FTT-IMS

Firewall Traversal Tunnel to IP network of IMS

FTT-IMS je standardizovaný mechanismus pro bezpečný průchod firewally a NATy, který zajišťuje spolehlivé signalizační a mediální spojení pro služby založené na SIP napříč různými síťovými hranicemi.

Popis

Firewall Traversal Tunnel to IP network of IMS (FTT-IMS, Tunel pro průchod firewallem do IP sítě IMS) je řešení definované 3GPP specifikované v TS 24.322. Řeší zásadní problém navázání a udržování relací IP Multimedia Subsystem (IMS) přes síťové hranice obsahující firewally a Network Address Translators (NAT). Tyto middleboxy často blokují nevyžádané příchozí pakety nebo zastírají skutečnou IP adresu a port uživatelského zařízení (UE), což narušuje předpoklady o end-to-end konektivitě protokolu Session Initiation Protocol (SIP) a Real-time Transport Protocol (RTP). FTT-IMS poskytuje standardizovanou, sítí asistovanou metodu pro vytvoření a udržování zabezpečených pinholes nebo tunelů přes tyto bariéry.

Architektura zahrnuje několik klíčových funkčních entit. UE vybavené FTT-IMS klientem proces iniciuje. Klíčovým síťovým prvkem je FTT-IMS Application Server (FTT-IMS AS), který funguje jako signalizační zprostředkovatel a koncový bod tunelu. P-CSCF (Proxy-Call Session Control Function) je také obeznámen s postupy FTT-IMS. Mechanismu funguje tak, že UE nejprve naváže zabezpečené, dlouhodobé řídicí spojení (tunel) k FTT-IMS AS. Tento řídicí tunel se používá k výměně potřebných informací pro průchod médií. Když UE iniciuje nebo přijímá IMS relaci, nabídka/odpověď SDP (Session Description Protocol) je přenášena tímto řídicím tunelem. FTT-IMS AS poté může instruovat jakýkoli Session Border Controller (SBC) nebo firewall na trase, aby otevřel specifické pinholes pro RTP/RTCP mediální toky spojené s touto relací, s využitím vyjednaných IP adres a portů.

Tento proces zajišťuje obousměrný tok mediálních paketů. Pro signalizaci jsou zprávy SIP také typicky směrovány přes FTT-IMS AS, který funguje jako odchozí proxy, a zajišťuje tak, že veškerá signalizace pochází ze stabilní, dosažitelné adresy. Řešení podporuje jak IPv4, tak IPv6 a je navrženo pro spolupráci s IMS Authentication and Key Agreement (AKA) z důvodu zabezpečení. Jeho role je klíčová ve scénářích, kde je UE připojeno přes privátní nebo carrier-grade NAT, například v mnoha pevných širokopásmových nebo podnikových sítích, a garantuje spolehlivé fungování hlasových, video a messagingových služeb založených na IMS bez ohledu na topologii podkladové IP sítě.

K čemu slouží

FTT-IMS byl vytvořen, aby vyřešil všudypřítomný problém selhání IMS služeb v sítích chráněných firewally a NATy. Původní IMS architektura předpokládala relativně otevřenou IP konektivitu, ale reálná nasazení, zejména když operátoři začali služby poskytovat přes třetí strany nebo nespravované přístupové sítě (jako je domácí Wi-Fi), čelila významným problémům s konektivitou. NATy porušují end-to-end princip internetu, což znemožňuje vzdálené straně iniciovat spojení k UE za NATem bez explicitních mechanismů. Firewally často blokují UDP porty používané protokoly SIP a RTP.

Před standardizací byly zkoušeny proprietární řešení a nestandardizované použití technik jako Interactive Connectivity Establishment (ICE) a Traversal Using Relays around NAT (TURN), ty však postrádaly interoperabilitu a síťovou kontrolu. Motivací pro FTT-IMS bylo poskytnout standardizované, operátorem spravované řešení, které garantuje doručení služby. Poskytuje síťovému operátorovi viditelnost a kontrolu nad procesem průchodu firewallem, což je zásadní pro zajištění kvality služby, zákonného odposlechu a konzistentního uživatelského zážitku pro služby kritické pro fungování, jako jsou tísňová volání přes IMS.

Jeho zavedení ve Release 12 bylo hnací silou potřeby upevnit IMS jako jedinou platformu pro hlasové a komunikační služby pro LTE (VoLTE) a budoucí sítě. Vyřešením problému s průchodem odstranil FTT-IMS hlavní překážku nasazení, což umožnilo vizi “IMS všude” a usnadnilo konvergenci pevných a mobilních služeb na společném IMS core.

Klíčové vlastnosti

Standardizovaný průchod firewally a NATy pro IMS signalizaci (SIP)
Zabezpečené tunelování pro navázání mediálních (RTP/RTCP) toků
Síťově řízená správa pinholes přes FTT-IMS AS
Podpora pro IPv4 i IPv6 síťová prostředí
Integrace s IMS AKA pro autentizaci a zabezpečení
Umožňuje spolehlivé IMS služby pro UE v privátních/NATovaných sítích

Související pojmy

Definující specifikace

TS 24.322 (Rel-19) — IMS Tunneling over Restrictive Networks

📖 Anglický originál a plná specifikace: FTT-IMS na 3GPP Explorer