In the first part of my master's thesis the network architecture of IMS (IP Multimedia Subsystem) is presented. The database of subscribers HSS (Home Subscriber Server) and SLF (Subscription Locator Function), as well as a SIP CSCF servers (Call Session Control Functions) process a SIP signalization and an AS application server performing services, etc. I focus on the registration of subscribers in the IMS network with a list of transmitted messages and description of each interface that is used in this network. The most important interfaces, which I described here, are Gm, Mw, Cx, Dx and Sh. Then I focused on security in IMS problems, which are divided into categories of access security and network security. After that is the implementation of IMS network in an open source Open IMS Core System considered under the Linux operating system. Here is the problem description from the actual system installation, through the configuration of all necessary elements of the network to the communication party itself. The communication analysis in the initial registration process and in subsequent communications is described. Finally I created laboratory exercises with a focus on the Open IMS Core System, where students learn about architecture and principle of networks based on IMS technology operation, with individual elements necessary for the operation of the network and their configuration. Students also test simple captured traffic analysis.

A arquitetura IP Multimedia Subsystem, proposta pelo consórcio 3rd Generation Partnership Project como base para o suporte à convergência entre telefonia móvel e a Internet, define uma série de elementos arquiteturais, entre os quais, o componente Call Session Control Function e o protocolo Session Initiation Protocol. Session Initiation Protocol é um protocolo da camada de aplicação utilizado para estabelecer, modificar e terminar sessões multimídia entre dispositivos. Em redes baseadas na arquitetura IP Multimedia Subsystem, o Session Initiation Protocol é o responsável pela comunicação entre dispositivos e a rede, e entre os componentes responsáveis pelo gerenciamento de sessão. Nos últimos anos, estudos detectaram degradação de desempenho em redes baseadas na arquitetura IP Multimedia Subsystem em função das características centralizadas do Session Initiation Protocol e dos componentes de gerenciamento de sessão. Este trabalho apresenta uma arquitetura distribuída para redes baseadas em IP Multimedia Subsystem, tendo como fundamento o paradigma de computação paralela baseado em espaço de tuplas onde os servidores são organizados em uma rede P2P, com objetivo de prover uma infraestrutura escalável e tolerante a falhas. A validação da arquitetura em termos de desempenho e escalabilidade se deu através de modelagem formal e simulação com Redes de Petri Coloridas. / The IP Multimedia Subsystem architecture, proposed by the 3rd Generation Partnership Project consortium as basis to support the convergence between mobile networks and the Internet, defines a set of architectural elements, among them, the Call Session Control Function and the Session Initiation Protocol. The Session Initiation Protocol is an application layer protocol used to establish, modify and terminate sessions between devices. On the IP multimedia subsystem based network, the Session Initiation Protocol play a key role on the communication between devices and the network, and between session management components. In the last years, studies have detected a performance bottleneck on IP multimedia subsystem networks due to centralized characteristic of the Session Initiation Protocol and in Session Control components. This work shows a distributed architecture for IP Multimedia Subsystem networks based on the tuple space paradigm, and the servers structured in a P2P network, aiming to achieve a scalable and fault-tolerant infrastructure. The validation of the architecture on the performance and scalability took place through the Coloured Petri Net formal modeling and simulation.

A arquitetura IP Multimedia Subsystem, proposta pelo consórcio 3rd Generation Partnership Project como base para o suporte à convergência entre telefonia móvel e a Internet, define uma série de elementos arquiteturais, entre os quais, o componente Call Session Control Function e o protocolo Session Initiation Protocol. Session Initiation Protocol é um protocolo da camada de aplicação utilizado para estabelecer, modificar e terminar sessões multimídia entre dispositivos. Em redes baseadas na arquitetura IP Multimedia Subsystem, o Session Initiation Protocol é o responsável pela comunicação entre dispositivos e a rede, e entre os componentes responsáveis pelo gerenciamento de sessão. Nos últimos anos, estudos detectaram degradação de desempenho em redes baseadas na arquitetura IP Multimedia Subsystem em função das características centralizadas do Session Initiation Protocol e dos componentes de gerenciamento de sessão. Este trabalho apresenta uma arquitetura distribuída para redes baseadas em IP Multimedia Subsystem, tendo como fundamento o paradigma de computação paralela baseado em espaço de tuplas onde os servidores são organizados em uma rede P2P, com objetivo de prover uma infraestrutura escalável e tolerante a falhas. A validação da arquitetura em termos de desempenho e escalabilidade se deu através de modelagem formal e simulação com Redes de Petri Coloridas. / The IP Multimedia Subsystem architecture, proposed by the 3rd Generation Partnership Project consortium as basis to support the convergence between mobile networks and the Internet, defines a set of architectural elements, among them, the Call Session Control Function and the Session Initiation Protocol. The Session Initiation Protocol is an application layer protocol used to establish, modify and terminate sessions between devices. On the IP multimedia subsystem based network, the Session Initiation Protocol play a key role on the communication between devices and the network, and between session management components. In the last years, studies have detected a performance bottleneck on IP multimedia subsystem networks due to centralized characteristic of the Session Initiation Protocol and in Session Control components. This work shows a distributed architecture for IP Multimedia Subsystem networks based on the tuple space paradigm, and the servers structured in a P2P network, aiming to achieve a scalable and fault-tolerant infrastructure. The validation of the architecture on the performance and scalability took place through the Coloured Petri Net formal modeling and simulation.