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面向下一代網(wǎng)絡(luò )的ENUM技術(shù)及應用

林華　李旭東 2007/06/11

　　摘要　本文作者在闡述ENUM技術(shù)原理和目前國內外ENUM試驗發(fā)展現狀的基礎上，詳細分析了ENUM技術(shù)在下一代網(wǎng)絡(luò )中的應用方式及ENUM技術(shù)發(fā)展所面臨的問(wèn)題，為電信運營(yíng)企業(yè)跟蹤研究新技術(shù)新業(yè)務(wù)、規劃布署網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)和網(wǎng)絡(luò )建設提供了參考。

　　關(guān)鍵詞　下一代網(wǎng)絡(luò )　ENUM　E.164　DNS

引言

　　ENUM(tElephone NUmber Mapping)是當今計算機資源尋址定位方式的熱點(diǎn)。它采用符合E.164標準的電話(huà)號碼為用戶(hù)通訊的入口，采用DNS技術(shù)和運行框架為用戶(hù)提供便捷的解析服務(wù)。用戶(hù)可以采用電話(huà)號碼完成VoIP的尋址定位，以及HTTP訪(fǎng)問(wèn)，電子郵件，目錄服務(wù)等網(wǎng)絡(luò )應用，并完成訪(fǎng)問(wèn)限制，查詢(xún)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)展和應用，特別是VoIP應用的普及，ENUM技術(shù)的重要性和應用需求會(huì )逐步體現出來(lái)。

　　本文作者在闡述ENUM技術(shù)原理和目前國內外ENUM試驗發(fā)展現狀的基礎上，分析了ENUM技術(shù)在下一代網(wǎng)絡(luò )中的應用方式及ENUM技術(shù)發(fā)展所面臨的問(wèn)題，從而為電信運營(yíng)企業(yè)跟蹤研究新技術(shù)新業(yè)務(wù)、規劃布署網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)和網(wǎng)絡(luò )建設提供了參考。

1、ENUM技術(shù)原理

　　ENUM(tElephone NUmber Mapping)的全稱(chēng)為電話(huà)號碼的映射，它實(shí)際上是一種將E.164國際電話(huà)號碼映射為相應的URI的機制。ENUM通過(guò)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(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規定。

　　下面舉例說(shuō)明，通過(guò)RFC2916規定的協(xié)議，如何實(shí)現將一個(gè)E.164號碼翻譯為一個(gè)域名：這里假設e164.arpa將用于提供存儲E.164號碼的DNS框架。為了實(shí)現分布式的操作，該域又被分成若干個(gè)子域。E.164號碼的擁有者如果想要將號碼列入DNS中，需要與相應區域的管理者接洽。為了找到一個(gè)規定的E.164號碼所對應的DNS名稱(chēng)，需要遵循以下步驟：
  1. 將E.164號碼寫(xiě)成完整的格式，要包含國家碼，如：+86-10-66023626；

  2. 將所有的非數字的字符去掉，“+”號除外，如：+861066023626；

  3. 將數字以外的所有字符去掉，如：861066023626；

  4. 在每個(gè)數字之間加上“.”。如：8.6.1.O.6.6.0.2.3.6.2.6；

  5. 將數字的順序顛倒一下，如：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8：

  6. 將“.e164.arpa”加到數字串的尾部，如：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8.e164.arpa。
　　因此E.164號碼86-10-66023626所對應的域名為：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8.e164.arpa。

　　傳統的DNS仍然主要用于域名到相應IP地址的翻譯，當用DNS完成更多內容時(shí)，比如完成ENUM到URI的解析時(shí)，需要制定新的資源類(lèi)型，NAPTR就是針對ENUM的新DNS RR。當客戶(hù)端應用程根據預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相應的URI集合，然后，應用程序根據它自身的應用需求選擇相應的URI繼續執行相應的協(xié)議，完成預期的操作。

2、目前國內外ENUM研究和試驗情況

　　目前，歐洲在推動(dòng)ENUM研究和試驗方面非常積極，多個(gè)國家開(kāi)展了ENUM研究和試驗、公眾調查等工作。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構的支持下搭建了試驗平臺，進(jìn)行了相關(guān)的試驗、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(huì )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(huì )，來(lái)自ITU-T、IETF以及英國、奧地利、韓國和日本等國的專(zhuān)家介紹了ENUM發(fā)展現狀和前景，會(huì )議最后建議各國積極開(kāi)展技術(shù)實(shí)驗和政策研究。

　　在國內，2002年3月，信息產(chǎn)業(yè)部成立了ENUM應用試驗領(lǐng)導小組和五個(gè)研究組，對ENUM進(jìn)行研究和試驗。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頂級域對比試驗研究結果向信息產(chǎn)業(yè)部做了匯報。國內現在還沒(méi)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。但國內隨著(zhù)NGN在運營(yíng)商中的商用建設，一些運營(yíng)商的NGN商用網(wǎng)范圍內已經(jīng)實(shí)際展開(kāi)。

3、ENUM技術(shù)應用

3.1　ENUM在尋址和路由方面的應用

　　在NGN發(fā)展的早期，一個(gè)NGN網(wǎng)絡(luò )中只有少數幾個(gè)軟件交換時(shí)，可以通過(guò)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實(shí)現，每個(gè)軟交換存放全網(wǎng)所有的路由數據(包括其他軟交換控制域的數據)，軟交換經(jīng)過(guò)本地查詢(xún)就可以一次定位管理被叫的軟交換。隨著(zhù)NGN的擴展，NGN需要分域管理，這時(shí)也有兩種思路，一種是在軟交換中實(shí)現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，路由功能由專(zhuān)門(mén)的定位服務(wù)器實(shí)現，軟交換本身還是平面配置，當被叫不屬于本域時(shí)，通過(guò)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(lái)說(shuō)，后一種方式具有更強的擴展性，更適合于大規模的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。

　　NGN在使用DNS動(dòng)態(tài)路由時(shí)，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(guò)程如圖1所示。從理論上講，ENUM DNS和傳統DNS獨立完成各自的功能，是邏輯上相對獨立的兩套DNS，但ENUM DNS也采用分級樹(shù)狀結構，與目前域名解析DNS完全相同。

3.2　ENUM在業(yè)務(wù)支持上的應用

　　ENUM實(shí)際上是利用因特網(wǎng)的DNS系統來(lái)提供類(lèi)似于電路交換網(wǎng)中業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)功能的一種框架結構，電路交換網(wǎng)的用戶(hù)以及基于IP網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)(包括因特網(wǎng)的用戶(hù))都可以使用它。從發(fā)展方向來(lái)看，ENUM的潛在應用可能發(fā)生在PSTN和IP的互通以及純IP環(huán)境中，而一般不會(huì )用于純PSTN環(huán)境。在純IP環(huán)境中，ENUM可以使用一個(gè)通用的名字來(lái)標識不同的應用。對于IP網(wǎng)發(fā)起的話(huà)音業(yè)務(wù)中，每個(gè)呼叫都可以選擇優(yōu)先的目的地。而在PSTN發(fā)起的話(huà)音業(yè)務(wù)中，至少有一個(gè)目的地在IP網(wǎng)上時(shí)才會(huì )使用ENUM。

　　在NGN系統中，E.164號碼、URL地址和IP地址終端用戶(hù)同時(shí)并存，用戶(hù)具有多種地址方式，如：SIP終端在與PSTN用戶(hù)通信時(shí)需要有一個(gè)E.164號碼，而在與SIP終端通信時(shí)可直接使用URL或IP地址。目前，ENUM的典型應用是通過(guò)唯一的E.164號碼接入多種應用，包括SIP話(huà)音、H.323話(huà)音、傳真、電子郵件等，這一應用免去了用戶(hù)記憶各種繁瑣信息之苦，方便了用戶(hù)對各種電信業(yè)務(wù)的使用。下圖2示例了如何利用ENUM來(lái)實(shí)現PSTN到SIP終端的呼叫的流程。

　　步驟1：發(fā)端用戶(hù)撥E.164號碼；撥號的方式由各國自己規定，如長(cháng)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)提供者將呼叫轉至相應的支持ENUM功能的網(wǎng)關(guān)(可能需要到相應的數據庫查詢(xún)該用戶(hù)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，它能夠將用戶(hù)所撥的數字按照規定的規則轉換成URL，如果用戶(hù)撥的號碼不是全號，則網(wǎng)關(guān)應能夠將丟失的數據補齊，這樣才能夠形成一個(gè)完整有效的URL。例如：用戶(hù)撥的號碼為：32341234，完整的號碼應是：8610323412343。然后網(wǎng)關(guān)在DNS中查找該名稱(chēng)；

　　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中查找規定主機的地址記錄；

　　步驟6：DNS返回規定主機的SIP服務(wù)器IP地址；

　　步驟7：通過(guò)基于IP的網(wǎng)絡(luò )將該呼叫接續到指定的IP地址；

　　步驟8：SIP服務(wù)器將呼叫接續到規定用戶(hù)的用戶(hù)代理客戶(hù)機上。當目的方應答時(shí)，必須將應答監視返回給發(fā)端本地交換機。

3.3　為支持ENUM需在國內建立的解析體系

　　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)現將采用一種基于DNS的分層的體系架構，如圖3所示。第O層對應于ENUM的根，在該層ENUM的體系僅包含一個(gè)域(ENUM根區)，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(lái)指定。

　　第一層對應于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(gè)國家可以根據本國的實(shí)際情況決定。根據最近的統計結果，我國目前有334個(gè)本地網(wǎng)，即334個(gè)長(cháng)途區號，7萬(wàn)6千多個(gè)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(wàn)6千多條記錄，并且全國所有局號變更的數據都需要實(shí)時(shí)傳給該域的行政和技術(shù)負責實(shí)體。負責第一層的管理和維護的實(shí)體將承擔較繁重的工作。也可以考慮讓第一層解析到區號，則第一層的域名服務(wù)器中僅需要包含334條記錄，且長(cháng)途區號的變更由信息產(chǎn)業(yè)部統一管理，變動(dòng)得很少，變更數據容易獲得，采用這種方式可以減輕第一層的管理和維護實(shí)體的工作量，而且保證第一層的運行較為穩定。在ENUM的第一層采用唯一的Registry還是多個(gè)Registry，每個(gè)國家可以根據自己的情況做出選擇，但必須保證對應于一個(gè)給定的E.164號碼只能有一個(gè)Registry。

　　第二層對應于具體的E.164號碼。到底誰(shuí)有資格作第二層的管理者屬于各國內部的事務(wù)，在國際上尚無(wú)定論。第二層的域名服務(wù)器中包含對應于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(shuí)來(lái)提供也是個(gè)值得考慮的問(wèn)題，由電信運營(yíng)商還是應用提供商來(lái)承擔，有待研究和討論。

4、ENUM的發(fā)展面臨的三大問(wèn)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(zhù)一系列的問(wèn)題，既有技術(shù)方面的問(wèn)題，也有管理方面的問(wèn)題，主要表現在以下三個(gè)方面：即號碼問(wèn)題、管理問(wèn)題和安全隱私問(wèn)題。號碼問(wèn)題涉及到對傳統交換機的升級和改造、公用號碼的注冊問(wèn)題以及號碼的市場(chǎng)管理問(wèn)題等；ENUM的管理問(wèn)題的核心是DNS數據庫的問(wèn)題，需要確定是否建立一個(gè)統一的全球數據庫，另外頂級域名(TLD)之爭實(shí)際上也是ENUM管理權之爭；ENUM在應用上還存在涉及網(wǎng)絡(luò )安全的命名和欺詐問(wèn)題以及如何確保個(gè)人隱私等問(wèn)題。

5、結論及展望

　　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)展和應用，為電信運營(yíng)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(wèn)題的解決，因此在近期實(shí)現全網(wǎng)的ENUM還為時(shí)過(guò)早。但在相對獨立的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，等到ENUM全面成熟后，再過(guò)渡到全網(wǎng)的ENUM體系中就水到渠成了。

參考文獻
  1. Faltstrom P.E.164 number and DNS.RFC2916，2000

  2. 張冰．國內外ENUM試驗發(fā)展現狀．電信網(wǎng)技術(shù)，2004，(4)，62-65

  3. 溫鋒．NGN中ENUM技術(shù)的應用.電信建設，2004，(2)，29-32

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