HSS系统架构介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,HSS,系统架构介绍,1,协议演进概述,HSS,结构以及接口,IMS,域用户数据,IMS,域相关消息流程,ZXWM-HSS,设备介绍,汇 报 提 纲,2,第三代移动通信网络,移动网络演进,2G,GMSC,MSC/VLR,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他,PLMN,MAP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,A,3,第三代移动通信网络,移动网络演进,2.5G,GMSC,MSC/VLR,CS Domain,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他,PLMN,Internet,SGSN,PS Domain,MAP,MAP,MAP,GGSN,IP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,一个叠加的,GPRS,网络，提供端到端包数据的交换服务；,PS,域采用,PPP/SDH, PPP/E1, FR over E1, ATM, LAN,等接口；,Gb,A,1,8 TS, 9150kbps,GPRS attachment,PDP context activation,GTP,4,第三代移动通信网络,移动网络演进,R99,GMSC,MSC/VLR,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他,PLMN,Internet,SGSN,MAP,MAP,MAP,RNS,CS Domain,PS Domain,GGSN,IP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,Gb,Iu,-PS,Iu,-CS,基于,ATM,的,Iu,-CS,接口和基于,ATM,或,IP,的,Iu,-PS,接口,GTP,5,第三代移动通信网络,移动网络演进,R4,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他,PLMN,Internet,SGSN,MAP,MAP,MAP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Server,CS Domain,PS Domain,GGSN,IP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,基于,ATM,的,Iu,-CS,接口和基于,ATM,或,IP,的,Iu,-PS,接口,CS,域引入控制和承载的分离结构,Iu,-PS,Iu,-CS,GTP,6,第三代移动通信网络,移动网络演进,R5,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他,PLMN,Internet,GGSN,SGSN,MAP,MAP,MAP,IP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Server,IMS Domain,P-CSCF,S-CSCF,CS Domain,PS Domain,IM-MGW,MGCF,MRFP,MRFC,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,SLF,全,IP,的,Iu,接口，同时继承,ATM,传输,引入,IP,多媒体域,Iu,-PS,Iu,-CS,GTP,7,第三代移动通信网络,移动网络演进,R6,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他,PLMN,Internet,GGSN,SGSN,MAP,MAP,MAP,IP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Server,IMS Domain,P-CSCF,S-CSCF,CS Domain,PS Domain,IM-MGW,MGCF,MRFP,MRFC,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,SLF,OCS,PDG,AAA,AAA Server,I-WLAN,WLAN,接入网,WAG,Iu,-PS,Iu,-CS,GTP,8,IMS,网络实体和协议,OSA-SCS,SCP,IM-SSF,SIP,AS,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,ISC,Sh,IMS CORE,I/S-CSCF,3rd party Apps,OSS,EMS,SLF,HSS,IP Backbone Network,IP/MPLS CORE,ENUM,DHCP,DNS,I/S-CSCF,Other IMS,Mw,Cx,Dx,P-CSCF,*,BGCF,MRFC,MRFP,P-CSCF,Mw,Mr,Mw,Mi,Mj,Mp,Mb,PDF,Gq,COPS,RTP,H.248(+),Diameter,SIP,Rg,Go,IBGF,Rp,IPCF,To Other MM IP,Mk,IBCF|IWF,AGCF,*,GUP,To Other PSTN,T-MGF,SGF,MGCF,NMS,Mw,TBD,Mb,Mm,Charging,Rf,/Ro,Ie,Sigtran,Mn,PSTN/ISDN Simulation Services,SPDF,D4,Gq,Gm,IM-MGW,To CS Domain,Converged Operation Management System,Gm,IMS EDGE,PROFILES,BGCF,Mg,Mn,N-SBC,A-SBC,A-SBC,To,Celluar,IP-CAN,To POTS Access,To Fixed or WirelessIP-CAN,9,协议演进概述,HSS,结构以及接口,IMS,域用户数据,IMS,域相关消息流程,ZXWM-HSS,设备介绍,汇 报 提 纲,10,HSS,对外接口,11,TDM,承载方式的协议结构,12,IP,承载方式的协议结构,13,Diameter,协议产生背景,RADIUS,是目前最常用的认证计费协议之一，它简单安全，易于管理，扩展性好，所以得到广泛应用。但是由于协议本身的缺陷，比如基于,UDP,的传输、简单的丢包机制、没有关于重传的规定和集中式计费服务，都使得它不太适应当前网络的发展，需要进一步改进；,随着新的接入技术的引入（如无线接入、,DSL,、移动,IP,和以太网）和接入网络的快速扩容，越来越复杂的路由器和接入服务器大量投入使用，对,AAA,协议提出了新的要求，使得传统的,RADIUS,结构的缺点日益明显。,AAA,服务器要对移动终端进行认证，授权允许用户使用的业务，并收集用户使用资源的情况，以产生计费信息。这就需要采用新一代的,AAA,协议,Diameter,；,14,Diameter,协议族,Diameter,协议族包括基础协议（,Diameter Base Protocol,）和各种应用协议。基础协议由,IETF,制订，提供了作为一个,AAA,协议的最低需求，是,Diameter,网络节点都必须实现的功能，包括节点间能力的协商、,Diameter,消息的接收及转发、计费信息的实时传输等。应用协议则充分利用基础协议提供的消息传送机制，规范相关节点的功能以及其特有的消息内容，来实现应用业务的,AAA,。基础协议可以作为一个计费协议单独使用，但一般情况下需与某个应用一起使用。,3GPP,在,Diameter,基础协议上制订,Cx,、,Dx,、,Sh,接口应用扩展协议来完成用户数据管理、路由、移动性管理以及鉴权等功能。,15,Diameter,协议的框架结构,16,WCDMA,HSS,业务,17,协议演进概述,HSS,结构以及接口,IMS,域用户数据,IMS,域相关消息流程,ZXWM-HSS,设备介绍,汇 报 提 纲,18,用户数据结构,19,用户相关标识,Private user identity,与,Public User Identity,1,）多对多,2,）一个私有标识可以对应多个公有标识，简单理解为,“,一机多号,”,3,）一个公有标识可以被多个私有标识所共享，简单理解为,“,号码共享,”,隐式注册集,1）,是针对,Public User Identity,而言,2）各,Public User Identity,之间地位相等,3,）集合关系在,HSS,中通过签约,/,管理手段设置,4,）同时注册,/,注销，即集合中的,Public User Identity,不能单独注册,/,注销,5,）仅仅与相同的,Private user identity,相关联,20,用户数据（,I,）,PARAMETER,HSS,TYPE,说明,Private User Identity,M,P,永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Public Identity,M,P,可以包括一到多个,Public Identity,，为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Barring Indication,M,P,与每个,Public Identity,相关的标志，表示该,Identity,限制任何,IMS,通讯。为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,List of authorized visited network identifiers,M,P,与,IMS,用户的,Public Identity,相关，表示允许漫游的拜访网络。为永久用户数据，存储在,HSS,。,Registration Status,M,T,表示,Public Identity,的登记状态，为临时用户数据，存储在,HSS,。,S-CSCF Name,M,T,表示当用户登记到,IMS,时，分配给用户的,S-CSCF,，用于移动入会话建立或者重登记。为临时用户数据，存储在,HSS,。,Diameter Client Address of S-CSCF,M,T,表示用户登记到,IMS,时，,S-CSCF,的,Diameter,客户地址，用于,HSS,到,S-CSCF,的请求。为临时用户数据，存储在,HSS,。,RAND, XRES, CK, IK and AUTN,M,T,从,HSS,发往,S-CSCF,的鉴权五元组，为临时用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Server Capabilities,C,P,帮助,I-CSCF,选择,S-CSCF,的信息，为永久用户数据，存储在,HSS,。,Subscribed Media Profile Identifier,C,P,为一组会话描述参数，为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Initial Filter Criteria,C,P,包括一组,Initial Filter Criteria,，每个包括,Application Server Address, AS priority, Default Handling, Subscribed Media, Trigger Points,和,Optional Service Information,。,21,用户数据（,II,）,PARAMETER,HSS,TYPE,说明,Application Server Information,C,P,包括,Service Key, Trigger Points,和,Service Scripts,。,Service Indication,M,P,为永久用户数据，存储在,HSS,和一到多个,AS,。,Primary Event Charging Function Name,C,P,为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Secondary Event Charging Function Name,C,P,为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Primary Charging Collection Function Name,M,P,为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,Secondary Charging Collection Function Name,C,P,为永久用户数据，存储在,HSS,和,S-CSCF,。,O-IM-CSI,C,P,CAMEL,数据。,VT-IM-CSI,C,P,CAMEL,数据。,D-IM-CSI,C,P,CAMEL,数据。,GsmSCF,address for IM CSI,C,P,gsmSCF,地址。,IM-SSF address for IM CSI,C,T,IM-SSF,地址。,22,过滤标准的数据模型,23,协议演进概述,HSS,结构以及接口,IMS,域用户数据,IMS,域相关消息流程,ZXWM-HSS,设备介绍,汇 报 提 纲,24,用户登记状态查询,该流程是,I-CSCF,与,HSS,之间的消息，在,SIP,登记时由,I-CSCF,调用。主要用来：,对登记用户进行鉴权，检查该用户多媒体域访问权限以及漫游权限；,完成首次安全检查，确定消息中的公用以及私有标识属于同一个用户；,获得用户登记,/,去登记时的,S-CSCF,地址，或者,S-CSCF,支持的能力列表；,25,用户鉴权,S-CSCF,向,HSS,索取鉴权数据，有两种情况：,向,HSS,请求鉴权参数组；,解决,UE,和,HSS,之间系列号同步失败问题；,26,S-CSCF,登记,/,去登记通知,该消息是,S-CSCF,与,HSS,之间的消息，用来给公共标识（,Public Identity,）分配,/,删除,S-CSCF,，以及下载用户数据到,S-CSCF,。,27,用户初次登陆流程,28,用户发起的注销流程,29,HSS,发起的注销,HSS,去登记受到影响的用户标识并且调用该流程通知,S-CSCF,。,HSS,可以根据具体情况去登记一个、多个,PUI,或者,PVI,相关的所有,PUI,。,HSS,可以去登记：,一个,PUI,或者一组,PUI,。此时,S-CSCF,删除请求中携带的,PVI,的所有相关信息以及请求中携带的,PUI,的相关信息；,PVI,相关的所有,PUI,。此时,S-CSCF,删除,PVI,的相关信息；,30,HSS,发起的注销流程,31,用户位置查询,为,I-CSCF,与,HSS,之间消息，以获得用户,Public Identity,的,S-CSCF,。,32,用户位置查询流程,33,未登记用户位置查询流程,34,用户签约信息更新,HSS,中用户数据修改后，同步,S-CSCF,。,35,用户签约信息更新流程,36,Sh,数据维护,AS,到,HSS,读用户数据；,AS,修改,HSS,中用户数据；,AS,要求,HSS,当用户数据改变时通知,AS,；,HSS,中用户数据改变时，通知,AS,；,37,Sh,接口数据维护流程,38,协议演进概述,HSS,结构以及接口,IMS,域用户数据,IMS,域相关消息流程,ZXWM-HSS,设备介绍,汇 报 提 纲,39,ZXWN HSS,机架实物图,40,ZXWN HSS,系统结构,信令,前置机,用户数据管理后台,OMM,SERVER,操作维护后台,LAN/WAN,MSCS/SGSN/GGSN/CSCF/AS,MAP/Diameter,HSS,接口机,业务,受理台,OMM,Client,双,平面以太网,TCP/IP,营帐系统,Router,ZXWN HSS,41,信令前置机子系统,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,SM,P,SM,P,SM,P,SM,P,SM,P,SM,P,S,P,B,S,P,B,U,I,M,U,I,M,SM,P,SM,P,SM,P,SM,P,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,U,S,I,U,S,I,MPB,I,P,I,SM,P,SM,P,S,P,B,S,P,B,U,I,M,U,I,M,O,M,M,P,O,M,M,P,C,L,K,G,C,L,K,G,CH,U,B,CH,U,B,SM,P,SM,P,S,P,B,S,P,B,信令前置机主要由各种信令接口板和,MP,池组成。接口板功能主要是同各信令网络对接，其中,SPB,板用于接入到窄带,No.7,信令网，,IPI,板用于接入到,IP,信令网；,MP,池用于处理上层信令和业务。,信令前置机,BCTC,框可多框级联进行扩展，其中初始框需要配置时钟板,CLKG,、,多框级联板,CHUB,。,42,主要单板功能介绍,信令,MP,需要处理各种接口过来的信令，包括窄带,No.7,信令以及,IP,信令,业务,MP,处理各种应用层信令，并具有呼叫观察、统计等功能,OMP,是,OMM Server,的维护代理，保存设备的配置信息、版本文件等，并且是各单板设备同,OMM Server,的信息通道，传送各种告警信息、统计信息等,SPB,板提供,E1,接口，并处理,MTP2,信令，将,MTP3,信令包通过,FE,接口转发给信令,MP,处理,CLKG,板是时钟板，提供,2,级加强钟，能够从,BITS,或,SPB,板获取锁定时钟信号，同时向,SPB,板、,IPI,提供,8kHz/s,的时钟参考信号，保证整个设备的时钟与外部网络同步,内部通信模块以,UIM,为节点，负责以太网部分的通讯,USI,板是统一服务器接口板，业务处理,MP,通过,USI,板与后台服务器通信,43,采用中兴公司,WCDMA/CDMA2000/NGN,统一全,IP,硬件平台。 该平台已经在中国联通以及海外如俄罗斯、伊朗、尼日利亚、菲律宾、印度、印尼、埃及、突尼斯、巴基斯坦、索马里等国家和地区建设的,CDMA2000,网络中得到规模商用。,由于采用统一的硬件平台，单板重用率超过,60%,，大大降低了工程维护的复杂程度,采用先进的信令和业务处理技术，可靠性高。所有关键部件如信令和业务处理板、时钟板、接口板全部采用主备或负荷分担方式。,信令前置机采用统一的全,IP,硬件平台,LIBYA,RUSSIA,CHINA MAINLAND,INDIA,Egypt,Indonesia,Romania,Philippines,CHINA,HONGKONG,T,unisia,44,严格按照,3GPP,制订的技术规范以及相关,ITU-T,规范。,兼容,GSM Phase1,、,Phase2,、,Phase2,规范，支持标准的,MAP,、,Diameter,信令。,提供,E1,和,IP,接口。,采用双网双平面技术。,支持全直流供电。,支持多信令点技术和,2M,信令技术。,开放的信令接口和良好的兼容性,45,HSS,用户数据管理后台部分,主,备,前台机架,主,备,主,备,主,备,主,备,SMP,SMP,SMP,SMP,USI,USI,SPB,SPB,IPI,IPI,UIM,UIM,主,备,服务器,服务器,磁盘阵列,双机心跳线,数据库服务器节点,1,服务器,服务器,磁盘阵列,双机心跳线,数据库服务器节点,n,双,平面以太网,TCP/IP,46,数据库服务器节点采用双机热备加共享磁盘阵列方式，集中保存用户数据；使用了商用数据库和内存数据库，其目的是使用商用数据库作为用户数据的可靠备份，采用内存数据库来保证大容量系统数据存取性能。,内存数据库模块发起的用户数据修改都同步更新到物理数据库；,物理数据库中保存数据的磁盘介质都采用同步镜像（,MIRROR,）,方式，任何一块磁盘如发生物理损坏，整个系统继续正常运行、不受影响；,数据每天备份到本地磁盘或磁带机上，一旦发生数据崩溃，系统可迅速恢复前一天的备份数据；,受理台子系统发起用户信息操作时，采用事务机制同时修改内存数据库与物理数据库，保证两者间数据的一致性；,数据库管理后台,47,OMM,操作维护部件,OMM Server,是整个系统的维护中心，,OMM Client,是维护系统的客户端，采用,Client/Server,架构，,OMM Server,保存了整个设备的配置数据，具有网络配置、告警管理、性能统计、信令跟踪、业务观察等各种维护功能,OMM Server,同时提供,NAF,功能，通过,CORBA,接口同上级网管系统对接,Oracle,操作系统,OMCS Server,Windows 2000,48,ZXWN HSS,机架内部排列结构,整机结构采用,19,标准机架结构，内部最大空间容量,42U,单机柜最大配置由,4,层,8U,的业务机框，,1,层,2U,电源机框，,4,层,1U,走线机框，,3,层,1U,风扇机框和一层,1U,假面板组成，共计,42U,机柜中配相应的模块。如机柜电源进线滤波器；汇流条整件整件；后横走线管理支架等,49,2,种备份方式：,可实现,N,1,备份；,1+1,备份,2,种容灾机制：,数据容灾和业务容灾,数据容灾,ZXWN HLR,容灾中心分别针对用户动态、静态数据和数据备份的不同阶段提供完善灵活的数据容灾方案，确保用户数据在主用,HLR,和容灾,HLR,的一致性,业务容灾,在数据容灾的基础上提供实时的业务容灾方案，确保容灾中心及时接管故障,HLR,的业务,HLR,备份中心,HLR,HLR,HLR,HLR,HLR,安全性保证,-,容灾技术,50,应用系统级容灾,（基于数据库或应用软件实现容灾）,操作系统级容灾,（基于,Veritas,等容灾软件实现基于操作系统的文件系统级的同步与异步镜像数据镜像容灾）,物理级容灾,（基于存储系统本身实现物理级的同步与异步数据镜像实现容灾）,容灾技术的三个技术层面,容灾可以分为应用系统级、操作系统级、物理级（存储系统）三个层面。这三种容灾的可靠性自上而下依次增强。,51,腾飞的中兴 愿为您创造更多！,2024年9月13日,52,