DNS je hierarchický distribuovaný systém pojmenování používaný v sítích 3GPP pro překlad doménových jmen na IP adresy za účelem vyhledávání služeb, lokalizace síťových prvků a směrování provozu.

Popis

Služba DNS (Directory Name Service) je v 3GPP kritickou součástí infrastruktury založenou na standardech Internet Engineering Task Force (IETF), konkrétně RFC 1034 a RFC 1035. Funguje jako distribuovaná databáze, která překládá plně kvalifikovaná doménová jména (FQDN) na odpovídající IP adresy a další záznamy o zdrojích, jako jsou záznamy NAPTR (Naming Authority Pointer) a SRV (Service). V rámci architektury 3GPP je DNS hojně využívána funkcemi jádra sítě pro dynamické vyhledávání a výběr partnerských síťových prvků. Například při navazování připojení k paketové datové síti (PDN) může být brána PGW (Packet Data Network Gateway) nebo funkce SMF (Session Management Function) vybrána na základě DNS dotazů, které zohledňují název přístupového bodu (APN), polohu účastníka a síťové politiky. Systém využívá hierarchickou strukturu s kořenovými servery, doménami nejvyšší úrovně a autoritativními jmennými servery specifickými pro síť operátora (např. epc.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org). DNS dotazy jsou iniciovány různými síťovými funkcemi, včetně MME (Mobility Management Entity), SGSN (Serving GPRS Support Node), HSS (Home Subscriber Server) a PCRF (Policy and Charging Rules Function), za účelem lokalizace služeb, jako jsou PGW/SMF, HSS/UDM nebo aplikační servery. Proces překladu zahrnuje rekurzivní a iterativní dotazy s mechanismy ukládání do mezipaměti na resolverech pro zvýšení efektivity a snížení latence. DNS je také klíčová pro propojení mezi operátory, umožňuje překlad FQDN pro roamingové scénáře a propojení mezi různými veřejnými pozemními mobilními sítěmi (PLMN). V systémech 5G zůstává DNS nezbytná pro architekturu založenou na službách (SBA), kde instance síťových funkcí (NF) registrují své profily a koncové body v NRF (Network Repository Function) a spotřebitelské NF používají objevování služeb založené na DNS k nalezení vhodných produkčních NF na základě názvů služeb, typů NF a dalších výběrových kritérií.

K čemu slouží

DNS byla zavedena, aby vyřešila problém statického, pevně zakódovaného adresování síťových prvků, které bylo v rozsáhlých dynamických mobilních sítích nepružné a obtížně spravovatelné. Před jejím zavedením vyžadovaly síťové konfigurace ruční aktualizace IP adres v síťových prvcích, což vedlo k provozní složitosti, problémům se škálovatelností a zvýšenému riziku chyb při rozšiřování sítě nebo výpadcích. Hlavním motivem bylo umožnit automatizované dynamické vyhledávání a výběr síťových funkcí, což je zásadní pro vyrovnávání zátěže, redundanci a efektivní využití zdrojů. DNS poskytuje standardizovaný škálovatelný mechanismus pro objevování služeb a uzlů napříč jádrem sítě, podporuje funkce jako překlad APN, výběr PGW/SMF a roaming mezi operátory. Abstrahuje podkladovou síťovou topologii a umožňuje operátorům nasazovat a přesouvat síťové funkce bez nutnosti rekonfigurace každého závislého prvku. Tato flexibilita je klíčová pro vývoj směrem k cloud-nativním virtualizovaným sítím a architektuře 5G založené na službách, kde mohou být síťové funkce pružně vytvářeny a škálovány. DNS také usnadňuje implementaci pokročilých politik směrování provozu, síťového řezání a interoperability více dodavatelů tím, že poskytuje společný rámec pro překlad.

Klíčové vlastnosti

• Překlad plně kvalifikovaných doménových jmen (FQDN) na IP adresy pro síťové prvky a služby
• Podpora více typů DNS záznamů včetně A, AAAA, NAPTR a SRV pro pokročilé objevování služeb
• Dynamický výběr bran (např. PGW, SMF) na základě názvu přístupového bodu (APN), polohy účastníka a síťových politik
• Zásadní pro roaming mezi PLMN a propojení operátorů překladem FQDN přes hranice sítí
• Integrace s architekturou 5G založenou na službách (SBA) pro objevování a výběr síťových funkcí (NF)
• Mechanismy ukládání do mezipaměti na DNS resolvers pro snížení latence dotazů a zatížení sítě

Související pojmy

• APN – Access Point Name
• SMF – Service Management Function
• NRF – Network Resource Fulfilment
• FQDN – Fully Qualified Domain Name

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TR 22.975 (Rel-4) — UMTS Numbering and Addressing Requirements
• TS 23.060 (Rel-19) — GPRS Service Description Stage 2
• TS 23.140 (Rel-6) — MMS Non-Realtime Service Definition
• TS 23.228 (Rel-19) — IMS Stage-2 Service Description
• TS 23.234 (Rel-13) — 3GPP-WLAN Interworking Index
• TS 23.236 (Rel-19) — Intra Domain Connection of RAN Nodes to Multiple CN Nodes
• TS 23.271 (Rel-19) — LCS Stage 2 Specification
• TS 23.327 (Rel-13) — 3GPP-WLAN Mobility Stage 2 Description
• TS 23.722 (Rel-15) — Common API Framework (CAPIF) for 3GPP Northbound APIs
• TR 23.758 (Rel-17) — Study on Edge Application Architecture
• TR 23.976 (Rel-19) — Push Service Requirements Analysis
• TR 23.981 (Rel-19) — IPv4 IMS Interworking and Migration Study
• TS 24.228 (Rel-5) — IP Multimedia Call Control Signaling Flows
• TS 24.229 (Rel-19) — IMS call control protocol based on SIP and SDP
• … a dalších 41 specifikací

📖 Anglický originál a plná specifikace: DNS na 3GPP Explorer