面向下一代网络的ENUM技术及应用

:D 引言ENUM(tElephone NUmber Mapping)是当今计算机资源寻址定位方式的热点。它采用符合E.164标准的电话号码为用户通讯的入口，采用DNS技术和运行框架为用户提供便捷的解析服务。用户可以采用电话号码完成VoIP的寻址定位，以及HTTP访问，电子邮件，目录服务等网络应用，并完成访问限制，查询重定向等一系列功能。伴随网络整合，特别是下一代网络(NGN)技术的发展和应用，特别是VoIP应用的普及，ENUM技术的重要性和应用需求会逐步体现出来。本文作者在阐述ENUM技术原理和目前国内外ENUM试验发展现状的基础上，分析了ENUM技术在下一代网络中的应用方式及ENUM技术发展所面临的问题，从而为电信运营企业跟踪研究新技术新业务、规划布署网络演进和网络建设提供了参考。1、ENUM技术原理ENUM(tElephone NUmber Mapping)的全称为电话号码的映射，它实际上是一种将E.164国际电话号码映射为相应的URI的机制。ENUM通过协议可先将E.164号码翻译为域名，然后再使用互联网的域名系统(DNS)接入那些可以提取出URI的记录[1]。ENUM所使用的这种核心协议是由IETF的RFC2916规定。下面举例说明，通过RFC2916规定的协议，如何实现将一个E.164号码翻译为一个域名：这里假设e164.arpa将用于提供存储E.164号码的DNS框架。为了实现分布式的操作，该域又被分成若干个子域。E.164号码的拥有者如果想要将号码列入DNS中，需要与相应区域的管理者接洽。为了找到一个规定的E.164号码所对应的DNS名称，需要遵循以下步骤：1)将E.164号码写成完整的格式，要包含国家码，如：+86-10-66023626；2)将所有的非数字的字符去掉，“+”号除外，如：+861066023626；3)将数字以外的所有字符去掉，如：861066023626；4)在每个数字之间加上“.”。如：8.6.1.O.6.6.0.2.3.6.2.6；5)将数字的顺序颠倒一下，如：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8：6)将“.e164.arpa”加到数字串的尾部，如：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8.e164.arpa。因此E.164号码86-10-66023626所对应的域名为：6.2.6.3.2.0.6.6.0.1.6.8.e164.arpa。传统的DNS仍然主要用于域名到相应IP地址的翻译，当用DNS完成更多内容时，比如完成ENUM到URI的解析时，需要制定新的资源类型，NAPTR就是针对ENUM的新DNS RR。当客户端应用程根据预处理流程生成如步骤6所示字符串，DNS解析器将处理后的字符串按DNS协议发出解析，从DNS Server得到与此ENUM相应的URI集合，然后，应用程序根据它自身的应用需求选择相应的URI继续执行相应的协议，完成预期的操作。2、目前国内外ENUM研究和试验情况目前，欧洲在推动ENUM研究和试验方面非常积极，多个国家开展了ENUM研究和试验、公众调查等工作。在2002年和2003年期间，奥地利、英国、法国、瑞典等国家先后在政府或电信组织管理机构的支持下搭建了试验平台，进行了相关的试验、测试和研究工作。北美和亚洲各国对ENUM的发展给予了很高的关注，ENUM的讨论成为各种互联网和电信发展会议的重要议题之一。2003年8月，由ITU-T和APT联合举办了ENUM和国际化域名研讨会，来自ITU-T、IETF以及英国、奥地利、韩国和日本等国的专家介绍了ENUM发展现状和前景，会议最后建议各国积极开展技术实验和政策研究。在国内，2002年3月，信息产业部成立了ENUM应用试验领导小组和五个研究组，对ENUM进行研究和试验。2003年3月，信息产业部电信研究院将我国引入ENUM可行性论证报告和CNNIC的ENUM顶级域对比试验研究结果向信息产业部做了汇报。国内现在还没有在真实网络条件下，比较完善对ENUM进行综合试验。但国内随着NGN在运营商中的商用建设，一些运营商的NGN商用网范围内已经实际展开。3、ENUM技术应用3.1　ENUM在寻址和路由方面的应用在NGN发展的早期，一个NGN网络中只有少数几个软件交换时，可以通过平面路由的方式组织网络。号码映射功能通常在软交换内实现，每个软交换存放全网所有的路由数据(包括其他软交换控制域的数据)，软交换经过本地查询就可以一次定位管理被叫的软交换。随着NGN的扩展，NGN需要分域管理，这时也有两种思路，一种是在软交换中实现号码映射和路由功能，软交换分级部署；另一种是号码映射功能由ENUM/DNS服务器实现，路由功能由专门的定位服务器实现，软交换本身还是平面配置，当被叫不属于本域时，通过定位服务器为软交换提供服务，定位服务器本身则可以划分不同的域和不同的层次。相比来说，后一种方式具有更强的扩展性，更适合于大规模的网络环境。NGN在使用DNS动态路由时，除目前IP网上广泛使用的DNS之外，还将引入一种新型的DNS-ENUM DNS：采用ENUM机制完成E.164号码与URL(uniform resource locator)地址之间的映射，然后再采用普通的DNS机制将URL地址的域名翻译成IP地址，从而将呼叫路由到被叫其过程如图1所示。从理论上讲，ENUM DNS和传统DNS独立完成各自的功能，是逻辑上相对独立的两套DNS，但ENUM DNS也采用分级树状结构，与目前域名解析DNS完全相同。3.2　ENUM在业务支持上的应用ENUM实际上是利用因特网的DNS系统来提供类似于电路交换网中业务控制点(SCP)功能的一种框架结构，电路交换网的用户以及基于IP网络的用户(包括因特网的用户)都可以使用它。从发展方向来看，ENUM的潜在应用可能发生在PSTN和IP的互通以及纯IP环境中，而一般不会用于纯PSTN环境。在纯IP环境中，ENUM可以使用一个通用的名字来标识不同的应用。对于IP网发起的话音业务中，每个呼叫都可以选择优先的目的地。而在PSTN发起的话音业务中，至少有一个目的地在IP网上时才会使用ENUM。在NGN系统中，E.164号码、URL地址和IP地址终端用户同时并存，用户具有多种地址方式，如：SIP终端在与PSTN用户通信时需要有一个E.164号码，而在与SIP终端通信时可直接使用URL或IP地址。目前，ENUM的典型应用是通过唯一的E.164号码接入多种应用，包括SIP话音、H.323话音、传真、电子邮件等，这一应用免去了用户记忆各种繁琐信息之苦，方便了用户对各种电信业务的使用。下图2示例了如何利用ENUM来实现PSTN到SIP终端的呼叫的流程。　　步骤1：发端用户拨E.164号码；拨号的方式由各国自己规定，如长途呼叫拨前缀“0”，国际呼叫拨前缀“00”等；步骤2：PSTN的业务提供者将呼叫转至相应的支持ENUM功能的网关(可能需要到相应的数据库查询该用户是否申请了ENUM功能)，ENUM网关的选择以及ENUM网关的物理位置需要综合考虑多方面的因素；步骤3：该网关必须包含ENUM功能，它能够将用户所拨的数字按照规定的规则转换成URL，如果用户拨的号码不是全号，则网关应能够将丢失的数据补齐，这样才能够形成一个完整有效的URL。例如：用户拨的号码为：32341234，完整的号码应是：8610323412343。然后网关在DNS中查找该名称；步骤4：DNS返回与该URL相关的所有业务记录；步骤5：网关在DNS中查找规定主机的地址记录；步骤6：DNS返回规定主机的SIP服务器IP地址；步骤7：通过基于IP的网络将该呼叫接续到指定的IP地址；步骤8：SIP服务器将呼叫接续到规定用户的用户代理客户机上。当目的方应答时，必须将应答监视返回给发端本地交换机。3.3　为支持ENUM需在国内建立的解析体系为了支持ENUM功能，完成号码的翻译和解析，需要建立一套号码的解析体系。ENUM的实现将采用一种基于DNS的分层的体系架构，如图3所示。第O层对应于ENUM的根，在该层ENUM的体系仅包含一个域(ENUM根区)，ITU TSB作为该域的Registrar，ENUM第O层的Registry需要由ENUM第0层的管理者来指定。第一层对应于E.164国家码，这一层的管理者是该国家的号码管理者。域名服务器中包含的记录可指向单独的E.164号码或者是E.164号码段，也可能是号码的一部分，各个国家可以根据本国的实际情况决定。根据最近的统计结果，我国目前有334个本地网，即334个长途区号，7万6千多个局，如果让第一层解析到局号，则第一层的域名服务器中需要包含7万6千多条记录，并且全国所有局号变更的数据都需要实时传给该域的行政和技术负责实体。负责第一层的管理和维护的实体将承担较繁重的工作。也可以考虑让第一层解析到区号，则第一层的域名服务器中仅需要包含334条记录，且长途区号的变更由信息产业部统一管理，变动得很少，变更数据容易获得，采用这种方式可以减轻第一层的管理和维护实体的工作量，而且保证第一层的运行较为稳定。在ENUM的第一层采用唯一的Registry还是多个Registry，每个国家可以根据自己的情况做出选择，但必须保证对应于一个给定的E.164号码只能有一个Registry。第二层对应于具体的E.164号码。到底谁有资格作第二层的管理者属于各国内部的事务，在国际上尚无定论。第二层的域名服务器中包含对应于E.164号码的域名以及带有特定电信业务信息的NAPTR资源记录。在我国，第二层的解析由谁来提供也是个值得考虑的问题，由电信运营商还是应用提供商来承担，有待研究和讨论。4、ENUM的发展面临的三大问题同任何新生事物在其发展的初期一样，目前，ENUM发展同样也面临着一系列的问题，既有技术方面的问题，也有管理方面的问题，主要表现在以下三个方面：即号码问题、管理问题和安全隐私问题。号码问题涉及到对传统交换机的升级和改造、公用号码的注册问题以及号码的市场管理问题等；ENUM的管理问题的核心是DNS数据库的问题，需要确定是否建立一个统一的全球数据库，另外顶级域名(TLD)之争实际上也是ENUM管理权之争；ENUM在应用上还存在涉及网络安全的命名和欺诈问题以及如何确保个人隐私等问题。5、结论及展望从以上讨论分析可以可看出，ENUM技术在寻址路由和业务实现的支持方面都有重要的意义，是ENUM是PSTN与IP网走向整合的重要一步。ENUM技术的发展和应用，为电信运营商充分利用互联网提供服务创造了有利的技术条件，并可以有效地促进传统电信业务与基于因特网的业务的充分融合。但是ENUM的全面采用还有待相关问题的解决，因此在近期实现全网的ENUM还为时过早。但在相对独立的NGN中尝试ENUM技术和相关业务是完全可以的，一方面可以利用ENUM提升NGN的业务能力，另一方面可以积累全用ENUM的经验，等到ENUM全面成熟后，再过渡到全网的ENUM体系中就水到渠成了。