第1章 引言 1
1.1 互联网和互联网协议引言 1
1.2 互联网原则 2
1.3 互联网协议 3
1.3.1 由网络组成的网络 5
1.3.2 路由和转发 6
1.4 互联网协议地址 7
1.4.1 IPv4地址 8
1.4.2 IPv6地址 10
1.5 传输协议 11
1.5.1 用户数据报协议 11
1.5.2 传输控制协议 11
1.5.3 端口号和服务 12
1.6 域名服务 12
1.6.1 DNS结构 12
1.6.2 DNS操作 13
1.6.3 顶级域 14
1.6.4 国际化的域名 15
1.7 IPv4地址耗尽 15
1.7.1 IP地址分配 15
1.7.2 IPv4地址耗尽的历史 17
1.8 迄今为止IPv6的历史 18
1.8.1 IPv6技术成熟度 18
1.8.2 IPv6网络部署 19
1.9 正在进行的蜂窝部署 20
1.10 本章小结 20
1.11 建议的阅读材料 21
参考文献 21
第2章 3GPP技术基础 24
2.1 标准化和规范 24
2.1.1 3GPP标准化过程 24
2.1.2 IETF标准化过程 28
2.1.3 3GPP生态系统中的其他重要组织 29
2.2 3GPP网络架构和协议简介 29
2.2.1 GSM系统 30
2.2.2 通用分组无线服务 31
2.2.3 演进的分组系统 36
2.2.4 控制平面和用户平面及传输层和用户层隔离 38
2.3 3GPP协议 39
2.3.1 控制平面协议 40
2.3.2 用户平面协议 46
2.3.3 GPRS隧道协议版本 48
2.3.4 基于PMIP的EPS架构 48
2.4 移动性与漫游 50
2.4.1 移动性管理 51
2.4.2 漫游 52
2.4.3 3GPP外的移动性管理 52
2.5 IP连接能力的中心概念 53
2.5.1 PPP语境和EPS载波 53
2.5.2 APN 55
2.5.3 流量流模板 55
2.5.4 3GPP链路模型原则 56
2.5.5 多条分组数据网络连接 58
2.6 用户设备 59
2.6.1 传统3GPP UE模型 59
2.6.2 分离的UE 60
2.7 订购管理数据库和其他后端系统 61
2.7.1 归属位置寄存器和认证中心 61
2.7.2 归属用户服务器 61
2.7.3 设备身份寄存器 62
2.7.4 其他后端系统 62
2.8 从用户设备到互联网的端到端视图 62
2.8.1 GPRS 62
2.8.2 EPS 64
2.9 本章小结 65
2.10 建议的阅读材料 65
参考文献 65
第3章 IPv6简介 69
3.1 IPv6寻址架构 69
3.1.1 IPv6地址格式 69
3.1.2 IPv6地址类型 70
3.1.3 IPv6地址范围 70
3.1.4 IPv6寻址区 72
3.1.5 网络接口上的IPv6地址 72
3.1.6 接口标识符和修改的EUI-64 72
3.1.7 IPv6地址空间分配 73
3.1.8 特殊的IPv6地址格式 74
3.1.9 IPv6地址的文本表示 75
3.2 IPv6分组首部结构和扩展性 76
3.2.1 流量类和流标签 77
3.2.2 IPv6扩展首部 78
3.2.3 MTU和分片 81
3.2.4 组播 82
3.3 互联网控制消息协议版本6 85
3.3.1 错误消息 87
3.3.2 信息型消息 88
3.4 邻居发现协议 88
3.4.1 路由器发现 89
3.4.2 参数发现 90
3.4.3 在链路上判定 91
3.4.4 链路层地址解析 91
3.4.5 邻居不可达性检测 92
3.4.6 下一跳判定 93
3.4.7 重复地址检测 93
3.4.8 重定向 94
3.4.9 安全邻居发现 94
3.4.10 邻居发现代理 95
3.5 地址配置和选择方法 96
3.5.1 无状态地址自动配置 96
3.5.2 DHCPv6 98
3.5.3 IKEv2 103
3.5.4 地址选择 104
3.5.5 隐私和以密码学方式产生的地址 106
3.5.6 路由器选择 107
3.6 IPv6链路类型和模型 108
3.6.1 点到点链路上的IPv6 109
3.6.2 共享媒介上的IPv6 109
3.6.3 链路编址 110
3.6.4 链路类型的桥接 111
3.7 移动IP 111
3.7.1 监测网络附接 112
3.7.2 基于主机的移动IP 112
3.7.3 基于网络的移动IP 114
3.8 IP安全性 115
3.8.1 安全协议 116
3.8.2 安全关联 117
3.8.3 密钥管理 117
3.8.4 密码学算法 117
3.8.5 MOBIKE 117
3.9 应用编程接口 118
3.9.1 套接字API 118
3.9.2 地址组无感知API 118
3.9.3 IP地址字面文本和唯一的资源标识符 118
3.9.4 “幸福的眼球” 119
3.10 IPv6对其他协议的隐含意义 120
3.10.1 传输层协议 120
3.10.2 域名系统 121
3.10.3 应用 125
3.10.4 互联网路由 125
3.10.5 管理信息库 127
3.11 确认和认证 127
3.11.1 测试套件 128
3.11.2 IPv6就绪标志 128
3.12 IPv6分组流的例子 129
3.12.1 以太网上的IPv6 129
3.12.2 采用DNS和TCP的IPv6 135
3.13 本章小结 138
参考文献 139
第4章 3GPP网络中的IPv6 146
4.1 PDN连接服务 146
4.1.1 载波概念 147
4.1.2 PDP和PDN类型 149
4.1.3 3GPP中的链路模型 150
4.2 端用户IPv6服务对3GPP系统的影响 154
4.2.1 用户、控制和传输平面 154
4.2.2 受到影响的联网单元 155
4.2.3 计费和计账 162
4.2.4 外部PDN接入和（S）Gi接口 163
4.2.5 漫游挑战 168
4.3 端用户IPv6服务对GTP和PMIPv6协议的影响 169
4.3.1 GTP控制平面版本1 169
4.3.2 GTP控制平面版本2 171
4.3.3 GTP用户平面 174
4.3.4 PMIPv6 174
4.4 IP地址指派、配置和管理 174
4.4.1 寻址假定 174
4.4.2 无状态IPv6地址自动分配 177
4.4.3 有状态IPv6地址配置 179
4.4.4 延迟的地址分配 179
4.4.5 静态IPv6寻址 180
4.4.6 IPv6前缀委派 182
4.4.7 NAS协议信令和CP选项 185
4.4.8 带有IPv4和IPv6地址配置的初始E-UTRAN附接例子 189
4.5 载波建立和回退场景 191
4.5.1 初始连接建立 191
4.5.2 与较早期发行版本的后向兼容能力 192
4.5.3 双地址载波标志 192
4.5.4 在一个PGW中被请求PDN类型的处理 192
4.5.5 回退场景和规则 193
4.5.6 RAT间切换和SGSN间路由区域更新 195
4.6 信令接口 196
4.6.1 IPv6作为传输层 196
4.6.2 信息元素层次中的IPv6 196
4.7 用户设备特定考虑 197
4.7.1 IPv6和被影响的层 197
4.7.2 主机UE所必须支持的RFC 199
4.7.3 DNS问题 201
4.7.4 就绪提供 201
4.7.5 IPv6栓链法 202
4.7.6 IPv6应用支持 204
4.8 组播 204
4.9 已知的IPv6问题和异常 205
4.9.1 IPv6邻居发现考虑 205
4.9.2 PDN连接模型和多个IPv6前缀 209
4.10 IPv6特定的安全考虑 210
4.10.1 IPv6寻址威胁 210
4.10.2 IPv6第一跳安全 212
4.10.3 IPv6扩展首部被非法利用 213
4.11 本章小结 215
参考文献 215
第5章 3GPP网络的IPv6过渡机制 224
5.1 过渡机制的诱因 224
5.2 技术概述 226
5.2.1 转换 226
5.2.2 封装 228
5.2.3 网状网络或星形网络 229
5.2.4 可扩展性的考虑 229
5.3 过渡工具箱 230
5.3.1 未包含在内的过渡方案 230
5.3.2 双栈 232
5.3.3 NAT64和DNS64 233
5.3.4 464XLAT 242
5.3.5 主机中的隆块 243
5.3.6 地址和端口号映射 244
5.3.7 其他隧道技术或基于翻译的过渡机制 247
5.4 3GPP的过渡场景 249
5.4.1 过渡场景演进 250
5.4.2 双栈 251
5.4.3 纯IPv6 252
5.4.4 双重转换 252
5.5 过渡对3GPP架构的影响 253
5.5.1 过渡对支撑基础设施的影响 253
5.5.2 IP网络支持系统 254
5.5.3 依据IP能力对用户分类的工具 255
5.5.4 转换的隐含意义 257
5.5.5 在传输平面中对过渡的支持 257
5.5.6 漫游 257
5.5.7 延迟过渡到IPv6产生的影响 258
5.6 过渡到IPv6 259
5.6.1 应用开发人员的过渡计划 260
5.6.2 电话厂商的过渡计划 260
5.6.3 网络运营商的过渡检查单 260
5.7 本章小结 262
参考文献 262
第6章 IPv6在3GPP网络中的未来 265
6.1 基于IPv6的流量卸载解决方案 265
6.1.1 蜂窝网络中的动机 266
6.1.2 基于IPv6卸载方法的优势 267
6.1.3 IP友好的卸载解决方案 267
6.1.4 结论性的注释 271
6.2 演进3GPP载波支持多前缀和下一跳路由器 272
6.2.1 背景和动机 272
6.2.2 多前缀载波解决方案建议 273
6.2.3 整体影响分析 278
6.2.4 开放问题和未来工作 280
6.3 LTE作为家庭网络的上行链路接入 280
6.3.1 IETF下的Homenet 280
6.3.2 Homenet和3GPP架构 281
6.3.3 其他3GPP部署选项 282
6.4 端口控制协议 283
6.4.1 部署场景 284
6.4.2 协议特征 284
6.4.3 PCP服务器发现 285
6.4.4 协议消息 285
6.4.5 级联的NAT 286
6.4.6 与IPv6过渡的关系 286
6.5 物联网 287
6.5.1 典型用例 287
6.5.2 研究IoT的标准化组织 288
6.5.3 3GPP观点的IoT域 292
6.5.4 对UE的隐含意义 293
6.5.5 对3GPP网络的隐含意义 294
6.6 本章小结 296
参考文献 296
附录 301
附录A 本书术语释义 301
附录B 缩略语中英文对照表 308