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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung
von Adressen in verschiedenen ENUM Bäumen durch einen modifizierten
ENUM-Resolver.
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Hintergrund:
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ENUM
ist ein in [RFC 3761] standardisiertes Protokoll, das die Umsetzung
von E.164 Rufnummern in Domain Namen des im Internet verwendeten Domain
Name Systems [RFC 1035] ermöglicht.
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Im
Folgenden wird diese Umwandlung an Hand der Rufnummer „+493034971988" gemäß der [RFC
3761] beschrieben. Die Rufnummer setzt sich aus dem Verkehrsausscheidungszeichen „+", der internationalen
Landeskennzahl für
Deutschland „49", der Ortsnetzkennzahl „30" für Berlin
und der Teilnehmernummer 34971988 zusammen. Im Folgenden die entsprechenden
Schritte:
- 1. Entfernen aller nichtnumerischen
Zeichen aus der Rufnummer.
Aus „+493034971988" wird also „493034971988".
- 2. Einsetzen von Punkten zwischen den Ziffern.
Dadurch
entsteht der Zeichensatz „4.9.3.0.3.4.9.7.1.9.8.8".
- 3. Umkehr der Reihenfolge des Zeichensatzes.
Dabei entsteht
der Zeichensatz „8.8.9.1.7.9.4.3.0.3.9.4".
- 4. Anfügen
des Zeichensatzes (Public ENUM Root) „.e164.arpa.".
Als Resultat
erhält
man den Zeichensatz „8.8.9.1.7.9.4.3.0.3.9.4.e164.arpa.", der gleichzeitig
schon die ENUM Domain für
die Rufnummer „+493034971988" darstellt.
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Auf
Grund der öffentlichen
Abfragemöglichkeit
und der vom Besitzer der Rufnummer getriggerten Provisionierung
wird das in [RFC 3761] spezifizierte ENUM auch als Public User ENUM
bezeichnet. Durch Verwendung anderer ENUM Rootdomains, der Beschränkung der
Abfragemöglichkeit
der ENUM Domains und anderer Provisionierungsmodelle existieren
hier auch alternative und untereinander konkurrierende Ansätze zur
Implementierung von ENUM (z.B. Infrastruktur oder Privates ENUM).
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Allerdings
wird bei allen Verfahren weitestgehend die oben beschriebene Adresskonvertierung angewendet.
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Innerhalb
der ENUM Domain können
durch Ressource Records u.a. im Internet verwendete Adressen (SIP
URI) gespeichert und durch ENUM Clients über das DNS abgefragt werden.
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ENUM
wird auch von anderen Standardisierungsgremien zum Einsatz in konvergenten
Netzen und auch im NGN selbst empfohlen. Dafür existieren z.B. die ETSI
Spezifikation [ETSI TS 101 055] und 3GPP TS22.228 mit Empfehlungen
zur Verwendung von ENUM.
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Eine
typische Anwendung von ENUM ist die Adressumsetzung beim VoIP Peering
zwischen verschiedenen administrativen Domains.
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Auf
Grund der oben beschriebenen konkurrierenden ENUM Modelle entstehen
bzw. existieren bereits mehrere parallele ENUM Implementierungen (z.B. „3gppnetwork.org.", „e164.info.", „e164.arpa."). Die Gründe hierfür sind verschiedene
technische und vor allem auch wirtschaftspolitische Interessen der involvierten
Parteien. Ergebnis ist die Existenz mehrerer ENUM Bäume mit
unterschiedlichen ENUM Root Domains sowohl im öffentlichen, als auch im privaten
DNS bzw. Internet.
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Es
ist nicht zu erwarten, dass hier eine Konsistenz zwischen den einzelnen
Implementierungen hinsichtlich der als ENUM Domains gespeicherten Rufnummern
und/oder der entsprechenden Ressource Records realisiert wird.
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In
herkömmlichen
Verfahren kann der ENUM Client nur einen ENUM Baum abfragen, womit
die Erreichbarkeit in anderen ENUM Bäumen eingetragener Adressen
von potenziellen Peering-Partnern eingeschränkt ist.
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Der
ENUM Client müsste
aufwendig in die Lage versetzt werden, mehrere ENUM Bäume seriell abzufragen.
Dabei entstehen die folgenden Nachteile:
- • Individueller
Entwicklungsaufwand,
- • in
allen ENUM Clients müssen
die Profile aller abgefragten ENUM Bäume verwendet werden,
- • Latenzzeiten
bei serieller Abfrage,
- • erhöhte Prozessor-,
Speicher und Netzlast im bzw. am ENUM Client,
- • ggf.
Sicherheitsprobleme mit verschiedenen privaten und öffentliches
IP Netzanbindungen am ENUM Client,
- • Aufbau
eigener proprietären
client- und dienstspezifischer Datenbanken, die mittels nicht ENUM basierter
aufwendiger Datenaustauschverfahren Routinginformationen zur Verfügung stellen.
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Mit
dem Hintergrund der Anforderungen hinsichtlich Skalierbarkeit und
Performance von für
das Peering verwendeter Netzelemente sind besonders die diesbezüglichen
Nachteile relevant.
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Überblick über die
Erfindung:
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zu entwickeln
bzw. zu beschreiben, welches dem ENUM Client erlaubt, das Ergebnis
der Abfrage mehrerer ENUM Bäume
mittels einer Anfrage an dieses System zu erzielen.
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Im
Allgemeinen ist einem ENUM Client nicht bekannt, in welchen der
ENUM Bäume
die umzusetzende Rufnummer als ENUM Domain existiert. Aus diesem
Grund müssen
mehrere ENUM Bäume
abgefragt werden. Eine serielle Abfrage dieser ENUM Bäume führt zu hohen
Latenzen bei der Namensauflösung
selbst und damit auch z.B. beim Rufaufbau für das VoIP Peering. Weiterhin
erhöht
sich die Belastung des ENUM Clients hinsichtlich zu erzeugender bzw.
zu verarbeitender DNS Abfragen bzw. Antworten.
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Die
Erfindung hingegen ermöglicht
die Abfrage mehrerer ENUM Trees bzw. Bäume durch eine Anfrage eines
ENUM Clients an einen modifizierten Resolver des erfindungsgemäßen Systems.
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Grundlage
der Idee ist die Schaffung einer Plattform, die stellvertretend
für den
ENUM Client die Abfrage mehrerer ENUM Bäume auf Basis einer Anfrage
des ENUM Clients durchführt
und dem anfragenden ENUM Client ein zusammengefasstes Ergebnis liefert.
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Gegenüber den
verschiedenen ENUM Bäumen
agiert die vorliegende Erfindung als ENUM Client oder ENUM Resolver.
Der Inhalt der abgefragten Domains (Ressource Records) kann gemäß den DNS
CachAuthentication Mechanismen für
bestimmte Zeit gespeichert werden und steht während dieser Zeit bei der erneuten
Abfrage zur Verfügung.
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Der
Mechanismus zur Bildung der ENUM Domains der verschiedenen ENUM
Bäume ist
auf dem erfindungsgemäßen System
konfigurierbar. Weiterhin können
auf dem erfindungsgemäßen System
den jeweils potenziell anfragenden ENUM Clients, beliebige von diesem
System stellvertretend abzufragende ENUM Bäume zugeordnet werden.
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Die
für einen
ENUM Client abzufragenden ENUM Bäume
können
auf dem erfindungsgemäßen System
konfiguriert werden. (4)
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Basieren
auf dieser Konfiguration wird in dem erfindungsgemäßen System
die ursprüngliche ENUM
Root Domain des anfragenden Clients durch die ENUM Root Domain(s)
der abzufragenden ENUM Bäume
ersetzt. Diese Ersetzung kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen.
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Im
Folgenden einige Grundprinzipien der Erfindung.
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Der
ENUM Client stellt nur eine DNS/ENUM Anfrage an die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Der Datenaustausch von und zu dem erfindungsgemäßen System basiert auf standardisierten
DNS Protokollformaten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt basierend
auf der hinterlegten Policy und der vom ENUM Client empfangenen
Anfrage (ENUM Domain und Absenderadresse) die zeitlich parallele
Abfrage mehrerer ENUM Bäume
um. Die innerhalb einer konfigurierbaren Zeit erhaltenen Antworten
der ENUM Abfragen werden gemäß einer
Policy zusammengefasst und an den Client als Antwort gesendet. Der
ENUM Client erhält
auf seine DNS/ENUM Anfrage nur eine Antwort von dem erfindungsgemäßen System.
Auf dem erfindungsgemäßen System
können
verschiedene anfragende ENUM Clients per Policy verschiedenen ENUM
Bäume zugeordnet
werden (Multimandanten fähig).
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist vom ENUM Client über
standardisierte DNS Protokolle erreichbar.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist hinsichtlich der anfragenden Clients, der abzufragenden DNS
und ENUM Bäume
voll konfigurierbar.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist in der Lage, über
standardisierte Protokolle die Nameserver der verschiedenen ENUM
Bäume abzufragen und
die Antworten zu verarbeiten.
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Der
modifizierte Resolver wird anstelle des bestehenden Standard Resolver
installiert.
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Die
Nameserver der abzufragenden ENUM Bäume sind in der Lage, innerhalb
eines zu definierenden Zeitintervalls eine Antwort zu liefern.
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Durch
die Erfindung können
bestehende ENUM Clients und das bestehende DNS bzw. ENUM Implementierungen
unverändert
weiter benutzt werden. Die für
das Peering notwendigen Routing Informationen aus mehreren ENUM
Bäumen
stehen dem ENUM Client durch eine Anfrage bzw. Antwort zur Verfügung.
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Der
Nutzer der Erfindung kann mittels einer ENUM Abfrage seines ENUM
Clients die abgefragten RR Typen von mehreren Antworten von mehreren
ENUM Domains mehrerer ENUM Bäume
erhalten.
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Gegenüber den
bekannten Verfahren der einzelnen ENUM Baum Abfrage des ENUM Clients bietet
die Erfindung die Vorteile der verbesserten Erreichbarkeit, und
der Multimandantenfähigkeit.
Gegenüber
den Verfahren der Multiplen ENUM Baum Abfrage mit modifizierten
ENUM Clients birgt die Erfindung die Vorteile, dass keine Eingriffe
in Software der ENUM Anwendung vorgenommen werden müssen, dass
keine Modifikation des Betriebssystems des Clients notwendig ist,
dass eine einfache Konfiguration der abzufragenden ENUM Bäume an nur
einem Netzelement erfolgt.
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Im
NGN soll die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Naming Address Resolution Function (NARF) unterstützen, um
z.B. das Interworking zwischen Fixed NGNs, Internet und Mobilfunknetzen
zu ermöglichen.
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Es
ist davon auszugehen, dass zunächst dessen
Routing und Roaming Informationen in unterschiedlichen ENUM Bäumen implementiert
werden.
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Somit
ermöglicht
der modifizierte Resolver zur multiplen ENUM Domain Auflösung dem
Nutzer (Netzbetreiber), seine bestehende Infrastruktur (IP Plattform)
beizubehalten. Er ist lediglich eine Ergänzung der bestehenden Infrastruktur
der IP Plattform des Netzbetreibers. Die Konfiguration der abzufragenden
ENUM Bäume
erfolgt ENUM Client spezifisch im modifizierten Resolver. Der modifizierte
Resolver kann dadurch von mehreren ENUM Clients der IP Plattform
benutzt werden.
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Die
Abfrage mehrerer ENUM Bäume
ermöglicht
ein von der ENUM Implementierung potenzieller Peeringpartner unabhängigen Adressdatenaustausch.
Damit erweitern sich die Möglichkeiten
des Peering.
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Investitionen
und Zeitaufwand für
eine damit begründete
und ggf. nur mittelfristig gültige
Zusammenlegung von ENUM Bäumen
können
eingespart werden.
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Durch
die parallele Abfrage mehrerer ENUM Bäume können die Latenzzeiten beim
Rufaufbau erheblich reduziert werden. Die Usability für den Endnutzer
wird verbessert.
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Die
Verlagerung der parallelen ENUM Abfrage auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
entlastet den ENUM Client (z.B. SIP Proxy) hinsichtlich der Prozessorlast,
Speichernutzung und Netzwerkverkehr. Durch die Modularisierung der
Funktionen erhöht
sich die Skalierbarkeit des Gesamtsystems. Ferner bleibt das bestehende
Verfahren der ENUM Anfrage an das DNS nach [RFC 1035] bzw. [RFC 3761]
prinzipiell bestehen.
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Hierdurch
bedient die Erfindung die Interessen der Entwickler und Anwender
von Telekommunikationssystemen. Entwickler können durch die Implementierung
des Verfahrens mit ihren Systemen einen Mehrwert bieten. Durch die
Telekommunikationsanbieter als Nutzer dieses Systems bzw. Verfahrens
ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile.
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Die
wesentlichen Vorteile liegen darin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
vom ENUM Client über
standardisierte DNS Protokolle erreichbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist hinsichtlich der anfragenden Clients, der abzufragenden DNS
und ENUM Bäume
voll konfigurierbar.
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Da
die erfindungsgemäße Vorrichtung
in der Lage ist, über
standardisierte Protokolle Nameserver der verschiedenen ENUM Bäume abzufragen
und deren Antworten zu verarbeiten, ist die Konfiguration der abzufragenden
ENUM Bäume
nur an einer Stelle notwendig. Dies führt zu einer Senkung des Entwicklungsaufwandes
für die
Clientanpassungen.
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Beschreibung
der Figuren:
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Im
Folgenden werden die Figuren beschrieben, um ein besseres Verständnis der
bevorzugten Ausführungsformen
und der Erfindung zu erreichen.
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1 zeigt
die Architektur des Modifizierten ENUM Resolvers (erfindungsgemäßen System),
auf den drei Clients zugreifen, deren Anfrage über unterschiedliche ENUM Bäume aufgelöst werden;
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2 zeigt
einen Ablauf des Verfahrens, wie es bisher bekannt ist;
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3 zeigt
einen weiteren alternativen Ablauf des Verfahrens mit dem erfindungsgemäßen System;
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4 zeigt
eine schematische Konfiguration der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen:
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Aus
der 1 ist ersichtlich, dass mehrere ENUM Bäume existieren,
und am erfindungsgemäßen System
sind mehrere ENUM Clients angeschlossen, die jeweils einen oder
mehrere unterschiedliche dieser ENUM Bäume abfragen.
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Diese
ENUM clientspezifische Abfragepolicy ist am erfindungsgemäßen System
hinterlegt. ENUM Client 1 (view-blue) möchte z. B. Informationen aus dem
ENUM Baum 1 und 3 abfragen. Der ENUM Client 2 möchte Informationen aus den
ENUM Bäumen 2
und 3 abfragen. ENUM Client 3 möchte
Informationen aus den ENUM Bäumen
1 und 4 abfragen.
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Bei
der 2 sendet der ENUM Client 1 in Schritt 1 eine
Anfrage nach NAPTR RR der Domain „1.2.3.4.3gpnetwork.ort" an einen gängigen DNS
Resolver.
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In
Schritt 2 sendet der gängige
DNS Resolver eine Anfrage nach NAPTR RR der Domain „1.2.3.4.3gpnetwork.org" an den ENUM Nameserver des
entsprechenden ENUM Baumes.
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In
Schritt 3 wird innerhalb der DNS Strukturen in der Zone „3gppnetwork.org." die NAPTR RR der
Domain „1.2.3.4.3gppnetwork.org." aufgelöst.
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In
Schritt 4 wird die Antwort für die Abfrage 3 gesendet und
vom gängigen
DNS Resolver empfangen.
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In
Schritt 5 leitet der gängige
DNS Resolver die empfange Antwort an den ENUM Client 1 weiter.
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In
Schritt 6 schickt der ENUM Client 1 die Anfrage nach NAPTR
RR der Domain 1.2.3.4e164.arpa".
an den gängigen
DNS Resolver.
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In
Schritt 7 wird eine Anfrage nach NAPTR RR der Domain „1.2.3.4.e164.arpa." an den ENUM Nameserver
des entsprechenden ENUM Baumes gesendet.
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In
Schritt 8 wird innerhalb der DNS-Strukturen in der Zone „e164.arpa" die NAPTR RR der
Domain „1.2.3.4.e164.arpa" abgefragt.
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In
Schritt 9 wird die Antwort für Anfrage 7 vom ENUM
Nameserver des entsprechenden ENUM Baumes empfangen.
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In
Schritt 10 leitet der gängige
DNS Resolver die empfangene Antwort an den ENUM Client 1 weiter.
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Somit
ist bei Stand der Technik durch den ENUM Client 1 nur die serielle
(nacheinander) Abfrage der ENUM Bäume 1 und 3 möglich.
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Die 3 hingegen
zeigt die parallele Abfrage.
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In
Schritt 1 schickt der ENUM Client 1 die Anfrage nach NAPTR
RR der Domain „1.2.3.4.blue.view" an den modifizierten
parallelen Resolver.
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In
Schritt 2 erkennt der ACNS, dass die Anfrage vom ENUM Client
1 gesendet wurde und ordnet diesen seiner Abfragereglung „view-blue" zu.
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In
Schritt 2.1 wird gleichzeitig mit 2.2 eine Anfrage
nach NAPTR RR der Domain „1.2.3.4.3gppnetwork.org" an den entsprechenden Nameserver
gesendet.
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Gleichzeitig
mit Schritt 2.1 wird in Schritt 2.2 eine Anfrage
nach NAPTR RR der Domain „1.2.3.4e164.arpa" an den entsprechenden
Nameserver gesendet.
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In
Schritt 3 erfolgt innerhalb der DNS Strukturen unterhalb
der Zone „3gppnetwork.org" bzw. „e164.arpa" die Abfrage nach
NAPTR RR der abgefragten Domain „1.2.3.4.3gppnetwork.org" bzw. „1.2.3.4.e164arpa".
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In
Schritt 3.1 wird die Antwort für die Abfrage 2.1.
gesendet und vom modifizierten Resolver empfangen. In Schritt 3.2 wird
die Antwort für
die Abfrage 2.2 gesendet.
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In
Schritt 5 erwartet der modifizierte Resolver innerhalb
eines bestimmbaren Zeitintervalls die DNS-Antworten für die abgefragten
Domains und fasst diese zusammen.
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In
Schritt 5 sendet der modifizierte Resolver die zusammengefasste
Antwort (z. B. NAPTR RR, NXDOMAIN) an den ENUM Client 1.
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Stellvertretend
für den
ENUM Client 1 werden die ENUM Bäume
1 und 3 parallel abgefragt. Ausgelöst wird diese Namensauflösung durch
eine Anfrage an das erfindungsgemäße System. Der ENUM Client
1 erhält
eine zusammengefasste Antwort der Abfrageergebnisse aus den ENUM
Bäumen 1
und 3.
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In
der 4 wird die Konfiguration beschrieben. Zuerst wird
der modifizierte Resolver als Dienst für den Client eingetragen. Der
modifizierte Resolver erhält
die Einträge
für die
abzufragenden ENUM-Bäume
und die entsprechenden Domains, sowie die Regeln zum Zugriff auf
diese. Danach erfolgt der Betrieb des modifizierten Resolvers gemäß der 3.
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Definitionen:
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DNS:
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Das
Domain Name System (DNS) ist einer der wichtigsten Dienste im Internet.
Das DNS ist eine verteilte, hierarchische Datenbank, die den Namensraum
im Internet verwaltet.
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Hauptsächlich wird
das DNS zur Umsetzung von Domainnamen in IP-Adressen (forward lookup) benutzt.
Dies ist vergleichbar mit einem Telefonbuch, das die Namen der Teilnehmer
in ihre Telefonnummer auflöst.
Das DNS bietet somit eine Vereinfachung, weil Menschen sich Namen
weitaus besser merken können
als Zahlenkolonnen. So kann man sich den Domainnamen www.wikimedia.org
sehr einfach merken, die dazugehörende
IPV4-Adresse 145.97.39.155 dagegen nicht ganz so einfach.
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Mit
dem DNS ist auch eine umgekehrte Auflösung von IP-Adressen in Namen
(reverse lookup) möglich.
In Analogie zum Telefonbuch entspricht dies einer Suche nach dem
Namen eines Teilnehmers zu einer bekannten Rufnummer (dies ist innerhalb
der Telekommunikationsbranche unter dem Namen Inverssuche bekannt).
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Darüber hinaus
ermöglicht
das DNS eine Entkopplung vom Namensraum und Netzwerkadressierung.
Z. B. muss bei der Änderung
der IP-Adresse eines Netzwerkelementes nicht der Domainname geändert werden.
Weiterhin ermöglicht
das DNS eine rudimentäre
Lastverteilung (Load Sharing).
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Das
DNS wurde 1983 von Paul Mockapetris entworfen und im RFC 882 beschrieben.
Der RFC 882 wurde inzwischen von den RFC 1034 und 1035 abgelöst und durch
zahlreiche RFC ergänzt.
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ENUM:
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ENUM
steht entweder für "Electronic Numbering" oder "tElephone NUmber
Mapping" und ist eine
Anwendung des Domain Name Systems zur Übersetzung von Telefonnummern
in Internet-Adressen. ENUM wird im RFC 3761 definiert. Der Bedarf für eine solche
Lösung
erwuchs aus der Verfügbarkeit
von VoIP-Diensten und dem Bedarf des Anwenders, sowohl im Internet
als auch im klassischen Telefonnetz unter derselben Rufnummer bzw.
einer Rufnummer überhaupt
erreichbar zu sein.
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Resolver:
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Resolver
sind Ansammlungen von Bibliotheken, die Informationen aus dem DNS
abrufen können.
Sie bilden die Schnittstelle zwischen Anwendung und Nameserver.
Der Resolver übernimmt
die Anfrage, die von einer Anwendung bzw. einem Host übermittelt
wurde, und löst
die abzufragende Adresse (Domain und Resource Record) auf und leitet
das Ergebnis der Abfrage an die Anwendung bzw. Host weiter.
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ENUM Client:
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Ein
Client (englisch für „Klient,
Mandant"), nicht
zu verwechseln mit Klient, ist eine Anwendung, die in einem Netzwerk
den Dienst eines Servers (von englisch to serve „bedienen") in Anspruch nimmt. Man spricht dann
vom Client-Server-Prinzip.
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Ein
ENUM Client ist ein Dienst eines Servers zur Abfrage des DNS mit
ENUM Anfragen und zum Empfangen von DNS Antworten. Der ENUM Client erhält die Abfrageparameter
von der Applikation und übergibt
die Antwortparameter auch dieser Applikation.
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SIP Proxy:
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Das
Session Initiation Protocol (SIP) ist ein Netzprotokoll zum Aufbau
einer Kommunikationssitzung zwischen zwei und mehr Teilnehmern.
Das Protokoll wird im RFC 3261 (früher RFC 2543) spezifiziert.
In der IP-Telefonie ist das SIP ein häufig angewandtes Protokoll.
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Proxy:
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Ein
Proxy oder Proxyserver (von engl. proxy representative = Stellvertreter,
bzw. lat. "proximus" = "Der Nä(c)hste") ist ein Dienstprogramm
für Computernetze,
das im Datenverkehr vermittelt. Es macht den Datentransfer effizienter
(weniger Netzbelastung durch große Datenmengen) bzw. schneller,
kann aber auch die Sicherheit erhöhen.
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NGN (Next Generation Network):
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NGN
ist der Überbegriff
für eine
Netzwerkstruktur, mit der Provider zukünftige Netzwerke definieren.
NGN besteht naturgemäß aus mehreren Komponenten,
die in einem Zusammenspiel die jeweilige Funktionalität und Leistungsfähigkeit
des Netzes ausmachen.