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下一代DNS·域见 | 运营商核心网DNS应用场景

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发表时间:2023-12-05 09:54
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来源:本文为ZDNS内部征稿,未经允许谢绝转载

作者:ZDNS 产品研发中心

关键词:运营商 核心网 DNS


前言



在这个高科技时代,我们的生活离不开日常的通讯和互联网。我们习以为常地打电话、上网、漫游,却很少思考背后所隐藏的技术。然而,有一项看似平凡却至关重要的技术在这些日常活动中扮演着重要角色,那就是DNS(Domain Name System)。


DNS在核心网主要有两类使用方式,Gi和Gn,Gn是核心网内各网元之间互联互通的域名解析,Gi是UE终端访问互联网的域名递归解析。本文将为您重点解析DNS在核心网中的典型应用场景。



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核心网DNS和网元交互图


用户注册


  • 手机UE第一次开机、插卡后会进行一个注册(携带TAC信息),它会先找到MME

  • 接下来经MME找到HSS,对手机进行鉴权。

  • 鉴权成功后,手机就注册到核心网上了,MME进入服务就绪状态。

  • MME根据TAC信息构造DNS域名,进行DNS解析查询找到SGW地址,并告知SGW位置信息

  1. 构造DNS域名tac-lbXX.tac-hbYY.tac.epc.mncXX.mccYY.3gppnetwork.org 查询SGW地址

  2. 查询主要涉及NAPTR、SRV、A类型,根据权重和优先级获取最终地址

  3. 构造域名的特征,详见《下一代DNS·域见 | 核心网域名特征分析》

  4. 数据的请求方向为:手机UE到基站eNodeB,再到SGW,再到PGW,最后到外网



小区切换


  • 当用户从A小区移动到B小区,A小区信号越来越弱,B小区信号越来越强。

  • 当B区信号大于一定的值(可能同时接收到C小区的信号),选择一个信号最强的驻留。

  • 这时就发生TAC切换,MME构造的域名tac-lbXX.tac-hbYY部分也会随之发生变化

  • 根据MME构造的新域名查询的DNS解析结果是否变化,确定SGW是否变化

  • 根据当前驻留信号最强的基站所关联的MME是否发生变化,确定MME是否变化

  • 发生TAC切换时,UE会携带切换前保存的TAC信息找到新MME,如果新MME发现MME发生了切换,则需要找到老MME并同步注册信息到新的MME上。

  • 新MME查找老MME这个查找过程也需要用到DNS服务

  1. MME根据老的TAC构造域名,查询老MME域名对应的NAPTR记录

  2. 根据查询返回记录中老MME的域名,进一步查询获取老MME的IP地址




语音上网


  • 用户注册时,请求带了特定APN,MME通过用户携带的APN构造FQDN

  • MME通过构造的域名XX.apn.epc.mncXX.mccYY.3gppnetwork.org 查询得到PGW地址

  • 通过PGW完成语音或网络访问



国际漫游场景


  • 用户发起上网的业务需求;

  • 本地的SGSN分析用户的Home APN,向本地DNS查询国外的GGSN IP地址;

  • 由于本地DNS不存在相应域名,本地DNS向根DNS查询,最后将国外的GGSN IP地址给本地的SGSN;

  • 本地的SGSN与国外的GGSN建立承载



结语


在核心网中,DNS扮演着极其重要的角色,就像是网络的灵魂或指南针,为整个核心网的正常运行提供支持。如果DNS遭遇故障,这将引发一系列问题,包括无法打电话、无法查询信息和无法访问网站。因此,我们需要高度重视DNS的稳定性和有效运行,以确保我们的日常业务不受任何干扰。



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