location Function). Esso consiste in un semplice database che mappa l indirizzo di un utente con l HSS ad esso associato; quest ultimo, una volta ricevuto l indirizzo dall SLF, restituisce tutte le informazioni di quell utente. 54

IMS altre entità Application Server: L AS è un entità SIP che ospita ed esegue servizi. L AS si interfaccia con l S-CSCF utilizzando SIP e può essere localizzato sia nella home network sia in un altra rete con cui l home operator mantiene un service agreement. Multimedia Resource Function; fornisce dati precedentemente immagazzinati, relativamente ad una sessione già instaurata, alla rete di appartenenza (HN) ed è logicamente diviso in due entità: Media Resource Function Controller (MRFC): controlla le risorse per i flussi multimediali nel MRFP e interpreta le informazioni che provengono dall S-CSCF o dall AS per il trattamento dei media; Media Resource Function Processor (MRFP ): implementa tutte le funzioni relative ai media. Determina il mixing degli stream multimediali ricevuti e, successivamente, applica l elaborazione richiesta, come ad esempio la transcodifica o l analisi dei media. Breakout Gateway Control Function (BGCF): seleziona la rete PSTN/PLMN o il Dominio CS, verso cui inoltrare la segnalazione relativa alla sessione. Se l interazione avviene all interno della rete dello stesso operatore, la segnalazione è instradata verso il MGCF (Media Gateway Control Function), 55 altrimenti viene contattato un altro BGCF.

@Camarillo et al., The 3G IP Multimedia Subsystem Sessione di setup 1 56

@Camarillo et al., The 3G IP Multimedia Subsystem Sessione di setup 2 57

26/11/2010 Jun Lei «Ip Multimedia Subsystem, 2006 58

@Camarillo et al., The 3G IP Multimedia Subsystem SIP Application server 59

Servizi a valore aggiunto IMS No IMS: repeated vertical integration; no synergies Authentication Specific Billing Specific Session Control Specific Database per Application Specific Network Integration Specific O&M Application 1... n... Authentication Specific Billing Specific Session Control Specific Database per Application Specific Network Integration Specific O&M With IMS: one-time integration Application 1...n IMS... Single Sign-on One Billing Multimedia Session Control Global user Database Common network Integration Common O&M 08-15/03 2010 60