Пройдите курсы «SIP и SDP: полный разбор», «NGN: softswitch, H.248, SIGTRAN и стыки с TDM» и «LTE/4G и ядро EPC»: методы, заголовки, транзакции и диалоги SIP (RFC 3261), модель SDP Offer/Answer (RFC 3264), контексты H.248 (MEGACO) и маппинг сигнализации ISUP ↔ SIP (Q.1912.5 / Q.850), а также архитектура пакетного ядра EPC (P-GW, PCRF, HSS), каналы EPS Bearer (QCI 5 для сигнализации SIP и QCI 1 для голоса), базовый протокол Diameter (RFC 6733) и взаимная аутентификация AKA используются здесь без повторного объяснения.
Одна тема — один урок: интерактивные слайды, диаграммы сигнальных потоков SIP и Diameter (ladder), анимации проверки триггеров iFC и маршрутизации сессий, тренажёры с автоматической проверкой ответа и конспект на трёх языках (az, ru, en). В каждом уроке — разобранный пример, блок «Что может сломаться и как это найти», практика и самопроверка. Лабораторные работы выполняются на Docker-стенде трека: Kamailio IMS (P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF) + pyHSS + rtpengine + DNS (NAPTR/SRV/ENUM) + Asterisk (в роли AS и шлюза PSTN) + Wireshark.
Программа курса
01
Архитектура IMS
- Зачем нужен IMS (единое мультимедийное ядро для любых сетей доступа и любых услуг)
- История релизов 3GPP Rel-5/6/7 (ETSI TISPAN, Common IMS) и 3GPP2 MMD
- Три архитектурных уровня (доступ, управление сессиями, услуги)
- Роли узлов P-CSCF, I-CSCF
- S-CSCF, экстренных E-CSCF и LRF
- База абонентов HSS и локатор SLF
- Серверы приложений AS (MMTel, SCC AS, IP-SM-GW, IM-SSF)
- Медиаресурсы MRFC и MRFP
- Шлюзы стыка с TDM и внешними сетями (BGCF, MGCF, IM-MGW, IBCF, TrGW)
- Продукты Huawei IMS (CSC3300, ATS9900, CloudSE2980, UGC3200/MSOFTX3000, UMG8900, MRP6600, HSS9860, SPG2800, iCG9815)
- Фиксированный доступ (SBC + P-CSCF)
- Эмуляция PSTN через AGCF (UAC3000, UA5000) и корпоративные SIP-транки
02
Идентификаторы и данные абонента
- Приватный идентификатор IMPI (формат NAI)
- Публичный идентификатор IMPU (SIP URI и tel URI)
- Смарт-карты ISIM и USIM (вывод временных идентификаторов из IMSI)
- Набор неявной регистрации Implicit Registration Set
- Структура сервисного профиля (Service Profile)
- Начальные критерии фильтрации iFC (TriggerPoint, SPT, ApplicationServer, DefaultHandling) и практические примеры iFC для разных услуг
- Обзор идентификаторов приложений и терминалов PSI и GRUU
- Модель данных HSS и провижининг абонента из биллинга через шлюз SPG
03
Интерфейсы и протоколы IMS
- Полная карта эталонных точек (Gm, Mw, Mi, Mj, Mk, Mg, Mr, Mp, Mn, ISC, Ici/Izi)
- Команды интерфейса Diameter Cx/Dx (UAR, MAR, SAR, LIR, RTR, PPR)
- Интерфейс Diameter Sh для серверов приложений (UDR, PUR, SNR, PNR)
- Интерфейс Diameter Rx к политике PCRF (AAR, RAR, STR, ASR)
- Интерфейсы тарификации Ro и Rf
- Расширения протокола SIP в 3GPP TS 24.229 (Path, Service-Route, Security-Client/Server/Verify)
- Специализированные заголовки P-Headers (P-Visited-Network-ID, P-Called-Party-ID, P-Served-User, P-Charging-Function-Addresses) и защита трафика между узлами ядра (NDS/IP, Za/Zb, TLS)
04
Регистрация в IMS
- Общий обзор процедуры регистрации
- Как терминал UE находит адрес P-CSCF (PCO при активации PDN, DHCP, статическая конфигурация)
- Отправка первого REGISTER (P-CSCF → I-CSCF и запрос Diameter UAR/UAA)
- Алгоритм выбора S-CSCF по возможностям (Capabilities) и имени сервера
- Обмен MAR/MAA, загрузка векторов аутентификации и ответ 401 Unauthorized
- Криптография IMS-AKA (проверка AUTN, вычисление RES и сравнение с XRES)
- Рассинхронизация счётчика SQN и самовосстановление через токен AUTS
- Согласование и поднятие пары защищённых туннелей IPsec SA между UE и P-CSCF
- Обмен SAR/SAA, загрузка сервисного профиля и ответ 200 OK (заголовки Path и Service-Route)
- Регистрация третьей стороной в сервере приложений (Third-Party Registration)
- Подписка UE и P-CSCF на пакет события reg-event (SUBSCRIBE/NOTIFY)
- Перерегистрация и принудительное снятие регистрации сетью (RTR) и процедуры восстановления при отказе P-CSCF и S-CSCF (IMS Restoration) + практикум по трассам регистрации
05
Управление сессиями в IMS
- Разделение маршрута вызова на исходящую (Originating / MO) и входящую (Terminating / MT) половины сессии
- Прохождение исходящего INVITE (UE → P-CSCF → S-CSCF)
- Пошаговое вычисление правил iFC в S-CSCF и обращение к серверам приложений по интерфейсу ISC
- Четыре режима работы AS (SIP Proxy, B2BUA, Terminating UA, Originating UA) и последовательная цепочка из нескольких AS (AS Chaining)
- Нормализация телефонных номеров (tel URI, параметр phone-context и user=phone)
- Выбор направления маршрутизации через запросы ENUM и DNS
- Ведение зон и записей ENUM
- Обработка входящего вызова в домашней сети (I-CSCF и запрос LIR/LIA в HSS)
- Доставка вызова через terminating S-CSCF → P-CSCF → UE
- Механизм резервирования радиоресурсов Preconditions (строки SDP a=curr, a=des, a=conf и метод UPDATE)
- Штатное и принудительное разъединение сессии
- Управление медиапотоками на границе доступа (P-CSCF/SBC и медиашлюз IMS-AGW)
- Сквозной разбор полного вызова IMS–IMS и практикум по восстановлению пути сессии
06
Лаборатория IMS на стенде Kamailio, pyHSS и rtpengine
- Архитектура учебного стенда (что моделируют Kamailio P/I/S-CSCF, pyHSS, rtpengine, DNS и Asterisk)
- Развёртывание и запуск узлов IMS в Docker
- Провижининг абонента в базе pyHSS (IMPI, IMPU, ключи K/OPc, сервисный профиль и iFC)
- Перехват и сопоставление SIP и Diameter Cx в одной трассе Wireshark при регистрации
- Воспроизведение рассинхронизации SQN и восстановления через AUTS
- Захват полного голосового вызова IMS–IMS через все три CSCF
- Настройка триггера iFC с перенаправлением вызова на Asterisk в роли сервера приложений AS
- Проверка сторонней регистрации (Third-Party REGISTER) на AS и настройка преобразования номеров E.164 через зону ENUM в DNS стенда
07
Стыки с ТфОП (PSTN) и другими операторскими сетями
- Выбор точки выхода в телефонную сеть узлом BGCF
- Преобразование сигнализации SIP ↔ ISUP на контроллере шлюза MGCF
- Управление медиашлюзом IM-MGW по протоколу H.248 на интерфейсе Mn
- Прохождение входящего вызова из сети PSTN в ядро IMS
- Межоператорский стык IMS ↔ IMS через пограничные узлы IBCF и TrGW
- Обзор архитектуры межоператорского обмена IPX и роуминга IMS
- Лабораторная работа по выходу из IMS «в PSTN» через шлюз на стенде и практикум по межсетевому взаимодействию
08
Медиаресурсы и дополнительные услуги MMTel
- Проигрывание голосовых автоинформаторов и предответных объявлений через MRFC/MRFP
- Архитектура многопользовательских аудиоконференций на MRF
- Лабораторная работа по подключению медиасервера объявлений
- Обзор стандартного набора услуг мультимедийной телефонии MMTel (3GPP TS 24.173)
- Переадресация вызовов CDIV (CFU, CFB, CFNR, CFNL)
- Услуги идентификации номера (OIP, OIR, TIP, TIR и заголовки P-Asserted-Identity / Privacy)
- Удержание вызова (Hold)
- Ожидание вызова (CW) и перевод звонка (ECT)
- Самостоятельное управление услугами с телефона абонента по протоколу XCAP на интерфейсе Ut
- Видеовызовы и видеоконференции
- Корпоративная АТС IP Centrex и мессенджер RCS (на примере Huawei ATS9900 и RCS9880) и детальная архитектура экстренных вызовов в IMS (Emergency Registration, E-CSCF, LRF и маршрутизация к PSAP)
09
Тарификация в IMS
- Архитектура офлайн- и онлайн-тарификации (функции CTF, CDF, CGF и онлайн-система OCS, 3GPP TS 32.260)
- Идентификаторы корреляции биллинга ICID
- IOI и заголовок P-Charging-Vector
- Офлайн-тарификация на интерфейсе Diameter Rf (сообщения ACR/ACA и сбор CDR)
- Четыре типа учётных записей ACR (Start, Interim, Stop, Event)
- Разбор ключевых полей биллинговой записи CDR в IMS
- Онлайн-тарификация в реальном времени на интерфейсе Diameter Ro (управление квотами через CCR/CCA)
- Лабораторная работа по учёту вызовов на стенде IMS и практикум
10
Практика Huawei и инженерная эксплуатация
- Основы эксплуатации оборудования Huawei IMS (архитектура OMU, терминал LMT, абонентская и интерфейсная трассировка по документации)
- Инженерный расчёт ёмкости ядра IMS (Dimensioning: пиковые регистрации, BHCA, число одновременных сессий и лицензий)
- Методика совместного анализа SIP и Diameter в одной трассе Wireshark
- Справочник кодов отказа SIP в контексте IMS (403, 404, 480, 488, 500, 503, 580) и лабораторная работа по внесению неисправностей в конфигурацию стенда и их устранению
11
Проблемы, решения и итоговый проект
- 30 практических расследований реальных инцидентов в сети IMS (отказы регистрации 403 Forbidden из-за несвязанных IMPI/IMPU с кодом Diameter 5002 Identities Don’t Match и 5001 User Unknown; бесконечный цикл 401 Unauthorized из-за рассинхронизации SQN и отказ из-за неверных ключей на ISIM/HSS; сбой поднятия туннеля IPsec SA на P-CSCF; недоступность P-CSCF из-за пустого PCO или ошибки DNS; невозможность выбора S-CSCF узлом I-CSCF; слёты регистрации из-за короткого таймера Expires и закрытия UDP-трансляции NAT; отсутствие сторонней регистрации на AS, несрабатывание критериев iFC и зависание вызовов при таймауте AS без верного DefaultHandling; ошибки маршрутизации 404 Not Found из-за нормализации или ENUM, 480 Temporarily Unavailable, 488 Not Acceptable Here по кодекам и 580 Precondition Failure; сбой выхода в PSTN на BGCF и искажение кодов отбоя на MGCF; односторонняя слышимость через SBC и тишина вместо автоинформатора из-за P-Early-Media; петля переадресации CDIV, скрытый номер абонента из-за PAI/Privacy и ошибка 403 на интерфейсе самообслуживания Ut/XCAP; потеря записей CDR на Rf и блокировка звонков системой OCS на Ro; лавина перерегистраций с перегрузкой HSS и аварийное восстановление абонентов при падении P-CSCF; неверные записи NAPTR/SRV в DNS, разрыв TLS на межоператорском стыке IBCF, бесконечная петля между AS и S-CSCF и неверная маршрутизация экстренного вызова на PSAP)
- Общая методика траблшутинга IMS и курсовой проект проектирования операторского ядра IMS
Одиннадцатый курс трека «Телеком» из 14 курсов — от телефонной линии до 5G.
