Enum基本原理與網(wǎng)路電話互通交換技術(shù)TWNIC技術(shù)組課件

1、Enum基本原理與網(wǎng)路電話互通交換技術(shù) TWNIC 技術(shù)組楊禎葆abelyang.tw2004/7Enum基本原理與網(wǎng)路電話互通交換技術(shù)TWNIC技術(shù)組課件內(nèi)容DNS 簡介ENUM 簡介.tw 為例 影響 ENUM 的 DNS 查詢DNS 查詢效率比較DNS 系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容DNS 簡介DNS 樹狀結(jié)構(gòu)為網(wǎng)域名稱或機(jī)器名稱為上一層與下一層的委任關(guān)係RoottwcncomnetbizarpacomnetgovtwnicwwwwhoiscdnsZone1host1host1in-addrip6e16421172211210註 DNS 的搜尋由上往下Tire 0 ENUMDNS 樹狀結(jié)構(gòu)為網(wǎng)域名稱或機(jī)器

2、名稱為上一層與下一層的委任關(guān)運(yùn)作原理(1) 當(dāng)被詢問到有關(guān)本域名之內(nèi)的主機(jī)名稱的時(shí)候，DNS伺服器會(huì)直接做出回答(此一答案稱為權(quán)威回答(Authoritative Answer)，此一主機(jī)稱為權(quán)威主機(jī))如果所查詢的主機(jī)名稱屬於其它域名的話，會(huì)檢查快取(Cache)，看看有沒有相關(guān)資料 如果沒有發(fā)現(xiàn)，則會(huì)轉(zhuǎn)向root伺服器查詢，然後root伺服器會(huì)將該域名之授權(quán)(authoritative)伺服器(可能會(huì)超過一臺(tái))的地址告知 運(yùn)作原理(1) 當(dāng)被詢問到有關(guān)本域名之內(nèi)的主機(jī)名稱的時(shí)候，D運(yùn)作原理(2)本地伺服器然後會(huì)向其中的一臺(tái)伺服器查詢，並將這些伺服器名單存到記憶體中，以備將來之需(省卻再向ro

3、ot查詢的步驟)遠(yuǎn)方伺服器回應(yīng)查詢 將查詢結(jié)果回應(yīng)給客戶，並同時(shí)將結(jié)果儲(chǔ)存一個(gè)備份在自己的快取記憶裡面 如果Cache資料的時(shí)間尚未過期之前再接到相同的查詢，則以存放於快取記憶裡面的資料來做回應(yīng)運(yùn)作原理(2)本地伺服器然後會(huì)向其中的一臺(tái)伺服器查詢，並將這運(yùn)作原理 圖示查詢.tw是否屬於自己的 DN ? 是則回應(yīng)結(jié)果是否有 Cache 資料 ? 是則回應(yīng)結(jié)果皆非則向 root “”詢問-得到的 DNS 資料及主機(jī)資料都會(huì) Cache 以備下一次資料被查詢時(shí)使用root.tw詢問 .tw 再哪 ?回應(yīng).tw 位址s 詢問 net.tw 再哪 ?回應(yīng) net.tw 位址net.tw詢問 .tw 再哪

4、 ?回答 DNS 位置詢問 .tw 到底再哪 ?.tw回答 28回應(yīng)結(jié)果RecursiveNon-Recusive運(yùn)作原理 圖示查詢.tw是否屬於自ENUM 簡介Enum 全名為 telephone Number Mapping,旨在建立一 Internet 與 PSTN 互連機(jī)制以 DNS 的原理建立出一個(gè) ITU-T E.164 號(hào)碼的一個(gè)授權(quán)關(guān)係DNS 中的用的 Class/Type 為 IN/NAPTR ( RFC 2916)如電話 +886223411313 存於 DNS 即為.反轉(zhuǎn)原因在於 DNS 後序搜尋之特性 為 ITU/IETF 所建議使用的 TLD使用 DNS 在於其使用全

5、面廣泛使用存取快速架構(gòu)開放降低成本能和 IP 結(jié)合ENUM 簡介Enum 全名為 telephone NumbENUM 的 DNS 設(shè)定說明只需下列一筆資料在 DNS 中$ORIGIN .9.0.e164.tw.IN NAPTR 10 10 “u” “SIP+E2U” “!*.$!sip：0955406165.tw” .可以再加一筆，當(dāng)?shù)谝还P失敗時(shí)取用IN NAPTR 20 10 “u” “TEL+E2U” “!*.$!tel：+886223413300” .當(dāng)前面都失敗了轉(zhuǎn)到信箱 IN NAPTR 30 10 “u” “SMYP+E2U “!*.$!mailto：abelyang.tw” .

6、$ORIGIN 為 DNS zone file 內(nèi)之語法請(qǐng)注意 Order 欄位對(duì)取用順序之影響;DNS Zone file 的內(nèi)容$ORIGIN .9.0.e164.tw.IN NAPTR 10 10 “u” “SIP+E2U” “!*.$!sip：0955406165.tw” .IN NAPTR 20 10 “u” “TEL+E2U” “!*.$!tel：+886223413300” .IN NAPTR 30 10 “u” “SMYP+E2U “!*.$!mailto：abelyang.tw” .ENUM 的 DNS 設(shè)定說明只需下列一筆資料在 DNS 中ENUM 的 DNS 設(shè)定說明 T

7、EL即電話號(hào)碼反轉(zhuǎn)後的結(jié)果 (.9.0.e164.tw.)TTL DNS Cache 用之存活時(shí)間(Time To Live)IN INTERNET 之意NAPTR ENUM 特有之 TypeORDER 當(dāng)一個(gè)電話號(hào)碼有多筆記錄時(shí),依此一值決定順序(數(shù)字小者先)PREFERENCE 當(dāng)一當(dāng)一個(gè)電話號(hào)碼有多筆記錄且 ORDER 又相同時(shí),依此一值決定順序 (數(shù)字小者先)FLAG 固定為 “u”,意指 URISERVICE 表述服務(wù)類型,如 “mailto+E2U”,”sip+E2U”“!RE!URI!” RE 即正規(guī)表達(dá)式(Regular Express)如 “09440.*$” URI 即轉(zhuǎn)換

8、的位址所在,如 “sip:abelyang.tw”全句即為 “!09440.*$!sip:abelyang.tw!”REPLACEMENT固定為 “.”ENUM 的 DNS 設(shè)定說明 TEL即電話號(hào)碼反轉(zhuǎn)後的ENUM 範(fàn)例roottwnic CSPS# dig .9.0.e164.tw. naptr; QUESTION SECTION:;.9.0.e164.tw. IN NAPTR; ANSWER SECTION:.9.0.e164.tw. 15 IN NAPTR 8 10 U SIP+E2U !.*$!sip:vontel-voice-mail.tw;mailto64=YWJlbHlhbmd

9、AdHduaWMubmV0LnR3! .9.0.e164.tw. 15 IN NAPTR 1 10 U SIP+E2U !.*$!sip：0955406165.tw! .9.0.e164.tw. 15 IN NAPTR 2 10 U SIP+E2U !.*$!tel：+886223413300! .; AUTHORITY SECTION:.9.0.e164.tw. 10 IN NS .tw.; ADDITIONAL SECTION:.tw. 3318 IN A 4ENUM 範(fàn)例roottwnic CSPS# dig NAPTR 資料所代表之 Call Flow意每筆資料依序代表不同的尋找順序N

10、APTR 資料所代表之 Call Flow意每筆資料依序代Enum 中 IP-PSTN 流程 1 撥號(hào) 09440309090944012345固網(wǎng)業(yè)者閘道器IPNetworkDNS4 DNS 回應(yīng)為 sip：0955406165.twtel：+886223413300mailto：abelyang.twProxy Server2 Proxy 查詢是否上線,若有則為 IP-IP 電話3 若無,則查詢 NAPTR 資料,嘗試連線第一筆5 查詢自己無第一筆,並依據(jù) Proxy 自身之 Redirect 定義,導(dǎo)到 PSTN GW6GW 收到後將訊息轉(zhuǎn)傳至固網(wǎng)業(yè)者8 Call 09554061650

11、955406165手機(jī)業(yè)者Call 09554061657 Call 0955406165Enum 中 IP-PSTN 流程 1 撥號(hào) 09440Enum 中 IP-PSTN 流程-第二筆意義0944012345固網(wǎng)業(yè)者閘道器IPNetworkDNSProxy Server0955406165手機(jī)業(yè)者9沒有人接.9沒有人接.9沒有人接.10 GW 回應(yīng) TimeOut11 試第二筆 23411330012 GW 收到後將訊息轉(zhuǎn)傳至固網(wǎng)業(yè)者2341330013 Call 23413300Enum 中 IP-PSTN 流程-第二筆意義0944012Enum 中 IP-PSTN 流程- Voice

12、Mail0944012345固網(wǎng)業(yè)者閘道器IPNetworkDNSProxy Server0955406165手機(jī)業(yè)者14沒有人接.14沒有人接.15 GW 又回應(yīng) TimeOut16 試第三筆 SMTP Service,查詢 ums 位址23413300UMS Server17 回應(yīng) .tw IPTWNIC18 轉(zhuǎn)送訊息至 .tw.20 回應(yīng) .tw 位址19 查詢.tw Mail Server IP20 傳送 Voice Mail 至使用者信箱Enum 中 IP-PSTN 流程- Voice Mail0ENUM 的應(yīng)用提供傳統(tǒng)電話對(duì)應(yīng)到網(wǎng)路位址(URI)之功能需交換機(jī)與法規(guī)的支持提供類似

13、One Number Service 功能,並有開放之特性如中華電信之 099 一號(hào)通功能,但具開放性每個(gè)人皆可使用,但容易涉及個(gè)資問題提供類似號(hào)碼可攜之特性目前普遍應(yīng)用在國外之號(hào)碼可攜(NP) 之服務(wù),預(yù)期國內(nèi)亦會(huì)採用善用 RE 的 Replacement 功能可以達(dá)到 Routing 之功能見下頁說明ENUM 的應(yīng)用提供傳統(tǒng)電話對(duì)應(yīng)到網(wǎng)路位址(URI)之功能ENUM Routing Replacement$ORIGIN .e164.tw.IN NAPTR 10 10 “U” “SIP+E2U” “!0944(.*)$!09551!” .IN NAPTR 10 10 “U” “SIP+E2U

14、” “!0944(.*)$!09551!” .IN NAPTR 20 10 “U” “SIP+E2U” “!0944(.*)$!09221.tw!” .以上代表意義為當(dāng)有人撥號(hào)給 0944xxxyyy 時(shí),其會(huì)先轉(zhuǎn)到速博之 0955xxxyyy 之號(hào)碼在速博的 ENUM DNS 中內(nèi)容$ORIGIN .e164.tw.2.1 IN NAPTR 10 10 “U” “SIP+E2U” “!.*$!0277778888pstn_gw_!” .2.1 IN NAPTR 20 10 “U” “SIP+E2U” “!.*$!0910111000mobil_gw_!” .2.1 IN NAPTR 30 1

15、0 “U” “SMTP+E2U” “!.*$!mailto:abelyang.tw!” .可能將此一電話對(duì)應(yīng)到市話或手機(jī)上,或都不通時(shí),對(duì)應(yīng)至 Email 信箱ENUM Routing Replacement$ORIGIENUM Routing Replacement建立一集中式之 ENUM Routing Server 例如,IPOX 將 070001xxxx 發(fā)給 ISP1070002xxxx 發(fā)給 ISP207001xxxxx 發(fā)給ISP3$ORIGIN 0.7.0.tw.*.1.0.0 IN NAPTR 10 10 “U” “SIP+E2U” “!0700(.*)$!sip:011.t

16、w!”.*.2.0.0 IN NAPTR 10 10 “U” “SIP+E2U” “!0700(.*)$!sip:021.tw!”.*.1.0 IN NAPTR 10 10 “U” “SIP+E2U” “!0700(.*)$!sip:11.tw!”.當(dāng) isp1要撥給 isp2 時(shí),以 070002xxxx 撥出時(shí),ENUM DNS 即會(huì)對(duì)應(yīng)成 02xxxx.tw 而轉(zhuǎn)到 isp2,達(dá)到共通號(hào)碼標(biāo)準(zhǔn)及ENUM 路由設(shè)定ENUM Routing Replacement建立一集中式以 IPOX 070 為例假設(shè) domain 為 .tw,號(hào)碼為 070 xxxxyyy故 ENUM 域名為 0.7.

17、0.tw申請(qǐng)?zhí)柎a時(shí)應(yīng)同時(shí)填寫該號(hào)碼區(qū)段之DNS依據(jù)國際規(guī)定,每個(gè)域名應(yīng)至少有兩個(gè)以上之DNS依一般 DNS 安全之概念,該兩個(gè)以上之 DNS 應(yīng)避免處於同一網(wǎng)段建議申請(qǐng)者間可互為 master/slave 之架構(gòu)降低成本增加安全性GSN 之 ENUM DNS 要求亦同以 IPOX 070 為例假設(shè) domain 為 ipox.GSN 之 ENUM DNS 運(yùn)作ENUM DNS 應(yīng)提供號(hào)碼的認(rèn)證與 NAPTR 修改介面應(yīng)將 NAPTR 介面所得之資料轉(zhuǎn)成 ENUM DNS多數(shù)的 DNS Server 更新僅能使用 Batch 方式,當(dāng) User 更改資料時(shí)無法從 DNS 即時(shí)查到需注意 DNS

18、的 Cache 因素應(yīng) DB 資料轉(zhuǎn)成 DNS 的間隔應(yīng)慬慎考量建議在初期使用可連接資料庫之 DNS (PowerDNS or MyDNS),達(dá)到 Realtime Update 之效果GSN 之 ENUM DNS 運(yùn)作ENUM DNS 應(yīng)提供號(hào)影響 ENUM 的 DNS 查詢時(shí)間因素ENUM 以 DNS 的模式來運(yùn)作,即受 DNS 的運(yùn)作方式影響純以 DNS 的角度來看影響的原因(不考慮網(wǎng)路品質(zhì)因素)集中式 ? 分散式 ?NAPTR 筆數(shù) ?TTL 時(shí)間因素?影響 ENUM 的 DNS 查詢時(shí)間因素ENUM 以 DNS集中式狀況 Roottwcncomnetbizarpacomnetgovt

19、wnicwwwwhoiscdnsZone1host1host1in-addrip6e164211722112106.8.823459.假設(shè) 此為 查詢 +886-2-23411313.集中式狀況 Roottwcncomnetbizarpaco分散式狀況 RoottwcncomnetbizarpacomnetgovtwnicwwwwhoiscdnsZone1host1host1in-addrip6e164211722112106.8.8假設(shè) 此為 查詢 +886-2-23411313所有的 NAPTR 資料分散式狀況 Roottwcncomnetbizarpaco集中式還是方散式好DNS 本即是

20、分散式環(huán)境,故最終結(jié)果可能仍是分散式上圖分散式之查詢從 Client 端向 Hinet DNS 查詢到獲得 NAPTR 的結(jié)果至少產(chǎn)生14個(gè)查詢與回應(yīng)花費(fèi)時(shí)間約為 500msec20msec(視網(wǎng)路品質(zhì))階層愈多查詢次數(shù)愈多,相對(duì)可能愈慢集中式方式有助於簡化搜尋層次集中式之資料有助於交互參考之查詢速度(NP?)集中式之資料若過多搜尋速度可能不如分散式User 不多時(shí)(例如百萬內(nèi)),建議 DNS 可採集中式集中式還是方散式好DNS 本即是分散式環(huán)境,故最終結(jié)果可能仍NAPTR 筆數(shù)理論上一個(gè)號(hào)碼可設(shè)定無數(shù)筆 NAPTR,但考慮下列因素,而建議受限:UDP 封包長度限制查詢的時(shí)間花費(fèi)交換系統(tǒng)允許的

21、 Ring 時(shí)間Proxy Server INVITE 時(shí)間NAPTR 遞迴可能帶出更多的答案依 RFC 定義,當(dāng)查詢到 tel: 的資料時(shí),可能需要再為其做一次 NAPTR 查詢,如此即可能形成 Loop過多的 NAPTR 造成影響 DNS 處理作業(yè) Proxy Server 一般預(yù)設(shè)不遞迴查詢 NAPTR NAPTR 筆數(shù)理論上一個(gè)號(hào)碼可設(shè)定無數(shù)筆 NAPTR,但考TTL 時(shí)間因素TTL (Time To Live)， DNS 快取了域名的資料時(shí)，將在另一部 DNS上暫存多久,當(dāng)另一人查詢同一筆資料時(shí)可快速回應(yīng)(這個(gè)值是由自己指定)如果時(shí)間過長,可能查詢到過時(shí)的資料適當(dāng)?shù)?TTL 值有助於

22、查詢效率及配合 DNS 更新頻率下圖為 .tw 一個(gè)月之查詢量在不同 TTL 值上的變化，我們可以看出，只要設(shè)定了 TTL 值，即會(huì)減輕 DNS 查詢對(duì)網(wǎng)路的負(fù)載建議 TTL 小於一分鐘但不為0,如此有較佳的更新效率亦能降低對(duì) DNS Server 的負(fù)載 TTL 時(shí)間因素TTL (Time To Live)， DNDNS 的選擇基本上兩大平臺(tái)Unix-like: BINDWindwos DNS就設(shè)定而言 Windows DNS 無法設(shè)定 NAPTR 資料BIND 基本上最多人使用以上兩者皆無法連接資料庫,以便達(dá)到 realtime 更新DNS 的選擇基本上兩大平臺(tái)Realtime vs Ba

23、tch DNSRealtime 之用意在於使用者更新 NAPTR 後即可於 DNS 查到Realtime DNS 後端需連接資料庫,當(dāng)接到查詢時(shí)方至 DB 中 Select顯而易見, DB 方式將受 I/O 及 DB Select 先天因素所限Batch 方式則是在 DNS 啟動(dòng)時(shí)將所有資料載入存於記憶體查詢速度明顯優(yōu)於上者,而缺點(diǎn)則是無法即時(shí)更新Realtime vs Batch DNSRealtime BIND vs PowerDNSBIND 最多人使用,且查詢效率佳Root DNS 多以 BIND 為核心就 TWNIC 內(nèi)部測試,其查詢可達(dá) 6000 次/每秒 左右(.tw/2003_1

24、0/web/main3.htm)PowerDNS 最知名之 DB DNS目前提供 mysql/pgsql 之連接安裝及設(shè)定方式可參考 .tw/2004_02/twnic_news/main5.htmBIND vs PowerDNSBIND 最多人使用,且查詢BIND vs PowerDNS 測試比較從 MOECC 機(jī)房至 NCTU 機(jī)房traceroute/ping 值小於 10實(shí)際頻寬不詳測試之 DNS:PDNS: realtime dns, 資料庫型式Named: 一般之 DNS , File 型式,定期更新模式測試項(xiàng)目:單一執(zhí)行緒(1萬次)多執(zhí)行緒(100萬次)多執(zhí)行緒(1000萬次)B

25、IND vs PowerDNS 測試比較從 MOECC 機(jī)(pdns)DNS 查詢測試-查詢測試以 10000 筆資料測試,兩秒內(nèi)無回應(yīng)視為失敗Statistics: Parse input file: once Ended due to: reaching end of file Queries sent: 10000 queries Queries completed: 9620 queries Queries lost: 380 queries Percentage completed: 96.20% Percentage lost: 3.80% Started at: Wed Jan

26、14 14:54:24 2004 Finished at: Wed Jan 14 14:54:33 2004 Ran for: 9.145218 seconds Queries per second: 1051.915876 qps(pdns)DNS 查詢測試-查詢測試以 10000 筆資料(pdns)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每個(gè)程序查詢 10000 次,兩秒內(nèi)無回應(yīng)視為失敗成功的查詢?yōu)?37857 次DNS Server 端最大查詢次數(shù)為 953次/sec平均 CPU 負(fù)載為 90%(pdns)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每個(gè)(pdns)DNS 查詢測試-

27、查詢測試以100 個(gè)程序,每個(gè)程序查詢 100000 次,兩秒內(nèi)無回應(yīng)視為失敗成功的查詢?yōu)?475563 次DNS Server 端最大查詢次數(shù)為 1150次/sec平均 CPU 負(fù)載為 90%(pdns)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每個(gè)(named)DNS 查詢測試-查詢測試Statistics: Parse input file: once Ended due to: reaching end of file Queries sent: 100000 queries Queries completed: 81555 queries Queries lost: 18445 q

28、ueries Percentage completed: 81.55% Percentage lost: 18.45% Started at: Wed Jan 14 16:51:06 2004 Finished at: Wed Jan 14 16:54:15 2004 Ran for: 18.304695 seconds Queries per second: 4331.033807 qps(named)DNS 查詢測試-查詢測試(named)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每個(gè)程序查詢 10000 次,兩秒內(nèi)無回應(yīng)視為失敗成功的查詢?yōu)?17857 次DNS Server 端最大查

29、詢次數(shù)為 13115次/sec平均 CPU 負(fù)載為 80%(named)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每(named)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每個(gè)程序查詢 100000 次,兩秒內(nèi)無回應(yīng)視為失敗成功的查詢?yōu)?873168 次DNS Server 端最大查詢次數(shù)為 13147次/sec平均 CPU 負(fù)載為 85%(named)DNS 查詢測試-查詢測試以100 個(gè)程序,每PowerDNS 與 BIND 比較執(zhí)行緒PDNSNAMED11051433110095313115200115013147優(yōu)點(diǎn)RealTime(DB)Batch (File)缺點(diǎn)每秒最多可處理

30、 1000 次查詢,但超過千次時(shí)系統(tǒng)會(huì)不穩(wěn)定每秒可查詢上萬次,仍很穩(wěn)定PowerDNS 與 BIND 比較執(zhí)行緒PDNSNAMED假設(shè)使用狀況日本每人每天使用行動(dòng)電話 5.7 次中國大陸每人每天使用電話 5.1 次假設(shè)每人在一小時(shí)內(nèi)撥十次電話(不考慮通與不通)1000 使用者: 3 Qps (10 x1000/3600=3)10000 使用者: 30Qps200000 使用者: 544 Realtime DNS 臨界點(diǎn),但可使用多部DNS拉高1000000 使用者 2200 Qps (百萬使用者內(nèi)皆可以 DB 來 Service)三百萬: 8300 Qps 假設(shè)使用狀況日本每人每天使用行動(dòng)電話

31、 5.7 次DNS 運(yùn)作監(jiān)控 (PowerDNS)使用 PowerDNS 可設(shè)定成網(wǎng)頁監(jiān)控方式,從 Broswer 即可知道 DNS 運(yùn)作情形(.tw/2004_02/twnic_news/main5.htm)PowerDNS 會(huì)將所查詢的號(hào)碼記錄下來PowerDNS 可使用 mrtg 監(jiān)控流量狀況(/documentation/html/init-d-commands.html)PowerDNS 可使用 syslog 記錄運(yùn)作情形,syslog 亦可導(dǎo)成集中式型式 (/documentation/html/syslog.html)(/viewtopic.php?t=17039)DNS 運(yùn)作監(jiān)控 (PowerDNS)使用 PowerDNSDNS 運(yùn)作監(jiān)控 (Powe