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面向下一代網(wǎng)絡的ENUM技術及應用

林華　李旭東 2007/06/11

　　摘要　本文作者在闡述ENUM技術原理和目前國內外ENUM試驗發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，詳細分析了ENUM技術在下一代網(wǎng)絡中的應用方式及ENUM技術發(fā)展所面臨的問題，為電信運營企業(yè)跟蹤研究新技術新業(yè)務、規(guī)劃布署網(wǎng)絡演進和網(wǎng)絡建設提供了參考。

　　關鍵詞　下一代網(wǎng)絡　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。它采用符合E.164標準的電話號碼為用戶通訊的入口，采用DNS技術和運行框架為用戶提供便捷的解析服務。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，目錄服務等網(wǎng)絡應用，并完成訪問限制，查詢重定向等一系列功能。伴隨網(wǎng)絡整合，特別是下一代網(wǎng)絡(NGN)技術的發(fā)展和應用，特別是VoIP應用的普及，ENUM技術的重要性和應用需求會逐步體現(xiàn)出來。

　　本文作者在闡述ENUM技術原理和目前國內外ENUM試驗發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，分析了ENUM技術在下一代網(wǎng)絡中的應用方式及ENUM技術發(fā)展所面臨的問題，從而為電信運營企業(yè)跟蹤研究新技術新業(yè)務、規(guī)劃布署網(wǎng)絡演進和網(wǎng)絡建設提供了參考。

1、ENUM技術原理

　　ENUM(tElephone NUmber Mapping)的全稱為電話號碼的映射，它實際上是一種將E.164國際電話號碼映射為相應的URI的機制。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，如何實現(xiàn)將一個E.164號碼翻譯為一個域名：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號碼所對應的DNS名稱，需要遵循以下步驟：
  1. 將E.164號碼寫成完整的格式，要包含國家碼，如：+86-10-66023626；

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

  3. 將數(shù)字以外的所有字符去掉，如：861066023626；

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

  5. 將數(shù)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(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IP地址的翻譯，當用DNS完成更多內容時，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。當客戶端應用程根據(jù)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(jù)它自身的應用需求選擇相應的URI繼續(xù)執(zhí)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ENUM研究和試驗方面非常積極，多個國家開展了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，進行了相關的試驗、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實驗和政策研究。

　　在國內，2002年3月，信息產業(yè)部成立了ENUM應用試驗領導小組和五個研究組，對ENUM進行研究和試驗。2003年3月，信息產業(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業(yè)部做了匯報。國內現(xiàn)在還沒有在真實網(wǎng)絡條件下，比較完善對ENUM進行綜合試驗。但國內隨著NGN在運營商中的商用建設，一些運營商的NGN商用網(wǎng)范圍內已經實際展開。

3、ENUM技術應用

3.1　ENUM在尋址和路由方面的應用

　　在NGN發(fā)展的早期，一個NGN網(wǎng)絡中只有少數(shù)幾個軟件交換時，可以通過平面路由的方式組織網(wǎng)絡。號碼映射功能通常在軟交換內實現(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服務器實現(xiàn)，路由功能由專門的定位服務器實現(xiàn)，軟交換本身還是平面配置，當被叫不屬于本域時，通過定位服務器為軟交換提供服務，定位服務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的擴展性，更適合于大規(guī)模的網(wǎng)絡環(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程如圖1所示。從理論上講，ENUM DNS和傳統(tǒng)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也采用分級樹狀結構，與目前域名解析DNS完全相同。

3.2　ENUM在業(yè)務支持上的應用

　　ENUM實際上是利用因特網(wǎng)的DNS系統(tǒng)來提供類似于電路交換網(wǎng)中業(yè)務控制點(SCP)功能的一種框架結構，電路交換網(wǎng)的用戶以及基于IP網(wǎng)絡的用戶(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識不同的應用。對于IP網(wǎng)發(fā)起的話音業(yè)務中，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的典型應用是通過唯一的E.164號碼接入多種應用，包括SIP話音、H.323話音、傳真、電子郵件等，這一應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)務的使用。下圖2示例了如何利用ENUM來實現(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)務提供者將呼叫轉至相應的支持ENUM功能的網(wǎng)關(可能需要到相應的數(shù)據(jù)庫查詢該用戶是否申請了ENUM功能)，ENUM網(wǎng)關的選擇以及ENUM網(wǎng)關的物理位置需要綜合考慮多方面的因素；

　　步驟3：該網(wǎng)關必須包含ENUM功能，它能夠將用戶所撥的數(shù)字按照規(guī)定的規(guī)則轉換成URL，如果用戶撥的號碼不是全號，則網(wǎng)關應能夠將丟失的數(shù)據(jù)補齊，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，完整的號碼應是：8610323412343。然后網(wǎng)關在DNS中查找該名稱；

　　步驟4：DNS返回與該URL相關的所有業(yè)務記錄；

　　步驟5：網(wǎng)關在DNS中查找規(guī)定主機的地址記錄；

　　步驟6：DNS返回規(guī)定主機的SIP服務器IP地址；

　　步驟7：通過基于IP的網(wǎng)絡將該呼叫接續(xù)到指定的IP地址；

　　步驟8：SIP服務器將呼叫接續(xù)到規(guī)定用戶的用戶代理客戶機上。當目的方應答時，必須將應答監(jiān)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的實現(xiàn)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，各個國家可以根據(jù)本國的實際情況決定。根據(jù)最近的統(tǒng)計結果，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)都需要實時傳給該域的行政和技術負責實體。負責第一層的管理和維護的實體將承擔較繁重的工作。也可以考慮讓第一層解析到區(qū)號，則第一層的域名服務器中僅需要包含334條記錄，且長途區(qū)號的變更由信息產業(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實體的工作量，而且保證第一層的運行較為穩(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，但必須保證對應于一個給定的E.164號碼只能有一個Registry。

　　第二層對應于具體的E.164號碼。到底誰有資格作第二層的管理者屬于各國內部的事務，在國際上尚無定論。第二層的域名服務器中包含對應于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，由電信運營商還是應用提供商來承擔，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)之爭實際上也是ENUM管理權之爭；ENUM在應用上還存在涉及網(wǎng)絡安全的命名和欺詐問題以及如何確保個人隱私等問題。

5、結論及展望

　　從以上討論分析可以可看出，ENUM技術在尋址路由和業(yè)務實現(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技術的發(fā)展和應用，為電信運營商充分利用互聯(lián)網(wǎng)提供服務創(chuàng)造了有利的技術條件，并可以有效地促進傳統(tǒng)電信業(yè)務與基于因特網(wǎng)的業(yè)務的充分融合。但是ENUM的全面采用還有待相關問題的解決，因此在近期實現(xiàn)全網(wǎng)的ENUM還為時過早。但在相對獨立的NGN中嘗試ENUM技術和相關業(yè)務是完全可以的，一方面可以利用ENUM提升NGN的業(yè)務能力，另一方面可以積累全用ENUM的經驗，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
  1. Faltstrom P.E.164 number and DNS.RFC2916，2000

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

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

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