无线网络中的IP

第1章 Internet概述 1

1.1 什么是Internet 1

1.2 Internet的历史 2

1.3 Internet的结构 4

1.4 Internet所提供的业务 7

1.5 万维网(WWW) 7

1.6 Internet的注册处 8

1.7 未来展望 9

1.7.1 Internet2 9

1.8 本章小结 9

参考文献 10

第2章 互联互通的基本原理 11

2.1 OSI模型 11

2.2 Internet模型 12

2.3 网络层协议：IP、ICMP和ARP 13

2.3.1 Internet协议 13

2.3.2 Internet控制消息协议 14

2.3.3 地址解析协议 15

2.4 传输层协议：TCP、UDP和SCTP 15

2.4.1 传输控制协议 15

2.4.2 用户数据报协议 18

2.4.3 流控制传输协议 18

2.5 应用层协议：FTP、Telnet和HTTP 20

2.5.1 Telnet/FTP 20

2.5.2 HTTP 21

2.6 寻址 21

2.6.1 IPv4的寻址结构 22

2.6.2 子网络 22

2.6.3 无类型Internet域间选路(CIDR) 23

2.6.4 IPv6的寻址结构 23

2.7 路由选择 24

2.7.1 距离向量路由选择 25

2.7.2 链路状态路由选择 25

2.7.3 内部网关协议 26

2.7.4 外部网关协议 26

2.7.5 移动性主机的路由选择 27

2.8 域名的命名 28

2.9 主机的配置 30

2.10 本章小结 31

参考文献 31

第3章 无线通信网络和技术概述 32

3.1 简要的历史回顾 33

3.2 蜂窝通信的基本原理 34

3.2.1 无线接入网络 34

3.2.2 核心网络 35

3.2.3 多址接入 36

3.2.4 频率复用 37

3.2.5 语音和信道编码 38

3.2.6 移动性 38

3.3 第一代移动通信网络 39

3.3.1 AMPS 39

3.3.2 D-AMPS 40

3.4 第二代移动通信网络 40

3.4.1 GSM(全球移动通信系统) 41

3.4.2 CDMA IS-95 43

3.4.3 GPRS(2.5 G移动通信网络) 46

3.5 第三代移动通信网络 47

3.6 本章小结 47

参考文献 48

第4章 GSM通信网络中的数据业务 49

4.1 结构描述 49

4.2 业务信道上的数据业务 51

4.2.1 GSM的承载业务和终端业务 51

4.2.2 速率适配功能 53

4.2.3 第2层中继协议 55

4.2.4 无线链路协议 56

4.2.5 分组网络的接入 57

4.3 数据应用的例子 61

4.3.1 传真的传输 62

4.3.2 Internet连接 63

4.4 高速电路交换数据 64

4.4.1 HSCSD呼叫的建立 65

4.4.2 资源的提升、降低和配置的改变 65

4.4.3 HSCSD的空中接口 66

4.5 信令信道/广播信道上的数据业务——SMS 66

4.5.1 点到点SMS 66

4.5.2 SMS蜂窝广播 69

4.6 本章小结 70

参考文献 70

第5章 IS-136通信网络中的数据业务 72

5.1 数字PCS标准 72

5.2 TIA/EIA-136的结构描述 73

5.3 IS-136的协议层 75

5.3.1 第1层：IS-136网络的物理层 75

5.3.2 第2层：IS-136网络的数据链路层 77

5.3.3 第3层：IS-136网络的网络层 77

5.4 IS-136网络中的终端业务 79

5.4.1 终端业务的传送 80

5.5 电路交换数据业务 82

5.5.1 数据业务的模型 82

5.5.2 模拟电路交换数据业务 82

5.5.3 数字电路交换数据业务 83

5.6 对IS-136标准的增强 87

5.6.1 IS-136+ 88

5.6.2 IS-136 HS 88

5.6.3 EGPRS-136 HS 88

5.7 本章小结 89

参考文献 89

第6章 CDMA IS-95-A/IS-95-B数据网络 90

6.1 结构描述 92

6.1.1 数据终端设备 92

6.1.2 数据通信设备 92

6.1.3 移动交换中心 93

6.1.4 交互功能 93

6.1.5 基站 93

6.1.6 调制解调器 94

6.2 协议结构 94

6.2.1 异步数据和传真的协议栈结构 94

6.2.2 分组交换数据的协议栈结构 96

6.3 数据业务 97

6.3.1 无线Internet接入 97

6.3.2 短消息业务 100

6.3.3 安全的企业LAN/企业内部互联网接入 101

6.3.4 数字传真和模拟传真 101

6.3.5 无线应用协议(WAP)的应用 101

6.3.6 展望未来 102

参考文献 102

第7章 无线通信网络中IP的挑战 104

7.1 技术概况 104

7.2 寻址所面临的挑战 105

7.2.1 现有蜂窝通信网络中的寻址 106

7.2.2 IP网络中的寻址层 107

7.3 无线链路所面临的挑战 109

7.3.1 无线链路的效率 109

7.3.2 无线链路的时延和差错 110

7.4 移动性所面临的挑战 111

7.4.1 空闲移动性 111

7.4.2 切换 113

7.4.3 独立于接入的IP移动性 114

7.4.4 休眠和寻呼 115

7.5 QoS所面临的挑战 115

7.6 安全性所面临的挑战 117

7.6.1 无线通信网络中的安全 118

7.6.2 无线IP网络中的安全 118

7.7 会话和传送问题 119

7.7.1 会话和传送的控制以及所有权 120

7.8 过渡期的支持 121

参考文献 122

第8章 GPRS通信网络中的数据 123

8.1 GPRS与GSM CS数据的比较 123

8.2 网络结构描述 124

8.2.1 网关GPRS支持节点 124

8.2.2 服务GPRS支持节点 124

8.2.3 边界网关 124

8.2.4 归属用户位置寄存器 125

8.2.5 计费网关功能 125

8.2.6 SMS-GMSC和SMS-IWMSC 126

8.2.7 分组控制单元 126

8.3 协议的结构 127

8.3.1 用户平面 127

8.3.2 信令平面 127

8.3.3 GPRS的隧道协议 128

8.3.4 GPRS的移动性管理 129

8.3.5 会话管理 131

8.3.6 子网络决定的数据汇聚协议 132

8.3.7 Gb接口 133

8.3.8 LLC 134

8.4 无线功能 134

8.4.1 物理和逻辑无线信道 134

8.4.2 信道编码方式 136

8.4.3 RLC/MAC 136

8.5 IP传送的例子 140

8.6 GPRS的漫游 142

8.6.1 GPRS的漫游结构 142

8.6.2 GRX：GPRS漫游交换 144

8.7 本章小结 145

参考文献 145

第9章 UMTS通信网络中的IP 147

9.1 UMTS的远见 147

9.2 UMTS的历史 148

9.3 UMTS的频谱 149

9.4 UMTS的要求和特征 150

9.5 UMTS结构的描述 151

9.5.1 用户设备 153

9.5.2 UTRAN和GERAN 153

9.5.3 分组交换核心网络 154

9.6 UMTS的接口 155

9.6.1 Iu接口 155

9.6.2 Iub接口 156

9.6.3 Iur接口 156

9.7 协议的结构 156

9.7.1 用户平面 157

9.7.2 信令平面 158

9.7.3 GPRS的隧道协议 159

9.7.4 UMTS的移动性管理 160

9.7.5 会话管理 162

9.8 UMTS中的多媒体会话 163

9.9 本章小结 164

参考文献 164

第10章 cdma2000分组网络中的数据 165

10.1 结构描述 165

10.1.1 AAA归属服务器、AAA访问服务器和经纪(Broker)服务器 166

10.1.2 分组数据服务节点 166

10.1.3 分组控制功能 167

10.1.4 无线网络 167

10.1.5 归属代理 167

10.2 分组数据业务描述 167

10.2.1 简单IP 167

10.2.2 移动IP 168

10.3 协议结构 169

10.3.1 简单IP 169

10.3.2 移动IP 170

10.4 核心网络的程序 171

10.4.1 R-P接口(A10/A11接口) 171

10.4.2 A8/A9接口和A1接口的交互 173

10.4.3 移动性管理(MM) 173

10.4.4 CN中的QoS 175

10.5 无线层的功能 175

10.5.1 链路接入控制 175

10.5.2 MAC 176

10.6 IP的应用 177

10.7 本章小结 180

参考文献 180

第11章 802.11通信网络中的IP 182

11.1 IEEE 802家族、LAN标准和IP 182

11.1.1 LAN之上的IP 183

11.2 无线LAN的简短历史 184

11.2.1 IEEE 802.11家族 184

11.3 IEEE 802.11的协议模型 184

11.3.1 IEEE 802.11及其特性 185

11.3.2 IEEE 802.11b及其特性 186

11.3.3 IEEE 802.11a的特性 187

11.4 802.11家族的无线LAN结构 188

11.4.1 IEEE 802.11家族中的实体 188

11.4.2 自主的基本业务集(Independent Basic Service Set) 189

11.4.3 接入点和基础结构基本业务集(Infrastructure Basic Service Set) 189

11.4.4 分布式系统 190

11.4.5 ESS以及在IEEE 802.11 WLAN中的漫游 190

11.5 IEEE 802.11家族的物理层 190

11.5.1 IEEE 802.11的物理层 191

11.5.2 IEEE 802.11b的物理层 192

11.5.3 IEEE 802.11a的物理层 193

11.5.4 IEEE 802.11、IEEE 802.11b和IEEE 802.11a技术的兼容性 194

11.6 IEEE 802.11的媒介接入控制层 194

11.6.1 竞争的解决方式——CSMA/CA 195

11.6.2 寻址 196

11.6.3 可靠性和鲁棒性 197

11.6.4 安全 197

11.6.5 功率管理 198

11.7 在IEEE 802.11家族中所提供的业务 198

11.7.1 站业务 198

11.7.2 分布式站业务 198

11.8 IEEE 802.11家族的操作 199

11.8.1 第一个步骤：同步和扫描 200

11.8.2 认证 200

11.8.3 联接 201

11.8.4 数据传送 201

11.8.5 重新联接过程 201

11.8.6 移出ESS的覆盖范围 202

11.9 IEEE 802.11 WLAN系统的构建 202

11.9.1 构建网络时需要考虑的问题 202

11.10 本章小结 203

参考文献 204

第12章 蓝牙中的IP 205

12.1 蓝牙的历史 205

12.2 蓝牙技术介绍 206

12.3 蓝牙技术概述 207

12.4 蓝牙的协议 207

12.4.1 蓝牙的无线电技术 208

12.4.2 基带 208

12.4.3 匹克网和散射网络 208

12.4.4 物理信道和链路 209

12.4.5 寻址 210

12.4.6 分组的格式 210

12.4.7 分组的类型 211

12.4.8 差错纠正 211

12.4.9 逻辑信道 211

12.4.10 链路控制器的状态机 212

12.4.11 链路管理协议 212

12.4.12 主机控制接口 213

12.4.13 逻辑链路控制和适配协议 213

12.4.14 业务发现协议 213

12.4.15 RFCOMM 213

12.4.16 电话控制协议规范 214

12.4.17 OBEX 214

12.5 蓝牙的安全 214

12.5.1 认证 215

12.5.2 加密 216

12.6 蓝牙描述 217

12.6.1 通用接入描述 217

12.6.2 业务发现描述 218

12.6.3 无绳电话描述 218

12.6.4 耳机描述 218

12.6.5 串行端口描述 218

12.6.6 拨号联网描述 218

12.6.7 传真描述 219

12.6.8 LAN接入描述 219

12.6.9 通用对象交换描述 219

12.6.10 同步描述 219

12.7 IP在蓝牙中的应用 219

12.8 与蓝牙竞争的技术 220

12.8.1 蓝牙与红外线数据协会 220

12.8.2 蓝牙与IEEE 802.11b 221

12.8.3 蓝牙与IEEE 802.15 221

12.9 本章小结 221

参考文献 221

第13章 无线应用协议和I-Mode 222

13.1 结构概述 222

13.1.1 无线数据报协议 224

13.1.2 无线传送层的安全 224

13.1.3 无线事务协议 225

13.1.4 无线会话协议 225

13.1.5 无线应用环境 225

13.2 WAP的网络单元 226

13.3 WAP配置的例子 227

13.4 无线标记语言 228

13.5 WAP中的应用 228

13.5.1 多媒体消息业务 228

13.5.2 无线电话应用 229

13.5.3 推送(Push)业务 229

13.6 与I-Mode的关系 229

13.6.1 I-Mode的网络结构 229

13.6.2 I-Mode的商业目标 230

13.6.3 I-Mode的协议栈 231

13.6.4 I-Mode的安全 231

13.6.5 I-Mode的演进——FOMA 232

13.7 WAP 2.0 233

13.8 本章小结 233

参考文献 233

第14章 无线IP网络中的未来应用 234

14.1 应用与业务 235

14.2 网络和设备 235

14.3 增强的话音业务 236

14.4 出席(presence)和消息 237

14.4.1 消息的演进 237

14.4.2 迈向多媒体消息 239

14.4.3 多媒体消息技术 241

14.4.4 出席(presence)业务 242

14.5 在移动Internet上进行环球网冲浪 242

14.6 定位业务 243

14.7 移动商务 244

14.8 移动办公室 245

14.8.1 安全的企业LAN/企业内部互联网的接入 245

14.9 对等网络应用：游戏 246

14.10 使用无线IP网络进行遥感勘测和远程信息处理 246

14.11 卫生保健工业 247

14.12 本章小结 247

参考文献 247

第15章 IP无线网络的演进 248

15.1 网络演进概述 248

15.1.1 固定传送网络的演进 248

15.1.2 无线通信网络的演进 249

15.1.3 无线应用 250

15.2 3GPP网络的演进 250

15.2.1 3GPP RAN的演进 250

15.2.2 3GPP Release 4标准 252

15.2.3 3GPP Release 5标准 253

15.2.4 3GPP Release 6标准 254

15.3 3GPP2标准的演进 255

15.3.1 cdma2000无线接口的演进 255

15.3.2 cdma2000接入网络的演进 255

15.3.3 cdma2000接入网络与核心网络向全IP网络的演进 256

15.3.4 cdma2000核心网络的演进：全IP NAM 258

15.3.5 cdma2000核心网络的未来演进 264

15.4 无线LAN 802.11的演进 265

15.4.1 无线LAN技术的演进 265

15.4.2 无线LAN业务的演进 266

15.4.3 运营商的无线LAN 267

15.4.4 WLAN业务作为3G网络中的另外一种接入技术 267

15.5 蓝牙的演进 268

15.6 业务的演进 268

15.6.1 3GPP中的业务演进 268

15.6.2 3GPP2中的业务演进 270

15.7 本章小结 270

参考文献 270

第16章 标准化组织以及它们在未来所起的作用 272

16.1 3GPP 272

16.2 3GPP2 275

16.3 Internet的标准化组织 277

16.3.1 IETF 278

16.4 IEEE 802 280

16.5 蓝牙 282

16.6 开放移动联盟 283

16.7 本章小结 284

参考文献 284

缩略语 285