Kỹ thuật cơ bản và ứng dụng ENUM vào thực tế trên mạng VNPT

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, nền kinh tế xã hội ngày càng phát triển dẫn đến nhu cầu về trao đổi thông tin ngày càng cao do vậy xuất hiện nhiều yêu cầu mới được đặt ra cho các nhà phát triển dịch vụ truyền thông. Yêu cầu hội tụ giữa các mạng thông tin trở thành một xu thế tất yếu, đặc biệt là hội tụ giữa mạng Viễn thông và Internet. Trong quá trình hội tụ này, vấn đề đánh số địa chỉ tạo ra khả năng tương thích thuận nghịch giữa hai hệ thống là một vấn đề then chốt. Hệ thống ENUM ra đời nhằm giải quyết vấn đề này và đáp ứng xu thế hội tụ đó. ENUM là một thủ tục công nghệ được sử dụng để gắn kết mạng Viễn thông truyền thống với hệ thống mạng IP, nó có thể được coi là một thành tố quan trọng trong việc báo hiệu và truyền tải thoại, dữ liệu từ mạng Viễn thông truyền thống sang truyền tải qua mạng IP và ngược lại. Cụ thể ENUM là hệ thống chuyển đổi địa chỉ (số) điện tử từ số điện thoại truyền thống sang các dạng định danh thân thiện với dịch vụ Internet, có thể được quản lý, lưu trữ truy vấn, mở rộng theo phương thức các dịch vụ Internet. Trong phạm vi tiểu luận này Nhóm chỉ nghiên cứu tổng quan ENUM và ứng dụng ENUM trên mạng VNPT. Nội dung của tiểu luận nhằm cung cấp cho các học viên những kiến thức cơ bản về ENUM và quá trình thực hiện cuộc gọi tiêu biểu trong mạng khi sử dụng ENUM. Do thời gian có hạn nên trong tiểu luận không thể tránh khỏi những thiết sót. Vì vậy Nhóm kính mong nhận được sự chỉ dạy tận tình của Thầy giáo và các ý kiến đóng góp của các thành viên trong lớp. Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ENUM Hiện nay, ngày càng có nhiều dịch vụ được phát triển trên mạng IP. Đặc biệt công nghệ Voice over IP (VoIP) ngày càng hoàn thiện và được ứng dụng rộng rãi cùng với sự ra đời của các giao thức báo hiệu mới như SIP, H323 đã làm xuất hiện các IP phone giúp cho việc trao đổi thoại trên nền IP dễ dàng hơn với chất lượng cao và cước phí rẻ. Việc hội tụ giữa mạng Viễn thông truyền thống và mạng internet đặt ra một vấn đề là làm sao để cho một thuê bao trong mạng Viễn thông truyền thống có thể sử dụng được các dịch vụ trên mạng IP và dịch vụ VoIP là một ứng dụng thông dụng trong số đó. Tuy nhiên, hiện tại giữa mạng PSTN truyền thống và mạng IP có một số khác biệt lớn sau: Về mặt báo hiệu: trong mạng PSTN truyền thống sử dụng hệ thống báo hiệu số 7 và báo hiệu R2, trên mạng IP sử dụng nhiều giao thức báo hiệu khác nhau, ví dụ: SIP, H323, … Về mặt media: trong mạng PSTN sử dụng các kênh TDM truyền thống, trên mạng IP: các dữ liệu media được mã hóa dưới dạng các gói tin. Vậy để cho các thuê bao trong mạng PSTN có thể giao tiếp với các thuê bao trong mạng IP cần phải có giải pháp chuyển đổi báo hiệu và media được dùng trong mạng PSTN sang các dạng báo hiệu và gói tin media được dùng trong mạng IP và ngược lại. Hiện nay, giải pháp cho việc thực hiện cuộc gọi từ các thuê bao trong mạng IP sang các thuê bao trong mạng PSTN đã được thực hiện thành công thông qua các gateway chuyển đổi báo hiệu và gateway chuyển đổi media. Tuy nhiên với chiều ngược lại là thực hiện cuộc gọi từ các thuê bao trong mạng PSTN sang các thuê bao trên mạng IP vẫn chưa thực hiện được. Điều này là do sự khác biệt về hệ thống đánh địa chỉ trong mạng PSTN và trong mạng IP: trong mạng PSTN các thuê bao được đánh địa chỉ theo hệ thống E.164, trong mạng IP các thuê bao được đánh địa chỉ theo định dạng URIS. Vậy cần có giải pháp chuyển đổi địa chỉ E.164 sang các dạng địa chỉ URIS để cho các thuê bao trong mạng PSTN có thể thực hiện được cuộc gọi sang các thuê bao trong mạng IP. Trước yêu cầu đó vào năm 2000 tổ chức Viễn thông truyền thống Quốc tế IETF đã xây dựng nên giao thức ENUM trong RFC-2916, sau đó đã nâng cấp lên trong RFC-3761. ENUM (tElephone Number Mapping) định nghĩa phương thức chuyển đổi, ánh xạ địa chỉ E.164 sử dụng trong mạng truyền thống sang các định dạng địa chỉ được dùng trên mạng IP. Cùng với các giao thức báo hiệu và media khác, nó thực hiện chức năng như một cầu nối để một thuê bao trong mạng Viễn thông truyền thống có thể trao đổi thông tin với một thuê bao trên mạng IP. Nói một cách rộng hơn, ENUM là một thủ tục công nghệ được sử dụng để gắn kết mạng Viễn thông truyền thống với hệ thống mạng IP. Do đó, ENUM có thể được coi là một thành tố quan trọng trong việc báo hiệu và truyền tải thoại, dữ liệu từ mạng Viễn thông truyền thống sang truyền tải qua mạng IP và ngược lại. Để hiểu rõ ENUM, ta cần tìm hiểu các khái niệm điện thoại, điện thoại IP (VoIP), và cấu trúc của dịch vụ tên miền DNS. 1.1. Hệ thống điện thoại và điện thoại IP Hệ thống điện thoại và điện thoại IP (VoIP) được xem xét do đây chính là các dịch vụ mấu chốt khiến cho ENUM được quan tâm đến. ENUM có thể mang lại nhiều lợi ích khác nhau, nhưng trước hết, ENUM được xem như một công nghệ cách mạng đối với sự hội tụ hai loại hình dịch vụ thoại này. PSTN là khái niệm được dùng để chỉ hệ thống điện thoại truyền thống được xây dựng từ thế kỷ 20 và được ứng dụng toàn cầu, có mặt tại hầu hết các quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Tính chất quan trọng cơ bản là ở chỗ mạng này là mạng chuyển mạch kênh, tức là khi có một cuộc gọi được thiết lập, một kênh kết nối (kênh) sẽ được thiết lập bằng các chuyển mạch từ đầu cuối gọi tới đầu cuối bị gọi. Kênh kết nối này được thiết lập và duy trì cho tới khi cuộc gọi kết thúc. Trái với chuyển mạch kênh, mạng Internet là mạng chuyển mạch gói, trên đó các thông tin được chia thành các gói và truyền trên các hệ thống thông tin sử dụng chung. Tập hợp các thủ tục xử lý các gói tin cùng với sự phát triển của các mạng kết nối với Internet đã làm cho Internet trở thành mạng kết nối lớn nhất toàn cầu. Ngày nay đa số các dạng thức dữ liệu thông tin trao đổi toàn cầu được lưu chuyển trên nền mạng Internet. Điện thoại IP (VoIP) là dịch vụ điện thoại sử dụng công nghệ chuyển đổi dữ liệu thoại thành các gói dữ liệu IP và truyền qua mạng Internet thông qua các thủ tục Internet. Hiện nay có rất nhiều dịch vụ VoIP khác nhau đã được triển khai thương mại trên thực tế, và đã trở thành một trào lưu phát triển mạnh mẽ. Để có thể gọi được VoIP, không cần thiết phải sử dụng ENUM. Người ta có thể gọi trực tiếp tới đầu cuối sử dụng VoIP khác hay gọi thông qua một nhà cung cấp dịch vụ trung gian. Một phương pháp thông thường nhưng không phải là duy nhất là sử dụng thủ tục thiết lập phiên SIP (Session Initiation Protocol). SIP làm nhiệm vụ thiết lập cuộc gọi, rung chuông người bị gọi thông qua Internet. Gửi gói tin SIP đi cũng tương đương với việc quay số trên mạng PSTN truyền thống. Địa chỉ được sử dụng trong SIP có dạng gần giống với địa chỉ thư điện tử, ví dụ như "sip:dungtt.hbh@vnpt.vn" có thể được dùng làm địa chỉ bị gọi bởi SIP. Một vấn đề tồn tại tại thời điểm này là sự tương tác giữa các đầu cuối điện thoại truyền thống và VoIP có nhiều khó khăn. Trong khi các đầu cuối VoIP có thể dễ dàng gọi tới đầu cuối PSTN thông qua các Gateway (Gw) chuyển đổi, thì các đầu cuối thoại truyền thống thông qua các chuyển mạch kênh kiểu cũ thường không thể hiểu được các đích định tuyến cần truyền tải do đó bắt buộc phải có Gw cục bộ được định sẵn trong cùng mạng PSTN đó để kết cuối các cuộc gọi. Đó là chưa kể các đầu cuối truyền thống thường chỉ có các phím số, không thể sử dụng cùng loại địa chỉ với các đầu cuối VoIP (có thể có địa chỉ dạng SIP)... Đây chính là điểm ENUM được xây dựng để giải quyết tồn tại trên. 1.2. Hệ thống DNS DNS là một dịch vụ truy vấn có cấu trúc phân tán, mục đích chính của nó là sử dụng để truy vấn địa chỉ IP từ một tên miền. Còn ENUM, theo như định nghĩa trong RFC2916, thì được sử dụng để ánh xạ số điện thoại theo chuẩn E.164 của ITU-T vào DNS. Trong hệ thống mạng Internet, DNS được coi là một thành phần mang tính chất quyết định, được sử dụng như cơ sở hạ tầng cho việc ứng dụng đại đa số các thủ tục khác. Sở dĩ như vậy là vì đối với mọi loại dịch vụ được người sử dụng Internet sử dụng, "địa chỉ" nguồn, đích, hệ thống dịch vụ, Gw... là các yếu tố then chốt và chỉ với việc sử dụng hệ thống DNS thì việc sử dụng địa chỉ IP, vốn là những con số khó nhớ, khó kiểm soát mới trở nên dễ dàng và có khả năng ứng dụng cao. Ngoài ra, hệ thống DNS được xây dựng với một cấu trúc phân tán, có khả năng mở rộng gần như không giới hạn, với thủ tục truy vấn đã được phát triển và hoàn thiện qua thời gian dài, có tốc độ truy vấn cao, dễ ứng dụng. Dịch vụ DNS đã trở thành dịch vụ tiêu chuẩn. Trong khoảng thời gian hơn 30 năm phát triển của mình, thủ tục DNS đã được hoàn chỉnh và bổ sung tương đối nhiều. Điều đó có được là do các mô tả ban đầu của thủ tục có rất nhiều điểm mở, cho phép định nghĩa thêm các loại hình dữ liệu, các loại tham số, độ ưu tiên, trọng số, cấu trúc trường dữ liệu, kiểu dữ liệu mới một cách rất thuận tiện. DNS được đánh giá là có khả năng mở rộng không giới hạn, có khả năng lưu trữ gần như mọi loại dữ liệu, gần giống với hệ thống thư mục Directory được phát triển gần đây. Thực tế, trong một số hệ thống như hệ thống Active Directory™ của Microsoft® ứng dụng trong các hệ thống Windows2000 trở lên, Microsoft đã sử dụng DNS như một cơ sở dữ liệu phân tán các thuộc tính trên diện rộng và đã tạo ra một trào lưu mới trong việc đưa thêm các ứng dụng bổ sung khác vào DNS. Hiện tại, ngoài việc được sử dụng như cơ sở dữ liệu tên miền địa chỉ, DNS còn được dùng để truy vấn ngược từ địa chỉ ra tên miền, tìm kiếm các máy chủ dịch vụ (như truy vấn bản ghi SRV được sử dụng trong SIP), LDAP schema ... Cơ sở của hệ thống DNS là một hệ thống cơ sở dữ liệu, được phân nhóm dựa trên các miền dữ liệu (Domain). Với các dịch vụ Internet truyền thống, các miền này là các tên miền (domain name) như .com, .net, .vn, .com.vn, .vnnic.net.vn .... Trong mỗi miền đó có các dữ liệu con như "www", "mail", "ftp"... và ứng với mỗi tên miền con có thể có nhiều các bản ghi dữ liệu. Điểm mạnh của DNS là ở chỗ các bản ghi dữ liệu có nhiều dạng khác nhau và dễ dàng được khai báo thêm các định dạng mới, với các cấu trúc dữ liệu mới. Ví dụ bản ghi khai báo cho các máy chủ thường có dạng: www.vnnic.vn. IN A 203.162.57.102 Trong khi bản ghi đối với dịch vụ email có dạng: vnnic.net.vn. IN MX 10 mail.vnnic.net.vn. hay bản ghi đối với dịch vụ ENUM có dạng: 4.4.9.4.6.5.5.4.4.8.e164.arpa. IN NAPTR 10 10 "u" "sip+E2U" "!^.*$!sip:dungtt@dungtt.vnnic.net!" . Có thể thấy, các cấu trúc dữ liệu rất khác nhau và được định nghĩa tùy theo các yêu cầu cụ thể của thủ tục, ứng dụng sử dụng. Yếu tố quyết định ở đây là trường kiểu dữ liệu (record type) trong các bản ghi như A, MX, NAPTR (trong các ví dụ trên). Ứng dụng cũng có thể lựa chọn để nhận được dữ liệu ứng với 1 kiểu bất kỳ, hoặc cũng có thể lựa chọn để nhận tất cả các dạng bản ghi (ANY). Hệ thống DNS cũng có thể chỉ thị các tham chiếu để ứng dụng truy vấn các miền khác, hoặc các máy chủ khác nếu cần (cơ chế chuyển giao - delegation). Do đó hệ thống các máy chủ phân tán có thể được liên kết với nhau trở thành một hệ thống thông tin phức hợp, có thể mở rộng tới toàn cầu, toàn mạng Internet. Hình 1.1. Cấu trúc phân tầng quản lý hệ thống DNS Để có thể phân tán hệ thống DNS toàn cầu, đồng thời đảm bảo được các công tác phân cấp quản lý và sử dụng hệ thống DNS, cơ sở dữ liệu hệ thống DNS được phân tầng quản lý như biểu đồ cấu trúc ở trên. Trong đó các tổ chức khác nhau được phân cấp (hay còn gọi là chuyển giao) các tên miền ở một cấp nhất định và có thể phân cấp (chuyển giao) lại các tên miền cấp dưới của mình cho tổ chức khác ... Để tăng cường độ sẵn sàng của dịch vụ và phân bố tới mọi nơi trên thế giới một cách hiệu quả nhất, hệ thống máy chủ DNS được phân tán rộng khắp một cách mềm dẻo, với 13 máy chủ tên miền cấp cao nhất (root servers) phân bố toàn cầu như hình vẽ sau: Hình 1.2. Các máy chủ tên miền cấp cao nhất (root server) và phân bố địa lý của chúng Các máy chủ tên miền root này lại chuyển giao các tên miền cấp dưới cho các máy chủ tên miền khác trên toàn thế giới, tạo thành một hệ thống máy chủ tên miền rộng khắp và bền vững nhất trong số các loại dịch vụ Internet thông dụng. 1.3. ENUM ENUM xuất phát từ ý tưởng xây dựng một hệ thống thông tin truy vấn giống như hệ thống trang vàng điện tử, qua đó từ một yếu tố có sẵn duy nhất với từng cá thể tham gia hoạt động mạng (ở đây chọn là số điện thoại, theo chuẩn do ITU quy định trong E.164 và đã được tất cả các quốc gia trên thế giới ứng dụng từ nhiều thập kỷ) có thể truy vấn ra các địa chỉ dịch vụ mà cá thể đó cung cấp hoặc có thể sử dụng được. Thực tế trước đây với các hệ thống thư mục directory, hệ thống trang vàng, hệ thống tìm kiếm thông tin trên Internet, người ta đã xây dựng nhiều hệ thống truy vấn thông tin như vậy. Nhưng các hệ thống trên thường sử dụng tên cá nhân, địa chỉ email, hay thậm chí số thẻ an ninh xã hội ... làm chỉ mục. Các thông tin trên mặc dù có thể là duy nhất, nhưng không có tính chất toàn cầu, cũng như các hệ thống thông tin đó khó có thể mở rộng ra toàn cầu và cho các ứng dụng trừu tượng, các ứng dụng chưa có tại thời điểm hiện tại, khó có thể cung cấp cho các môi trường ngôn ngữ, môi trường thông tin phức hợp khác nhau. Do đó ENUM ra đời với việc gắn các hoạt động lưu trữ và truy vấn với DNS đã giải quyết được các khiếm khuyết nói trên. Với ENUM có thể ánh xạ một số điện thoại tới các dịch vụ hay tài nguyên mạng trong DNS, ví dụ như có thể ánh xạ số điện thoại ENUM vào số điện thoại, số fax, voicemail, số mobile khác, hay tới các địa chỉ email, trang chủ web, hay các loại hình dịch vụ hay tài nguyên khác được định nghĩa với định danh URI. Trong trường hợp tối ưu, các số điện thoại bất kỳ đều có thể được ánh xạ 1 - 1 trong cùng hệ thống DNS toàn cầu, và do đó có thể tương tác qua lại được với nhau Hình 1.3. Các dạng dữ liệu được ánh xạ từ 1 số ENUM ENUM là sự hội tụ của mạng Viễn thông và mạng Internet. Với ENUM, một ứng dụng viễn thông (như điện thoại, fax) có thể làm việc với một ứng dụng Internet (như softphone, VoIP, fax over IP, instant messenger...) mà không cần phải sinh ra các số điện thoại ảo (như đang làm trong các hệ thống VoIP hiện tại) và ngược lại. Sở dĩ như vậy là vì ENUM có thể ứng dụng ở đầu cuối hay ở tổng đài, hay các thiết bị chuyển đổi trung gian. Qua đó, từ số điện thoại, qua truy vấn ENUM, ứng dụng sẽ biết được thủ tục giao tiếp cần sử dụng, địa chỉ tài nguyên đích được truy vấn và các thông số khác để thực hiện các kết nối. Hình 1.4. ENUM được sử dụng để kết nối mạng PSTN truyền thống với mạng IP 1.3.1. Kiến trúc phân cấp của hệ thống ENUM ENUM là một hệ thống phân cấp, mô hình phân cấp của ENUM tương ứng như mô hình phân cấp trong hệ thống địa chỉ E164. Kiến trúc phân cấp của hệ thống ENUM được thể hiện như sau: Hình 1.5 Kiến trúc phân cấp của ENUM Trong kiến trúc phân cấp này, cấp cao nhất Tier 0: e164.arpa do tổ chức RIPE NCC quản lí. Các cấp quốc gia Tier 1 chứa mã tên miền Quốc gia (ví dụ của Việt Nam là 4.8.e164.arpa) do các Quốc gia quản lí. Để được chuyển giao mã Quốc gia, các nước cần phải làm các thủ tục đăng kí với RIPE NCC và ITU. Dưới cấp Quốc gia là tên miền ENUM chứa mã của các nhà cung cấp dịch vụ tên miền ENUM Tier 2. Với ứng dụng ENUM, IETF và ITU khuyến nghị sử dụng tên miền cấp một là .arpar (Address and Routing Parameter Area), tên miền cấp 2 là .e164.arpar, phân cấp tiếp theo là các mã quốc gia, ví dụ: .4.8.e164.arpar chứa nội dung mã 84 của Việt Nam. Sơ đồ phân cấp được mô tả như sau: Hình 1.6 Sơ đồ phân cấp ENUM/DNS 1.3.2. Mô hình ứng dụng ENUM Trên thực tế triển khai các hệ thống VoIP, một vấn đề kỹ thuật nảy sinh chưa được giải quyết triệt để là việc chuyển mạch các cuộc gọi từ mạng viễn thông vào mạng VoIP. Trong khi việc gọi từ một đầu cuối VoIP ra một điện thoại thông thường rất dễ dàng thì chiều ngược lại thường không xử lý được, thông thường, cuộc gọi được kết thúc trên mạng PSTN và người được gọi phải kết nối terminal của mình với mạng PSTN cụ thể đó. Điều này dẫn đến cần phải phát triển một kiểu đánh số công cộng toàn cầu nào đó hỗ trợ việc đánh số cho các đầu cuối VoIP nhưng nếu không sử dụng hệ thống số E164 thì khả năng cộng tác giữa các mạng VoIP sẽ rất khó khăn. Nhiều quốc gia như Nhật bản cũng đã quy hoạch trong kho số E.164 quốc gia một khoảng mã cho các ứng dụng IP base, nhưng điều này cũng chưa được chuẩn hóa nên khó tương tác với nhau. Trái lại với ENUM, không cần thiết phải quy hoạch lại cho đánh số mà có thể sử dụng cấu trúc đánh số sẵn có. Sử dụng ENUM, một đầu cuối IP có thể dễ dàng kết nối với đầu cuối viễn thông thông thường. Các mô hình ứng dụng ENUM có thể được thực hiện ngay tại thời điểm hiện tại có thể kể đến: 1.3.2.1. Ứng dụng trong hệ thống ứng dụng Internet: - Truy vấn trang chủ cá nhân qua số ENUM: Một trang chủ cá nhân trước đây có dạng nay có thể được truy vấn với một số ENUM của chủ nhân: +84912345678 (Hệ thống DNS sẽ trả về URL tương ứng là "") - Gửi và nhận thư điện tử với ENUM: Thay cho việc phải nhớ địa chỉ email của người nhận, có thể gửi email tới số điện thoại ENUM (Hệ thống DNS sẽ trả về URL là "mailto:dungtt@vnpt.vn", và hệ thống email tương ứng sẽ có được địa chỉ email cần để sử dụng) - Nhắn tin tức thời (instant messaging) thông qua địa chỉ ENUM - Gọi điện thoại IP dùng số ENUM: Ví dụ có thể dùng ENUM để truy vấn địa chỉ sip phone của người bị gọi, và do đó biến dịch vụ sip phone thành dịch vụ tương đương với dịch vụ điện thoại. 1.3.2.2. Ứng dụng cho hệ thống phức hợp Viễn thông và Internet: - Gọi từ mạng viễn thông vào dịch vụ Internet: Ví dụ có thể gọi tới một tổng đài gateway chuyển mạch mềm (softswitch) có hỗ trợ ENUM, tại gateway này, truy vấn ENUM với số điện thoại đích sẽ cho về các URL cuối có thể sử dụng. Địa chỉ cuối có thể là một số VoIP sử dụng H323, MGCP, SCCP hay một softphone sử dụng SIP và gateway lúc đó sẽ làm vai trò trung gian chuyển đổi. Lợi ích là ở chỗ các thuê bao của gateway này có thể sử dụng được số điện thoại công cộng thông thường và có khả năng hoán chuyển giữa các dạng dịch vụ được cung cấp. Quan trọng nhất là ở đây các đầu cuối viễn thông truyền thống không cần phải thay đổi để có thể sử dụng được dịch vụ mới. - Gọi từ mạng Internet ra mạng viễn thông: Truy vấn ENUM từ đầu cuối hoặc từ proxy, gateway cho phép lấy được địa chỉ URL của gateway cuối kết nối ra mạng viễn thông do đó các hệ thống VoIP toàn cầu có thể làm việc được với nhau trên nền cơ sở hạ tầng chung. Đây là vấn đề chưa giải quyết được đối với VoIP hiện nay, càng không giải quyết được với dịch vụ SIP. - Sử dụng các dịch vụ kết hợp: Ví dụ gateway có thể cung cấp các dịch vụ viễn thông thông thường như thoại, fax, voicemail, và các dịch vụ ứng dụng Internet như voice to mail, voice to web, voice to IM, SMS to IM v.v. 1.3.2.3. Ứng dụng tích hợp Một tổng đài softswitch hỗ trợ ENUM có thể được xây dựng cho môi trường dịch vụ tích hợp như ví dụ sau: - Các thuê bao được cấp một số điện thoại công cộng (hoặc sử dụng số có sẵn). Với mỗi thuê bao, các dịch vụ có thể sử dụng là: điện thoại di động, điện thoại nhà riêng, điện thoại bàn làm việc, điện thoại softphone, email, trang chủ cá nhân, nhắn tin trực tuyến IM... - Khi thuê bao không có mặt tại cơ quan (nhận biết qua hệ thống kiểm tra vào ra tại cửa cơ quan, cập nhật trực tuyến vào hệ thống DNS-ENUM, hoặc qua dịch vụ Presence-RFC2778), gateway sẽ trả chuyển mạch tới số điện thoại di động, hoặc số nhà riêng nếu số di động không liên lạc được. - Khi thuê bao tới cơ quan, gateway sẽ chuyển mạch tới máy để bàn. - Khi thuê bao login vào hệ thống thông tin nội bộ, gateway chuyển tới softphone sử dụng công nghệ SIP. - Trang chủ của thuê bao được kết nối nêu yêu cầu của người gọi là yêu cầu duyệt thông tin. - Email của thuê bao được cung cấp nếu yêu cầu của người gọi là gửi thư. - Tương tự đối với các hệ thống SMS, IM, Fax... => Tóm lại: với ENUM, có thể hội tụ các dịch vụ viễn thông và Internet để cung cấp một cơ sở hạ tầng thông tin chung, giải quyết được các vấn đề về làm việc cộng tác giữa các hệ thống dịch vụ khác nhau. 1.3.3. Các ứng dụng khác của ENUM 1.3.3.1. Định danh một số duy nhất Cung cấp khả năng sử dụng một địa chỉ dạng số duy nhất cho tất cả các dạng liên lạc. Một số quốc gia như Hàn quốc có kế hoạch triển khai hệ thống địa chỉ số trọn đời (lifetime number), trong đó mỗi cá nhân có thể đăng ký một số (không nhất thiết phải là số điện thoại nhưng theo chuẩn E.164) và có thể giữ số định danh duy nhất đó suốt đời. Với ENUM, số định danh này có thể được sử dụng làm địa chỉ liên hệ cho tất cả các loại hình liên lạc với chủ thể, bao gồm cả điện thoại cố định, fax, di động, trang chủ, email, VoIP, nhắn tin SMS, IM v.v. 1.3.3.2. Tách rời khỏi mạng viễn thông truyền thống Có nhiều ứng dụng thực hiện theo hướng này, tức là làm giảm dần sự lệ thuộc vào hệ thống điện thoại truyền thống trong việc lưu chuyển các thông tin. Có một số hướng như sau: - Loại bỏ PSTN ở phạm vi doanh nghiệp: Hệ thống thông tin nội bộ sẽ là hệ thống điện thoại IP. Truy vấn ENUM cho phép chuyển đổi cuộc gọi ra ngoài thông qua các gateway VoIP và như vậy bỏ qua hoàn toàn hệ thống PSTN - Tương tự với trường hợp doanh nghiệp, các thuê bao cá nhân cũng có thể có nhu cầu sử dụng các hệ thống thông tin cá nhân hay gia đình có khả năng tùy biến cao, có khả năng kết nối từ internet tới internet, song song với khả năng sử dụng các dịch vụ VoIP và thoại truyền thống. Với các thiết bị gia dụng hỗ trợ ENUM, việc tích hợp là hoàn toàn có thể. Hiện tại cũng đã có các thiết bị gia dụng với chức năng chuyển toàn bộ các dạng dữ liệu truyền thông tới một gateway thiết kế sẵn, nhưng hệ thống này không có khả năng tùy biến cao, không có khả năng tự lựa chọn phương thức truyền thông và nhà cung cấp dịch vụ một cách trực tuyến. Hình 1.7. Sử dụng gateway để tùy biến lựa chọn dịch vụ viễn thông thích hợp 1.3.3.3. Chuyển mạch cuộc gọi trong một mạng dịch vụ điện thoại Các nhà cung cấp dịch vụ thoại cũng có khả năng đạt được lợi ích với việc đưa các hệ thống chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM vào sử dụng. Với ENUM, các tổng đài chuyển mạch mềm trở nên tương thích hoàn hảo hơn với các hệ thống tổng đài truyền thống, và do đó một bộ phận của hệ thống mạng trục dịch vụ có thể được truyền tải qua Internet mà không gây ảnh hưởng gì đối với các phần còn lại của hệ thống. Trong trường hợp này, việc đưa ENUM vào ứng dụng có thể là hoàn toàn trong suốt đối với người sử dụng, việc định tuyến cuộc gọi trong mạng có thể được quyết định bởi hệ thống DNS ENUM nội bộ, hoặc sử dụng hệ thống ENUM toàn cầu. Hình 1.8. Mạng dịch vụ PSTN với IP backbone, routing với ENUM 1.3.3.4. Tạo ra các dịch vụ điện thoại gia tăng tới các dạng dịch vụ Internet mới Với ENUM có thể tạo ra các dạng dịch vụ mới cho các thuê bao điện thoại (với các phím số) kết nối với cơ sở hạ tầng phong phú dịch vụ của Internet. Sử dụng các khả năng đa phương tiện, truyền thông của Internet có thể cung cấp thêm các khả năng kết nối và nội dung cho các thuê bao điện thoại. Ví dụ có thể dễ dàng cung cấp các dịch vụ web, email cho điện thoại di động, text to speech cho điện thoại, SMS to IM, email to SMS v.v. ENUM cũng có thể làm nảy sinh ra các dịch vụ mới, do khả năng sử dụng số điện thoại vào trong các dịch vụ IP một cách dễ dàng, nó có thể mang lại khả năng đưa các dịch vụ mới vào các thị trường viễn thông truyền thống. CHƯƠNG II CƠ SỞ KỸ THUẬT CỦA ENUM 2.1. Số điện thoại E.164 ITU-T E.164 ra đời vào tháng 05 năm 1997, thuộc Seri E, quy định các “Hoạt động, đánh số, định tuyến và các dịch vụ di động – Hoạt động quốc tế - Quy hoạch đánh số cho dịch vụ điện thoại quốc tế. Trong đó E.164 quy định Quy hoạch đánh số Viễn thông công cộng quốc tế. E.164 chủ yếu tập trung quy định cấu trúc và chức năng của ba dạng cơ bản của số sử dụng trong Viễn thông công cộng quốc tế là theo vùng, dịch vụ chung và theo mạng. E.164 quy định cụ thể mọi loại tiền tố cần thiết cho từng mục đích nhằm thống nhất việc đánh số toàn cầu cho mọi loại nhu cầu dịch vụ. Nó cũng cung cấp các quy ước dùng để định tuyến cuôc gọi giữa các số và nhóm số trên toàn hệ thống. Cấu trúc số Viễn thông công cộng quốc tế gồm: Cấu trúc số theo vùng địa lý: gồm có mã quốc gia/mã vùng địa lý (CC), mã đích quốc gia (NDC), số thuê bao. Hình 2.1 Cấu trúc số theo vùng địa lý Cấu trúc số theo dịch vụ toàn cầu: Gồm mã quốc gia (CC) và số thuê bao dịch vụ toàn cầu (GSN). Hình 2.2 Cấu trúc số theo dịch vụ toàn cầu Cấu trúc số theo mạng: Gồm CC, mã nhận dạng mạng IC và số thuê bao. Hình 2.3 cấu trúc số theo mạng Các quy định về việc cấp phát mã quốc gia, mã nhậ dạng mạng, mã dịch vụ toàn cầu, cũng như quy định cụ thể cho từng loại mã về độ dài, cấu trúc tiền tố, mã thoát, cũng như các khuyến nghị cho cấu trúc đánh số quốc gia được mô tả chi tiết trong tài liệu E.164. Ví dụ về việc đánh số trên mạng của Việt Nam: + 84 218 3852000 “+” là tiền tố cho biết số Viễn thông đầy đủ; “84” là mã quốc gia Việt Nam; “218” là mã nhận dạng viễn thông cố định khu vực tỉnh Hòa Bình; “3852000” là số thuê bao trên mạng. 2.2. Kỹ thuật ánh xạ số điện thoại - DNS Ánh xạ số điện thoại E.164 vào hệ thống DNS là nền tảng của ENUM. Với một số điện thoại ứng với một cá nhân nào đó, thông qua các phép truy vấn (giống như tra cứu danh bạ, trang vàng) có thể tìm được rất nhiều các thông tin liên quan như Email, tel, address... Ở đây chỉ khác là hệ thống lưu trữ thông tin là hệ thống DNS được sửa đổi, phép truy vấn là thủ tục DNS đã rất phát triển. Với thế mạnh của dịch vụ Internet, các truy vấn dựa trên DNS được coi là rất dễ triển khai và ứng dụng. Các bước định dạng truy vấn ENUM: Bước 1.       Số E.164 phải được viết dưới dạng đầy đủ theo quy định của ITU, bao gồm cả các mã quốc gia IDDD, theo dạng (VD): +84-218-3852000 Bước 2.       Bỏ đi các ký tự không phải số, trừ dấu "+": +842183852000 Bước 3.       Bỏ nốt dấu "+": 842183852000 Bước 4.       Bỏ dấu chấm "." vào giữa các chữ số: 8.4.2.1.8.3.8.5.2.0.0.0 Bước 5.       Đảo ngược thứ tự: 0.0.0.2.5.8.3.8.1.2.4.8 Bước 6.       Thêm chuỗi "e164.arpa" vào cuối: 0.0.0.2.5.8.3.8.1.2.4.8.e164.arpa Trong hệ thống tên miền, người ta sử dụng một trường dữ liệu đặc biệt là trường NAPTR để chỉ ra các cách khác nhau khi kết nối tới một trạm có định danh nào đó. Việc xử lý các trường NAPTR được thực hiện thông qua một thuật toán gọi là thuật toán NAPTR, đầu vào của thuật toán này là chuỗi thể hiện số E.164 theo định dạng như định nghĩa trong Bước 2 của quá trình chuyển đổi nói trên, tức là chuỗi đầu vào có dạng: "+842183852000", đầu ra của thuật toán là một chuỗi định danh tài nguyên thống nhất URI trong dạng thức tuyệt đối của nó. Cấu trúc của Bản nghi NAPTR Tương tự hệ thống DNS, bản ghi NAPTR (The Naming Authority Pointer DNS Resource Record – RFC-2915) được sử dụng để lưu trữ các thông tin cho dịch vụ ENUM. Cấu trúc của bản ghi NAPTR gồm có: trường thứ tự (order), trường ưu tiên (preference), trường dịch vụ (service), các cờ (flag), trường biểu thức (regexp – regular expression), và trường thay thế (replacement): Tên miền  IN    NAPTR   thứ tự   mức ưu tiên    cờ    dịch vụ    biểu thức thay thế  Ví dụ: $ORIGIN 5.1.1.6.2.2.5.4.4.8.E164.arpa. IN NAPTR 101  10 "u" "E2U+sip"   "!^.*$!sip:datvt@enum.com.vn!" IN NAPTR 102 10 "u" "E2U+mailto" "!^*$!mailto:datvt@enum.com.vn!"  IN NAPTR 103 10 "u" "E2U+tel"    "!^.*$!tel:+8445242881!"     IN NAPTR 100 10 "u" "E2U+ldap"   "!^+84(.*)$!ldap://ldap.enum.com.vn/cn=01!"              Trường thứ tự “order” là một số 16 bit (0 đến 65535) xác định thứ tự (từ thấp đến cao) trong đó các bản ghi cần phải được xử lí khi mà có nhiều bản ghi NAPTR được trả về đối với một truy vấn đơn. Khi đó bản ghi NAPTR có thứ tự thấp hơn sẽ được xử lí trước. Trường ưu tiên “preference” là một số 16 bit (0 đến 65535) xác định thứ tự (từ thấp đến cao) các bản ghi được xử lí khi có nhiều bản ghi NAPTR có cùng giá trị “order”. Trường dịch vụ “service” là một chuỗi ký tự, chỉ ra thủ tục phân giải và dịch vụ phân giải sẽ sẵn sàng khi việc viết lại được thực hiện thông qua các trường "biểu thức" và "thay thế". Trường các cờ “flags” là một chuỗi ký tự, chứa tham số ảnh hưởng tới lần truy vấn tiếp theo, thường được dùng để tối ưu hoá quá trình truy vấn. Cờ "u" được hiểu là luật này là luật áp dụng để kết thúc chu trình, và dữ liệu trả về là một URI. Trường biểu thức “regexp – regular expression” chứa một chuỗi biểu thức thay thế mà khi áp dụng vào chuỗi nguyên thuỷ sẽ tìm ra được tên miền nào sẽ được truy vấn tiếp theo. Trường thay thế “replacement” có thể là một tên miền mới để truy vấn tuỳ theo các giá trị có thể của trường "cờ". Trường này được sử dụng khi trường "biểu thức" là một phép thay thế đơn giản. Bất kỳ giá trị nào của trường này cũng phải là một tên miền đầy đủ (full qualified domain name). Để có thể sử dụng dịch vụ ENUM, người dùng sẽ cần phải đăng kí với nhà cung cấp dịch vụ. Một số E.164 sẽ đại diện cho một số các địa chỉ contact tương ứng, việc ánh xạ này sẽ được ghi vào cơ sở dữ liệu của hệ thống ENUM là các bản ghi NAPTR. 2.3. Dòng dịch chuyển cuộc gọi sử dụng ENUM Mô hình cuộc gọi được thực hiện từ 01 đầu cuối có địa chỉ a@nguon gọi tới đầu cuối có địa chỉ SIP là b@dich, số ENUM là: +8441234567. Các đầu cuối nguồn và đích đều được đăng ký với 01 SIP Proxy hoặc sử dụng chuyển mạch mềm địa phương. Giả thiết việc xác nhận sự có mặt trực tuyến của đầu cuối được thực hiện bằng cách đăng ký vào một hệ thống Presence chung. 2.3.1. Cuộc gọi SIP thông thường. Hình 2.4 Thủ tục báo hiệu cuộc gọi SIP thông thường Các phần mềm đầu cuối dựa vào hệ thống presence service sẽ nhận biết được trạng thái online của đích cần gọi. Cuộc gọi được bắt đầu bằng việc đầu cuối a gọi tới sip proxy của mình là "sipproxy.nguon", gửi bản tin "INVITE b@dich". Đây là bản tin thiết lập cuộc gọi SIP và được proxy xử lý bằng cách đi tìm đích mà nó cần kết nối tới thông qua truy vấn DNS. Theo quy ước, 1 truy vấn tìm bản ghi SRV sẽ được thực hiện đối với tên miền "dich". Nếu bản ghi SRV không có thì 1 truy vấn tìm bản ghi kiểu A (địa chỉ IP) sẽ được sử dụng. Proxy của a kết nối tới proxy đại diện cho "b@dich", tức là "sipproxy.dich". Bản ghi INVITE được gửi tới proxy đích để thiết lập kết nối tới "b@dich" Ở trạng thái làm việc bình thường, proxy đích sẽ gửi bản tin INVITE tới đầu cuối đích do nó quản lý, rung chuông đầu cuối này, đồng thời trả về cho nguồn gọi (qua tuyến sipproxy.nguon - a@nguon) bản ghi trạng thái OK biểu thị việc báo hiệu đã được thiết lập Nếu b nhấc máy một bản ghi ACK sẽ được trả về lần lượt theo các trạm trên dòng dịch chuyển để báo hiệu kênh kết nối được thiết lập. 2.3.2. Cuộc gọi sử dụng ENUM - đầu cuối thực hiện truy vấn ENUM Hình 2.5 Thủ tục báo hiệu cuộc gọi sử dụng ENUM do đầu cuối gọi truy vấn ENUM Với trường hợp đầu cuối có hỗ trợ ENUM sẵn, sự tồn tại của proxy có thể là không cần thiết (trừ trường hợp dùng để bảo vệ, phân tách mạng). Cuộc gọi lúc đó sẽ được thực hiện thẳng từ đầu cuối (sau khi thực hiện các truy vấn ENUM và DNS cần thiết) tới thẳng proxy, hoặc trực tiếp đầu cuối bị gọi thông qua các địa chỉ IP được trả về trong bản ghi ENUM. Như vậy đối với giao diện người dùng, địa chỉ người bị gọi đơn giản là số E.164 (ở đây là +844123456) và khả năng sử dụng các đầu cuối kiểu cũ với các phím số là hoàn toàn khả thi. Lưu ý là việc truy vấn ENUM và DNS không đòi hỏi thêm nhiều sự phức tạp ở phía đầu cuối vì ở đây đầu cuối được coi là đã kết nối với mạng IP (Internet) và thực hiện truy vấn chỉ là việc thực hiện các truy vấn tên miền đơn giản. 2.3.3. Cuộc gọi sử dụng chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM Hình 2.6 Thủ tục báo hiệu cuộc gọi qua chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM Với chuyển mạch mềm, khả năng hỗ trợ đầu cuối đơn giản hơn nhiều. Các giao diện thuê bao có thể cho phép sử dụng các đầu cuối điện thoại truyền thống, quay số theo phương pháp thông thường. Ở đây truy vấn ENUM và việc thiết lập cuộc gọi dựa trên các thông tin dịch vụ từ ENUM đều do chuyển mạch mềm thực hiện như trên hình vẽ. Sử dụng chuyển mạch mềm cho phép tích hợp ENUM vào hệ thống chuyển mạch sẵn có một cách đơn giản và hiệu quả, trong suốt đối với người sử dụng. 2.4. Một số mô hình kết nối 2.4.1. Cuộc gọi bên trong mạng IP Việc thực hiện cuộc gọi để kết nối rất đơn giản như sau: Hình 2.7 Cuộc gọi bên trong mạng IP (1) Đầu cuối A nhập số điện thoại E164 của đầu cuối B ví dụ 84-4-8226115 vào trường gọi, phần mềm ứng dụng sẽ biến số điện thoại này thành dạng tên miền 5.1.1.6.2.2.8.4.4.8.e164.arpa.và hỏi DNS. (2) DNS trả lời tất cả các dịch vụ đã đăng ký liên quan tới tên miền 5.1.1.6.2.2.8.4.4.8.e164.arpa này. (3) Người gọi chọn dịch vụ để liên lạc ví dụ như mailto:thtc@vnnic.net.vn 2.4.2. Cuộc gọi từ mạng viễn thông sang mạng IP Hình 2.8 Cuộc gọi mạng viễn thông sang mạng IP Thuật ngữ SIP - Session Initiation Protocol, giao thức khởi tạo phiên làm việc là một giao thức cơ bản để thực hiện các dịch vụ liên quan tới số thoại E164. (1) Đầu cuối B gọi số thoại E164 ví dụ của đầu cuối A là 8448226115 . (2) Tổng đài chuyển mạch thoại chuyển tiếp số gọi này tới gateway tương ứng. (3) a/ Gateway biến đổi số thoại thành tên miền 5.1.1.6.2.2.8.4.4.8.e164.arpa.và hỏi DNS. b/ DNS trả lời các dịch vụ đã đăng ký của số thoại (tên miền) này. Ví dụ như mailto: thtc@vnnic. net.vn (4) a/ GW hỏi DNS xem vnnic.net.vn được host ở máy chủ nào, địa chỉ IP là bao nhiêu. b/ DNS trả lời địa chỉ IP của vnnic.net.vn. (5) Cuộc gọi được chuyển đến SIP server và tiếp tục tới địa chỉ của máy chủ thư vnnic.net.vn (6) Quan hệ của SIP server và SIP client sử dụng thủ tục client/server. 2.4.3. Cuộc gọi thoại từ mạng IP sang mạng viễn thông Hình 2.9 Cuộc gọi từ mạng IP sang mạng viễn thông (1) a/. Đầu cuối A quay số gọi đầu cuối B 84-4-8226115 ở mạng thoại viễn thông, chương trình máy trạm (SIP client) biến đổi số thoại thành tên miền và hỏi DNS. b/. DNS trả lời dịch vụ thoại đã được đăng ký với số +8448226115. (2) SIP client phát tín hiệu “invite” tới SIP server báo hiệu đã sẵn sàng. (3) a/. SIP server hỏi địa chỉ của Gateway tương ứng tại máy chủ Location Server-LS. b/. LS trả lời địa chỉ IP của Gateway đó. (4) SIP server chuyển cuộc gọi tới GW. (5) GW biến đổi từ giao thức IP sang giao thức làm việc của mạng viễn thông và tổng đài chuyển mạch thoại thực hiện nốt công việc còn lại. 2.4.4. Cuộc gọi thoại trong mạng viễn thông Hình 2.10 Cuộc gọi bên trong mạng viễn thông Giả sử máy thoại 1 quay số thoại 8448226115 của máy 2, Gateway 1 biến đổi số thoại đó ra tên miền có đuôi .e164.arpa và hỏi DNS. Hệ thống DNS trả lời dịch vụ đã đăng ký của số thoại 2 (trong trường hợp này chỉ là IN NAPTR 10 10 “u” “tel+E2U” “!^.*$!tel:+84-4-8226115!” ). Gateway 1 hỏi tiếp DNS gateway tương ứng với số thoại này có điạ chỉ IP là bao nhiêu. DNS trả lời điạ chỉ IP của Gateway 2. Gateway1 chuyển cuộc gọi tới gateway 2 để nó thực hiện nốt phần còn lại của cuộc gọi. CHƯƠNG III TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI ENUM TẠI VIỆT NAM Ngày 19 tháng 06 năm 2006, bộ Bưu chính Viễn thông Việt Nam (nay là bộ Thông tin và Truyền thông) đã chính thức nhận ủy quyền đầu số +84 cho số ENUM Việt Nam. Từ thời điểm này, Việt Nam hoàn toàn chủ động trong việc cấp phát các số ENUM để có thể hòa nhập chung với hệ thống dịch vụ trên thế giới. Bản thân dịch vụ ENUM chỉ đơn giản là ánh xạ từ số ENUM sang các địa chỉ URI tương ứng của khách hàng. Chính vì vậy, về mặt lý thuyết, có thể sử dụng một số bất kỳ trong dải số được cấp của quốc gia làm số ENUM. Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc cung cấp dịch vụ, đặc biệt là trong báo hiệu và định tuyến các cuộc gọi kết nối trong mạng viễn thông, Bộ TTTT cần phải quy hoạch thống nhất đầu số ENUM phân cấp cho các đơn vị triển khai dịch vụ này. Theo những tìm hiểu và hiểu biết của Nhóm, từ năm 2012 VNPT đang triển khai IMS (VoIP) trên hạ tầng mạng IP, sử dụng công nghệ ENUM để truy vấn. Các thuê bao được cung cấp trên thiết bị MiniDSLAM/MxU và được gán số trực tiếp trên PORT của thiết bị MiniDSLAM/MxU. Mô hình cung cấp dịch vụ: KẾT LUẬN ENUM có nền tảng kỹ thuật tương đối đơn giản nhưng lại giải quyết được nhiều vấn đề trong quá trình hội tụ dịch vụ Viễn thông và Internet. Do thời gian nghiên cứu, tìm hiểu hạn chế nên trong phạm vi khuôn khổ của tiểu luận Nhóm mới chỉ tìm hiểu tổng quan nhất về ENUM với những nội dung như sau : Tổng quan hệ thống điện thoại và điện thoại IP, hệ thống DNS. Kiến trúc phân cấp của hệ thống ENUM và mô hình ứng dụng ENUM. Cơ sở kỹ thuật ENUM, trong đó kỹ thuật ánh xạ số điện thoại vào DNS, dòng dịch chuyển cuộc gọi sử dụng ENUM và mô hình kết nối ENUM. Tổng quan triển khai ENUM trên mạng VNPT. Như vậy Nhóm mới trình bầy được các khái niệm, kỹ thuật cơ bản và ứng dụng ENUM vào thực tế trên mạng VNPT rất mong nhận được sự góp ý của thầy giáo và các bạn.