Työn nimi: Numerointi ja reititys operaattoritasoisessa hybridiverkossa (NGN) Työn tekijä: Tuomo Rostela Valvoja:Professori Raimo Kantola Ohjaaja:DI Pekka Nieminen Työn tavoitteena oli selvittää NGN-verkkojen tulevaa kehitystä tukevien numerointi- ja puhelunreititysratkaisuiden suunnat valtakunnallisessa monioperaattoriverkossa 2-5 vuoden tähtäimellä. Tutkimustyö perustuu kirjallisuuteen ja luotujen mallien käytännön mittauksiin. Tutkimustyö tehtiin Elisan tutkimuskeskuksessa.
Esityksen sisältö NGN-verkon esittely mitä kautta liikenne verkossa voidaan ohjata? millä tavoin NGN-verkon -liittymät voidaan numeroida? erilaiset toteutusmallit ENUM:in toiminta Millaiset ENUM-mallit sopivat Suomeen? erilaisten ENUM-mallien mittauksia ENUM:in ja IN:n käyttö NGN:ssä yhteenveto
Hybridiverkko eli Next Generation Network (NGN) PLMN SGW + MGC S-palvelin + LS S-palvelin + LS MGW SGW + MGC Internet merkinanto media
Ongelma Mitä kautta liikenne ohjataan liittymien välillä? Millä menetelmällä -liittymälle annetaan puhelinnumero? Vastaukset riippuvat monista tekijöistä. PO TS -puhelin 02-345678 02 y /min 02 S-puhelin 02-345678 0 9 x /min S-puhelin 09-876543 09 S-puhelin 09-876543 NGN NGN
Numerointi ja reititys Milloin 02 -operaattorin kannattaa ohjata liikenne suoraan verkkoon? Miten 02 -operaattori tietää missä verkossa B-tilaaja sijaitsee? POTS-puhelin 02-345678 02 09 NGN S-puhelin 09-10876543
Joitakin yksityiskohtia tutkimuksesta Jos tietää oikeat vastaukset vaikkapa näihin, niin on jo pitkällä: onko ensisijaisverkkosopimukset tai vastaavat verkonvalintakysymykset valideja NGN -verkossa? (osittain kyllä) onko -verkoille oltava omat suuntanumeronsa tai telealuetunnuksensa (vrt. 050, 09, jne)? (ei liene järkevää) onko puhelinnumerot jatkossakin vain teleoperaattoreiden hallinnassa? (ei) kuka ylläpitää numeroita tai miten niitä hallinnoidaan? (avoinna) mitä numeron siirrettävyys tarkoittaa -verkossa? (palveluoperaattorin vaihtoa) pitääkö numeron siirrettävyys sallia myös -verkkoon? (kyllä) miten liikenne reititetään optimaalisesti?
Perinteinen malli -verkko nähdään erillisverkkona tai keskusalueena ei tue numeronsiirrettävyyttä numerointi mediayhdyskäytäväohjaimen ja S-palvelimen asia kukin operaattori voi joutua ohjaamaan -liittymien puhelut :n kautta ei mitään uutta, sama malli ollut käytössä yli 80 vuotta S proxy POTS 09-416 GW -puhelin, 09-4163402
- ja -verkon liittäminen toisiinsa IN-mallilla -verkko nähdään erillisverkkona tai keskusalueena numeronsiirrettävyys IN:n avulla -verkosta lähtevä liikenne täytyy ohjata saman yhdyskäytävän kautta ulos, koska A-id täytyy korjata IN DN:77293402 --> RN:096D3402 S proxy POTS väylä 096D GW -puhelin, 77293402
- ja -verkon liittäminen toisiinsa ENUM:in avulla -verkko sulautuu osaksi muuta verkkoa, koska numerointi ei ole yhtä sidoksissa -verkkoon. Puhelun reititys ja numerointi voidaan irrottaa toisistaan. liikenne voidaan ohjata -verkkoon useiden eri operaattorien yhdyskäytävien kautta eri operaattorien -liittymien välisen liikenteen ei välttämättä tarvitse kulkea :n kautta numerointisuunnitelmien ylläpito yksinkertaistuu (globaali ENUM) HUOM! -liittymän puhelinnumero pitää pystyä palauttamaan takaisin -verkkoon ENUM S proxy POTS GW -puhelin, 09-4163402
ENUM:in toimintaperiaate ENUM 2) Query 6.0.6.6.0.3.9.8.5.3.e164.arpa 3) Response sip:tuomo.rostela@sip.elisa.com 1) Caller dials +358-9-306606 Elisa GW 4) sip:tuomo.rostela@sip.elisa.com Network S-proxy sip.elisa.com 5) INVITE S-phone 192.102.33.141 +3589306606
ENUM:in loogiset tasot ja tärkeimmät tietueet e164.arpa Ripe NCC Tier 0 $ORIGIN e164.arpa. 1 IN NS att_enum.com 6.4. IN NS sweden_enum.se 8.5.3 IN NS ficora_enum.fi ficora_enum.fi Tier 1 $ORIGIN 8.5.3.e164.arpa. 3.9 IN NS enum_elisa.fi 2 IN NS enum_turku.fi enum_elisa.fi Tier 2 Tier 2 Tier 2 $ORIGIN 6.0.6.6.0.3.9.8.5.3.e164.arpa. IN NAPTR 10 10 u sip+e2u: ^.*$!sip:tuomo.rostela@sip.elisa.com!
ENUM-hierarkian sijoittuminen DNSpuuhun. the root.arpa.com....net Tier 0 e164.arpa in-addr second-level node second-level node second-level node 8.5.3.e164.arpa... 4.2.8.3.0.0.5.0.5.8.5.3.e164.arpa
ENUM (E.164 telephone NUmber Mapping) ENUM perustuu tuttuun DNS-järjestelmään. RFC 2915:ssa esitetään NAPTR-tietueet, RFC 2916:ssa ENUM:in toimintaperiaate. Miten ja kuka vie tiedot ENUM:iin ($ORIGIN, NAPTR)? Onko ENUM turvallinen ratkaisu ylläpitää puhelinnumeroita? Miten salaiset puhelinnumerot pitäisi käsitellä? Voiko joku väärentää tietosi ENUM:ssa? Voiko puhelut ohjata väärään paikkaan, voiko toisen laskuun soitella? Miten päivitykset ENUM:iin tehdään turvallisesti (DNSSEC)? Miten Tier-1 ja Tier-2 tason hallinnointi järjestetään? Mitä tietoja ja miten järjestettynä Tier-1 tasolla Suomessa ylläpidetään?
Millainen ENUM-hierarkia sopii Suomeen? Numerot voidaan järjestää erilaisiksi ENUM-hierarkioiksi, kuten esim: teleliikennealueittain operaattoreittain tilaajanumeroittain myös hierarkiatasojen määrä voi vaihdella Ficora.8.5.3.e164.arpa. Tärkeitä asioita ovat: mallin sopivuus numeronsiirrettävyyteen taloudellisuus tekninen toimivuus helpot hallintomallit golden-tree ja opt-in alkuvaiheen toiminta (kaikki operaattorit eivät välttämättä ota ENUM:ia käyttöön alkuvaiheessa) Sonera.d.8.5.3.e164.arpa. Jippii Utfors Elisa.a.8.5.3.e164.arpa. Faktoja Suomen puhelinnumeroista: Suomessa on 13 teleliikennealuetta ja niiden lisäksi erillisverkkoja verkossa on lähes 6200 numerosuuntaa ja n. 2,8 miljoonaa lankaliittymää Kaiken kaikkiaan Suomessa on runsaat 6,7 miljoonaa puhelinliittymää ja 10 miljoonaa numeroa
Esimerkki mittauksista Clientit kyselevät pelkästään Turun numeroita Elisan ENUM palvelimelta. Kyselyt kohdistuvat peräkkäisiin numeroihin. Kaikkien EMUM palvelimien TTL =1. TTL:n vanhentuminen aiheuttaa kyselyitä myös Tier 1 tasolle. Käytännössä pienelläkin TTL arvolla on suuri vaikutus nopeuteen. ENUM DNS Ficora Tier 1 8.5.3.e164.arpa 100%, sequential query Tier 2.2.8.5.3.e164.arpa ENUM DNS Turku ENUM DNS Elisa Tier 2.9.8.5.3.e164.arpa Kyselevät clientit
Erityinen siirrettyjen numeroiden palvelin Siirtyneet numerot pidetään yhteisellä siirrettyjen numeroiden palvelimella Operaattori joka ei liity järjestelmään, ei voi estää asiakasta säilyttämästä numeroansa eikä siirtymästä toiselle operaattorille ENU M DNS Ficora Tier 1 8.5.3.e164.arpa x % 25% ENUM DNS Ported 50% Tier 2.2.8.5.3.e 16 4.a rpa ENUM DNS Turku EN UM DNS Elisa Tier 2.9.8.5.3.e16 4.arpa 10 0 0 00 kyselyä, 40 kyselyä sekunnissa 100 000 kyselyä
Sovellettu USA-malli Clientit kyselevät sekä Elisan että Turun numeroita. Elisassa puolet kyselyistä jää omalle ENUM palvelimelle. Turusta tulee lähes vastaava määrä kyselyitä Elisan ENUM:iin. Kaikkien ENUM palvelimien TTL =1. Käytännössä edelleen suurin osa vastauksista tulee DNS:ien välimuisteista. ENUM DNS Ficora Tier 1 8.5.3.e164.arpa 25% Tier 2.2.8.5.3.e164.arpa ENUM DNS Turku 50% ENUM DNS Elisa Tier 2.9.8.5.3.e164.arpa Kyselevät clientit Kyselevät clientit
ENUM kyselypisteet eri verkoista -verkon kyky tehdä ENUM-kyselyitä paranee käyttämällä IN:iä (POTS, ISDN) PLMN- ja -verkko voi tehdä ENUM-kyselyn jo A-päässä (numeron valintatapa) PLMN IN ENUM GW S-proxy
ENUM:in ja IN:n yhdistäminen ENUM-kyselyllä saadaan ennen puhelun reititystä tietää, missä B-tilaaja haluaa vastata puheluun. Tämä tuo A-tilaajan operaattorille kuten myös muille operaattoreille mahdollisuuden ohjata liikenne oman yhdyskäytävän kautta verkkoon ja edelleen B-tilaajalle. Mahdollinen -kaukoverkko korvautuu -verkon osuudella. Koska verkon keskuksille ei kannata tehdä ENUM-sovitusta, käytetään INAP:ia ja implementoidaan IN:lle kyky tehdä ENUM-kyselyjä. GW A S proxy PO TS IN ENUM GW B -puhelin, 4163402
Tutkimuksessa saatiin selville millaiset ENUM -mallit sopivat parhaiten Suomeen (avoin numerointi ja numeronsiirrettävyys -> sovellettu USA-malli ) saatiin selville millainen malli kannattaa taloudellisessa mielessä toteuttaa (ENUM+IN) kansallisesta hallinnoinnista syntyi näkemyksiä tulee tukea opt-in menettelyä ja golden tree -mallia ehdotettu malli tarjoaa hyvät mahdollisuudet taloudellisesti optimaaliseen reitittämiseen teknisesti optimaalisen reitittämisen kysymys ratkesi osittain ehdotettu malli avaa kilpailun uusilla alueilla (uhka ja mahdollisuus)