Cx/Dx sind die Diameter-Schnittstellen zwischen den IMS-CSCFs und dem HSS, definiert in 3GPP TS 29.228/29.229. Während der SIP-Registrierung nutzt die I-CSCF UAR/UAA, um eine S-CSCF zu finden oder zuzuweisen, die S-CSCF nutzt MAR/MAA, um Authentifizierungsdaten zu holen, und SAR/SAA, um sich zu registrieren, und LIR/LIA lokalisiert die bedienende S-CSCF für einen terminierenden Anruf. Die Sh-Schnittstelle verbindet Application-Server mit dem HSS.
Wo Cx/Dx im IMS sitzen
Im IP Multimedia Subsystem läuft die SIP-Anrufsteuerung über drei CSCF-Rollen — die Proxy-CSCF am Rand, die Interrogating-CSCF an der Netzgrenze und die Serving-CSCF, die die Registrierung hält und Dienstlogik ausführt. Das HSS hält die IMS-Subskription und Authentifizierungsdaten jedes Nutzers. Cx ist die Diameter-Schnittstelle zwischen der I-CSCF/S-CSCF und dem HSS; Dx ist dieselbe Schnittstelle, geroutet über eine SLF (Subscription Locator Function), wenn mehrere HSSs betrieben werden und die CSCF zuerst finden muss, welches den Nutzer hält. Beide nutzen die Application-Id 16777216 (0x01000000) und die Vendor-Id 10415. Jedes SIP REGISTER und terminierende INVITE löst im Hintergrund Cx-Transaktionen aus.
Der Cx-Befehlssatz
TS 29.229 definiert vier Cx-Command-Paare plus zwei HSS-initiierte. User-Authorization (UAR/UAA) lässt die I-CSCF prüfen, ob ein Nutzer sich aus einem bestimmten Netz registrieren darf, und die zugewiesene oder fähige S-CSCF erfahren. Multimedia-Auth (MAR/MAA) lässt die S-CSCF Authentifizierungsvektoren (IMS-AKA oder SIP Digest) vom HSS holen. Server-Assignment (SAR/SAA) registriert oder deregistriert die S-CSCF für den Nutzer und lädt das Nutzerprofil mit seinen initialen Filter Criteria herunter. Location-Info (LIR/LIA) lässt die I-CSCF die bedienende S-CSCF für einen terminierenden Request finden. Registration-Termination (RTR/RTA) und Push-Profile (PPR/PPA) lassen das HSS einen Nutzer deregistrieren oder eine Profiländerung einspielen.
| Befehl | Code | Zweck |
|---|---|---|
| UAR / UAA | 300 | User-Authorization – Registrierung prüfen, S-CSCF finden/zuweisen |
| SAR / SAA | 301 | Server-Assignment – S-CSCF registrieren, Benutzerprofil herunterladen |
| LIR / LIA | 302 | Location-Info – bedienende S-CSCF für einen terminierenden Anruf ermitteln |
| MAR / MAA | 303 | Multimedia-Auth – IMS-AKA-/SIP-Digest-Authentifizierungsdaten abrufen |
| RTR / RTA | 304 | Registration-Termination – HSS meldet den Benutzer ab |
| PPR / PPA | 305 | Push-Profile – HSS überträgt eine Abonnement-/Profiländerung |
Wie Cx an SIP REGISTER anknüpft
Die IMS-Registrierung ist eine SIP-Prozedur mit einem Diameter-Backend. Wenn ein Nutzer SIP REGISTER sendet, leitet die P-CSCF es an die I-CSCF weiter, die ein Cx UAR an das HSS sendet, um die Registrierung zu autorisieren und eine S-CSCF (oder ihre Fähigkeiten) zu erhalten. Die I-CSCF routet das REGISTER an die gewählte S-CSCF, die ein Cx MAR sendet, um eine Authentifizierungsherausforderung zu holen, und ein SIP 401 mit der IMS-AKA-Herausforderung zurückgibt. Die UE registriert sich mit ihrer Antwort erneut; die S-CSCF verifiziert sie und sendet ein Cx SAR, um sich für den Nutzer zu registrieren und das Profil herunterzuladen. So treibt eine sichtbare SIP-Registrierung darunter UAR, MAR und SAR an.
UE → P-CSCF → I-CSCF SIP REGISTER
I-CSCF → HSS Cx UAR { Public-Identity, Visited-Network }
HSS → I-CSCF Cx UAA { Server-Name / S-CSCF capabilities }
I-CSCF → S-CSCF SIP REGISTER
S-CSCF → HSS Cx MAR { SIP-Auth-Data-Item (IMS-AKA) }
S-CSCF → UE SIP 401 (challenge) ... UE re-REGISTERs
S-CSCF → HSS Cx SAR { Server-Assignment-Type=REGISTRATION }
HSS → S-CSCF Cx SAA { User-Data: profile + iFC }Terminierende Anrufe und LIR
Die Registrierung speichert, welche S-CSCF einen Nutzer bedient; ein terminierender Anruf muss sie wiederfinden. Trifft ein INVITE für einen Teilnehmer ein, sendet die I-CSCF einen Cx Location-Info-Request an das HSS, das den Server-Name der aktuell für diese öffentliche Identität bedienenden S-CSCF zurückgibt. Die I-CSCF routet das INVITE dann an diese S-CSCF, die die terminierende Dienstlogik (ihre initialen Filter Criteria) anwendet und zum Nutzer weiterleitet. LIR/LIA ist somit das terminierende Gegenstück zum bei der Registrierung genutzten UAR/SAR-Paar.
Die Sh-Schnittstelle: Application-Server und das HSS
IMS-Application-Server benötigen ebenfalls Teilnehmerdaten — Diensteinstellungen, Presence, Repository-Daten — und erhalten sie über die Sh-Schnittstelle (TS 29.328/29.329, Application-Id 16777217), nicht über Cx. Sh definiert User-Data (UDR/UDA) zum Lesen transparenter und Dienstdaten, Profile-Update (PUR/PUA) zum Zurückschreiben und ein Subscribe/Notify-Paar — Subscribe-Notifications (SNR/SNA) und Push-Notification (PNR/PNA) —, sodass ein AS benachrichtigt wird, wenn ihn interessierende Daten sich ändern. So verbleibt die Dienstlogik in den Application-Servern, während das HSS die einzige Quelle der Teilnehmer-Wahrheit bleibt, und deshalb ist das HSS, nicht die CSCF, der Anker der IMS-Steuerungsebene.
| Befehl | Code | Zweck |
|---|---|---|
| UDR / UDA | 306 | User-Data – AS liest Teilnehmer-/Dienstdaten aus dem HSS |
| PUR / PUA | 307 | Profile-Update – AS schreibt Repository-/Dienstdaten |
| SNR / SNA | 308 | Subscribe-Notifications – AS abonniert Datenänderungen |
| PNR / PNA | 309 | Push-Notification – HSS benachrichtigt den AS über eine Änderung |
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Schnittstellen Cx und Dx?
Cx ist die Diameter-Schnittstelle zwischen der IMS-I-CSCF/S-CSCF und dem HSS (TS 29.228/29.229, Application-Id 16777216), die Registrierung, Authentifizierung und Profil-Download überträgt. Dx ist dieselbe Schnittstelle, geroutet über eine SLF, wenn mehrere HSSs betrieben werden, sodass die CSCF zuerst findet, welches HSS den Nutzer hält.
Wie nutzt die IMS-Registrierung DIAMETER?
Ein SIP REGISTER löst Cx-Transaktionen aus: Die I-CSCF sendet UAR, um zu autorisieren und eine S-CSCF zu finden, die S-CSCF sendet MAR, um eine IMS-AKA-Herausforderung zu holen, und nachdem die UE die Herausforderung beantwortet hat, sendet die S-CSCF SAR, um sich zu registrieren und das Nutzerprofil herunterzuladen. Eine SIP-Registrierung treibt darunter UAR, MAR und SAR an.
Was ist der Unterschied zwischen MAR und SAR?
Multimedia-Auth-Request (MAR, Command 303) holt Authentifizierungsdaten — einen IMS-AKA-Vektor oder SIP Digest —, damit die S-CSCF den Nutzer herausfordern kann. Server-Assignment-Request (SAR, Command 301) registriert die S-CSCF als bedienenden Knoten für den Nutzer und lädt das Nutzerprofil mit seinen initialen Filter Criteria herunter.
Wie wird ein terminierender IMS-Anruf zur richtigen S-CSCF geroutet?
Die I-CSCF sendet einen Cx Location-Info-Request (LIR, Command 302) an das HSS, das den Server-Name der aktuell für die angerufene öffentliche Identität bedienenden S-CSCF zurückgibt. Die I-CSCF routet das INVITE dann an diese S-CSCF, die die terminierende Dienstlogik anwendet und zum Nutzer weiterleitet.
Wofür dient die Sh-Schnittstelle?
Sh (TS 29.329, Application-Id 16777217) verbindet IMS-Application-Server mit dem HSS. Ein AS liest Teilnehmer- und Dienstdaten mit User-Data (UDR), schreibt sie mit Profile-Update (PUR) zurück und nutzt Subscribe-Notifications (SNR) / Push-Notification (PNR), um bei Datenänderungen benachrichtigt zu werden — sodass das HSS die einzige Quelle der Teilnehmer-Wahrheit bleibt.
Warum nutzt IMS sowohl SIP als auch DIAMETER?
SIP übernimmt die Sitzungssignalisierung zwischen der UE und den CSCFs — REGISTER, INVITE, Medienaushandlung. DIAMETER Cx/Dx und Sh übernehmen die Teilnehmerdatenseite gegenüber dem HSS — Autorisierung, Authentifizierungsvektoren, Profil-Download und Dienstdaten. Der sichtbare SIP-Fluss und der verborgene Diameter-Fluss wirken bei jeder Registrierung und jedem Anruf zusammen.
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