CN1777322A - 一种网络侧对更新ip地址的用户的处理方法 - Google Patents

一种网络侧对更新ip地址的用户的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种网络侧对更新IP地址的用户的处理方法，其关键是，HSS接收到来自GGSN的更新HSS中IMPI和IP地址的对应关系的信息后，执行更新操作，然后对该IMPI启动一定时器；在该定时器超时之前，如果HSS接收到该更新IP地址的用户以前对应的S－CSCF发来的鉴权请求，则网络侧直接执行注册处理，而不再执行注销处理；如果接收到不是该更新IP地址的用户以前对应的S－CSCF发来的鉴权请求，则该发起鉴权请求的S－CSCF执行注册处理，该更新IP地址的用户以前对应的S－CSCF则执行注销处理；在该定时器超时之后，HSS未接收到处理该更新IP地址的用户所对应的S－CSCF发来的鉴权请求，则网络侧直接执行注销处理。应用本发明降低了空口资源的消耗，简化了CSCF等相关节点的处理。

Description

一种网络侧对更新IP地址的用户的处理方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是指2G用户更新IP地址后接入多媒体子系统(IMS)时，一种网络侧对更新IP地址的用户的处理方法。
背景技术
随着宽带网络的发展，移动通信不仅仅局限于传统的话音通信，通过与呈现业务(presence)、消息、网页(WEB)浏览、定位信息、推送业务(PUSH)以及文件共享等数据业务的结合，移动通信能够实现音频、视频、图片和文本等多种媒体类型的业务，以满足用户的多种需求。
第三代移动通信标准化伙伴项目(3GPP)以及第三代移动通信标准化伙伴项目2(3GPP2)等组织都先后推出了基于IP的多媒体子系统(IMS)架构，其目的是在移动网络中使用一种标准化的开放结构来实现多种多样的多媒体应用，以给用户提供更多的选择和更丰富的感受。
IMS架构叠加在分组域网络(PS-Domain)之上，该架构与鉴权相关的实体包括呼叫状态控制功能(CSCF)实体和归属签约用户服务器(HSS)功能实体。
CSCF又可以分成服务CSCF(S-CSCF)、代理CSCF(P-CSCF)和查询CSCF(I-CSCF)三个逻辑实体，该三个逻辑实体可能是不同的物理设备，也可能是同一个物理设备中不同的功能模块。S-CSCF是IMS的业务控制中心，用于执行会话控制，维持会话状态，管理用户信息，产生计费信息等；P-CSCF是终端用户接入IMS的接入点，用于完成用户注册，服务质量(QoS)控制和安全管理等；I-CSCF负责IMS域之间的互通，管理S-CSCF的分配，对外隐藏网络拓扑结构和配置信息，并产生计费数据等。HSS是非常重要的用户数据库，用于支持各个网络实体对呼叫和会话的处理。
IMS在初始推出(R5版本协议)时只考虑在第三代移动通信网络使用。由于IMS上的业务非常丰富，所以出现了运营商在2G的网络上使用IMS的需求。但在2G的网络上是无法支持基于3G网络的IMS的安全相关功能的，例如五元组鉴权/网络认证等，为解决2G用户使用IMS网络面临的用户鉴权问题，3GPP提出了一种过渡鉴权方案，该方案为2G上的IMS业务提供一定的安全功能。当用户支持3G鉴权方案时，再采用完整的基于3G的鉴权方案对接入用户进行鉴权。
现有的基于2G的IMS的过渡鉴权方案的具体实现过程如下：
用户接入3GPP的分组域，并通过该分组域网络的接入鉴权后，分组网络的分组网络网关节点(GGSN)给用户分配一个IP地址，该IP地址也是用户使用IMS子系统业务时使用的唯一IP地址。GGSN将这个IP地址和用户的电话号码(MSIDSN)通过中间实体通知给HSS，HSS通过用户的MSISDN查找到用户在IMS系统中的身份标识IMPI，并将该用户的IMPI、IP地址等信息进行绑定保存。当用户要使用IMS时，首先发出IMS注册请求消息(register)，这个消息经过中间实体转发后到达S-CSCF，S-CSCF从HSS中取得该用户的永久用户身份标识(IMPI)与IP地址的绑定关系，然后S-CSCF检查来自用户的IMPI及其使用的IP地址是否与从HSS获取的该用户的IMPI与IP地址的绑定相匹配，如果是，则认为其是一个合法用户，控制该用户接入，允许该用户使用IMS业务，否则认为其是一个非法用户，拒绝该2G用户接入。
当用户发起分组数据协议上下文(PDP Context)激活过程，获得新IP地址后，网络侧对该更新IP地址的用户立即进行IMS注销处理，当该用户再次接入IMS网络时，网络侧再对其进行IMS注册处理，具体过程如下：
GGSN通知HSS更新用户的IMPI和IP地址之间的对应关系，HSS确认自身保存的该IMPI所对应的IP地址与更新通知中的IP地址不同后，更新该对应关系，即保存该IMPI与更新通知中的IP地址的对应关系；然后立即发起网络侧的注销过程，即令S-CSCF删除其自身保存的该用户的IMPI和IP地址的绑定关系。实现过程为：HSS根据自身保存的该IMPI对应的S-CSCF标识，向其发起注销通知；S-CSCF根据接收到的通知分别向相应的用户和P-CSCF发送注销通知，得到用户和P-CSCF的分别响应后，再给HSS返回注销响应。
当用户需要重新接入IMS时，其首先应用该新的IP地址发其注册请求，该请求经过中间实体转发后到达S-CSCF，由S-CSCF执行鉴权操作，即S-CSCF从HSS中取得该用户的IMPI与IP地址的绑定关系，然后S-CSCF检查来自用户的IMPI及其使用的IP地址是否与从HSS获取的该用户的IMPI与IP地址的绑定关系相匹配，如果是，则认为其是一个合法用户，控制该用户接入，允许该用户使用IMS业务，否则认为其是一个非法用户，拒绝该2G用户接入。
可以看出，任一用户更新IP地址后，网络侧必将执行一次注销处理，当该用户再次接入网络时，网络侧还需对该用户进行一次注册处理。
在上述注销过程中，HSS接收到来自GGSN的更新通知后，之所以立刻发起网络侧的注销过程，其目的就是为了防止业务欺诈等非法授权，出现盗用网络资源的情况。例如，某用户A得到新的IP地址后，其可能继续填写原有的旧IP地址接入网络，而如果S-CSCF没有及时更新，且当该原有的旧IP地址已被分配给用户B，则若不及时更新在S-CSCF内的IMPI同IP地址的绑定关系，将导致该用户A通过鉴权，而随后用户A应负担的费用会被记在用户B的账户上。
上述注销过程的发起是存在缺陷的：因为没有考虑到对于GGSN而言，其并不会立即释放自身保存的已断开连接的IP地址，而是在该IP地址的空闲定时器超时之前一直保存该IP地址，而且，在空闲定时器超时之前也不会将该IP地址分配给其它用户，因而不会对其它用户造成影响。也就是说，在GGSN向HSS发地址失效请求之前，不存在由于其它用户得到旧的IP地址，而S-CSCF没有及时更新，导致一个IP地址对应两个用户，从而引起的业务欺诈的情况。
同时，由于更新IP地址的用户通常会立刻发起新的IMS注册消息，生成新的绑定关系，因此，现有的网络侧对更新IP地址的用户的处理过程通常是：刚刚注销完毕，又紧接者执行IMS登记注册处理。上述执行注销或注册处理的是会话发起协议(SIP)消息，而SIP消息量通常较大，这必将导致消耗较多的空口资源，并使CSCF等相关节点产生繁琐的冗余操作，增加了节点处理的复杂度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种网络侧对更新IP地址的用户的处理方法，以降低空口资源的消耗，同时简化CSCF的处理。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种网络侧对更新IP地址的用户的处理方法，用户已成功完成一次多媒体子系统IMS注册，且在归属签约用户服务器HSS和服务呼叫状态控制功能实体S-CSCF中分别保存有该用户的用户永久身份标识IMPI和IP地址的对应关系，该方法包括以下步骤：
a、HSS接收到来自GGSN的更新HSS中的IMPI和IP地址的对应关系的通知后，执行更新操作，然后对该IMPI启动一定时器；
b、HSS判断在定时器超时之前，是否接收到来自自身保存的该用户所应用的S-CSCF的请求鉴权信息的消息，如果是，则停止该IMPI对应的定时器，给该发起请求的S-CSCF返回鉴权信息，然后执行步骤c，否则给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，然后执行步骤d；
c、接收到鉴权信息的S-CSCF执行鉴权操作，根据鉴权结果执行相应操作，结束本流程；
d、接收到注销通知的S-CSCF按现有的注销方式继续执行后续处理。
较佳地，在定时器超时之前，HSS接收到来自非自身保存的该用户所应用的S-CSCF的请求鉴权信息，进一步包括：HSS停止该IMPI对应的定时器，给该发起请求的S-CSCF返回鉴权信息，然后执行步骤c，同时给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，然后执行步骤d。
较佳地，步骤c所述鉴权信息为：该用户的IMPI和IP地址的对应关系信息；所述鉴权操作的过程为：S-CSCF判断来自用户的IMPI和IP地址的对应关系与从HSS获取的该用户的IMPI和IP地址的对应关系是否相匹配，如匹配则鉴权成功，否则鉴权失败。
较佳地，如果是自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF修改自身保存的与该IMPI对应的IP地址，并绑定保存该IMPI与该用户当前使用的IP地址；且分别通知用户和HSS鉴权成功；
如果是非自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF添加该IMPI对应的IP地址并保存，并绑定保存该IMPI与该用户当前使用的IP地址；且分别通知用户和HSS鉴权成功；
如果是自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户未通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF比较从HSS得到的IP地址同原先保存的绑定关系中的IP地址是否相同，若相同，则不更改自身保存的与该IMPI对应的IP地址；若不同则删除该IMPI对应的IP地址及其绑定关系，然后该执行鉴权操作的S-CSCF分别通知用户和HSS鉴权失败；
如果是非自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户未通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF分别通知用户和HSS鉴权失败。
较佳地，步骤a所述HSS接收到来自GGSN的更新IMPI和IP地址的对应关系的信息后，进一步包括：HSS确认自身保存的该IMPI所对应的IP地址与更新通知中的IP地址不同后，再执行后续操作。
较佳地，步骤a所述更新操作为：保存该IMPI与更新通知中的IP地址的对应关系。
较佳地，在定时器超时之前，进一步包括：如果用户的签约数据已发生了修改，且导致更换了原有的S-CSCF，则HSS停止该IMPI对应的定时器，直接给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，然后执行步骤d。
在用户已成功完成一次IMS注册，且在HSS和S-CSCF中分别保存有该用户的IMPI和IP地址的对应关系的情况下，本发明的关键是，HSS接收到来自GGSN的更新HSS中的IMPI和IP地址的对应关系的信息后，执行更新操作，然后对该IMPI启动一定时器；之后，HSS判断在定时器超时之前，是否接收到来自自身保存的该用户所应用的S-CSCF的请求鉴权信息的消息，如果是，则停止该IMPI对应的定时器，给该发起请求的S-CSCF返回鉴权信息，由接收到鉴权信息的S-CSCF执行鉴权操作，根据鉴权结果执行相应操作，结束本流程；如果定时器超时后，HSS仍没有接收到来自自身保存的该用户所应用的S-CSCF的请求鉴权信息的消息，则给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，由接收到注销通知的S-CSCF按现有的注销方式继续执行后续处理。
应用本发明，当用户更新IP地址且又立刻注册时，将网络侧的注销过程和用户的网络注册过程合并为一次注册过程，降低了空口资源的消耗，同时减少了CSCF等相关节点的冗余操作，简化了CSCF等相关节点的处理。
附图说明
图1所示为应用本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地详细说明。
本发明的思路是：HSS接收到来自GGSN的更新HSS中的IMPI和IP地址的对应关系的信息后，执行更新操作，然后对该IMPI启动一定时器；在该定时器超时之前，如果HSS接收到该更新IP地址的用户以前对应的S-CSCF发来的鉴权请求，则网络侧直接执行注册处理，而不再执行注销处理；如果接收到不是该更新IP地址的用户以前对应的S-CSCF发来的鉴权请求，则该发起鉴权请求的S-CSCF执行注册处理，该更新IP地址的用户以前对应的S-CSCF则执行注销处理；在该定时器超时之后，HSS未接收到处理该更新IP地址的用户所对应的S-CSCF发来的鉴权请求，则网络侧直接执行注销处理。
也就是说，当用户更新IP地址后，又立即发起注册请求，且请求的是原来的S-CSCF时，网络侧不再执行注销处理，仅执行注册处理并覆盖原来的保存信息。
图1所示为应用本发明的流程示意图。在本实施例中，假设用户UE已经成功地完成了一次注册，在HSS保存有该用户的IP地址和该用户的IMPI的绑定关系，以及该用户应用的S-CSCF的标识，S-CSCF中保存有该用户的IP地址和该用户的IMPI的绑定关系。即在HSS中存在如表1所示对应关系，在S-CSCF中存在如表2所示对应关系。
 IMS域用户标识  PS域用户标识  该用户对应的地址  该用户注册的S-CSCF
 用户A  IMPI  IMSI  IP地址  S-CSCF
                                                           表1
 IMS域用户标识  该用户对应的地址
 用户A  IMPI  IP地址
                           表2
步骤101～步骤103，用户发起一个PDP Context激活过程，获得GGSN为其分配的一新IP地址；之后GGSN向HSS发送更新HSS中的用户IMPI同IP地址对应关系的通知，HSS确认自身保存的该IMPI所对应的IP地址与更新通知中的IP地址不同后，更新该对应关系，即保存该IMPI与更新通知中的IP地址的对应关系；然后对该IMPI启动一定时器。
在定时器超时之前，如果用户的业务数据(User Profile)未发生修改，则在HSS中该用户已注册的S-CSCF继续有效；若用户修改了业务数据，且最终导致更换了原有的S-CSCF，则HSS直接执行注销处理，即执行步骤104A。
在定时器超时之前，如果该用户发起了IMS的注册请求，则执行步骤104，即执行注册处理；如果在定时器超时之前，该用户未发起IMS的注册请求，则HSS发起网络注销处理，即执行步骤104A，执行注销处理。
步骤104～步骤105，用户发起注册请求，该请求经P-CSCF及I-CSCF到达S-CSCF。
步骤106，S-CSCF向HSS请求鉴权信息，该请求信息中包含用户的身份标识信息。
步骤107，HSS接收到上述请求后，判断发起请求的S-CSCF的标识与自身已保存的与该用户的IMPI对应的S-CSCF的标识是否相同，如果相同，则直接给发起请求的S-CSCF发送鉴权信息，即该用户的IMPI与IP地址的绑定关系；如果不同，则执行步骤104A，以删除原有的旧S-CSCF内保存的该IMPI和IP地址的对应关系，再给发起请求的S-CSCF发送鉴权信息，即该用户的IMPI与IP地址的绑定关系。也就是说，当请求鉴权的S-CSCF与HSS内已保存的该IMPI对应的S-CSCF不是同一个S-CSCF时，对于新的S-CSCF则执行注册处理，对于原有旧的S-CSCF则执行注销处理。
步骤108～步骤110，接收到鉴权信息的S-CSCF检查来自用户的身份标识及其使用的IP地址是否与来自HSS的该用户的IMPI与IP地址的对应信息相匹配；
如果相匹配，则认为其是一个合法用户，更改该用户在自身的注册信息，即如果是原S-CSCF则修改自身已保存的该IMPI所对应的IP地址；如果是新的S-CSCF则添加该IMPI所对应的IP地址，同时该执行鉴权操作的S-CSCF向HSS发送服务器分配请求消息，以通知HSS鉴权成功，通过P-CSCF及I-CSCF给用户返回注册成功的信息，控制该用户接入，允许该用户使用IMS业务；
如果不匹配，则认为其是一个非法用户，更改该用户在自身的注册信息，即如果是原S-CSCF，则判断HSS下发的IP地址同原先保存的IP地址是否若相同，则不更改自身已保存的该IMPI所对应的IP地址，若不同则删除自身已保存的该IMPI所对应的IP地址及其绑定关系；如果是新的S-CSCF则自身不做处理。然后该执行鉴权操作的S-CSCF向HSS发送服务器分配请求消息，以通知HSS鉴权失败，通过P-CSCF及I-CSCF给用户返回注册失败的信息，拒绝该2G用户接入。
步骤104A，HSS根据自身已保存的与该用户的IMPI对应的S-CSCF标识，向该S-CSCF发起网络侧注销通知，同时删除自身保存的该IMPI和IP地址及S-CSCF的绑定关系。
步骤105A～步骤107A，S-CSCF根据接收到的通知分别向相应的用户和P-CSCF发送注销通知，得到用户和P-CSCF的分别响应后，再给HSS返回注销响应。
再有，由于用户的注册请求消息是经P-CSCF及I-CSCF转发到达S-CSCF的，当HSS中的该用户对应的S-CSCF数据还未删除，且该用户仅更新了IP地址后又发起与前一次同样需求的注册请求时，I-CSCF可从HSS中直接获得该S-CSCF数据，避免了I-CSCF重新选择S-CSCF的过程，减少了I-CSCF的工作量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种网络侧对更新IP地址的用户的处理方法，用户已成功完成一次多媒体子系统IMS注册，且在归属签约用户服务器HSS和服务呼叫状态控制功能实体S-CSCF中分别保存有该用户的用户永久身份标识IMPI和IP地址的对应关系，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、HSS接收到来自GGSN的更新HSS中IMPI和IP地址的对应关系的通知后，执行更新操作，然后对该IMPI启动一定时器；
b、HSS判断在定时器超时之前，是否接收到来自自身保存的该用户所应用的S-CSCF的请求鉴权信息的消息，如果是，则停止该IMPI对应的定时器，给该发起请求的S-CSCF返回鉴权信息，然后执行步骤c，否则给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，然后执行步骤d；
c、接收到鉴权信息的S-CSCF执行鉴权操作，根据鉴权结果执行相应操作，结束本流程；
d、接收到注销通知的S-CSCF按现有的注销方式继续执行后续处理。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在定时器超时之前，HSS接收到来自非自身保存的该用户所应用的S-CSCF的请求鉴权信息，进一步包括：HSS停止该IMPI对应的定时器，给该发起请求的S-CSCF返回鉴权信息，然后执行步骤c，同时给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，然后执行步骤d。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤c所述鉴权信息为：该用户的IMPI和IP地址的对应关系信息；所述鉴权操作的过程为：S-CSCF判断来自用户的IMPI和IP地址的对应关系与从HSS获取的该用户的IMPI和IP地址的对应关系是否相匹配，如匹配则鉴权成功，否则鉴权失败。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
如果是自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF修改自身保存的与该IMPI对应的IP地址，并绑定保存该IMPI与该用户当前使用的IP地址；且分别通知用户和HSS鉴权成功；
如果是非自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF添加该IMPI对应的IP地址并保存，并绑定保存该IMPI与该用户当前使用的IP地址；且分别通知用户和HSS鉴权成功；
如果是自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户未通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF比较从HSS得到的IP地址同原先保存的绑定关系中的IP地址是否相同，若相同则不更改自身保存的与该IMPI对应的IP地址，若不同则删除该IMPI对应的IP地址及其绑定关系，然后该执行鉴权操作的S-CSCF分别通知用户和HSS鉴权失败；
如果是非自身保存的该用户所应用的S-CSCF执行鉴权操作，且该用户未通过鉴权，则步骤c所述根据鉴权结果执行的操作为：S-CSCF分别通知用户和HSS鉴权失败。
5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤a所述HSS接收到来自GGSN的更新IMPI和IP地址的对应关系的信息后，进一步包括：HSS确认自身保存的该IMPI所对应的IP地址与更新通知中的IP地址不同后，再执行后续操作。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述更新操作为：保存该IMPI与更新通知中的IP地址的对应关系。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在定时器超时之前，进一步包括：如果用户的签约数据已发生了修改，且导致更换了原有的S-CSCF，则HSS停止该IMPI对应的定时器，直接给自身保存的该用户所应用的S-CSCF发送注销通知，然后执行步骤d。
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