面向下一代網(wǎng)絡(luò)的ENUM技術(shù)及應(yīng)用
林華 李旭東 2007/06/11
摘要 本文作者在闡述ENUM技術(shù)原理和目前國內(nèi)外ENUM試驗(yàn)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了ENUM技術(shù)在下一代網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方式及ENUM技術(shù)發(fā)展所面臨的問題，為電信運(yùn)營企業(yè)跟蹤研究新技術(shù)新業(yè)務(wù)、規(guī)劃布署網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了參考。
關(guān)鍵詞 下一代網(wǎng)絡(luò) ENUM E.164 DNS
引言
ENUM(tElephone NUmber Mapping)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)資源尋址定位方式的熱點(diǎn)。它采用符合E.164標(biāo)準(zhǔn)的電話號碼為用戶通訊的入口，采用DNS技術(shù)和運(yùn)行框架為用戶提供便捷的解析服務(wù)。用戶可以采用電話號碼完成VoIP的尋址定位，以及HTTP訪問，電子郵件，目錄服務(wù)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，并完成訪問限制，查詢重定向等一系列功能。伴隨網(wǎng)絡(luò)整合，特別是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，特別是VoIP應(yīng)用的普及，ENUM技術(shù)的重要性和應(yīng)用需求會逐步體現(xiàn)出來。
本文作者在闡述ENUM技術(shù)原理和目前國內(nèi)外ENUM試驗(yàn)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了ENUM技術(shù)在下一代網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方式及ENUM技術(shù)發(fā)展所面臨的問題，從而為電信運(yùn)營企業(yè)跟蹤研究新技術(shù)新業(yè)務(wù)、規(guī)劃布署網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了參考。
1、ENUM技術(shù)原理
ENUM(tElephone NUmber Mapping)的全稱為電話號碼的映射，它實(shí)際上是一種將E.164國際電話號碼映射為相應(yīng)的URI的機(jī)制。ENUM通過協(xié)議可先將E.164號碼翻譯為域名，然后再使用互聯(lián)網(wǎng)的域名系統(tǒng)(DNS)接入那些可以提取出URI的記錄[1]。ENUM所使用的這種核心協(xié)議是由IETF的RFC2916規(guī)定。
下面舉例說明，通過RFC2916規(guī)定的協(xié)議，如何實(shí)現(xiàn)將一個E.164號碼翻譯為一個域名：這里假設(shè)e164.arpa將用于提供存儲E.164號碼的DNS框架。為了實(shí)現(xiàn)分布式的操作，該域又被分成若干個子域。E.164號碼的擁有者如果想要將號碼列入DNS中，需要與相應(yīng)區(qū)域的管理者接洽。為了找到一個規(guī)定的E.164號碼所對應(yīng)的DNS名稱，需要遵循以下步驟：
- 將E.164號碼寫成完整的格式，要包含國家碼，如：+86-10-66023626；
- 將所有的非數(shù)字的字符去掉，“+”號除外，如：+861066023626；
- 將數(shù)字以外的所有字符去掉，如：861066023626；
- 在每個數(shù)字之間加上“.”。如：8.6.1.O.6.6.0.2.3.6.2.6；
- 將數(shù)字的順序顛倒一下，如：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8：
- 將“.e164.arpa”加到數(shù)字串的尾部，如：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8.e164.arpa。
因此E.164號碼86-10-66023626所對應(yīng)的域名為：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8.e164.arpa。
傳統(tǒng)的DNS仍然主要用于域名到相應(yīng)IP地址的翻譯，當(dāng)用DNS完成更多內(nèi)容時，比如完成ENUM到URI的解析時，需要制定新的資源類型，NAPTR就是針對ENUM的新DNS RR。當(dāng)客戶端應(yīng)用程根據(jù)預(yù)處理流程生成如步驟6所示字符串，DNS解析器將處理后的字符串按DNS協(xié)議發(fā)出解析，從DNS Server得到與此ENUM相應(yīng)的URI集合，然后，應(yīng)用程序根據(jù)它自身的應(yīng)用需求選擇相應(yīng)的URI繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)的協(xié)議，完成預(yù)期的操作。
2、目前國內(nèi)外ENUM研究和試驗(yàn)情況
目前，歐洲在推動ENUM研究和試驗(yàn)方面非常積極，多個國家開展了ENUM研究和試驗(yàn)、公眾調(diào)查等工作。在2002年和2003年期間，奧地利、英國、法國、瑞典等國家先后在政府或電信組織管理機(jī)構(gòu)的支持下搭建了試驗(yàn)平臺，進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)、測試和研究工作。
北美和亞洲各國對ENUM的發(fā)展給予了很高的關(guān)注，ENUM的討論成為各種互聯(lián)網(wǎng)和電信發(fā)展會議的重要議題之一。2003年8月，由ITU-T和APT聯(lián)合舉辦了ENUM和國際化域名研討會，來自ITU-T、IETF以及英國、奧地利、韓國和日本等國的專家介紹了ENUM發(fā)展現(xiàn)狀和前景，會議最后建議各國積極開展技術(shù)實(shí)驗(yàn)和政策研究。
在國內(nèi)，2002年3月，信息產(chǎn)業(yè)部成立了ENUM應(yīng)用試驗(yàn)領(lǐng)導(dǎo)小組和五個研究組，對ENUM進(jìn)行研究和試驗(yàn)。2003年3月，信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院將我國引入ENUM可行性論證報告和CNNIC的ENUM頂級域?qū)Ρ仍囼?yàn)研究結(jié)果向信息產(chǎn)業(yè)部做了匯報。國內(nèi)現(xiàn)在還沒有在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)條件下，比較完善對ENUM進(jìn)行綜合試驗(yàn)。但國內(nèi)隨著NGN在運(yùn)營商中的商用建設(shè)，一些運(yùn)營商的NGN商用網(wǎng)范圍內(nèi)已經(jīng)實(shí)際展開。
3、ENUM技術(shù)應(yīng)用
3.1 ENUM在尋址和路由方面的應(yīng)用
在NGN發(fā)展的早期，一個NGN網(wǎng)絡(luò)中只有少數(shù)幾個軟件交換時，可以通過平面路由的方式組織網(wǎng)絡(luò)。號碼映射功能通常在軟交換內(nèi)實(shí)現(xiàn)，每個軟交換存放全網(wǎng)所有的路由數(shù)據(jù)(包括其他軟交換控制域的數(shù)據(jù))，軟交換經(jīng)過本地查詢就可以一次定位管理被叫的軟交換。隨著NGN的擴(kuò)展，NGN需要分域管理，這時也有兩種思路，一種是在軟交換中實(shí)現(xiàn)號碼映射和路由功能，軟交換分級部署；另一種是號碼映射功能由ENUM/DNS服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，路由功能由專門的定位服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，軟交換本身還是平面配置，當(dāng)被叫不屬于本域時，通過定位服務(wù)器為軟交換提供服務(wù)，定位服務(wù)器本身則可以劃分不同的域和不同的層次。相比來說，后一種方式具有更強(qiáng)的擴(kuò)展性，更適合于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
NGN在使用DNS動態(tài)路由時，除目前IP網(wǎng)上廣泛使用的DNS之外，還將引入一種新型的DNS-ENUM DNS：采用ENUM機(jī)制完成E.164號碼與URL(uniform resource locator)地址之間的映射，然后再采用普通的DNS機(jī)制將URL地址的域名翻譯成IP地址，從而將呼叫路由到被叫其過程如圖1所示。從理論上講，ENUM DNS和傳統(tǒng)DNS獨(dú)立完成各自的功能，是邏輯上相對獨(dú)立的兩套DNS，但ENUM DNS也采用分級樹狀結(jié)構(gòu)，與目前域名解析DNS完全相同。
3.2 ENUM在業(yè)務(wù)支持上的應(yīng)用
ENUM實(shí)際上是利用因特網(wǎng)的DNS系統(tǒng)來提供類似于電路交換網(wǎng)中業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)功能的一種框架結(jié)構(gòu)，電路交換網(wǎng)的用戶以及基于IP網(wǎng)絡(luò)的用戶(包括因特網(wǎng)的用戶)都可以使用它。從發(fā)展方向來看，ENUM的潛在應(yīng)用可能發(fā)生在PSTN和IP的互通以及純IP環(huán)境中，而一般不會用于純PSTN環(huán)境。在純IP環(huán)境中，ENUM可以使用一個通用的名字來標(biāo)識不同的應(yīng)用。對于IP網(wǎng)發(fā)起的話音業(yè)務(wù)中，每個呼叫都可以選擇優(yōu)先的目的地。而在PSTN發(fā)起的話音業(yè)務(wù)中，至少有一個目的地在IP網(wǎng)上時才會使用ENUM。
在NGN系統(tǒng)中，E.164號碼、URL地址和IP地址終端用戶同時并存，用戶具有多種地址方式，如：SIP終端在與PSTN用戶通信時需要有一個E.164號碼，而在與SIP終端通信時可直接使用URL或IP地址。目前，ENUM的典型應(yīng)用是通過唯一的E.164號碼接入多種應(yīng)用，包括SIP話音、H.323話音、傳真、電子郵件等，這一應(yīng)用免去了用戶記憶各種繁瑣信息之苦，方便了用戶對各種電信業(yè)務(wù)的使用。下圖2示例了如何利用ENUM來實(shí)現(xiàn)PSTN到SIP終端的呼叫的流程。
步驟1：發(fā)端用戶撥E.164號碼；撥號的方式由各國自己規(guī)定，如長途呼叫撥前綴“0”，國際呼叫撥前綴“00”等；
步驟2：PSTN的業(yè)務(wù)提供者將呼叫轉(zhuǎn)至相應(yīng)的支持ENUM功能的網(wǎng)關(guān)(可能需要到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫查詢該用戶是否申請了ENUM功能)，ENUM網(wǎng)關(guān)的選擇以及ENUM網(wǎng)關(guān)的物理位置需要綜合考慮多方面的因素；
步驟3：該網(wǎng)關(guān)必須包含ENUM功能，它能夠?qū)⒂脩羲鶕艿臄?shù)字按照規(guī)定的規(guī)則轉(zhuǎn)換成URL，如果用戶撥的號碼不是全號，則網(wǎng)關(guān)應(yīng)能夠?qū)G失的數(shù)據(jù)補(bǔ)齊，這樣才能夠形成一個完整有效的URL。例如：用戶撥的號碼為：32341234，完整的號碼應(yīng)是：8610323412343。然后網(wǎng)關(guān)在DNS中查找該名稱；
步驟4：DNS返回與該URL相關(guān)的所有業(yè)務(wù)記錄；
步驟5：網(wǎng)關(guān)在DNS中查找規(guī)定主機(jī)的地址記錄；
步驟6：DNS返回規(guī)定主機(jī)的SIP服務(wù)器IP地址；
步驟7：通過基于IP的網(wǎng)絡(luò)將該呼叫接續(xù)到指定的IP地址；
步驟8：SIP服務(wù)器將呼叫接續(xù)到規(guī)定用戶的用戶代理客戶機(jī)上。當(dāng)目的方應(yīng)答時，必須將應(yīng)答監(jiān)視返回給發(fā)端本地交換機(jī)。
3.3 為支持ENUM需在國內(nèi)建立的解析體系
為了支持ENUM功能，完成號碼的翻譯和解析，需要建立一套號碼的解析體系。ENUM的實(shí)現(xiàn)將采用一種基于DNS的分層的體系架構(gòu)，如圖3所示。第O層對應(yīng)于ENUM的根，在該層ENUM的體系僅包含一個域(ENUM根區(qū))，ITU TSB作為該域的Registrar，ENUM第O層的Registry需要由ENUM第0層的管理者來指定。
第一層對應(yīng)于E.164國家碼，這一層的管理者是該國家的號碼管理者。域名服務(wù)器中包含的記錄可指向單獨(dú)的E.164號碼或者是E.164號碼段，也可能是號碼的一部分，各個國家可以根據(jù)本國的實(shí)際情況決定。根據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我國目前有334個本地網(wǎng)，即334個長途區(qū)號，7萬6千多個局，如果讓第一層解析到局號，則第一層的域名服務(wù)器中需要包含7萬6千多條記錄，并且全國所有局號變更的數(shù)據(jù)都需要實(shí)時傳給該域的行政和技術(shù)負(fù)責(zé)實(shí)體。負(fù)責(zé)第一層的管理和維護(hù)的實(shí)體將承擔(dān)較繁重的工作。也可以考慮讓第一層解析到區(qū)號，則第一層的域名服務(wù)器中僅需要包含334條記錄，且長途區(qū)號的變更由信息產(chǎn)業(yè)部統(tǒng)一管理，變動得很少，變更數(shù)據(jù)容易獲得，采用這種方式可以減輕第一層的管理和維護(hù)實(shí)體的工作量，而且保證第一層的運(yùn)行較為穩(wěn)定。在ENUM的第一層采用唯一的Registry還是多個Registry，每個國家可以根據(jù)自己的情況做出選擇，但必須保證對應(yīng)于一個給定的E.164號碼只能有一個Registry。
第二層對應(yīng)于具體的E.164號碼。到底誰有資格作第二層的管理者屬于各國內(nèi)部的事務(wù)，在國際上尚無定論。第二層的域名服務(wù)器中包含對應(yīng)于E.164號碼的域名以及帶有特定電信業(yè)務(wù)信息的NAPTR資源記錄。在我國，第二層的解析由誰來提供也是個值得考慮的問題，由電信運(yùn)營商還是應(yīng)用提供商來承擔(dān)，有待研究和討論。
4、ENUM的發(fā)展面臨的三大問題
同任何新生事物在其發(fā)展的初期一樣，目前，ENUM發(fā)展同樣也面臨著一系列的問題，既有技術(shù)方面的問題，也有管理方面的問題，主要表現(xiàn)在以下三個方面：即號碼問題、管理問題和安全隱私問題。號碼問題涉及到對傳統(tǒng)交換機(jī)的升級和改造、公用號碼的注冊問題以及號碼的市場管理問題等；ENUM的管理問題的核心是DNS數(shù)據(jù)庫的問題，需要確定是否建立一個統(tǒng)一的全球數(shù)據(jù)庫，另外頂級域名(TLD)之爭實(shí)際上也是ENUM管理權(quán)之爭；ENUM在應(yīng)用上還存在涉及網(wǎng)絡(luò)安全的命名和欺詐問題以及如何確保個人隱私等問題。
5、結(jié)論及展望
從以上討論分析可以可看出，ENUM技術(shù)在尋址路由和業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的支持方面都有重要的意義，是ENUM是PSTN與IP網(wǎng)走向整合的重要一步。ENUM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為電信運(yùn)營商充分利用互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)創(chuàng)造了有利的技術(shù)條件，并可以有效地促進(jìn)傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)與基于因特網(wǎng)的業(yè)務(wù)的充分融合。但是ENUM的全面采用還有待相關(guān)問題的解決，因此在近期實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的ENUM還為時過早。但在相對獨(dú)立的NGN中嘗試ENUM技術(shù)和相關(guān)業(yè)務(wù)是完全可以的，一方面可以利用ENUM提升NGN的業(yè)務(wù)能力，另一方面可以積累全用ENUM的經(jīng)驗(yàn)，等到ENUM全面成熟后，再過渡到全網(wǎng)的ENUM體系中就水到渠成了。
參考文獻(xiàn)
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- 張冰．國內(nèi)外ENUM試驗(yàn)發(fā)展現(xiàn)狀．電信網(wǎng)技術(shù)，2004，(4)，62-65
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