在INTERNET中？

先說固網，固網比較簡單。

固定電話都有一個電話號碼，這個號碼相當于IP地址。比如87654321。

電話號碼可以分成兩部分：前面幾位，比如8765叫冠首，類似于子網的概念，一個冠首就對應一臺程控交換機（相當于路由器）；后幾位4321是程控交換機下的本地號碼，會配置成交換機下一個物理端口。

你撥打一個號碼，就根據這個號碼的冠首先找到對應的程控交換機，再根據后幾位找到對應的端口和線路。

這是本地電話，如果是長途電話，在電話號碼前要加撥城市代碼，根據這個號碼找到這個城市的接口局（程控交換機）。

如果是國際電話，就需要再增加國家編號和對應的國際接口局。

所以原理上和IP路由是很相似。但是電話號碼沒有類似動態路由那樣自動生成路由的協議。冠首到局向到物理端口的對應關系都是人手工配置的，所以維護成本較高。

移動通信分成電話（CS）和數據（PS）兩種情況。

CS中與IP地址對應的叫IMSI，就是手機里SIM卡的號碼。手機號碼和IMSI的對應關系在開戶時存在當地的HLR中（一般一個城市一個，在2G/3G/4G中叫法有所不同）。IMSI分成4部分，前3bit對應國家，接下來2～3bit對應一個運營商（比如移動聯通電信），再接下來幾個bit對應一個HLR（給運營商規定不同），最后一部分就是在HLR內部的編號了。

手機號碼（中國是11位），分成前3位對應運營商，中間4位對應HLR（可以多組對應同一個HLR），最后4位本地編號。

這樣我們就可以從手機號碼查到對應的HLR和IMSI，也可以從IMSI查到對應的HLR和手機號碼。這時還有一個問題，手機是移動的，不一定待在一個地方，光知道HLR的位置不夠啊。

為了解決這個問題，每個城市還需要有一個設備VLR，記錄當前本地活動的手機。手機在開機、關機、移動范圍超過一定區域時，都會自動進行一個位置更新流程，通知基站和VLR我在這里。VLR會和HLR同步這個信息。這樣，你撥打一個電話時，就可以通過電話號碼知道它所屬的HLR，從HLR查到當前所在的VLR，從VLR查到當前所在的基站/小區。

但是手機為了省電，不會經常發起位置更新。所以這時需要再檢查一下，如果手機處于連接狀態，那么基站上會有準確的數據，手機當前在哪個小區/信道。如果手機在空閑狀態，基站就會在小區里發一個廣播：你在這里嗎？（學名叫尋呼，類似IP協議棧里的ARP協議）手機如果在的話，就會回應并建立連接。如果手機沒有回應，會在更大范圍內發起尋呼，發幾次尋呼、每次在多大范圍內發不同運營商會有不同的策略。如果一直收不到回應，主叫方就會聽到：您撥打的電話暫時無法接通。

PS域就是手機上網。一端是手機，另一端是internet 上的網站服務器。從網站來看，不知道對端是通過移動網接入的手機，是WIFI接入的手機，還是固網寬帶接入的電腦。至少從網絡設計的角度，我們期望網站的開發者不需要關心這件事（指網絡如何互通，實際上網站需要根據對方屏幕的大小進行顯示和操作的適配）。也就是從網站看來，對方只是一個IP地址。

但是IP地址有一個很大的問題，就是地理相關性，不適合移動網絡。IP地址可以分成子網地址和子網內本地地址兩部分。子網地址實際上對應一個路由器，也就是說手機一旦移動到其他路由器下，IP地址就必須變化。而網站側，尤其是基于TCP開發的應用，是不支持IP地址中途變化的。

為了解決這個問題，在移動網絡和internet中間設置一個網關，在3G里叫GGSN，在4G里叫PGW。這個網關把手機到網站的連接分成兩段，internet側就是標準的IP路由，移動網側使用移動網協議，網關在兩種報文格式和地址間進行轉換。這有點類似于NAT，不過NAT的兩側都是IP協議棧，移動網關兩側協議不同。

連接態的手機可以通過小區+信道確定，空閑態的手機需要通過尋呼找到，這點與CS域相同。當小區確定了，對應的基站也就確定了，基站和網關之間通過GTP-U/UDP/IP協議棧通信。這里分成了兩層，下面一層UDP/IP被稱作underlay，或者叫承載，用于基站和網關之間通信，但無法區分手機。上面的GTP-U隧道，可以包含很多連接，每個連接用TEI編號確定，代表一個手機的一個應用。當網關收到internet來的一個IP報文，根據五元組查找到對應的連接，用指定的基站和TEI將報文放到GTP-U中傳給基站?；靖鶕EI查找到對應的小區和信道。

當手機移動到另一個基站下時，新基站和網關協商建立新的TEI連接，并更新基站和網關上的連接映射關系。