CN1735052A - 以现有dns（域名服务）为基础实现由电话号码向ip网络地址映射的系统和方法 - Google Patents

Abstract

以现有DNS(域名服务)为基础实现由电话号码向网络地址映射的系统和方法的发明使我们能够建立一个由电话号码到数据网络地址寻址的系统，这个系统的功能是把一个电话号码对应到一个网络地址，如IP地址(包括IPV6地址)或互联网域名。它的实现是基于现有的DNS域名系统，给电话号码赋予一个已有顶级域名下的子级域名。这个发明使我们可以直接使用电话号码进行数据网络的通讯。

Description

以现有DNS(域名服务)为基础实现由电话号码向IP网络地址映射的系统和方法

“以现有DNS(域名服务)为基础实现由电话号码向网络地址映射的系统和方法”的发明使我们能够建立一个由电话号码到数据网络地址寻址的系统，这个系统的功能是把一个电话号码对应到一个网络地址，如IP地址(包括IPV6地址)或互联网域名，它的实现是基于现有的DNS域名系统，因此只需要对现有的计算机操作系统和网络应用做很小的扩展和改动。本发明技术领域属于电讯和计算机网络通讯。

技术背景与发明目的

技术背景

随着互联网和通讯的发展，特别是移动通讯和IP电话的发展，电话网络和IP网络有整合的趋势，电话的功能也由单一的语音通讯向统一信息(UNIFIED MESSAGING)终端发展，电话终端将联入数据网络，成为数据网络的一个节点。要使电话能在数据网络中实现数据交换，必须首先解决寻址的问题。显然，对于电话而言，最自然的地址就是电话号码。而目前的主要数据网络是互联网，其节点的地址是IP地址。但是电话号码是电话网络(PSTN)的地址。如何把电话号码与数据网络地址，如IP地址或互联网域名实现对应，就是一个需要解决的问题。目前已有的方案是通过引入一个新的顶级域，例如在ENUM方案中(RFC2916)中，引入一个新的顶级域E164.ARPA，并且把每个电话号码数字作为域名的级，如电话号码15102345678，在这个方案中的网络地址被表示成域名8.7.6.5.4.3.2.0.1.5.1.e164.arpa，同时又对DNS服务引入一种新的称为NAPTR的资源记录类型，用来存储URL，EMAIL等数据。但是这样的实现，存在很大的问题。一是E164.ARPA这个顶级域目前并不存在，因此现有操作系统并不支持，二是这样以各位数字做为域的分界非常的低效而且没有考虑地理因素，三是这样把电话号码数字倒过来不符合习惯。本发明的目的就是要解决这些问题。

发明目的

本发明的目的就是在现有的计算机操作系统、IP网络服务和IP网络基础上，实现由电话号码向IP网络地址映射的功能。这个发明将使现有的互联网应用软件如万维网浏览器(WEBBROWSER)、FTP软件、IP电话软件等等不需要进行改动就可以使用电话号码为目标通讯地址，发挥原有的应用的功能。本发明的一个主要目标是尽可能在现有系统的基础上实现电话号码向网络地址映射的功能。

技术方案说明

给电话号码赋予一个正规的域名，并以国家号，区号，本地交换中心号，终端号作为域的层这个发明里，我们按照一个简单的规则，赋予每一个电话号码一个已有顶级域名(TLD)下的子级域名，而且用国家号，区号，本地交换中心号(LOCAL EXCHANGE NUMBER，以下简称交换中心号)，电话终端号，作为不同的子级域，中间用点分隔。一个电话号码对应的正规域名为：电话终端号.交换中心号.区号.国家号.TLD

以上TLD为一个已有的普通顶级域名，如NUMBERWEB.COM，或MY.PN

由于顶级域名TLD的选择存在任意性，本发明的发明者注册了一个简洁的域名“MY.PN”，在

下面都将用这个域名作为例子。如果采用多个顶级域名，不同的域之间的协作在后面将要提到。

在同一个号码有分机的情况下，可以再加上一级，成为

分机号.电话终端号.交换中心号.区号.国家号.TLD

举例说明，比如对於电话号码1-510-234-5678，如果使用顶级域名MY.PN，则其对应域名为5678.234.510.1.my.pn

如果该电话号码，还有分机101，102，203等，则它分机101的对应域名为：101.5678.234.510.1.my.pn

假设所有以1510234开头的电话号码的DNS数据都在DNS服务器ns.234.510.1.my.pn上，则电话号码15102345678的IP地址就可以通过向该DNS服务器发出DNS查询得到。

通过这种方式，我们可以给一个电话号码赋予一个对应的子级域名，因为这个子级域名是在一个已有的顶级域名下(如MY.PN)，这就使现有的网络应用程序能够通过一般的DNS查寻(QUERY)来获取对应于这个电话号码的网络地址。由於使用国家号，区号，交换中心号作为子级域，这就使我们能够按照地理的区划自然地把数据分布在不同地理位置的服务器上，实现DNS数据的多级管理。比如，在区号这一级，只需要把DNS请求转到交换中心这一级，而交换中心则负责具体的号码对IP地址的对应数据。这种多级分布的数据管理正是DNS系统的优越性。与ENUM的把每位数作为一个子级域的方案比，这个方案无疑要高效和容易管理得多，一是大大减少了域名的层数，二是把DNS数据分布与电话终端的地理分布自然的对应起来。同时，DNS服务也可以包含ENUM标准中引入的NAPTR资源记录块，这样就可以提供与电话号码对应的其他URL信息的存储。

电话号码对应的简易别名和DNS解析方案

但是以上的域名表示方式存在几个问题，首先，这样域名对应需要把电话号码按国家号，区号，交换中心号分开，并倒过来，这样不符合人们使用电话号码的习惯，而且在很多情况下，人们并不一定知道哪几个数字是区号，哪几个数字是交换中心号。尤其在某些国家，区号，交换中心号的位数并不是固定的。比如在中国，有的地区区号是两位，有的是三位，没有太多规律可循。作为一个电话用户，他拨打电话时就是按一串数字，如15102345678。很自然的，我们的域名系统应该遵循这个规则，给每个电话号码赋予一个域名：

国家号-区号-交换中心号-终端号.TLD

或者简单的说就是

电话号码.TLD

比如对电话号码15102345678，如果使用顶级域名MY.PN，其对应域名就是1-510-234-5678.my.pn

或者15102345678.my.pn

这个域名在MY.PN的DNS系统里是一个CNAME数据块，其对应的真实域名是5678.234.1.my.p，也就说15102345678.my.p是5678.234.1.my.pn的一个别名。当MY.PN的域名服务器见到15102345678.my.pn的名字的时候，它就把它转换为5678.234.1.my.pn这个域名。至於5678.234.1.my.pn本身，它可以是一个A记录，直接对应一个IP地址，或者也可以是一个别名，指向另外一个域名。

现有的DNS服务程序如BIND是把DNS数据放在一个文本文件里，服务程序启动时把数据读入内存，如果数据改动，就得重新启动DNS服务。这对我们的应用显然是不切实际的，因为电话号码的数量庞大，不可能对每一个电话号码都加入一个CNAME记录。这就要求我们在现有DNS服务基础上做一些该动，在处理查询请求的时候，自动地把对15102345678.my.pn的查询识别转换为5678.234.1.my.pn的查询。

具体来说，就是在DNS服务中加入这样的逻辑：

如果域名是电话号码.TLD这样的形式

就把域名转换为终端号.交换中心号.区号.国家号.TLD这样的形式

按照转换后的域名，继续进行DNS查询

在实际中，有可能顶级的DNS服务器不能确定电话号码的区号，这时该服务器可以把整个DNS查选转到下一级。假设MY.PN级的DNS服务并没有足够的信息来把区号分出来，但是国家号总是可以分出来的，那它可以把将查询转到国家号.TLD这一级的DNS服务器，由后者完成DNS解析。

举例说明，假设在MY.PN这一级，只能识别出国家号1，不能识别区号510，则在这一级，DNS服务把对15102345678.my.pn的查询转到1.my.pn这一级的DNS服务进行递归名字解析(RECUSRIVE NAME RESOLUTION)。

使用不同顶级域名的情况

如果对某一组电话号码构成的A集合使用一个顶级域名TLDA，而对另一组号码构成的B集合使用不同的顶级域名TLDB。那么两个顶级域的DNS服务应该存在互相映射的功能。也就是说，当用户使用顶级域TLDA来对集合B的电话号码取址时，TLDA的域名服务应该能够识别这个查询应该由TLDB的DNS服务进行，而把DNS查询转交给TLDB的DNS服务。具体实现方法是在TLDA的DNS服务里加入CNAME数据块，使集合B的电话号码指向TLDB.

距离说明，假设1510开头的电话号码属于TLDA，而1408开头的电话属于TLDB。那么TLDA的DNS数据应该包括这样的数据块，把14082345678.TLDA作为14082345678.TLDB的别名。同样TLDB的DNS服务也应把15102345678.TLDB作为15102345678.TLDA的别名。这样客户端不管通过哪个顶级域名查询，都能得到正确的结果。这就要求不同的DNS服务之间有一定的协作。

在用户端系统实现以直接以电话号码访问对应网络地址的方法

以上的方案给出了使用“电话号码.TLD”的形式访问对应网络地址的方法，但是对用户来说，更直接简单的定址方式是忽略电话号码后面的点加TLD，直接使用电话号码作为网络地址。举例说，假说15102345678.my.pn网址有基于HTTP的PNW服务(有关PNW服务，见中国专利申请号02145645.3)，那么在浏览器地址行输入这个网址就可以访问对应网站，但是如果能够仅仅输入1-5102345678就能达到同样的访问效果，无疑是更方便的。

为实现使网路应用程序不经过任何改动就能直接以电话号码寻址，我们在这个发明里提出以下技术方案，这些方案都已经在WINDOWS和UNIX，LINUX操作系统下实现，并且可以推广到其他操作系统下。

电话号码直接寻址方案一：覆盖有关SOCKET的名字解析调用

绝大部分TCP/IP的网络应用程序都是使用SOCKET(网络套接)编程实现的，在程序建立远程网络连接之前，需要先把远程计算机名转换为互联网IP地址。当我们给一个网络应用程序提供一个远程机器名时，程序先调用SOCKET函数库里的函数，进行地址解析，这个函数是gethostbyname()，在较新的SOCKET实现中，引入了一个新的函数getaddrinfo()实现类似的功能，这两个函数都以远程机器名为参数，输出对应的网络地址。

如果输入的地址是类似于15102345678.my.pn这样的常规域名，当然没有任何问题。如果输入的仅仅是15102345678这样的电话号码，因为这不是一个有效的域名，那么上述名字解析的调用就会失败，程序就会出现不能找到地址的错误。

在这个发明里，我们通过覆盖SOCKET函数库里的gethostbyname()和getaddrinfo()两个调用来实现直接使用电话号码作为机器名。具体如下：

1)将系统原有的gethostname()和getaddrinfo()函数地址读出，并分别存在original_gethostbyname和original_getaddrinfo两个函数指针变量里(FUNCTIONPOINTER)。

2)构造一个新的gethostbyname()和getaddrinfo()函数覆盖原有的对应函数，在这两个函数里，

先判断输入的远程机器名是否附和一定的模式，如果符合，就调用一个translate_hostname()的函数，把机器名换成另外一个机器名。然后把转换后的机器名作为输入参数调用original_gethostbyname或者original_getaddrinfo

以上方法的赝代码如下：

    translate_hostname(old_hostname){if(old_hostname符合模式){根据规则进行名字转换，名字转换的结果可以通过访问一个远程服务决定return new_hostname；}return old_hostname；}gethostbyname(hostname){new_hostname＝translate_hostname(old_hostname)；original_gethostbyname(new_hostname)；}gethostaddrinfo(hostname){new_hostname＝translate_hostname(old_hostname)；original_getaddrinfo(new_hostname)；}

以上的方法适用于任意形式的名字转换，比如，通过这种方法我们可以实现使用中文作为域名，在translate_hostname()里可以访问一个远程转换服务，把中文名字对应于普通互联网域名，这就使用户计算机可以使用中文代替英语域名了。

电话号码对域名的转换非常直接，对应的translate_hostname()逻辑如下

如果hostname匹配一个电话号码的模式

那么把hostname转换成hostname.TLD

这里TLD是我们选择的顶级域名

举例说明，如果hostname是15102345678，TLD选择为my.pn，那么转换后的域名为15102345678.my.pn这个域名被交给原有的gethostbyname()或getaddrinfo()函数，完成正常的名字解析。这个过程对网络应用程序来说，完全是不可见的。这就使网络应用程序不需要做任何改动，就能直接使用电话号码作为远程机器地址了。

有关如何覆盖函数的技术是已知的，在WINDOWS下面的实现方法有相关文献说明。在UNIX或LINUX下面的实现则更为简单，只需要在用户环境中，在加载系统函数库之前，预先加载一个包含新函数定义的共享对象即可。

电话号码直接寻址方案二：覆盖有关DNS库函数

除非是通过HOSTS文件定义的域名地址转换，上面提到SOCKET调用的gethostbyname()和getaddrinfo()最终都通过系统的DNS库向DNS服务器查询进行名字解析，也有极少的程序是直接通过DNS库完成名字解析。因此，一个更底层更根本的方法是把以上函数覆盖的方法应用到DNS用户端API库上(DNS CLIENTLIBRARY)。但是因为DNS用户端库的接口不象SOCKET那样是一个标准，具体的实现会因操作系统不同而不同。

假如在某个操作系统下，DNS查询的库函数是DNSQuery()，这个函数的一个参数是远程机器名hostname，按照上面的方法，我们可以建立一个新的DNSQuery函数，套在原调用之上。在新的函数里，先用translate_hostname()进行名字转换，再去调用原来的DNSQuery。对于本地电话号码和和其他拨号规则的处理

电话用户拨打本地电话时不需要国家号和区号，在拨打长途或国际电话时需要在前面加前缀。为了使电话用户在使用电话号码访问对应网络地址时做到与打电话没有取址的区别，电话的有关拨号规则也应移植到网络终端上。

用户在设置其网络终端时应该设置本地的国家号和区号，根据这个信息，就可以确定拨号规则。使translate_hostname()能够正确地将电话号码转换为对应的域名。

比如在美国，用户设置国家号为1，如果设置区号为510，假设采用的TLD是my.pn，那么当远程机器地址为2345678时，translate_name()就把域名转换为15102345678.my.pn。如果电话号码为011861061271234时，translate_name就将号码转换为域名861061271234.my.pn。如果不使用长途拨号规则，也可以在电话号码前加+号表示国际号码。

用字母代替数字的电话号码表示方式

为了便于记忆，可以用电话上的英文字母代替数字(如A或B或C代表2)，这个发明里的DNS服务器和用户端的域名转换代码可以正确地识别以字母表示的电话号码。比如15102345678可以表示为1510ADHKOPU。DNS服务器在见到这样的域名时，也把它作为5678.234.510.1.TLD的别名处理。

附图说明

图1：图1表示在本发明中DNS数据的多级树结构，以国家号，区号，交换中心号和终端号，分别作为子级域名的第一，二，三，级。这里TLD是一个顶级域名，如MYPN。”电话号码.TLD”类型的子级域名是“电话终端号.交换中心号.区号.国家号.TLD”的别名，二者之间的关系用虚线箭头表示。图中用两个美国的电话号码(15104291234，14084441234)和一个中国电话号码(861061271234)为例进行了说明。

图2：图2说明了电话号码被解析成对应IP地址或其他网络地址的过程。图中一个网络软件的用户输入一个电话号码，系统经过图示的步骤，将电话号码解析为网路地址，并建立数据连接。

本发明的意义

通过这项发明，我们可以在现有DNS系统的基础上建立高效的、分布式的电话号码向IP网络地址映射的数据库和查询服务，而不需要对现有的应用软件做任何改动。

Claims (15)

1.一种在现有域名服务(DNS)基础上实现电话号码向互联网IP地址或网络域名映射的方法。

2.根据权利要求1)中所述的方法，给每一个电话号码赋予一个已有的顶级互连网域名下的子级域名，这些子级域名的对应IP地址或网络域名作为DNS数据可以通过该顶级域名的DNS服务被查询到。

3.根据权利要求2)中所述的方法，其中与电话号码对应的子级域名的形式是：电话终端号.本地交换中心号.区号.国家号.TLD，这里TLD是一个已有的顶级互联网域名。

4.根据权利要求2)中所述的方法，其中电话号码对应的子级域名的形式是：电话号码.TLD，这里电话号码是由国家号，区号，本地交换中心号和终端号组成。

5.根据权利要求4)中的方法，能够把“电话号码.TLD”这种形式的域名作为权利要求3)中的“电话终端号.本地交换中心号.区号.国家号.TLD”形式的域名的别名的DNS服务，在该DNS服务中使用CNAME数据块把二者联系起来，使对“电话号码.TLD”这种形式的域名的DNS查询自动转换为“电话终端号.本地交换中心号.区号.国家号.TLD”形式的域名的DNS查询。

6.根据权利要求2)，3)，4)，5)所述的方法，其中不同电话号码可以使用不同的顶级域名，不同顶级域名的DNS服务之间互相建立代理别名的关系，使所有电话号码都可以通过这些不同顶级域名的DNS服务实现查询。

7.一种能使网络应用直接以一个非网络地址的名字(如中文词，电话号码等)访问其对应的IP网络地址的方法，这个方法使该非网络地址的名字对于网络应用来说具有网络域名或IP地址等远程机器地址一样的作用。

8.根据权利要求7)所述的方法，其实现是通过覆盖系统的网络SOCKET应用函数库的GETHOSTBYNAME或GETADDRINFO函数，在覆盖函数中调用一个名字转换函数把非网络地址的名字转换为网络地址。

9.根据权利要求7)所述的方法，其实现是通过覆盖系统的DNS客户端函数库的DNS查询函数，在覆盖函数中调用一个名字转换函数把非网络地址的名字转换为网络地址。

10.根据权利要求7)，8)，9)所述的方法，其中名字转换函数的功能是把电话号码按照权利要求2)，3)，4)所述的方法转换成一个子级域名。

11.根据权利要求所述10)的方法，其中对电话号码的处理可以根据终端本地设置的电话拨号规则来确定国家号和区号等信息，使电话号码在数据网络的使用跟电话本身保持一致。

12.根据权利要求2)，3)，4)，5)，10)，11)所述的方法，其中电话号码的部分数字可以用电话键盘上的字母代替数字。

13.根据权利要求1)，2)，3)，4)，5)，6)，7)，8)，9)，10)，11)，12)所述的方法使用电话号码寻址的网络节点或终端，包括个人电脑，工作站，服务器，掌上电脑，智能上网电话，IP电话，无线上网电话，路由器，和其他使用IP网络通讯的硬件和软件。

14.根据权利要求13)所述的网络节点或终端，其使用的操作系统包括WINDOWS，LINUX，UNIX，PALM OS，SYMBIAN，WINDOWS CE，及其他支持IP网络的操作系统。

15.根据权利要求7)，8)，9)所述的方法使用其他非网络地址寻址的网络节点或终端，包括个人电脑，工作站，服务器，掌上电脑，智能上网电话，IP电话，无线上网电话，路由器，和其他使用IP网络通讯的硬件和软件。

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