第15卷第1期
中華民國110年3月出刊

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通訊暢行 識別無礙通信網路中之用戶識別方式介紹

文|顏聖原
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人與人之間的通信方式,除了書信之外,還有通過公眾電信網路與網際網路。通信時當然需要先確定通信的對象(who)及在哪裡(where),即公眾電信網路(包含固定通信網路Public Switch Telecommunication Network, PSTN及行動通信網路Public Land Mobile Network, PLMN)中的電信號碼或網際網路(Internet)的網域名稱(Domain Name, DN)或網際網路位址(Internet Protocol, IP)。

各種通信網路
圖1各種通信網路

在公眾電信網路中用來識別用戶或終端設備的方式,依網路的發展歷史,可以分為兩大類,一是以電信產業為主的PSTN、PLMN,因為它發展的歷史較久,發展初期受限於終端設備(電話機)的輸入方式較簡單,僅能採用以純數字組成的電信號碼;另一則是以資訊產業為主的網際網路,因其終端是電腦,其位址已可使用文字、數字、符號組合而成的網域名稱或網際網路位址。以下介紹目前公眾電信網路及網際網路中的各種與用戶有關的識別方式。

一、公眾電信網路中使用的用戶號碼

(一)E.164

國際電信聯合會(International Telecommunications Union, ITU)建議的標準稱為E.164(如圖2所示),它的號碼編碼格式可分為3個部分:CC(Country Code,國碼)、NDC(National Destination Code,國家目的地代碼)以及 SN(Subscriber Number,用戶號碼)。

E.164編碼格式
圖2E.164編碼格式

CC的碼長為1至3碼,原則上由ITU指配給國家(我國為886),不過也有指配給特定組織或系統的情形,例如指配870給國際海事衛星組織Inmarsat(目前為英國的衛星通信公司,提供全球性的行動通信服務)。通常一個國家只有一個CC,美國、加拿大等多個國家或地區則共用一個CC(國碼1)。

ITU並未規定NDC的碼長,一般由各國的電信主管機關就不同業務(如地理區域業務或非地理區域業務)擬訂編碼方式及碼長。SN則由獲核配之業者自行決定編碼方式,但碼長仍須遵循電信主管機關的規範(ITU規定E.164的碼長包含國碼不得超過15碼)。因此各國電信主管機關可掌握之E.164號碼資源為NDC的編碼方式及SN的碼長。

在PSTN、PLMN中,用戶的市話號碼和手機門號都是符合E.164的號碼,其中手機門號也被業者稱為MSISDN(Mobile Station ISDN Number)號碼。

(二)E.212

在PLMN網路中使用的另一個用戶識別號碼是基於ITU建議標準E.212的IMSI(International Mobile Subscriber Identity),IMSI是一串最多可達15位的十進制數字,其格式如圖3所示。

E.212編碼格式
圖3E.212編碼格式

E.212的號碼的編碼格式也可分為3個部分:MCC (Mobile Country Code)、MNC (Mobile Network Code)以及 MSIN (Mobile Subscription Identification Number)。MCC的碼長為3碼,係由ITU指配給國家,通常一個國家只有一個MCC(例如臺灣的MCC為 466 ),但也有例外的情形,如美國、英國、日本等國每一國有多個MCC,或類似E.164的共享CC,用於國際上共享的MCC 901。

MNC的碼長規定為2至3碼,一般由各國的電信主管機關核配給行動網路業者,MSIN則由獲核配之業者自行決定編碼方式及碼長(但其碼長加上MCC及MNC的碼長不得超過15碼)。因此各國電信主管機關可掌握之E.212號碼資源為MNC,不過ITU的會員國在其本身原來MCC底下的MNC將用罄時,可以向ITU申請再指派新的MCC。

IMSI主要用於行動用戶註冊,提供用戶全球性的唯一識別。當行動用戶終端在 VPLMN (Visted PLMN) 漫遊時,可以讓 VPLMN 識別出 HPLMN (Home PLMN)。在PLMN用戶所使用的號碼有 E.164 (MSISDN)及E.212(IMSI)兩種,其中用戶的MSISDN號碼(即行動門號)是公開的識別(即是一種public identifier),用戶以其作為與他人通信聯絡的方式,而IMSI則是燒錄在用戶的SIM卡中,用戶不會知道亦不需知道,它是私密的識別(即private identifier),基於安全考量在通訊的過程中除了必要的認證程序外,一般均不在網路上傳送。另根據ITU建議標準E.213,MSISDN與IMSI不一定要綁在一起,也就是用戶可在不換MSISDN號碼的情況下更換IMSI (號碼可攜服務即屬於這種狀況),反之亦然。

二、網際網路中使用的用戶識別與定址方式

(一)網域名稱

對於網際網路及其他基於IP的分封交換網路,遵循網際網路標準組織網際網路工程任務組 (Internet Engineering Task Force, IETF) RFC 1035的網域名稱 (Domain Name, DN)形式早就為大家所熟知並使用。Internet從早期開始已經訂有網域名稱(DN)和位址(IP address)的識別方式。

基於DN的統一資源識別碼 (Uniform Resource Identifier, URI)可用於識別用戶/主機(例如 user@domain.com),IP地址則用於路由到主機連接的接口(對於IP地址格式IPv4和IPv6)。參與通訊的主機可在域名系統 (Domain Name System, DNS)的協助下將網域名稱(DN)解析為位址(IP位址)

國際的非營利性組織ICANN(Internet Corporationfor Assigned Names and Numbers)則是負責gTLD (generic Top Level Domain)和ccTLD (country codeTop Level Domain)域名系統管理。

每個TLD的運營責任(包括在TLD內維護域名註冊表)均由ICANN委託給特定組織,這些組織被稱為「註冊管理執行機構」(registry operators)

個人、公司行號或各種機關構可以向被稱為「註冊商」(registrars)的公司註冊DN。註冊商收集構成用戶註冊的各種聯絡和技術資訊,然後保存聯絡資訊的記錄,並向註冊管理執行機構提交技術資訊,註冊管理執行機構會建置DNS(Domain Name System)為網際網路上的其他電腦提供將DN解析為正確IP位址所需的資訊。

(二)IP位址

目前使用中的IP位址有兩種類型:IPv4和IPv6。IPv4是在1983年1月1日開始部署,迄今仍然是最常用的版本。 IPv4位址是32位元(bit),通常以「點分10進制」表示法(dot-decimal notation)表示,亦即將32位元以句點(.)隔開分為4組,每組為8位元(即等於1個byte)以10進制數字表示(範圍從0至255),例如172.16.254.1。

IPv4位址格式
圖4IPv4位址格式
資料來源:維基百科

IPv6協議的部署則始於1999年。IPv6位址是128位元,通常使用16進制字符串(hexadecimal string)表示,將128位元以冒號()隔開分為8組,每組4個16進制數字,例如,2001:0DB8:AC10:FE01:0000:0000:0000:0000。

IPv6位址格式
圖5IPv6位址格式
資料來源:維基百科
亞太地區的IP發放架構
圖6亞太地區的IP發放架構

IPv4和IPv6地址都是以委派方式分配的。目前 ICANN 透過 IANA (Internet Assigned Numbers Authority)將未分配位址池中的IP位址分配給區域網際網路註冊機構(Regional Internet Registry, RIR)。當RIR在其區域內需要更多的IP位址進行分配時,IANA會對RIR進行額外分配。目前全球共有5個RIR如下:

  1. 非洲地區-AfriNIC (African Network Information Centre)
  2. 亞太地區-APNIC (Asia Pacific Network Information Centre)
  3. 北美地區-ARIN (American Registry for Internet Numbers)
  4. 拉丁美洲及某些加勒比海島嶼地區-LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry)
  5. 歐洲中及中亞地區-RIPE NCC (Réseaux IP Européens Network Coordination Centre)

在亞太地區的發放架構中,APNIC會將IP分配給本地網際網路註冊機構(Local Internet Registry, LIR)或國家級網際網路註冊機構 (National Internet Registry, NIR),ISP (Internet Service Provider)則可依據自身需求向LIR或NIR申請配發IP位址。最後,一般用戶(End User, EU)由他的網際網路接取服務提供者(Internet Access Service Provider, IASP,提供上網服務的ISP)分配IP位址作為用戶上網。

本文先就通信號碼及識別方式做初步的簡介,後面再分別以「電信號碼管理簡介」、「IPv6發展現況探討」及「網域名稱的歷史脈絡」等3篇文章進一步介紹。

(本文作者為射頻與資源管理處技正)

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