CN1509085A - 下一代网络中实现路由的方法 - Google Patents

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Abstract

一种涉及通信技术领域的在下一代网络中实现路由的方法，通过引入电话号码映射(ENUM)机制完成路由功能，通过这种分级路由技术，使网络从平面结构转变成分层结构，主叫实体根据被叫号码到电话号码映射服务器(ENUMServer)和域名系统(DNS)获取被叫实体的域名和相应的IP地址，直接向该IP地址发起呼叫建立消息，所述的实体包括软交换(SoftSwitch)、会话发起协议用户代理(SIP UA)或会话发起协议代理服务器(SIP Proxy)等。本发明克服了现有的静态配置路由技术的缺点，提供了一种简单有效地实现NGN中路由选择的方法，从而使得网络维护管理方便、易于扩展，使得网络间的互联互通更加容易。

Description

下一代网络中实现路由的方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种下一代网络中实现路由的方法。
背景技术
目前，下一代网络(NGN：Next Generation Network)呈现日益壮大的趋势，NGN用户的数量和软交换(SoftSwitch)的数量可以预见会迅速增长，面对这样一个全球性的庞大网络，NGN网络路由方案中要解决如何进行快速有效的路由和定位，如何降低网络的维护成本，保持网络间的相互独立性，以及如何保证一个局部的扩容或更改不会引发整个网络的波动等问题。
现有的NGN中采用的是平面静态路由技术，即各个路由实体之间完全采用平面结构，仅静态配置路由信息，如图1所示为平面静态路由结构示意图，一个呼叫到来时，SoftSwitch首先根据号码判断是否属于本局信息，如果是则直接由内部模块进行呼叫处理；否则，查找路由信息，找到该用户所属的SoftSwitch，并将呼叫接续过去。目前，由于SoftSwitch数量有限，通过粗略的局码或区域号码可配置出对端的SoftSwitch，显然，随着网络规模的不断增大，现有的静态路由配置方案是不能满足以后的网络发展的需要的。
现有的平面静态路由技术实现容易，经济简便，但是由于它本身的机制决定了它不可避免地具有如下缺点：
1)  配置复杂、维护难度大。例如，扩容、用户更改和号码升位时，所有相关的SoftSwitch均需修改配置，工作量大，而且容易出错。
2)  在现有NGN技术中，不同NGN运营商在其网络内部可能采用完全不同的路由策略，从而给互通带来难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有的静态配置路由技术的缺点，提供一种简单有效地实现NGN中路由选择的方法，从而使得网络维护管理方便、易于扩展，使得网络间的互联互通更加容易。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：这种下一代网络中实现路由的方法，包括以下步骤：
A、主叫实体将被叫电话号码转换为域名格式，并向电话号码映射服务器(ENUM Server)发起查询；
B、ENUM Server返回对应的名称权威指针(NAPTR)记录；
C、主叫实体根据返回的NAPTR记录获得被叫实体的IP地址，并根据该IP地址向被叫实体发起呼叫建立消息。
若返回的NAPTR记录中不包含IP地址，则主叫实体根据NAPTR记录中的域名到域名系统(DNS)查询相应的IP地址，再由DNS向主叫实体返回该IP地址。
利用所述NAPTR记录中正则表达式的匹配项或Service域的enumservice子域标识路由的关键字来表示该NAPTR记录是用于提供路由信息的。
所述的匹配项可以使用局码或区域号码，也可以使用自定义的与局码或区域号码对应的符号。
所述的实体可为软交换(SoftSwitch)、会话发起协议用户代理(SIPUA)或会话发起协议代理服务器(SIP Proxy)。
本发明的有益效果为：本发明通过在IP承载语音的核心网电路域，引入电话号码映射(ENUM：Telephone Number Mapping)机制完成路由功能，通过这种分级路由技术，使网络从平面结构转变成分层结构，不仅较好地解决了NGN大网平面式路由的路由数据过于庞大复杂，难以维护管理、不易扩展的问题，并能保证NGN内部网络结构的安全，而且层次划分可与运营商现有行政管理结构很好匹配，同时实现简单，扩容方便，可为运营商节省建网成本，并使得公众交换电话网络(PSTN)终端和IP终端的互通变得更加容易。
本发明可由软交换(SoftSwitch)、会话发起协议用户代理(SIP UA)或会话发起协议代理服务器(SIP Proxy)发起ENUM查询，而且使用本发明的这种通过ENUM机制实现路由的技术，一旦用户在某个运营商处注册了自己的数据，这些统一资源标识(URI)是有标准的RFC定义的，所以互联互通不存在策略不同的问题。
本发明利用正则表达式的匹配项或Service域的enumservice子域来标识路由信息，以便和ENUM的其他应用区分开(如呼叫、传真、邮件、短信息等业务)，这样可以快速的找到所需的记录，用于路由或呼叫，这两种标识路由信息的方案并不冲突，也可以结合起来使用，例如，用enumservice标识路由，用正则表达式的匹配项表示所属局码，用URI表示终端的信息，如果出于安全考虑，正则表达式的匹配项还可以不使用局码或区域号码，而使用自定义的符号(如路由的跳数等标识)与号码对应。
综上所述，本发明不仅实现了不同网络之间的融合，使它们的互联互通更加容易，而且实现简单，可以充分利用现有的网络资源，网络建设容易，易于维护和管理。
附图说明
图1为现有的NGN中平面静态路由结构示意图；
图2为本发明分级静态路由网络结构示意图；
图3为基于ENUM路由的从PSTN网络到IP网络的呼叫流程图；
图4为基于ENUM路由的从IP网络到IP网络的呼叫流程图；
图5为基于ENUM路由的从IP网络到PSTN网络的呼叫流程图；
图6为基于ENUM路由的从PSTN网络到PSTN网络的呼叫流程图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
本发明通过在IP承载语音的核心网电路域，引入电话号码映射(ENUM：Telephone Number Mapping)机制完成路由功能，通过这种分级路由技术，使网络从平面结构转变成分层结构。ENUM机制是一种将E.164国际电话号码映射为相应的统一资源标识(URI：UniformResource Identifier)的机制，ENUM使用国际互联网工程任务组(IETF)规定的协议RFC2916，通过该协议可先将E.164号码翻译为域名，然后再查询Internet域名系统(DNS：Domain Name System)，从域名得到网络设备的IP地址，如图2所示，ENUM系统是分级树状结构，其分布式数据库与目前Internet上广泛使用的域名系统(DNS)很类似。
设主叫号码属于SoftSwitch 1管理，被叫号码属于SoftSwitch 2管理，如图3所示，在IP承载的下一代网络中，当PSTN用户向网关发起到IP终端的呼叫时，应用本发明的ENUM机制实现路由功能的呼叫流程如下：
A1、PSTN用户向网关发起到IP终端的呼叫。
A2、网关通过媒体网关控制协议(MGCP)或者是H.248等协议信令连接到SoftSwitch 1。
A3、SoftSwitch 1根据被叫号码和自己系统管理的用户进行对比，发现该用户不属于本系统，于是按照RFC2916中描述的规则，将E.164号码转换为域名格式，发起到ENUM Server的查询，由于ENUM是分布式系统，可能经多级ENUM Server查询。例如：被叫号码为+8675526540808，SoftSwitch 1按照RFC2916中描述的规则，将E.164号码转换为域名格式：8.0.8.0.4.5.6.2.5.5.7.6.8.e164.t1d，其中86是被叫号码所属的国家代码，具体规则如下：
1)将号码转换成标准的E.164号码格式，如：+86-755-26540808；
2)去掉除了最左端的“+”之外的所有连接符，如：+8675526540808；
3)把所有非数字字符去掉，如：8675526540808；
4)在每个数字字符之间加点，如：8.6.7.5.5.2.6.5.4.0.8.0.8；
5)把字符的顺序进行翻转，如：8.0.8.0.4，5.6.2.5.5.7.6.8；
6)在字符串末尾加上“.e164.tld”，其中tld为项级域，如：8.0.8.0.4.5.6.2.5.5.7.6.8.e164.tld。
每个E.164号码形成的域名可以对应多条网络资源记录，称为统一资源标识(URI)，它是采用另一个IETF建议RFC 2915定义的格式，称为名称权威指针(NAPTR：Naming Authority Pointer)。
A4、ENUM Server返回对应的NAPTR记录，返回的NAPTR记录可能有多个，例如：
1)IN NAPTR 140 10“u”“E2U+talk：sip”“！^867552654*$！Sip：8675526540808@huawei.com！”
2)IN NAPTR 140 10 “u”“E2U+talk：h323”“！^.*$！H323：user@huawei.com！”
上述NAPTR记录包含如下表所示的几个主要的域，域的名称、含义及对应上述例子中第1条记录中的值如下表所示：
  名称     含义   对应于例子中的值
order 优先级 140
preference 次优先级 10
flag 标志 u(表示查询的是URI)
service 查询所使用的协议和业务 E2U+talk：sip
RegularExpress ion 正则表达式 ！^867552654*$！sip：8675526540808@huawei.com！
replacement 替代域 Null
本发明中，利用NAPTR记录中正则表达式的匹配项来表示该记录是用于提供路由信息的，以便和ENUM的其他应用区分开(例如呼叫、传真、邮件、短信息等业务)，该匹配项可以使用局码或区域号码，如果出于安全考虑，该匹配项也可以使用自定义的与局码或区域号码对应的符号(如路由的跳数等标识)，正则表达式的格式为：
！<regexp>！<string>！
它表示的含义是如果表达式的内容与查询的号码匹配，则应用后面的字符串来替代查询号码，如在上述第1条NAPTR记录中匹配项是局码“867552654”，若与要求查询的号码匹配，则查询的结果就是“Sip：8675526540808@huawei.com”，其中“huawei.com”是被叫所属的SoftSwitch的域名。
也可以利用Service域(如“E2U+routing：sip”)中的enumservice子域(routing：sip)标识路由的关键字(routing)来表示该记录的是用于提供路由信息的，这样只需判断Service域就可以快速的找到所需的记录，用于路由或呼叫。
上述两种方案并不冲突，也可以结合起来使用，例如，用enumservice标识路由，用正则表达式的匹配项表示所属局码，用URI表示终端的信息。
A5、SoftSwitch 1根据ENUM Server返回记录中的域名huawei.com到DNS查询相应IP地址。
A6、DNS向SoftSwitch 1返回该域名对应的IP地址，即SoftSwitch2的IP地址，由于DNS是分布式系统，可能经多级DNS查询。
A7、SoftSwitch 1向SoftSwitch 2的IP地址发起呼叫建立消息，局间呼叫控制信令可以采用会话发起协议(SIP)、H.323或其它信令。
A8、SoftSwitch 2将呼叫连接到自己管理的IP用户上。
上述流程中，若返回的NAPTR记录中包含IP地址，则SoftSwitch 1不必到DNS进行查询，SoftSwitch 1直接根据该IP地址向SoftSwitch2发起呼叫建立消息。
IP终端之间的呼叫及IP到PSTN、PSTN终端之间的呼叫流程和上述情况基本一致，SoftSwitch 1根据被叫号码到ENUM Server和DNS获取SoftSwitch 2的域名和相应的IP地址，直接向该IP地址发起呼叫建立消息，若返回的NAPTR记录中包含IP地址，则SoftSwitch 1不必到DNS进行查询，SoftSwitch 1直接根据该IP地址向SoftSwitch 2发起呼叫建立消息，SoftSwitch之间的呼叫信令并不具体规定，可以是会话发起协议(SIP：Session Initiation Protocol，)、H.323或其它信令，本发明使用的路由技术与信令协议无关。
如图4所示，对于IP终端之间的呼叫，应用本发明的ENUM机制实现路由功能的呼叫流程如下：
B1、IP用户向SoftSwitch 1发起到另一IP用户的呼叫。
B2、SoftSwitch 1根据被叫号码和自己系统管理的用户进行对比，发现该用户不属于本系统，于是按照RFC2916中描述的规则，将E.164号码转换为域名格式，发起到ENUM Server的查询。
B3、ENUM Server返回对应的NAPTR记录。
B4、SoftSwitch 1根据ENUM Server返回记录中的域名到DNS查询相应IP地址。
B5、DNS向SoftSwitch 1返回该域名对应的IP地址，即SoftSwitch2的IP地址。
B6、SoftSwitch 1向SoftSwitch 2的IP地址发起呼叫建立消息。
B7、SoftSwitch 2将呼叫连接到自己管理的IP用户上。
如图5所示，当IP用户发起到PSTN终端的呼叫时，应用本发明的ENUM机制实现路由功能的呼叫流程如下：
C1、IP用户向SoftSwitch 1发起到PSTN终端的呼叫。
C2、SoftSwitch 1根据被叫号码和自己系统管理的用户进行对比，发现该用户不属于本系统，于是按照RFC2916中描述的规则，将E.164号码转换为域名格式，发起到ENUM Server的查询。
C3、ENUM Server返回对应的NAPTR记录。
C4、SoftSwitch 1根据ENUM Server返回记录中的域名到DNS查询相应IP地址。
C5、DNS向SoftSwitch 1返回该域名对应的IP地址，即SoftSwitch2的IP地址。
C6、SoftSwitch 1向SoftSwitch 2的IP地址发起呼叫建立消息。
C7、SoftSwitch 2将呼叫通过媒体网关控制协议(MGCP)或者是H.248等协议信令连接到网关(Gateway)上。
C8、网关(Gateway)将呼叫连接到自己管理的PSTN用户上。
如图6所示，对于PSTN终端之间的呼叫，应用本发明的ENUM机制实现路由功能的呼叫流程如下：
D1、PSTN用户向网关发起到另一PSTN用户的呼叫。
D2、网关通过媒体网关控制协议(M6CP)或者是H.248等协议信令连接到SoftSwitch 1。
D3、SoftSwitch 1根据被叫号码和自己系统管理的用户进行对比，发现该用户不属于本系统，于是按照RFC2916中描述的规则，将E.164号码转换为域名格式，发起到ENUM Server的查询。
D4、ENUM Server返回对应的NAPTR记录。
D5、SoftSwitch 1根据ENUM Server返回记录中的域名到DNS查询相应IP地址。
D6、DNS向SoftSwitch 1返回该域名对应的IP地址，即SoftSwitch2的IP地址。
D7、SoftSwitch 1向SoftSwitch 2的IP地址发起呼叫建立消息。
D8、SoftSwitch 2将呼叫通过媒体网关控制协议(MGCP)或者是H.248等协议信令连接到网关(Gateway)上。
D9、网关(Gateway)将呼叫连接到自己管理的PSTN用户上。
需要说明的是，PSTN终端之间的呼叫只适用于长途电话，市话是没有必要使用ENUM查询的。
本发明的NGN网络路由方案不为单个用户服务，在本实施例中是为控制用户的软交换(SoftSwitch)服务，也就是说，该方案仅定位到为用户服务的SoftSwitch，不能也不应该定位到被服务的用户自身，使用ENUM找到的是管理被叫用户的SoftSwitch的路由信息，而非被叫终端。发起ENUM查询的实体除了本实施例中的软交换(SoftSwitch)外，也可为会话发起协议用户代理(SIP UA)或会话发起协议代理服务器(SIPProxy)等。
使用本发明的这种通过ENUM机制实现路由的技术，一旦用户在某个运营商处注册了自己的数据，这些统一资源标识(URI)是有标准的RFC定义的，所以互联互通不存在策略不同的问题。本发明不仅较好地解决了NGN大网平面式路由的路由数据过于庞大复杂，难以维护管理、不易扩展的问题，并能保证NGN内部网络结构的安全，同时实现简单，扩容方便，可为运营商节省建网成本，并使得公众交换电话网络(PSTN)终端和IP终端的互通变得更加容易。

Claims (5)

1.一种下一代网络中实现路由的方法，包括以下步骤：
A、主叫实体将被叫电话号码转换为域名格式，并向电话号码映射服务器(ENUM Server)发起查询；
B、ENUM Server返回对应的名称权威指针(NAPTR)记录；
C、主叫实体根据返回的NAPTR记录获得被叫实体的IP地址，并根据该IP地址向被叫实体发起呼叫建立消息。
2.根据权利要求1所述的下一代网络中实现路由的方法，其特征在于：
若返回的NAPTR记录中不包含IP地址，则主叫实体根据NAPTR记录中的域名到域名系统(DNS)查询相应的IP地址，再由DNS向主叫实体返回该IP地址。
3.根据权利要求1或2所述的下一代网络中实现路由的方法，其特征在于：利用所述NAPTR记录中正则表达式的匹配项或Service域的enumservice子域标识路由的关键字来表示该NAPTR记录是用于提供路由信息的。
4.根据权利要求3所述的下一代网络中实现路由的方法，其特征在于：所述的匹配项可以使用局码或区域号码，也可以使用自定义的与局码或区域号码对应的符号。
5.根据权利要求3所述的下一代网络中实现路由的方法，其特征在于：所述的实体可为软交换(SoftSwitch)、会话发起协议用户代理(SIPUA)或会话发起协议代理服务器(SIP Proxy)。
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