Đồ án Nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật công nghệ bản chất của ENUM - Hệ thống đánh số điện tử

TÓM TẮT ENUM - Hội tụ công nghệ truyền thông và Internet Với sự ra đời của điện thoại từ thế kỷ 19, khả năng trao đổi thông tin của con người đã được chuyển sang một giai đoạn mới, với thông tin tiếng nói được truyền đi gần như tức thời qua khoảng cách. Hệ thống điện thoại ra đời và phát triển qua thời gian đã chứng tỏ vai trò quan trọng trong công cuộc hiện đại hóa xã hội văn minh của loài người, đem lại những bước tiến vượt bậc của con người trong thời đại lịch sử. Internet ra đời vào những năm 70 của thế kỷ 20 được ví là bước tiến quan trọng tiếp theo trong lịch sử các phương pháp truyền thông của con người. Qua nhiều năm phát triển, gần như mọi thứ đều được truyền tải thông qua Internet, hay ít ra là qua các mạng lưới sử dụng công nghệ nền tảng của Internet - công nghệ IP. Tuy nhiên Internet và mạng viễn thông công cộng vẫn có nhiều phân cách, gây ra nhiều vấn đề, đặc biệt là tổn hại về kinh tế. Điện thoại IP, hay điện thoại Internet (VoIP) là một bước tiến quan trọng trong quá trình biến đổi về cơ bản xu thế phát triển của các dịch vụ truyền thông. Đó là chuyển đổi từ mạng điện thoại truyền thống với bề dày lịch sử hàng trăm năm, sang mạng tích hợp dịch vụ trên nền Internet. Tạo ra một xu thế được gọi là "hội tụ" giữa viễn thông truyền thống và Internet. Trong quá trình hội tụ này, vấn đề đánh số, địa chỉ tạo ra khả năng tương thích thuận nghịch giữa 2 hệ thống là một vấn đề then chốt, và trong nhiều thập kỷ vẫn chưa được giải quyết một cách triệt để và hiệu quả... cho tới khi có ENUM - Hệ thống đánh số điện tử. ENUM là hệ thống chuyển đổi địa chỉ (số) điện tử từ số điện thoại truyền thống sang các dạng định danh thân thiện với dịch vụ Internet, có thể được quản lý, lưu trữ, truy vấn, mở rộng theo phương thức của các dịch vụ Internet vốn được coi là rất đơn giản, hiệu quả và dễ phát triển. Luận văn này tập trung vào nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật công nghệ bản chất của ENUM, cũng như các phương pháp ứng dụng ENUM trong quá trình hội tụ viễn thông và Internet. Ngoài ra, các vấn đề nảy sinh về kỹ thuật, chính sách ứng dụng liên quan cũng được xem xét. Luận văn được chia làm 4 chương: Chương 1. Tổng quan về ENUM: Giới thiệu các khái niệm chung về ENUM, các mô hình áp dụng ENUM, sự phát triển ENUM trên thế giới. Chương 2. Cơ sở kỹ thuật công nghệ của ENUM, các mô hình kiến trúc thủ tục ENUM. Chương 3. Các vấn đề chính sách đối với ENUM. Tập trung nghiên cứu các vấn đề nảy sinh đối với ENUM và các khung chính sách cần xây dựng Chương 4. Cơ sở áp dụng thực tế của ENUM. Mô hình triển khai thử nghiệm và kết quả. HÌNH VẼ Hình 1. Cấu trúc phân tầng quản lý hệ thống DNS……………………………………….15 Hình 2. Các máy chủ tên miền cấp cao nhất (root server) và phân bố địa lý của chúng….16 Hình 3. Các dạng dữ liệu được ánh xạ từ 1 số ENUM…………………………………….18 Hình 4. ENUM được sử dụng để kết nối mạng PSTN truyền thống với mạng Internet…...19 Hình 5. Sử dụng gateway để tùy biến lựa chọn dịch vụ viễn thông thích hợp……………..23 Hình 6. Mạng dịch vụ PSTN với IP backbone, routing với ENUM……………………….24 Hình 7: Dữ liệu về tình hình triển khai ENUM các nước……………………………………26 Hình 8. Cấu trúc số theo vùng địa lý………………………………………………………..34 Hình 9. Cấu trúc số theo dịch vụ toàn cầu………………………………………………….35 Hình 10. Cấu trúc số theo mạng……………………………………………………………..36 Hình 11. Thuật toán DDDS…………………………………………………………………41 Hình 12. Định dạng gói tin NAPTR………………………………………………………...44 Hình 13. Cuộc gọi SIP thông thường………………………………………………………..49 Hình 14. Cuộc gọi sử dụng ENUM do đầu cuối gọi truy vấn ENUM………………………50 Hình 15. Cuộc gọi qua chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM…………………………………. .51 Hình 16. Phân cấp quản lý cấp phát, đăng ký ENUM………………………………………53 Hình 17. Mô hình chuyển giao toàn bộ 3 cấp………………………………………………54 Hình 18. Mô hình phân cấp hoàn toàn không duy trì Tier2………………………………...55 Hình 19. Mô hình có Tier2 chỉ đóng vai trò hosting………………………………………..55 Hình 20. Đầu cuối gọi quyết định trong quá trình thiết lập cuộc gọi thông qua truy vấn ENUM……………………………………………………………………………………….60 Hình 21. Đầu cuối bị gọi quyết định thông qua việc cập nhật luật vào proxy/gateway địa phương…………………………………………………………………………….................61 Hình 22. Sử dụng chương trình nhúng để triển khai ENUM……………………………......64 Hình 23:Mô hình thực nghiệm……………………………………………………………....65 Hình 24: Khởi động dich vụ dns bind9……………………………………………………...69 Hình 25: Bảng database dns Bind9………………….………………………………………70 Hình 26: Kiểm tra một bản ghi ENUM trong database…………………………………….71 Hình 27: Truy vấn số ENUM qua website ENUM lookup…………..…………………….72 Hình 28: Truy vấn số ENUM dùng phần mềm ENUMresolver 2.00……………………....72 Hình 29: Đăng ký số điện thoại trên trang e164.org……………………………………......73 Hình 30: Số điện thoại đã được kích hoạt trên trang e164.org………………………….......73 Hình 31: Kiểm tra bản ghi Enum……………………………………………………………74 Hình 32: Truy vấn số ENUM đã đăng ký bằng phần mềm ENUMresolver………………...74 Hình 33: Truy vấn số ENUM đã đăng ký bằng website Enumquery.com…………………..75 LỜI CÁM ƠN ENUM là một vấn đề rất mới. Tính chất phức tạp của nó thể hiện không chỉ ở các đặc điểm kỹ thuật công nghệ của nó, mà còn ở các môi trường ứng dụng mà nó tham gia vào. Nghiên cứu về ENUM cũng có nghĩa là nghiên cứu về cả các vấn đề kỹ thuật công nghệ, lẫn các vấn đề chính sách, định hướng áp dụng, chiến lược, hợp tác quốc tế v.v. Để thực hiện được 1 nghiên cứu bao quát về các vấn đề liên quan với ENUM, tôi đã phải tận dụng tối đa tất cả các nguồn tri thức và sự giúp đỡ của các thầy giáo, các bạn cùng khoa… Hoàn thành được luận văn nghiên cứu này, tôi xin được trân trọng cám ơn: - Giáo viên hướng dẫn, Thạc sĩ Nguyễn Đức Quang các hướng dẫn của thầy trong quá trình thực hiện luận văn. - Các giáo viên Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ vì các kiến thức cơ sở các thầy đã truyền đạt, vì cơ sở vật chất, tài liệu, công cụ tôi đã được sử dụng trong quá trình học tập nghiên cứu tại trường. Và gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn cổ vũ, cảm thông và chia xẻ các khó khăn trong quá trình thực hiện luận văn này. T.P Hồ Chí Minh tháng 1 năm 2011 THUẬT NGỮ & VIẾT TẮT ENUM. tElephone NUmber Mapping hay Electronic Number Mapping - Số điện tử hay công nghệ chuyển đổi số điện thoại DNS. Domain name system - Hệ thống dịch vụ tên miền Internet. NAPTR. Naming Authority Pointer - Con trỏ quyền định danh. Một dạng bản ghi sử dụng trong dịch vụ truy vấn tên miền, được sử dụng để lưu các thông tin sử dụng cho ENUM. SRV. Service - Một dạng bản ghi sử dụng trong dịch vụ truy vấn tên miền, được sử dụng để lưu địa chỉ điểm truy cập dịch vụ. Thường được sử dụng để khai báo địa chỉ các máy chủ dịch vụ (như dịch vụ SIP). Delegation. Chuyển giao - Chỉ việc Các tên miền được chỉ định chuyển tới máy chủ nào đó quản lý. Máy chủ được chỉ định chịu toàn bộ trách nhiệm về các bản ghi của tên miền được chuyển giao. BIND. Bekerley Internet Name Daemon - Phần mềm của hệ thống máy chủ tên miền, là phần mềm miễn phí mã nguồn mở, được sử dụng nhiều nhất. IETF. Internet Engineering Task Force - Tổ chức các kỹ sư Internet, chuyên về chuẩn hóa các công nghệ sử dụng trên Internet. RFC. Request For Comment - Tài liệu của IETF, thường được coi là chuẩn kỹ thuật sử dụng cho Internet ITU. International Telecommunication Union - Liên minh viễn thông quốc tế, tổ chức chuyên về chuẩn hóa trong lĩnh vực viễn thông E.164. Chuẩn của ITU quy định các phương pháp đánh số trong các dịch vụ viễn thông quốc tế (số điện thoại) VoIP. Voice over IP - Điện thoại sử dụng công nghệ IP, còn gọi là điện thoại Internet SIP. Session Initiation Protocol - 1 thủ tục thiết lập phiên làm việc do IETF đề xuất, thường được sử dụng cho dịch vụ VoIP. Hiện được coi là chiếm ưu thế hơn các chuẩn khác (H323, MGCP, SCCP...) trong việc phát triển VoIP HTTP. HyperText Transfer Protocol - Dịch vụ truy cập siêu văn bản, hay dịch vụ web. Được coi là dịch vụ Internet thông dụng nhất. LDAP. Lightweight Directory Access Protocol - Dịch vụ truy thư mục. URL. Unified Resource Locator - Địa chỉ tài nguyên thống nhất - Là các chuỗi thể hiện đường dẫn tới tài nguyên ứng với thủ tục nào đó. PSTN. Public Switch Telephone Network - Mạng điện thoại công cộng Softswitch. Chuyển mạch mềm - Công nghệ sử dụng phần mềm để thực hiện các chuyển mạch cuộc gọi trong các tổng đài đa dịch vụ thế hệ mới. Presence. Dịch vụ "hiện diện" - Chuẩn thủ tục do IETF định nghĩa (RFC2778), có tác dụng thể hiện sự hiện diện của các thực thể trong môi trường thông tin. VD thể hiện danh mục các thuê bao đang hiện diện trên mạng (online). DDDS. Dynamic Delegation Discovery System - Hệ thống dò tìm đại diện tự động sử dụng để tổng hợp các thông tin trả lời truy vấn theo ngữ cảnh trong 1 chuỗi ký tự tối thiểu. DDDS thường được sử dụng để tạo ra các chuỗi ký tự của bản ghi ENUM. EPP. Extensible Provisioning Protocol - (Thủ tục thiết lập mở rộng được). Được sử dụng để tạo ra các mô hình nhà đăng ký phân cấp theo một kiến trúc chung, sử dụng chung cơ sở dữ liệu tài nguyên, sử dụng XML. Thường được các nhà đăng ký tên miền (registrar) sử dụng. MỤC LỤC I.1. HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI VÀ ĐIỆN THOẠI IP ........................................................... 1 I.2. HỆ THỐNG DNS .................................................................................................................. 3 I.2.1. Công nghệ cập nhật động (Dynamic update) ................................................................. 6 I.2.2. Công nghệ DNSSEC ........................................................................................................... 7 I.2.3. Công nghệ quản lý phân cấp EPP .................................................................................... 7 I.3. ENUM ..................................................................................................................................... 8 I.3.1. Mô hình ứng dụng ENUM .............................................................................................. 10 I.3.1.1. Ứng dụng trong hệ thống ứng dụng Internet: ............................................................. 10 I.3.1.2. Ứng dụng cho hệ thống phức hợp viễn thông và Internet: ......................................... 11 I.3.1.3. Ứng dụng tích hợp ....................................................................................................... 11 I.3.2. Các ứng dụng khác của ENUM ...................................................................................... 12 I.3.2.1. Định danh 1 số duy nhất .............................................................................................. 12 I.3.2.2. Tách rời khỏi mạng viễn thông truyền thống.............................................................. 12 I.3.2.3. Chuyển mạch cuộc gọi trong 1 mạng dịch vụ điện thoại ........................................... 13 I.3.2.4. Tạo ra các dịch vụ điện thoại gia tăng tới các dạng dịch vụ Internet mới ................. 14 I.4. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA ENUM ....................................................................... 14 I.4.1. Các tổ chức quốc tế .......................................................................................................... 15 I.4.1.1. IETF ............................................................................................................................. 15 I.4.1.2. ITU ............................................................................................................................... 16 I.4.2. Các quốc gia đã và đang triển khai ENUM .................................................................. 17 I.4.2.1. CHÂU ÂU ................................................................................................................... 17 I.4.2.2. CHÂU MỸ ................................................................................................................... 18 I.4.2.3. CHÂU Á - THÁI BÌNH DƯƠNG .............................................................................. 19 II.1. SỐ ĐIỆN THOẠI E.164 .................................................................................................... 25 II.2. KỸ THUẬT ÁNH XẠ SỐ ĐIỆN THOẠI - DNS ........................................................... 27 II.2.1. Các bước định dạng truy vấn ENUM .......................................................................... 27 II.2.2. Cấu trúc của trường NAPTR ........................................................................................ 28 II.2.3. Ý nghĩa của các trường trong cấu trúc NAPTR ......................................................... 28 II.3. HỆ THỐNG DDDS ............................................................................................................ 30 II.3.1. Cách thực hiện DDDS .................................................................................................... 31 II.3.2. Phân bố các luật DDDS qua DNS ................................................................................. 33 II.4. BIỂU THỨC (REGULAR EXPRESSION) ................................................................... 35 II.4.1. Ký tự "ứng hợp" (matching character) ....................................................................... 36 II.4.2. Mã lặp ............................................................................................................................... 37 II.4.3. Ứng dụng RE trong các bản ghi RR của DNS ............................................................ 37 II.4.4. Ứng dụng trong ENUM ................................................................................................. 38 II.5. DÒNG DỊCH CHUYỂN CUỘC GỌI (CALL FLOW) SỬ DỤNG ENUM ............... 38 II.5.1. Cuộc gọi SIP thông thường ............................................................................................ 39 II.5.2. Cuộc gọi sử dụng ENUM - đầu cuối thực hiện truy vấn ENUM .............................. 40 II.5.3. Cuộc gọi sử dụng chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM ................................................. 41 III.1. CHÍNH SÁCH QUẢN LÝ KỸ THUẬT ....................................................................... 42 III.1.1. Kiểm soát các luồng dữ liệu sử dụng ENUM ............................................................. 42 III.1.2. Phân cấp quản trị ENUM ............................................................................................ 43 III.1.2.1. Mô hình 1 .................................................................................................................. 44 III.1.2.2. Mô hình 2 .................................................................................................................. 45 III.1.2.3. Mô hình 3 .................................................................................................................. 45 III.2. CHÍNH SÁCH QUẢN LÝ .............................................................................................. 46 III.2.1. Chính sách quản lý kho số ENUM .............................................................................. 46 III.2.2. Quyền lợi quốc gia đối với ENUM và các vấn đề chủ quyền .................................. 46 III.2.3. Quan hệ giữa quản lý kho số viễn thông và kho số ENUM ..................................... 47 III.3. CHÍNH SÁCH ĐIỀU TIẾT ĐỐI VỚI CỘNG ĐỒNG ................................................ 47 III.3.1. Chính sách đăng ký ....................................................................................................... 47 III.3.2. Chính sách bảo vệ an ninh thông tin .......................................................................... 48 III.3.3. Chính sách bảo vệ thông tin riêng tư .......................................................................... 48 IV.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN TRONG THIẾT LẬP ỨNG DỤNG ENUM ... 50 IV.1.1. Phương pháp do đầu cuối gọi quyết định ................................................................... 50 IV.1.2. Phương pháp do đầu cuối bị gọi quyết định, thông qua proxy ............................... 51 IV.1.3. Phương pháp kết hợp .................................................................................................... 52 IV.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG ENUM TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN PHỨC HỢP................................................................................................................................. 52 IV.2.1. Xây dựng ứng dụng hỗ trợ ENUM sẵn ...................................................................... 52 IV.2.2. Xây dựng ứng dụng nhúng trung gian ....................................................................... 53 IV.3. MỘT SỐ KẾT QUẢ TÌM HIỂU ENUM ...................................................................... 55 IV.3.1. Hệ thống DNS hỗ trợ ENUM – ENUM Server .......................................................... 55 IV.4. TRA CỨU SỐ ENUM TRỰC TUYẾN: ........................................................................ 62 IV.5. ĐĂNG KÝ SỐ ENUM TRÊN TRANG E164.ORG ..................................................... 63 E164 - ENUM GVHD: Ths.Nguyễn Đức Quang Nguyễn Minh Hưng - 106102046 Trang 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ENUM ENUM là một thủ tục được phát triển bởi IETF, định nghĩa bởi [RFC2916] trong đó "hệ thống DNS được sử dụng để định danh các dịch vụ có thể truy cập được trên 1 số E.164". Có nghĩa là bằng cách sử dụng phương pháp chuyển đổi số (điện thoại) E.164 thành các trường thông tin định danh trong hệ thống DNS, sử dụng cơ chế chuyển giao quản lý của thủ tục DNS, và các trường dữ liệu "con trỏ quyền định danh" (NAPTR) trong hệ thống DNS mà người ta có thể tìm kiếm các dịch vụ được cung cấp trên 1 tên miền/số E.164 nào đó theo cách thức phân tán quyền quản lý thường được sử dụng trong hệ thống DNS. Nói một cách rộng hơn, ENUM là một thủ tục công nghệ có thể được sử dụng để gắn kết hệ thống viễn thông truyền thống với hệ thống mạng truyền thông mới là Internet. Do đó, ENUM có thể được coi là một thành tố quan trọng của nền công nghiệp truyền thông trong việc chuyển đổi việc truyền tải thoại và dữ liệu từ mạng viễn thông truyền thống sang truyền tải qua mạng Internet. Để hiểu rõ ENUM, trước hết cần tìm hiểu các khái niệm điện thoại, điện thoại IP (voice over IP), và cấu trúc của dịch vụ tên miền DNS. I.1. Hệ thống điện thoại và điện thoại IP Hệ thống điện thoại và điện thoại IP được xem xét đến do đây chính là các dịch vụ mấu chốt khiến cho ENUM được quan tâm đến. ENUM có thể mang lại nhiều lợi ích khác nhau, nhưng trước hết, ENUM được xem như 1 công nghệ cách mạng đối với sự hội tụ 2 loại hình dịch vụ thoại này. "Mạng điện thoại công cộng" PSTN là khái niệm được dùng để chỉ hệ thống điện thoại truyền thống được xây dựng từ thế kỷ 20, và được ứng dụng toàn cầu, có mặt tại hầu hết các quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Tính chất quan trọng cơ bản là ở chỗ mạng này là mạng chuyển mạch kênh, tức là khi có 1 cuộc gọi được thiết lập, 1 kênh kết nối (kênh) sẽ được thiết lập bằng các chuyển mạch từ đầu cuối gọi tới đầu cuối bị gọi. Kênh kết nối này được thiết lập và duy trì cho tới khi cuộc gọi kết thúc. E164 - ENUM GVHD: Ths.Nguyễn Đức Quang Nguyễn Minh Hưng - 106102046 Trang 2 Trái với chuyển mạch kênh, mạng Internet là mạng chuyển mạch gói, trên đó các thông tin được chia thành các gói và truyền trên các hệ thống thông tin sử dụng chung. Tập hợp các thủ tục xử lý các gói tin cùng với sự phát triển của các mạng kết nối với Internet đã làm cho Internet trở thành mạng kết nối lớn nhất toàn cầu. Ngày nay đa số các dạng thức dữ liệu thông tin trao đổi toàn cầu được lưu chuyển trên nền mạng Internet. Điện thoại IP (voice over IP) là dịch vụ điện thoại sử dụng công nghệ chuyển đổi dữ liệu thoại thành các gói dữ liệu IP và truyền qua Internet thông qua các thủ tục