（计算机系统结构专业论文）enum服务器的研究与设计——互联网与通信网的融合.pdf

摘要 摘要 随着人类社会的不断进步，信息科技突飞猛进，给人们的生活带来了质的飞 跃。在信息产业的发展过程中，最大的成就无异于十九世纪诞生的基于电话通信 的电信网技术和诞生于上个世纪的互联网技术。如今，这两个不同的网络已经给 人类社会带来了巨大的变化，成为了人类社会不可或缺的两个部分。而互联网和 电信网两个网络却由于种种原因一直处于分立的状态，而一般人既作为互联网的 用户也作为电信网的用户，随着当今信息社会的发展，人们的需求不断增加，因 此网络融合成为了未来的趋势。 e n u m 技术的发展源于人们对希望不受网络约束的通信方式的构想。作为互 联网和电信网二者融合的关键，其代表电话号码映射的意思，即实现了建立电信 网中的关键资源电话号码和互联网中的关键资源域名地址之间的联系，同时提出 了基于此映射的d n s 查询方案，从而消除互联网和电信网之间的隔阂，实现相互 的联系并促进了二者的融合。 本文首先对e n u m 技术进行了研究，提出了e n u m 技术的基本概念和实现的 基本功能，包括：号码映射，e n u m 查询和处理n a p t r 资源记录。之后详细阐 述了e n u m 在网络融合中的作用，先描述了e n u m 在网络体系中的布局，然后介 绍了引入e n u m 的网络工作流程和具体应用。 接着，本文对网络服务器模型技术进行了分析和比较。先分析了服务器并发 模型的几种常用技术，然后对网络服务器的网络i o 模型进行了分析和比较，最后 介绍了服务器的磁盘i o 技术。对这些网络服务器模型技术的分析对本文后来设计 实现的满足高性能目标的e n u m 服务器有着及其重要的意义。 然后，本文设计和实现了一个e n u m 服务器，这个服务器部署于电信网络中， 按照一定的性能目标而设计。首先介绍了服务器的系统架构，服务器包括了三个 模块，分别是：e n u m 查询模块，e r h 外部查询模块和数据库模块。然后对服务 器的程序设计框架和数据库模型以及消息流程分别进行了阐述，之后分别就服务 器的每个模块进行了详细的介绍。此外，还提出了服务器未来可能的扩展。 最后，对实现的e n u m 服务器进行了性能的分析和测试，并在最后的性能测 试中验证了此服务器达到的性能指标。 关键词：网络融合，e n u m ，电话号码映射，网络服务器 a b s t r a c t w i t ht h ec o n t i n u o u sp r o g r e s so fh u m a ns o c i e t y ，i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a sm a d e r a p i da d v a n c e sa n dh a sb r o u g h taq u a l i t a t i v el e a pt op e o p l e sl i f e i nt h ei n f o r m a t i o n i n d u s t r yd e v e l o p m e n tp r o c e s s ，t h eb i g g e s ta c h i e v e m e n t sa r et h et e l e p h o n y - b a s e d c o m m u n i c a t i o nn e t w o r kt e c h n o l o g yi n v e n t e di nt h en i n e t e e n t hc e n t u r ya n di n t e r n e t t e c h n o l o g i e sb o r ni nt h el a s tc e n t u r y n o w , t h et w od i f f e r e n tn e t w o r k st ot h eh u m a n s o c i e t yh a v eb r o u g h tg r e a tc h a n g e s ，a n dt 1 1 e yh a v eb e c o m ea l li n d i s p e n s a b l ep a r to ft h e s o c i e t y b u tt h ei n t e r n c ta n dc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kh a v eb e e nb o t hi n d e p e n d e n to f e a c ho t h e rb e c a u s eo fv a r i o u sr 幽l s o n $ w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft o d a y si n f o r m a t i o n s o c i e t ya n dp e o p l e si n c r e a s i n gd e m a n d , n e t w o r ki n t e g r a t i o nh a sb e c o m et h ef u t u r e t r e n d e n u mt e c h n o l o g yh a sb e e n d e v e l o p e df r o m t h e p e o p l e sh o p et h a tt h e c o m m u n i c a t i o ni sn o tb o u n db yn e t w o r k ss e p a r a t i o n a st h ek e yo fn e t w o r ki n t e g r a t i o n o fi n t e r n c ta n dt h ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k , i tr e p r e s e n t st h em e a no ft e l e p h o n en u m b e r m a p p i n g t h a ti s ，i tc r e a t e st h em a p r e l a t i o nb e t w e e nt h ek e yr e s o u r c 2t e l e p h o n en u m b e r i nc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n di n t e r n e td o m a i nn a m ea d d r e s s ，a n dp r o p o s e dad n s q u e r yp r o g r a mb a s e do nt h i sm a p p i n gt oe l i m i n a t et h eb a r r i e r sb e t w e e nt h ei n t e r n c ta n d c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k , s oe n u mt e c h n o l o g ya c h i e v e sm u t u a lc o n t a c tt op r o m o t et h e i n t e g r a t i o no f t h et w on e t w o r k s t h i st h e s i sf i r s tm a k e sas t u d yf o re n u mt e c h n o l o g y , a n di n t r o d u c e sb a s i ce n u m c o n c e p ta n df u n c t i o n st ob ea c h i e v e d t h ef u n c t i o n si n c l u d et e l e p h o n en u m b e rm a p p i n g , e n u mq u e r ya n dn a p t rr e s o u r c er e c o r dp r o c e s sm e c h a n i s m a n dt h e nt h i st h e s i s d e s c r i b e si nd e t a i lt h er o l eo fe n u m t e c h n o l o g yi nn e t w o r ki n t e g r a t i o n t h et h e s i sf i r s t i n t r o d u c e st h ep l a c eo fe n u ms e r v e r si nn e t w o r ks y s t e m ，a n dt h e nd e s c r i b e sw o r k p r o c e s sa n da p p l i c a t i o ni nn e t w o r ks y s t e mo fe n u mt e c h n o l o g y m o r e o v e ，t h et h e s i sa n a l y s e sa n dc o m p a r e st h en e t w o r ks c l v g rs o f t w a r es e v i c e m o d e lt e c h n o l o g y f i r s ti ti n t r o d u c e sc o l n l n o nc o n c u r r e n tm o d e l s ，a n dt h e na n a l y s e st h e n e t w o r ki ot e c h n o l o g ya n dd i s ki ot e c h n o l o g y t h ea n a l y s i si sv e r ym e a n i n g f u lt o d e s i g nah i g hp e r f o r m a n c ee n u m s e r v e rl a t t e r t h e n , t h et h e s i sd e s i g n sa n di m p l e m e n t sa ne mms e r v w h i c hs h o u l db e d e p l a y e di nc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k a n d h a sap 柏n n 撇r e q u i r e m e n t f i r s tt h et h e s i s i n t r o d u c e st h es c i v c i s y s t e ma r c h i t e c t u r e t h es 日v 贫h a st h r e em o d u l e si n c l u d i n g e mm q u e r ym o d u l e ，e i 讯e x t e r n a lq u e r ym o d u l ea n dd a t a b a s em o d u l e m o r e o v e r , t h e t h e s i sd e s c r i b e st h ep r o c e s sf i a m e w o l l ( d a t am o d e la n dd a t af l o wo ft h es o l v e ta n dt h e n d e s c r i b e se a c hm o d u l ei nd e t a i l i na d d i t i o n , t h et h e s i sp r o p o s e ds o m ep o s s i b l ee x t e n d e d b u s i n e s so rf u n c t i o n so fe 】州s o r v e ri nf u t u r e f i n a l l y , t h et h e s i sm a k e sap f , t f o r m a n c ca n a l y s i sf 0 rm ed e s i g n e ds c y v e l a n dt h e n ap e r f o r m a n c et e s tv e r i f i e st h ep e r f o r m a n c er e q u i r e m e n to ft h e8 e l w e - i k e y w o r d s ：n e t w o r ki n t e g r a t i o n , e n u m ，t e l e p h o n e n u m b e rm a p p i n g , n e t w o r ks e r v e r i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 躲越运珲 嗍2 孵万月u 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) e t 期：纱矿年纱月ze l 产 第一章引言 1 1 课题研究背景 第一章引言 从古到今，人类的通信方式各种各样，并一直在不停的向着更先进的方向发 展。从起初的只能见面谈话到别出心裁的用信鸽传信都体现了人类社会通信技术 的发展。1 8 7 6 年3 月7 日，贝尔获得发明电话专利。从此电话开始作为人类生活 的重要一部分，在世界范围内迅速的普及起来。一直发展到如今的移动网络，可 以说电话电信网成为了我们人类社会不可或缺的部分，如今几乎每个国家都有电 信网，全球用户数上十亿，已经是当今人类社会最大的网络之一。而上个世纪的 8 0 年代，t c p i p 协议在美国国防部研制成功【l 】，并且被美国加利福尼亚伯克利分 校引入作为其b s du n i x 的一部分，从此开启了i n t e m e t 的时代。i n t e r n e t 的发展 速度超乎人的想象，在开始一直到现在保持着膨胀式的发展，渐渐的互联网开始 普及，人类社会中同样不能缺少互联网的存在。如今，i n t e m e t 目前已经连接世界 上接近2 0 0 个国家、上万个子网、百万级数量的终端主机，全球互联网用户数数 以亿计，成为了这个世界上如同电信网一样最大的网络之一。i n t c m e t 被认为是未 来全球信息高速公路的雏形。当今，人们同时享受着电信网和互联网给予的服务， 这两个网络已经与人类生活紧密联系起来，已经渗透进了人类社会的方方面面。 在人们的日常生活中，经常会使用固定或者移动电话与其他人联系，同时也会在 互联网享受着网上冲浪的乐趣，一般人既作为互联网的用户也作为电信网的用户， 这二者对一般人来说都是缺一不可的，而且二者也是联系在一起的。可以说，如 果离开了互联网和电信网，大家就如同回到了原始社会一般无所适从，整个社会 都依赖着它们的存在来得以发展。 而互联网和电话电信网作为当今主要的两个信息网络，却一直处于各自分立 的状态。都是因为电信网和互联网的诞生时间，面向的用户群体和功能的差异导 致了二者采用了不同的发展模式。长期以来，电信网主要面向语音服务，互联网 主要面向数据服务，运营方式的不同也导致了二者始终处于分立的状态。而随着 当今信息社会的发展，人们的要求不断提高，用户需求多样化，电信网越来越多 的提高数据服务，互联网也提高了语音服务，用户越来越多的同时既作为电信网 电子科技大学硕士学位论文 的用户也作为互联网的用户，在这样的情况下，由于现在的分立导致了用户的使 用不够方便，互联网和电信网的融合便成了大势所趋。 在此趋势下，而部署在电信网中i m s 多媒体子网中的e n u m 技术便应运而生。 成为了当今网络领域研究的一大课题。e n u m 技术便是对互联网和电信网二者之 间的融合进行探讨，并最终找到二者联系的钥匙，使得网络融合的构想得以实现。 总所周知，电话号码是传统电信网的一个最关键的资源，而d n s 服务器所支持的 各种互联网地址( 比如电子邮件地址) 是互联网的关键资源。要真正实现互联网 和电信网的融合，那么必然要将这两个在各自网络中扮演重要角色的资源结合起 来，即在它们之间直接建立联系和映射。e n u m 技术就是根据这个思想产生的。 e n u m 这个单词的意思就是t h ee 1 6 4t ou n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r s ( u r i ) p j 。 意即将电话号码与d n s 所支持的互联网地址所连接，用户可以通过电话号码此在 电信网中的标识码找到在互联网中的地址标识码，而二网之间的选路则可得以解 决。e n u m 实现了n u m b e r p o r t i b i l i t y ( 号码可携带) ，即通过最好和最廉价的路由 途径，可以在世界任何地点使用同一个电话号码，比如你的电话号码可以映射到 你的电子邮件地址或其他互联网地址，比如一个人换了终端运营商，通过e n u m 技术的号码映射，你也可以不更换你的电话号码。人们同时可以注册e n u m 号码， 如同注册互联网中的域名一样。并且，e n u m 号码的拥有者可以通过e n u m 服务 器规定电话映射的路由地址，而且为不同类型的来电规定不同的网络通路路由途 径。二者联系起来的方式便是具有重大的意义。同时由于e n u m 服务器部署在电 信网的核心网络中，所以又必须满足电信网中必需的一些性能标准。为了达到这 样的高效率，e n u m 必需解决大量客户请求所导致的拥挤问题，除了在硬件上， 在软件方面，服务器的设计必需做到很高的性能，必须要充分利用到最优化的软 件开发技术和服务器设计方案。 1 2 课题研究的现状和趋势 在当今的电信网中，所能提供的服务已经不仅仅限于实时语音电话，电信网 提供的新服务层出不穷，比如现在已经流行广泛的m m s 服务，便不是语音服务。 而互联网中用户能使用到的功能更是每日递增，互联网不在只是作为一个信息中 心而存在，也作为一个交流平台而存在，实时服务器也越来越多。可以见得，电 信网和互联网提供的服务在当今已经呈现出了相互交叉的情况。而为了满足人们 的需求，通过手机移动网登陆互联网与其他人联系的服务已经推出，同时互联网 2 第一章引言 也早有拨打电信网终端的功能。但这些仍然不能改变互联网和电信网是相互隔阂 的现状，两个网络都有各自的路由机制。所以仅仅依靠这些新增功能来改善二者 之间的隔阂并不是一个根本的方法，需要从两个网络的根本机制上找到融合二者 的方法。 e n u m 技术旨在消除互联网和电信网之间的隔阂，实现相互的联系。大家都 知道，电话号码是传统电信网的一个最关键的资源，而d n s 服务器所支持的各种 互联网地址( 比如电子邮件地址) 是互联网的关键资源。要从根本上实现互联网 和电信网的二者融合，那么在各自网络中的这两个重要资源就必须找到方法使之 可以相互联系，而e n u m 正是针对互联网和电信网各自的关键资源而来。e n u m 最初的提出是i e t f 的电话号码映射工作组( t e l e p h o n e n u m b e r m a p p i n g w o r k i n g g r o u p ，简称e n u m ) 定义的一个协议r f c 2 9 1 6 2 ，r f c 2 9 1 6 的题目为“e 1 6 4 号码 和域名系统( e 1 6 4n u m b e ra n dd n s ) ”。e n u m 技术的发展源于人们对希望不 受网络约束的通信方式的构想，而这个构想成为世界的各个主要组织的工作方向 之一，而世界各大运营商为了满足用户的需求也在推动着这个技术的发展。 i e t f 工作组对e n u m 进行了基本定义，同时对提出了e n u m 个各种应用业 务的定义和运行机制，包括s i p 业务，w e b 和f i p 业务等，并且都对其进行了深入 的讨论。e t s i ( 欧洲电信标准化组织) 从2 0 0 1 年5 月开始进行e n u m 相关研究， 已出版有关欧洲e n u m 管理的报告。并在2 0 0 4 年初和年末成立e n u m 临时工作 组，对e n u m 的互操作性、e n u m 的管理运营进行研究【5 1 。 实现网络的融合，网络标识和寻址技术是至关重要的。而e n u m 技术的关键在 于解决电话号码与d n s 支持的地址的映射和路由，根据r f c 对e n u m 的定义， e n u m 将普通电话号码转换为e 1 “地址，同时借助于d n s 思想的e n u m 服务器， 建立地址的映射和查询，完成路由的功能，使得电信网的电话号码可以直接联系 到d n s 地址。 而在复杂的电信网络中，一般的网络服务器不能满足其实时性的要求，如何 合理的开发e n u m 服务器架构则是e n u m 的另一个关键挑战所在。在电信网络里， 最大的要求即是延迟，在一个e n u m 查询里，需要做到用户可以接受的延迟程度 之下。这就需要借助高性能的程序架构和网络服务器技术来实现。同时鉴于电信 网的数据流量大的特点，也需要一个设计良好的数据库来存储数据和一个高效率 的处理机制来降低处理延迟。 因此设计一个高效的e n u m 服务器对于互联网和电信网的融合趋势来说就显 得非常重要。 电子科技大学硕士学位论文 1 3 本文的工作和贡献 本文来源于当今信息产业对上述内容的需求而研发的e n u m 服务器项目，基 于c h 语言和l i n u x 平台依据信息行业的研究成果和软件技术来对互联网和电信 网之间融合相关软件部分进行探讨，即e n u m 服务器的研究与设计。 本文根据e n u m 服务器的产生需求，详细描述了e n u m 的功能原理，即建立 实现电话号码与d n s 域名之间的联系，介绍了e n u m 服务器与网络融合之间的 关系。分析e n u m 工作的流程和引入e n u m 之后的互联网解析体系。 本文的的关键在于提出e n u m 服务器的一种高性能的实现，为了满足e n u m 的技术需求，根据e n u m 的原理实现了合理的资源映射机制。 本文研究和设计高性能的e n u m 服务器架构，根据电信网中服务器性能的要 求，满足多并发用户查询访问，需要针对延迟要求研究高性能的系统运行框架。 在e n u m 服务器的设计中，结合了先进的网络服务器解决方案，引入了良好的线 程池模型和i o 复用模型；结合m y s q l 数据，引入i n n o d b 和n d b 数据库机制， 获得良好的数据处理性能。使得服务器满足相关的性能指标比如q p s ( 每秒查询 数) 。 在满足高性能的同时，提出了e n u m 服务器为满足网络需求可能的一些扩展 和安全性问题解决方案。 1 4 本文的内容和组织 本文详细论述了e n u m 原理和解析机制，对网络服务器模型进行了一定的探 讨，描述了在u n i x 平台下高效率的e n u m 服务器的设计过程。 全文共分为6 章。 第一章引言 对课题的相关背景进行了探讨，介绍了e n u m 技术的现状和趋势，阐述了本 文的研究内容和目标。 第二章e n u m 技术研究 对e n u m 技术原理和解析体制进行了介绍，探讨了e n u m 与网络融合的关系。 第三者网络服务器模型研究 对网络服务器技术模型进行了探讨。 第四章e n u m 的服务器的设计与实现 4 第一章引言 详细介绍了e n u m 服务器的设计和实现，包括了针对e n u m 查询的高性能的 服务器程序框架和各功能模块。 第五章测试与分析 对上述研究和设计的e n u m 服务器进行了一定的功能测试和性能分析与测 试。 第六章总结和展望 对本文的研究工作进行了总结，并展望了进一步的研究工作。 电子科技大学硕士学位论文 2 1e n u m 基本概念 第二章e n u m 技术研究 e n u m 的全称是t h ee 1 6 4t ou n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r s ( o r 0d y n a m i c d e l e g a t i o nd i s c o v e r ys y s t e m ( d d d s ) a p p l i c a t i o n ，它定义了将e 1 6 4 号码转换为域 名形式放在d n s 服务器的数据库中的方法，每个由e 1 6 4 号码转化而成的域名可 以对应一系列的统一资源标识( 嘣f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r ) ，从而使国际统一的 e 1 6 4 电话号码成为可以在互联网中使用的网络地址资源 4 1 。e n u m 可以利用电话 号码来查找注册人( r e g i s t r a n t ) 的电子邮件、电话号码、统一消息、传真或 个人网页等多种信息。简单的来说，e n u m 定义了一套将电话号码映射为域名的 规则，以及在d n s 中存储与该域名相关联的信息的方式。通过使用e n u m 机制， 一个电话号码对于主叫用户来说可以对应各种各样的地址，包括：电话、传真和 电子邮件，即主叫用户可以通过一个电话号码给被叫用户打电话、发传真或发送 电子邮件等；作为被叫用户，他她可以规定适合于自己的通过单一号码接入的方 式，即规定该单一电话号码所对应的电话号码、传真号码和电子邮件地址等，而 且可以通过改变d n s 中的相应的记录容易地更改他们的联络信息，不必改变接入 的号码旧。 众所周知，电话号码是电信网中最重要的资源，d n s 所支持的域名也是互联 网最关键的资源。二者都是各自网络中的标识寻址资源。在下一代的网络中，如 果想要实现互联网和电信网的融合，联系两个网络标识和寻址技术是至关重要的。 而e n u m 的定义便是建立e 1 6 4 地址( 电话号码转换而来) 到d n s 支持的互联网 地址的映射，将两个网络中的关键标识和寻址资源建立关系便是融合网络的必然 条件，e n u m 的提出便为我们解决了这样的映射关系。e n u m 将映射对应的信息 保存在n a p t r 资源记录里。 2 2e n u m 服务器的功能 e n u m 服务器至少要提供三种必要的服务：1 ) e 1 6 4 号码到域名的映射 2 ) e n u m 查询机制3 ) 处理n a p t r 资源记录。 6 第二章e n u m 技术研究 2 2 1e 1 6 4 号码到域名的映射 如上所述，e n u m 定义了电话号码到d n s 域名的映射规则【4 】。 假设一个电话号码是1 2 3 4 5 6 7 8 ，区号是0 2 8 ，国家码是8 6 。e n u m 定义的映 射规则如下： 1 将电话号码转换为e 1 6 4 定义的标准格式，前面添加+ ，国家码，区号和号 码以分隔：+ 8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 。 2 去掉e 1 6 4 格式中的+ ”和连接符：8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 。 3 将号码反转，得到：8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 。 4 在每个数字之间加上域名连接符：8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 。 5 给包含域名连接符的号码格式添加域名，比如： 8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 e 1 6 4 a r p a 。其中，”e 1 6 4 a r p a 是域名。 经过以上过程，一个电话号码便映射成了d n s 的域名格式。而每条域名可以 对应到多个统一资源标识，即u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r s ( u r i ) 。而u r i 的格式称 为“名称权威指针 ( n a m i n g a u t h o r i t y p o i n t e r ，简称n a p t r ) 。也就是说，与 上面的电话号码想联系的信息是以n a p t r 资源格式记录的。而n a p t r 资源记录 的内容便是电话号码所对应的映射地址信息，比如电子邮件地址。而n a p t r 资源 记录保存格式如同下面的形式： i nn a p t r1 01 0 、r m a i l t o + e 2 u ! * $ l m a i l t o ：a b c 1 2 3 e n ! ” i nn a p t r1 01 0 、l h t t p + e 2 u ”! a * $ ! h t t p ：a b c 1 2 3 n e t e t a ! ” i nn a p t r1 01 0 v “s i l 寸e 2 u “! * $ ! s i p ：a b c 1 2 3 n e t e t a ! ” i nn a p t r1 02 0 、l ，“s i p + e 2 u ”! * $ ! s i p ：a b c 1 2 3 n e t c - a ! ” 2 2 2e m m 查询机制 e n u m 服务器的思想来源于普通d n s 思想，接受客户的e n u m 查询请求， 查询本地数据库或者外部数据库，处理得到的n a p t r 资源，并将结果返回给客户。 此过程同d n s 过程，而且e n u m 服务器也需要能够处理普通d n s 请求。 2 2 3n a p t r 资源处理机制 e n u m 技术是动态授权发现系统d d d s ( d y n a m i cd e l e g a t i o nd i s c o v e r ys y s t e m ) 算法的一个应用【9 1 。e n u m 体系采用n a p t r 资源作为保存与电话号码相关的信息， 即以n a p t r 资源记录作为d d d s 算法规则库来存储用户注册服务。 7 电子科技大学硕士学位论文 2 2 3 1d d d s 算法 d d d s 全称是d y n a m i cd e l e g a t i o nd i s c o v e r ys y s t e m ( 动态授权发现系统) ， d d d s 算法是基于重写规则的，用于实现字符串到数据的松散绑定，以支持动态 配置的授权系统。d d d s 算法使用到的全部规则都保存在规则库即n a p t r 资源记 录q 丁t 9 j 。 其算法流程图如下： 丫 是 i 最终规则的输出是否是j 最终的 图2 - 1d d d s 算法流程图 如图所示，d d d s 算法通过a u s ( 应用唯一串，a p p l i c a t i o nu n i q u es t r i n g ) 作 为算法的人口，当其对a u s 应用给定规则时，会将该串转换为一个特殊的关键词 第二章e n u m 技术研究 接入，该关键词用于从规则库中在检索新的规则，所得到新规则可以在应用于原 来的a u s ，这样循环反复，直到满足结束条件为止。不能够对前一个规则的输出 结果应用规则，所有改写规则必须总是应用于算法开始时的a u s 。该算法就是通 过将唯一的字符串映射到存储于n a p t r 规则库中的数据来实现其功能 在d d d s 算法的e n u m 应用中，a u s 是以符号t + t 开头的去掉所有非数字字 符的完全的e 1 6 4 格式电话号码，例如一个e 1 6 4 号码+ 8 6 - 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 对应的a u s 就是+ 8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 。“第一个著名规则 是一个自身规则，自身规则的含义就是 输出和输入完全相同，是一个完全合格的u r i 地址。例如如果输入 “+ 8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 ”，应用第一著名规则产生同样的字串+ 8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 ”作为输出。 为了将这个输出转换为数据库的唯一索取键( 巳y ) ，该字串需要根据e 1 6 4 地址 到域名的映射规则转换为一个域名，用这个域名来请求n a p t r 记录，该记录可能 包含最终结果。即1 ) 将+ 8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 去掉非数字字符成为：8 6 2 8 1 2 3 4 5 6 7 8 ；2 ) 反转数字后加域名分隔符：8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 ；3 ) 在格式最后面域添加类似 e 1 6 4 a r p a 的域名：8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 e 1 6 4 a r p a 。最后便以此转换而来的域名作为 e n u m 的查询入口。 如果“标志”为空的话，也可能产生一个从d n s 返回的域名形式的新的索取键。 目前e n u m 应用中只定义了一个标志u ”，该标志意味着这个规则是最后一个， 该规则的输出就是一个l j l r j 。在d d d s 的e n u m 应用中最后一次d d d s 循环的输 出是u r i 。 2 2 3 2n a p t r 资源记录的格式 e n u m 所保存的n a p t r 资源记录格式如下【1 2 1 ： o r d e r ( 次序) p r e f e r e n c e ( 优选项) f l a g s ( 标志) s e r v i c e s ( 服务参数) r e g e x p ( 置换表达式) r e p l a c e m e n t ( 替换) 图2 - 2n a p t r 资源记录格式 9 电子科技大学硕士学位论文 其中各个字段所代表的意思是： 1 ) o r d e r ( 次序) ：该字段是一个1 6 b i t 的无符号整数，用于指定对n a p t r 资源 记录处理的顺序； 2 ) p r e f e r e n c e ( 优选项) ：这是一个1 6 比特的无符号整数，它规定了对具有相 同o r d e r 值的n a p t r 资源记录的处理顺序，数值较低的优先值较高； 3 ) f l a g s ( 标志) ：该字段用于控制在n a p t r 资源记录中对一些字段的重写和 解释特征。目前e n u m 应用中只定义了一个标志”u ”，即代表着最终的意思，意 味着这个规则是最后一个，应用此规则的输出就是一个u r i 。 4 ) s e l v i c 嬲( 服务参数) ：该字段用于规定应用于该授权路径的业务参数。在 e n u m 应用中，该字段的值形式如下： s e r v i c e f i e l d = ”e 2 u ”l * ( s e n d c e s p e c ) s e f v i s p e c = 叩e n u m s e r v i c e e n u m s c r v i c e = t y p eo * ( s u b t y p c s p c c ) s u b t y p c s p c c = n ：s u b t y p e t y p e = l * 3 2 ( a l p h a d i g i t ) s u b t y p e = l * 3 2 ( a l p h a | d i g i t ) 其中，”e 2 u ”用于指示记录中为仅适用于e n u m 的改写规则，后面是一个或 者多个e n u m s e r v i c e ，代表功能类别。每个e n u m s c r v i c e 由一个初始的+ 字符指示； 一个e n u m s c r v i c e 必须通过r f c 的描述到i a n a 注册。 5 ) r e g e x p ( 置换表达式) ：该字段是一个包含置换表达式的字符串，该表达 式将被应用于客户端所持有的初始字符串以组成下一个要查找的域名。 6 ) r e p l a c e m e n t ( 替换) ：根据“标志字段的取值，该字段为要查询的下一个 域名。当r e g e x p 是一个简单的替换操作时使用该字段。该字段和r e g e x p 字段 一起组成了d d d s 算法的置换表达式。 下面是一个n a p t r 记录的例子。 $ o r i g i n8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 e 16 4 a r p a i nn a p t r1 01 0 0 ”u ”e 2 u + s i p ! 十$ ! s i p ：i n f o e x a m p l e c o r n ! ” i nn a p t r1 01 0 1 ”u ”e 2 u + h 3 2 3 ”! 幸$ ! h 3 2 3 ：i i l f o e x a m p l e c o r n ! ” i nn a p t r1 01 0 2 ”u e 2 u + m s g ：m a i l t o ! * $ ! m a i l t o ：i n f o e x a m p l e t o m ! ” 在本例中，域名8 7 6 5 4 3 2 1 8 2 6 8 e 1 6 4 a r p a 最希望使用s i p ，其次是通过 h 3 2 3 话音，最后是通过s m t p 消息方式。无论是用哪种方式，下一步解析需要使 1 0 第二章e n u m 技术研究 用各协议( s i p 、h 3 2 3 以及m a i l t ou r i 规定) 的解析机制来确定需要与网络中的 哪一点联络。 2 3e mm 与网络融合 在上节的叙述中可知，e n u m 建立了互联网中的寻址资源域名地址和电信网 中的寻址资源电话号码的映射，从而对互联网和电信网的融合具有重大的意义。 而e n u m 正因此而成为了网络融合的关键技术。 2 3 1e n u m 在网络中的理想部署 e n u m 服务器部署如下图所示【1 4 】： 图2 - 3e n u m 在网络体系中的部署 如图所示，为了实现e n u m 的功能，需要在整个网络体系中建立处理电话号 码的解析机制，该解析机制可以将e 1 6 4 电话号码映射成d n s 域名地址。同 时，e n u m 服务器作为e n u m 网关以支持电信网的e n u m 功能。这涉及两个方面 的问题。 电子科技大学硕士学位论文 为了提供e n u m 功能还需要设置注册和验证系统。用户可以通过注册系统注 册e n u m 服务，按照自身的需求将多种通信联络信息( 比如电子邮件地址等) 与 用户的原始电话号码建立映射，将其资源记录放入e n u m 解析体系中。同时在注 册过程中，需要对申请的用户进行验证，验证申请者的身份是否合法，是否与拥 有和申请的号码想匹配，以及付费信息等。 2 3 1 1 电信网中实现e n u m 功能 在传统电信网中实现e n u m 功能，需要部署e n u m 网关来支持e n u m 功能： 而这个功能本质上就是e n u m 服务器的功能： 1 ) 将e 1 “号码根据标准合理的规则映射成域名地址。 2 ) 具有e n u m 查询机制，接受客户的e n u m 查询请求，并返回查询结果。 3 ) 支持n a p t r 资源记录的处理机制。 此外在电信网中存在编号和选路方案的选择问题【1 5 1 。因为普通的电话端对电 话端的呼叫是不需要e n u m 或者d n s 查询步骤的，由于电信网中影响服务器质 量的一个很大因素便是处理延迟，希望能省略不必要的步骤，同时e n u m 服务也 影响到运营商的运营机制。所以怎么判断一个呼叫或者一个应用是否需要e n u m 服务则需要采取一个方案去判断和选择。现在理论上主要有三种选择方式： 第一种方式是为e n u m 用户特别分配单独的号码段，给这样的号码段使用 e n u m 服务。这种方法最简单，在大部分的e n u m 试验中都是简单的采取这样的 方式。 第二种方式是所有呼叫或者应用都经由e n u m 服务网关，如果该网关没有该 呼叫相关的记录，则代表此呼叫不需要e n u m 过程，只需要按照普通呼叫处理既 可；如果找到相关的记录，则按照e n u m 方式处理，这样的方法好处是实现业务 方便，有利于运营商。但也提高了占用的网络资源，增加了呼叫的延迟。 第三者方式是建立公共的用户信息数据库，每次呼叫需要通过此公告数据进 行判断此次呼叫的流程。此方式的优缺点介于上面两种方式之间。 可见，引入e n u m 之后的电信网，可以提供给运营商更多的业务扩展和灵活 性，同时也可以提升客户的应用体验。 2 3 1 2e n u m 全球解析体系 由于e n u m 是融合互联网和电信网的关键技术，e n u m 联系了互联网中的域 名地址和电信网中的电话号码，因此需要在互联网的域名解析体制中引入一种可 1 2 第二章e n u m 技术研究 以处理电话号码的解析体系。如同d n s 解析体系，e n u m 解析体系是一个全球范 围的，为全球的e n u m 应用提供解析服甜1 4 1 。 理想上采用如同d n s 的分层体系结构，这个分层结构的根就是全球互联网 d n