CSCF(Call State Control Function)

 

작성: 몽키몽키 (cache798@naver.com) 참고: All-IP Core Network 기술, SK Telecommunication 제11권 6호   CSCF는 호 및 세션처리에 관련된 부분을 담당하는 기능으로 인입호에 대한 게이트웨이로서의 기능(Incoming Call Gateway)과 호 제어 기능(Call Control Function), SPD(Serving Profile Database) 기능, 주소 처리(Address Handling) 기능 등으로 구성된다.   인입호에 대한 게이트웨이로서의 기능은 Entry Point로 동작하고 입력호에 대한 라우팅을 수행하는 것을 의미한다. 또한 호 스크리닝 및 포워딩과 같은 입력호에 대한 서비스 트리거링을 수행하며, HSS와의 통신을 담당한다.   호 제어기능은 호의 설정과 종료 및 상태/이벤트 관리, 다자간 서비스를 위한 MRF와의 상호 작용, 과금을 위한 호 이벤트 보고, 응용 레벨 등록의 수신 및 처리 등을 담당한다.   SPD는 홈 도메인의 HSS와 통신하여 사용자 프로파일 정보를 관리하며 사용자의 처음 액세스시 홈 도메인을 알려주는 기존망의 VLR과 유사한 기능을 수행한다.   CSCF는 그 기능에 따라 PCSCF(Proxy), I-CSCF(Interrogating), S-CSCF(Serving)로 나눌 수 있다. 아래는 이에 대한 설명이다.   P-CSCF (Proxy Call State Control Function)   P-CSCF는 UE가 GPRS 액세스를 통해서 IMS에 접속할 때 처음 만나는 지점이다. 다시 말해, 사용자(UE: User Equipment)가 IMS에 접속하는 첫 포인트 지점이고 GGSN과 같은 도메인에 존재한다. 3GPP에서는 UE가 P-CSCF를 찾는데 DHCP를 이용하거나 PDP Context를 통해서 주소를 얻는 방법을 제시하고 있다.   다음은 PDP Context Activation을 통해서 P-CSCF IP 주소를 얻어내는 절차이다. 절차 4번, GGSN --> UE로 PDP Context Activation Accept 메시지내에 P-CSCF IP 주소도 함께 응답한다.     P-CSCF는 IETF RFC 2543에 정의된 Proxy 또는 User Agent의 역할을 한다. UE로부터의 SIP Register Request를 UE의 Home Network의 I-CSCF로 전달하고 이 등록절차에서 S-CSCF의 주소를 저장했다가 UE로부터 S-CSCF로 향하는 SIP 메시지가 있을때 이를 S-CSCF로 포워딩한다.   Visited Network의 P-CSCF가 Home Network의 I-CSCF 주소 정보를 얻기위해 DNS 서버와 DNS 쿼리를 주고 받는다.      P-CSCF의 다른 중요 기능으로 QoS 제어 관련기능이 있다. P-CSCF는 QoS Policy를 제어하는 PDF(Policy Decision Function) 또는 PCF(Policy Control Function)와의 상호작용을 통해서 베어러 자원의 허가 및 QoS 관리를 한다. 참고로 PDF는 Media Authorization Token을 생성한다. 이렇게 생성된 토큰은 INVITE 메시지에 추가되어 called UE로 전송된다.    P-CSCF는 UE로부터 수신한 SIP REGISTER 메시지를 UE의 홈 도메인을 참조하여 I-CSCF로 전달하고, I-CSCF의 SIP REGISTER 처리 과정에서 얻어지는 S-CSCF 주소를 관리한다. 추후 P-CSCF는 UE로부터 수신한 SIP 호요구 메시지를 SIP REGISTGER 절차를 통해 얻은 S-CSCF 주소를 참조하여 S-CSCF로 전달한다.   Sequrity Association(SA) 유지, Bearer 자원의 권한 검증, QoS를 관리한다.   I-CSCF (Interrogating Call State Control Function)   I-CSCF는 Visited Network에서 Home Network으로, 즉, 망 내의 가입자에게 연결하기 위해서 들어오는 모든 호에 대해서 접점 역할 및 망 내에 로밍한 타망 가입자와의 접점 역할을 수행한다.   이러한 역할로 인해서 일반적으로 I-CSCF는 방화벽 역할을 수행하며 사업자 망의 구성, 토폴로지 및 용량 등을 외부에 노출되지 않게 하는 은닉기능을 가질 수 있다. 참고로 I-CSCF의 'I"는 Interrogate 이라는 의미인데, 이를 굳이 해석하자면 '~로 신호를 보내다'라는 의미를 지니고 있다.   Home Network에서 I-CSCF가 S-CSCF의 주소 정보를 얻기위해 HSS(Home Subscriber Server)로 Diameter Cx 인터페이스를 통하여 UAR(User Authorization Request) 메시지를 전송하면 HSS는 I-CSCF로 UAA(User Authorization Answer) 메시지내에 S-CSCF Capabilities 정보 포함시켜 응답하면 I-CSCF가 이 메시지를 처리하여 S-CSCF 주소를 추출한다.    I-CSCF는 SIP Request를 S-CSCF로 포워딩하는 역할 및 과금 정보의 생성을 수행한다. 그리고 여러 개의 HSS가 운용되는 망에서 SLF를 조회함으로써 HSS를 결정하는 역할을 한다.   사용자의 홈망 IMS에 접속하는 첫 포인트 지점이고, 하나의 네트웍 도메인에 여러 개가 존재할 수 있다. 그러나, 사용자에 대해서는 UE의 홈도메인에 의해 결정된다.   SIP REGISTER 메시지를 수신했을 때, SLF를 이용해서 HSS를 선정하고, HSS로부터 S-CSCF의 주소를 수신하고, 실제 등록을 담당할 S-CSCF를 할당한다.   타망으로부터 수신한 SIP 메시지를 S-CSCF로 라우팅한다. S-CSCF로부터 수신되는 응답 신호를 P-CSCF 또는 타망으로 전달한다.    S-CSCF (Serving Call State Control Function)    IMS의 모든 세션상태 관리 기능뿐만 아니라 HSS와 연동하여 가입자 Profile을 수신하여 호 처리를 위한 주요기능을 수행한다. 등록 절차에서 S-CSCF는 RFC 2543의 Registrar의 기능을 가진다.   RFC2543의 Proxy Server 및 User Agent로서의 기능으로 호 처리 기능을 제공하며 서비스 플랫폼과의 연동을 하고 서비스 관련 정보(Tone Announcement, Billing 정보 등)를 제공하는 등 서비스를 제공하기 위해서 관련되는 모든 기능에 대한 책임을 갖고 있다.   UE의 세션을 제어하는 서브시스템으로 HSS에 가입자를 등록하고, 가입자 정보를 다운로드하여, 서비스 프로파일을 저장 관리한다.   UE가 다이얼한 착신 번호나 착신 URL을 통하여 착신 UE의 홈도메인 I-CSCF/BGCF/MGCF 주소를 얻으며, I-CSCF/BGCF/MGCF로 호요구 메시지를 전달한다. 또한 I-CSCF/BGCF/MGCF 등으로부터 로부터 수신되는 응답 신호를 P-CSCF 또는 I-CSCF로 전달한다.   Sequrity Association 유지, 사용자 인증, Bearer 자원의 권한 검증, QoS를 관리할 수 있다.등록된 사용자 세션상태를 관리하고, 제어 서비스를 수행한다.   BGCF (Breakout Gateway Control Function)   BGCF는 IMS에서 PSTN으로 착신하는 호에 대해서 PSTN 번호 번역을 통해서 착신 네트워크(breakout network)을 선택하는 기능을 한다. 만약 착신 네트워크가 타망인 경우 해당망의 BGCF에게로 SIP 메시지를 포워딩하며 동일망인 경우는 담당 MGCF에게로 SIP 메시지를 포워딩한다. 또한 PSTN 착신호에 대한 과금정보를 생성하는 기능을 제공한다.   MGCF(Media Gateway Control Function)   MGCF는 프로토콜 변환(SIP↔ISUP 시그널링 변환)을 처리하므로 PSTN과 PLMN 또는 SS7과 IP의 종단점으로 정의할 수 있다. 따라서 MGW의 미디어 채널을 위한 연결 제어에 관련된 호를 제어하고 SIP User Agent로 동작한다.   또한 기존망에서 입력된 호에 대하여 라우팅 정보로 CSCF를 선택하여 기존망과 All-IP 망 호 제어 프로토콜 간의 프로토콜 변환을 수행한다. 즉, MGCF는 PSTN에서 IMS으로 들어오는 호에 대한 시그널링의 변환 및 변환된 Request 메시지를 S-CSCF로 포워딩하는 기능을 수행한다.   또한 IMS와 PSTN 간의 호 제어 시그널링에 의해서 생성되는 호의 실질적인 베어러의 연결을 위해서 MGW를 제어한다. MGW를 제어하는 프로토콜로 3GPP는 MEGACO(H.248)를 규정하고 있다.   MGW(Media Gateway)   MGW는 PSTN이나 2G/2.5G 망과 연동하기 위해서 IMS 내의 IP 패킷 형태의 미디어 데이터(RTP: Realtime Transport Protocol)를 회선 교환망의 베어러 상에 전송될 수 있는 형태로 변환하는 기능을 한다. 이 과정에서 코덱의 변환이 필요하다. MGW에서 PSTN, 기존망 등으로 나가는 쪽의 인터페이스는 연동되는 망의 특성에 따라 다양하다.   HSS(Home Subscriber Server)   하나의 네트웍 도메인에 여러 개가 존재할 수 있다. SLF(Subscription Locator Function)는 다수 HSS 중에서 어느 한 HSS를 선정할 수 있도록 정보를 제공한다.   CS 도메인, PS 도메인, IMS를 통한 사용자 이동성 관리를 수행하고, 가입자의 보안 정보를 생성한다. 사용자의 인증, 메시지의 무결성 체크, 암호화기능 지원을 위한 데이터 생성하며, 각각의 서비스 기능 요소 인증절차를 지원한다. 또한 이동 가입자의 방문망에서 로밍의 가능 여부를 체크하고 망 액세스 권한 검증 기능을 수행한다.   CAMEL 서비스와 OSA-SCS 서비스를 위해 gsmSCF, IMS-SSF, SIP 서버와의 통신을 통해 서비스 프로파일 데이터 접근 기능을 제공한다.   그림은 새창으로 띄워서 확인요망. <CSCF 구성도>     다음 표는 CSCF과 연동되는 시스템들간의 인터페이스를 정리한것이다. 그림은 새창으로 띄워서 확인요망.