基于IMS的简单统一通信

7基于IMS的SIMPLEIM业务技术研究关琳摘要：即时消息（IM：InstantMessaging）是以准实时的方式在用户之间传递文本、图像、音频或视频的业务。IM融合了固定、移动等多种通信方式，是网络融合的典型业务之一。IMS是实现网络融合和业务融合的重要技术手段，它为IM业务的部署和开展提供了良好的网络平台。本文从IM业务的标准研究动态开始，分析比较不同的IM协议框架，指出基于IMS的SIMPLEIM技术是未来发展的趋势，并重点介绍了该技术的功能和实现，包括业务功能特征、系统架构及接口协议、典型流程等。关键词：即时消息IMIMSSIMPLE1引言随着电信业和互联网技术的突飞猛进，人类社会正在经历一场信息化革命，这场革命正空前地改变着人们的通讯和沟通方式，即时消息业务就是这场革命的产物之一。IM曾经是众多非常不起眼的互联网应用中的一个，但很快以其准实时的通信方式，丰富的传递内容（文本、图片、音频、视频等），给用户带来前所未有的业务体验，赢得了爆炸式的市场增长。目前调查显示，IM已超越搜索引擎与电子邮件，成为互联网三大基础应用之首，中国IM市场规模已达到47.5亿元人民币，预计到2009年，这一市场规模将达87.6亿元，具有超过30%的市场年增长速度。近年来，随着网络融合的推进，即时消息业务从传统的互联网应用向移动通信市场延伸，从而覆盖移动、固定终端，成为网络融合中昀具增长潜力的业务。IMS是实现网络融合的重要技术手段之一，它具有与接入的无关性，支持固定、移动多种接入方式；其业务部署呈水平式架构，统一接口，统一触发，灵活组合；支持用户漫游。以上特点使IMS成为部署即时消息业务的昀佳选择。IM相关的解决方案有很多，如基于IMPP(InstantMessagingandPresenceProtocol)协议的解决方案，基于XMPP(ExtensibleMessagingandPresenceProtocol)协议的解决方案，基于WV（WirelessVillage）协议的解决方案以及基于SIMPLE(SIPforInstantMessagingandPresenceLeverageExtension)协议的解决方案等，其中基于SIMPLE协议的解决方案将成为主导。8本文所介绍的基于IMS的SIMPLEIM在体系架构上遵从IMS，在协议上采用SIMPLE协议。由于IMS独立于接入技术，所以基于IMS的SIMPLEIM可以很容易地实现移动固网融合。无论是3G、WLAN还是Internet用户，均可接入IMS使用IM业务，由IMS负责业务相关的用户统一认证、呼叫控制、互联互通、漫游和计费等功能。基于IMS的SIMPLEIM技术是未来发展方向。2标准研究动态目前OMA、3GPP、IETF等标准组织都对IM的相关问题进行了研究，但各自涉及的层面不同，OMA主要关注于应用层的业务需求实现，3GPP/3GPP2主要关注IM在整个网络架构下的实现，而IETF是关注具体实现的协议技术细节。OMA针对即时消息业务规范目前有两套框架，一套是WV，一套是SIMPLE，WV发展较早，已经有成熟产品面世，但是基于WV的体系架构中IM与Presence、Group是一个整体定义，而不是作为独立的业务能力引擎定义。该方式对开放接口考虑较少，与其他业务网络设备的接口考虑不足，业务功能的扩展性较差，业务部署属于烟囱式，不能和其他业务（如PoC）共享Presence和组管理等业务能力，存在重复投资建设的问题，前景并不被看好。SIMPLE是对SIP的扩展，使其支持IMPS（InstantMessagingandPresenceService）业务，例如采用SIP协议的INVITE消息和BYE消息分别用于创建和结束会话，增加MESSAGE消息用于不建立会话的方式下发送消息内容。基于SIMPLE的体系中将IM、Presence、Group作为独立的业务能力引擎定义，易于实现和其他业务的融合，扩展性较好。IM能与其他上层业务（如PoC）共享Presence、Group等下层业务功能模块，属于水平式业务部署，可以提高资源利用率，避免重复建设。OMA的SIMPLEIM目前输出了版本v1.0的一系列规范，分别定义了业务功能需求，业务模型和架构，以及业务实现。IETF发布的RFC2779和RFC2778，分别定义了“IMandPresence”的昀小需求集和“IMandPresence”的模型，RFC3428定义了即时消息业务中的SIP扩展，RFC3862描述了具体的消息格式，“IETFdraft–ietf–simple–message-sessions-19.txt：TheMessageSessionRelayProtocol”定义了MSRP协议。3GPPTS22.340对基于IMS的Messaging业务提出了功能需求，TS24.247对IMS下的IM的各种场景模式、信令流程、以及消息体内容进行了描述。93业务功能描述基于IMS的SIMPLEIM通过调用IMS其它业务功能模块如Presence、Group，用户可以使用呈现、组管理等业务能力，如发布自身的状态信息，订阅其他用户的状态信息，根据呈现状态设置接收策略；用户可以添加联系人为好友，对好友分组等。即时消息的基本业务特征包括：¾一对一发送即时消息；¾多方聊天，包括预定义群组会话，临时群组会话等；¾消息递送报告；¾文件传送；¾消息过滤；¾离线消息；¾匿名消息；¾历史消息存储。即时消息业务可分为三种通信模式：1）寻呼模式（PagerMode）使用SIPMESSAGE方式进行消息递送。此模式主要用于小型消息的发送和接收。2）会话模式（SessionMode）在进行消息递送前需要首先建立会话，会话建立后使用MSRP进行消息递送，此模式下的消息大小没有限制。该模式主要用于多方聊天中。3）大消息模式递送（LargeMessageMode）此模式用于含有多媒体内容的大型消息的传递，如含有多媒体内容的消息，采用INVITE/MSRP传送。大消息递送只建立SIP会话，不建立IM会话，消息传递完毕即拆除SIP会话。4业务系统架构4.1架构图SIMPLEIM业务体系架构主要包括两部分，一部分是IM功能实体，如IM10client（IM客户端）、IMserver（IM服务器）、以及IMXDMS（IMXML文件管理服务器），另一部分是向IM提供服务的外部功能实体，如IMS核心网、SharedXDMS、AP、Presence、计费引擎和DMS等。SIMPLEIM的系统架构如下图所示：XDM-3IM-1AggregationProxyIMServerPresenceServerPresenceXDMSPRS-5PRS-7PRS-8IM-3IM-4IM-2PRS-3IMXDMSIM-5IM-6XDM-4XDM-2XDM-1PRS-1PRS-2RemoteIMServerRemoteIMClientIM-7IM-9IP-1IM-8PRS-6ChargingCH-xDMCDMSDM-1SharedGroupXDMSSharedXDMSsIM-10SharedProfileXDMSIM-11SearchProxyIM-12XDM-6XDM-7XDM-5图1SIMPLEIM架构图4.2IM功能实体1）IMServer是IM业务系统中的核心模块，主要包括以下功能：¾负责消息会话的创建、撤销等管理，负责消息业务逻辑的总体控制；¾与Presence交互功能，获得消息接收者的状态；¾与SharedXDMS交互功能，获得用户列表、群组成员信息、用户个人信息等；¾策略控制功能：实现用户隐私策略、过滤策略以及存储策略等的处理，设置用户离线状态时的接收策略；¾会话历史功能：处理用户存储会话的请求，完成历史会话的保存以及实现历史会话的管理；11¾离线消息功能：实现用户离线消息的存储以及发送；¾系统消息功能：提供系统消息功能；¾接入功能：提供用户以多种接入实体、多种业务接入方式接入即时消息业务服务器；¾计费功能：提供计费功能，产生符合规定的计费话单。2）IMXDMS：IMXML文档管理服务器，用于存放用户的会话历史消息，延迟发送的消息，以及用户设置的黑白名单。3）IMClient：IM业务客户端。4.3向IM提供服务的外部实体1）IMScore指IMS核心网,完成用户认证鉴权、呼叫控制、路由、计费等功能。2）SharedXDMS¾SharedListXDMS：管理包含用户列表的XML文档；¾SharedGroupXDMS：管理包含群组信息的XML文档；¾SharedProfileXDMS：管理包含用户个人信息的XML文档。3）聚合代理¾查询代理：查询代理服务器为XDM客户端查询XDM服务器中存储的数据提供了一个单一联系点；¾XDM客户端（XDMC）：负责管理存储在网络中的XML文档，包括创建、修改、检索和删除等各项操作。4）Presence实体¾Presence服务器（PS）：接收、存储、发送Presence信息；¾Presence客户端状态源：发布在线状态信息的实体；¾Presence客户端状态监视器：呈现信息的订阅者。5）计费引擎：实现在线或离线计费。6）设备管理服务器：对IM客户端移动设备远程控制以及对移动设备中特定资源进行访问控制。4.4接口与协议12下面介绍图1中SIMPLEIM系统的主要接口，采用的协议及其功能。1）IM-1：IM客户端与IMSCore之间的接口，采用SIP协议，主要功能为SIP会话发起，SIPMESSAGE消息的发送和接收。2）IM-2：IM-Server与IMSCore之间的接口，采用SIP协议，主要功能为SIP会话建立，SIPMESSAGE消息的发送和接收。3）IM-3：IM-Server与IMXDMS之间的接口，采用XCAP协议，主要功能为传递历史消息，延迟发送的消息，以及用户设置的黑白名单。4）IM-4：IM-Server与SharedListXDMS之间的接口，采用XCAP协议，主要功能为传送用户列表。5）IM-5：IMXDMS与IMSCore之间的接口，采用SIP协议，主要功能为订阅IMXML文档的修改，通知IMXML文档的修改。6）IM-6：IMXDMS与AggregationProxy之间的接口，采用XCAP协议，主要功能为XML文档管理。7）IM-7：IM-Client与IM-Server之间的接口，采用MSRP协议，主要功能为传送消息媒体。8）IM-8：IM-Server与IM-Server之间的接口，采用MSRP协议，主要功能为传送消息媒体。9）IM-11：IMServer与SharedProfileXDMS之间的接口，采用XCAP协议，主要功能为传送用户个人信息。5典型业务流程即时消息业务相关的流程很多，下面以Page模式下点对点成功发送即时消息为例，介绍基于IMS的即时消息业务典型流程，由图2中可看出，IMS网络完成呼叫控制、路由等功能。1～7：发送方客户端#1发送即时消息，经过IMSCore#1发送到所属域的InstantMessagingAS#1（图中所示的AS即即时消息业务平台，下同），InstantMessagingAS#1返回成功收到即时消息的应答；8～16：InstantMessagingAS#1向接收方用户所属域的InstantMessagingAS#2发送即时消息，InstantMessagingAS#2返回成功收到即时消息的应答；17～22：InstantMessagingAS#2向接收方客户端#2递送即时消息，接收13方客户端#2返回成功收到即时消息的应答。S-CSCF#1I-CSCF#21.MESSAGEHomeNetwork#23.EvaluationofinitialfiltecriteriasHomeNetwork#1P-CSCF#12.MESSAGE4.MESSAGE9.MESSAGE12.Evaluationofinitialffiltercriterias21.200(Ok)I