tcp/ip詳解

作　者：（美）萊特，（美）史蒂文斯 著，陸雪瑩等 譯

出 版 社：機械工業出版社

出版時間：2000年4月

版　次：1

頁　數：901

印刷時間：2004-1-1

紙　張：膠版紙

印　次：1

I S B N：9787111075677

包　裝：平裝

本書完整而詳細地介紹了TCP/IP協議是如何實現的。書中給出了約500個圖例，15 000行實際操作的C代碼，採用舉例教學的方法幫助你掌握TCP/IP實現。本書不僅說明了插口API和協議族的關係以及主機實現與路由器實現的差別。還介紹了4.4BSD-Lite版的新的特點，如多播、長肥管道支持、窗口縮放、時間戳選項以及其他主題等等。讀者閱讀本書時，應當具備卷1中闡述的關於TCP/IP的基本知識。

目 錄

譯者序

前言

第1章 概述 1

1.1 引言 1

1.2 源代碼表示 1

1.2.1 將擁塞窗口設置為1 1

1.2.2 印刷約定 2

1.3 歷史 2

1.4 應用編程介面 3

1.5 程序示例 4

1.6 系統調用和庫函數 6

1.7 網路實現概述 6

1.8 描述符 7

1.9 mbuf與輸出處理 11

1.9.1 包含插口地址結構的mbuf 11

1.9.2 包含數據的mbuf 12

1.9.3 添加IP和UDP首部 13

1.9.4 IP輸出 14

1.9.5 乙太網輸出 14

1.9.6 UDP輸出小結 14

1.10 輸入處理 15

1.10.1 乙太網輸入 15

1.10.2 IP輸入 15

1.10.3 UDP輸入 16

1.10.4 進程輸入 17

1.11 網路實現概述(續) 17

1.12 中斷級別與併發 18

1.13 源代碼組織 20

1.14 測試網路 21

1.15 小結 22

第2章 mbuf：存儲器緩存 24

2.1 引言 24

2.2 代碼介紹 27

2.2.1 全局變數 27

2.2.2 統計 28

2.2.3 內核統計 28

2.3 mbuf的定義 29

2.4 mbuf結構 29

2.5 簡單的mbuf宏和函數 31

2.5.1 m_get函數 32

2.5.2 MGET宏 32

2.5.3 m_retry函數 33

2.5.4 mbuf鎖 34

2.6 m_devget和m_pullup函數 34

2.6.1 m_devget函數 34

2.6.2 mtod和dtom宏 36

2.6.3 m_pullup函數和連續的協議首部 36

2.6.4 m_pullup和IP的分片與重組 37

2.6.5 TCP重組避免調用m_pullup 39

2.6.6 m_pullup使用總結 40

2.7 mbuf宏和函數的小結 40

2.8 Net/3聯網數據結構小結 42

2.9 m_copy和簇引用計數 43

2.10 其他選擇 47

2.11 小結 47

第3章 介面層 49

3.1 引言 49

3.2 代碼介紹 49

3.2.1 全局變數 49

3.2.2 SNMP變數 50

3.3 ifnet結構 51

3.4 ifaddr結構 57

3.5 sockaddr結構 58

3.6 ifnet與ifaddr的專用化 59

3.7 網路初始化概述 60

3.8 乙太網初始化 61

3.9 SLIP初始化 64

3.10 環回初始化 65

3.11 if_attach函數 66

3.12 ifinit函數 72

3.13 小結 73

第4章 介面：乙太網 74

4.1 引言 74

4.2 代碼介紹 75

4.2.1 全局變數 75

4.2.2 統計量 75

4.2.3 SNMP變數 76

4.3 乙太網介面 77

4.3.1 leintr函數 79

4.3.2 leread函數 79

4.3.3 ether_input函數 81

4.3.4 ether_output函數 84

4.3.5 lestart函數 87

4.4 ioctl系統調用 89

4.4.1 ifioctl函數 90

4.4.2 ifconf函數 91

4.4.3 舉例 94

4.4.4 通用介面ioctl命令 95

4.4.5 if_down和if_up函數 96

4.4.6 乙太網、SLIP和環回 97

4.5 小結 98

第5章 介面：SLIP和環回 100

5.1 引言 100

5.2 代碼介紹 100

5.2.1 全局變數 100

5.2.2 統計量 101

5.3 SLIP介面 101

5.3.1 SLIP線路規程：SLIPDISC 101

5.3.2 SLIP初始化：slopen和slinit 103

5.3.3 SLIP輸入處理：slinput 105

5.3.4 SLIP輸出處理：sloutput 109

5.3.5 slstart函數 111

5.3.6 SLIP分組丟失 116

5.3.7 SLIP性能考慮 117

5.3.8 slclose函數 117

5.3.9 sltioctl函數 118

5.4 環回介面 119

5.5 小結 121

第6章 IP編址 123

6.1 引言 123

6.1.1 IP地址 123

6.1.2 IP地址的印刷規定 123

6.1.3 主機和路由器 124

6.2 代碼介紹 125

6.3 介面和地址小結 125

6.4 sockaddr_in結構 126

6.5 in_ifaddr結構 127

6.6 地址指派 128

6.6.1 ifioctl函數 130

6.6.2 in_control函數 130

6.6.3 前提條件：SIOCSIFADDR、

SIOCSIFNETMASK和

SIOCSIFDSTADDR 132

6.6.4 地址指派：SIOCSIFADDR 133

6.6.5 in_ifinit函數 133

6.6.6 網路掩碼指派：SIOCSIFNETMASK 136

6.6.7 目的地址指派：SIOCSIFDSTADDR 137

6.6.8 獲取介面信息 137

6.6.9 每個介面多個IP地址 138

6.6.10 附加IP地址：SIOCAIFADDR 139

6.6.11 刪除IP地址：SIOCDIFADDR 140

6.7 介面ioctl處理 141

6.7.1 leioctl函數 141

6.7.2 slioctl函數 142

6.7.3 loioctl函數 143

6.8 Internet實用函數 144

6.9 ifnet實用函數 144

6.10 小結 145

第7章 域和協議 146

7.1 引言 146

7.2 代碼介紹 146

7.2.1 全局變數 147

7.2.2 統計量 147

7.3 domain結構 147

7.4 protosw結構 148

7.5 IP 的domain和protosw結構 150

7.6 pffindproto和pffindtype函數 155

7.7 pfctlinput函數 157

7.8 IP初始化 157

7.8.1 Internet傳輸分用 157

7.8.2 ip_init函數 158

7.9 sysctl系統調用 159

7.10 小結 161

第8章 IP：網際協議 162

8.1 引言 162

8.2 代碼介紹 163

8.2.1 全局變數 163

8.2.2 統計量 163

8.2.3 SNMP變數 164

8.3 IP分組 165

8.4 輸入處理：ipintr函數 167

8.4.1 ipintr概觀 167

8.4.2 驗證 168

8.4.3 轉發或不轉發 171

8.4.4 重裝和分用 173

8.5 轉發：ip_forward函數 174

8.6 輸出處理：ip_output函數 180

8.6.1 首部初始化 181

8.6.2 路由選擇 182

8.6.3 源地址選擇和分片 184

8.7 Internet檢驗和：in_cksum函數 186

8.8 setsockopt和getsockopt系統調用 190

8.8.1 PRCO_SETOPT的處理 192

8.8.2 PRCO_GETOPT的處理 193

8.9 ip_sysctl函數 193

8.10 小結 194

第9章 IP選項處理 196

9.1 引言 196

9.2 代碼介紹 196

9.2.1 全局變數 196

9.2.2 統計量 197

9.3 選項格式 197

9.4 ip_dooptions函數 198

9.5 記錄路由選項 200

9.6 源站和記錄路由選項 202

9.6.1 save_rte函數 205

9.6.2 ip_srcroute函數 206

9.7 時間戳選項 207

9.8 ip_insertoptions函數 210

9.9 ip_pcbopts函數 214

9.10 一些限制 217

9.11 小結 217

第10章 IP的分片與重裝 218

10.1 引言 218

10.2 代碼介紹 219

10.2.1 全局變數 220

10.2.2 統計量 220

10.3 分片 220

10.4 ip_optcopy函數 223

10.5 重裝 224

10.6 ip_reass函數 227

10.7 ip_slowtimo函數 237

10.8 小結 238

第11章 ICMP：Internet控制報文協議 239

11.1 引言 239

11.2 代碼介紹 242

11.2.1 全局變數 242

11.2.2 統計量 242

11.2.3 SNMP變數 243

11.3 icmp結構 244

11.4 ICMP 的protosw結構 245

11.5 輸入處理：icmp_input函數 246

11.6 差錯處理 249

11.7 請求處理 251

11.7.1 回顯詢問：ICMP_ECHO和

ICMP_ECHOREPLY 252

11.7.2 時間戳詢問：ICMP_TSTAMP和

ICMP_TSTAMPREPLY 253

11.7.3 地址掩碼詢問：ICMP_MASKREQ和

ICMP_MASKREPLY 253

11.7.4 信息詢問：ICMP_IREQ和ICMP_

IREQREPLY 255

11.7.5 路由器發現：ICMP_ROUTERADVERT

和ICMP_ROUTERSOLICIT 255

11.8 重定向處理 255

11.9 回答處理 257

11.10 輸出處理 257

11.11 icmp_error函數 258

11.12 icmp_reflect函數 261

11.13 icmp_send函數 265

11.14 icmp_sysctl函數 266

11.15 小結 266

第12章 IP多播 268

12.1 引言 268

12.2 代碼介紹 269

12.2.1 全局變數 270

12.2.2 統計量 270

12.3 乙太網多播地址 270

12.4 ether_multi結構 271

12.5 乙太網多播接收 273

12.6 in_multi結構 273

12.7 ip_moptions結構 275

12.8 多播的插口選項 276

12.9 多播的TTL值 277

12.9.1 MBONE 278

12.9.2 擴展環搜索 278

12.10 ip_setmoptions函數 278

12.10.1 選擇一個明確的多播介面：IP_

MULTICAST_IF 280

12.10.2 選擇明確的多播TTL: IP_

MULTICAST_TTL 281

12.10.3 選擇多播環回：IP_MULTICAST_

LOOP 281

12.11 加入一個IP多播組 282

12.11.1 in_addmulti函數 285

12.11.2 slioctl和loioctl函數：SIOCADDMULTI和SIOCDELMULTI 287

12.11.3 leioctl函數：SIOCADDMULTI和

SIOCDELMULTI 288

12.11.4 ether_addmulti函數 288

12.12 離開一個IP多播組 291

12.12.1 in_delmulti函數 292

12.12.2 ether_delmulti函數 293

12.13 ip_getmoptions函數 295

12.14 多播輸入處理：ipintr函數 296

12.15 多播輸出處理：ip_output函數 298

12.16 性能的考慮 301

12.17 小結 301

第13章 IGMP：Internet組管理協議 303

13.1 引言 303

13.2 代碼介紹 304

13.2.1 全局變數 304

13.2.2 統計量 304

13.2.3 SNMP變數 305

13.3 igmp結構 305

13.4 IGMP的protosw的結構 306

13.5 加入一個組：igmp_joingroup函數 306

13.6 igmp_fasttimo函數 308

13.7 輸入處理：igmp_input函數 311

13.7.1 成員關係查詢：IGMP_HOST_

MEMBERSHIP_QUERY 312

13.7.2 成員關係報告：IGMP_HOST_

MEMBERSHIP_REPORT 313

13.8 離開一個組：igmp_leavegroup函數 314

13.9 小結 315

第14章 IP多播選路 316

14.1 引言 316

14.2 代碼介紹 316

14.2.1 全局變數 316

14.2.2 統計量 317

14.2.3 SNMP變數 317

14.3 多播輸出處理(續) 317

14.4 mrouted守護程序 318

14.5 虛擬介面 321

14.5.1 虛擬介面表 322

14.5.2 add_vif函數 324

14.5.3 del_vif函數 326

14.6 IGMP(續) 327

14.6.1 add_lgrp函數 328

14.6.2 del_lgrp函數 329

14.6.3 grplst_member函數 330

14.7 多播選路 331

14.7.1 多播選路表 334

14.7.2 del_mrt函數 335

14.7.3 add_mrt函數 336

14.7.4 mrtfind函數 337

14.8 多播轉發：ip_mforward函數 338

14.8.1 phyint_send函數 343

14.8.2 tunnel_send函數 344

14.9 清理：ip_mrouter_done函數 345

14.10 小結 346

第15章 插口層 348

15.1 引言 348

15.2 代碼介紹 349

15.3 socket結構 349

15.4 系統調用 354

15.4.1 舉例 355

15.4.2 系統調用小結 355

15.5 進程、描述符和插口 357

15.6 socket系統調用 358

15.6.1 socreate函數 359

15.6.2 超級用戶特權 361

15.7 getsock和sockargs函數 361

15.8 bind系統調用 363

15.9 listen系統調用 364

15.10 tsleep和wakeup函數 365

15.11 accept系統調用 366

15.12 sonewconn和soisconnected

函數 369

15.13 connect系統調用 372

15.13.1 soconnect函數 374

15.13.2 切斷無連接插口和外部地址的

關聯 375

15.14 shutdown系統調用 375

15.15 close系統調用 377

15.15.1 soo_close函數 377

15.15.2 soclose函數 378

15.16 小結 380

第16章 插口I/O 381

16.1 引言 381

16.2 代碼介紹 381

16.3 插口緩存 381

16.4 write、writev、sendto和sendmsg

系統調用 384

16.5 sendmsg系統調用 387

16.6 sendit函數 388

16.6.1 uiomove函數 389

16.6.2 舉例 390

16.6.3 sendit代碼 391

16.7 sosend函數 392

16.7.1 可靠的協議緩存 393

16.7.2 不可靠的協議緩存 393

16.7.3 sosend函數小結 401

16.7.4 性能問題 401

16.8 read、readv、recvfrom和recvmsg

系統調用 401

16.9 recvmsg系統調用 402

16.10 recvit函數 403

16.11 soreceive函數 405

16.11.1 帶外數據 406

16.11.2 舉例 406

16.11.3 其他的接收操作選項 407

16.11.4 接收緩存的組織：報文邊界 407

16.11.5 接收緩存的組織：沒有報文邊界 408

16.11.6 控制信息和帶外數據 409

16.12 soreceive代碼 410

16.13 select系統調用 421

16.13.1 selscan函數 425

16.13.2 soo_select函數 425

16.13.3 selrecord函數 427

16.13.4 selwakeup函數 428

16.14 小結 429

第17章 插口選項 431

17.1 引言 431

17.2 代碼介紹 431

17.3 setsockopt系統調用 432

17.4 getsockopt系統調用 437

17.5 fcntl和ioctl系統調用 440

17.5.1 fcntl代碼 441

17.5.2 ioctl代碼 443

17.6 getsockname系統調用 444

17.7 getpeername系統調用 445

17.8 小結 447

第18章 Radix樹路由表 448

18.1 引言 448

18.2 路由表結構 448

18.3 選路插口 456

18.4 代碼介紹 456

18.4.1 全局變數 458

18.4.2 統計量 458

18.4.3 SNMP變數 459

18.5 Radix結點數據結構 460

18.6 選路結構 463

18.7 初始化：route_init和rtable_init

函數 465

18.8 初始化：rn_init和rn_inithead

函數 468

18.9 重複鍵和掩碼列表 471

18.10 rn_match函數 473

18.11 rn_search函數 480

18.12 小結 481

第19章 選路請求和選路消息 482

19.1 引言 482

19.2 rtalloc和rtalloc1函數 482

19.3 宏RTFREE和rtfree函數 484

19.4 rtrequest函數 486

19.5 rt_setgate函數 491

19.6 rtinit函數 493

19.7 rtredirect函數 495

19.8 選路消息的結構 498

19.9 rt_missmsg函數 501

19.10 rt_ifmsg函數 503

19.11 rt_newaddrmsg函數 504

19.12 rt_msg1函數 505

19.13 rt_msg2函數 507

19.14 sysctl_rtable函數 510

19.15 sysctl_dumpentry函數 514

19.16 sysctl_iflist函數 515

19.17 小結 517

第20章 選路插口 518

20.1 引言 518

20.2 routedomain和protosw結構 518

20.3 選路控制塊 519

20.4 raw_init函數 520

20.5 route_output函數 520

20.6 rt_xaddrs函數 530

20.7 rt_setmetrics函數 531

20.8 raw_input函數 532

20.9 route_usrreq函數 534

20.10 raw_usrreq函數 535

20.11 raw_attach、raw_detach和raw_disconnect函數 539

20.12 小結 540

第21章 ARP：地址解析協議 542

21.1 介紹 542

21.2 ARP和路由表 542

21.3 代碼介紹 544

21.3.1 全局變數 544

21.3.2 統計量 544

21.3.3 SNMP變數 546

21.4 ARP結構 546

21.5 arpwhohas函數 548

21.6 arprequest函數 548

21.7 arpintr函數 551

21.8 in_arpinput函數 552

21.9 ARP定時器函數 557

21.9.1 arptimer函數 557

21.9.2 arptfree函數 557

21.10 arpresolve函數 558

21.11 arplookup函數 562

21.12 代理ARP 563

21.13 arp_rtrequest函數 564

21.14 ARP和多播 569

21.15 小結 570

第22章 協議控制塊 572

22.1 引言 572

22.2 代碼介紹 573

22.2.1 全局變數 574

22.2.2 統計量 574

22.3 inpcb的結構 574

22.4 in_pcballoc和in_pcbdetach函數 575

22.5 綁定、連接和分用 577

22.6 in_pcblookup函數 581

22.7 in_pcbbind函數 584

22.8 in_pcbconnect函數 589

22.9 in_pcbdisconnect函數 594

22.10 in_setsockaddr和in_setpeeraddr

函數 595

22.11 in_pcbnotify、in_rtchange和in_losing函數 595

22.11.1 in_rtchange函數 598

22.11.2 重定向和原始插口 599

22.11.3 ICMP差錯和UDP插口 600

22.11.4 in_losing函數 601

22.12 實現求精 602

22.13 小結 602

第23章 UDP：用戶數據報協議 605

23.1 引言 605

23.2 代碼介紹 605

23.2.1 全局變數 606

23.2.2 統計量 606

23.2.3 SNMP變數 607

23.3 UDP 的protosw結構 607

23.4 UDP的首部 608

23.5 udp_init函數 609

23.6 udp_output函數 609

23.6.1 在前面加上IP/UDP首部和mbuf簇 612

23.6.2 UDP檢驗和計算和偽首部 612

23.7 udp_input函數 616

23.7.1 對收到的UDP數據報的一般確認 616

23.7.2 分用單播數據報 619

23.7.3 分用多播和廣播數據報 622

23.7.4 連接上的UDP插口和多介面主機 625

23.8 udp_saveopt函數 625

23.9 udp_ctlinput函數 627

23.10 udp_usrreq函數 628

23.11 udp_sysctl函數 633

23.12 實現求精 633

23.12.1 UDP PCB高速緩存 633

23.12.2 UDP檢驗和 634

23.13 小結 635

第24章 TCP：傳輸控制協議 636

24.1 引言 636

24.2 代碼介紹 636

24.2.1 全局變數 636

24.2.2 統計量 637

24.2.3 SNMP變數 640

24.3 TCP 的protosw結構 641

24.4 TCP的首部 641

24.5 TCP的控制塊 643

24.6 TCP的狀態變遷圖 645

24.7 TCP的序號 646

24.8 tcp_init函數 650

24.9 小結 652

第25章 TCP的定時器 654

25.1 引言 654

25.2 代碼介紹 655

25.3 tcp_canceltimers函數 657

25.4 tcp_fasttimo函數 657

25.5 tcp_slowtimo函數 658

25.6 tcp_timers函數 659

25.6.1 FIN_WAIT_2和2MSL定時器 660

25.6.2 持續定時器 662

25.6.3 連接建立定時器和保活定時器 662

25.7 重傳定時器的計算 665

25.8 tcp_newtcpcb演演算法 666

25.9 tcp_setpersist函數 668

25.10 tcp_xmit_timer函數 669

25.11 重傳超時：tcp_timers函數 673

25.11.1 慢起動和避免擁塞 675

25.11.2 精確性 677

25.12 一個RTT的例子 677

25.13 小結 679

第26章 TCP輸出 680

26.1 引言 680

26.2 tcp_output概述 680

26.3 決定是否應發送一個報文段 682

26.4 TCP選項 691

26.5 窗口大小選項 692

26.6 時間戳選項 692

26.6.1 哪個時間戳需要回顯，RFC1323

演演算法 694

26.6.2 哪個時間戳需要回顯，正確的

演演算法 695

26.6.3 時間戳與延遲ACK 695

26.7 發送一個報文段 696

26.8 tcp_template函數 707

26.9 tcp_respond函數 708

26.10 小結 710

第27章 TCP的函數 712

27.1 引言 712

27.2 tcp_drain函數 712

27.3 tcp_drop函數 712

27.4 tcp_close函數 713

27.4.1 路由特性 713

27.4.2 資源釋放 716

27.5 tcp_mss函數 717

27.6 tcp_ctlinput函數 722

27.7 tcp_notify函數 723

27.8 tcp_quench函數 724

27.9 TCP_REASS宏和tcp_reass函數 724

27.9.1 TCP_REASS宏 725

27.9.2 tcp_reass函數 727

27.10 tcp_trace函數 732

27.11 小結 736

第28章 TCP的輸入 737

28.1 引言 737

28.2 預處理 739

28.3 tcp_dooptions函數 745

28.4 首部預測 747

28.5 TCP輸入：緩慢的執行路徑 752

28.6 完成被動打開或主動打開 752

28.6.1 完成被動打開 753

28.6.2 完成主動打開 756

28.7 PAWS：防止序號迴繞 760

28.8 裁剪報文段使數據在窗口內 762

28.9 自連接和同時打開 768

28.10 記錄時間戳 770

28.11 RST處理 770

28.12 小結 772

第29章 TCP的輸入(續) 773

29.1 引言 773

29.2 ACK處理概述 773

29.3 完成被動打開和同時打開 774

29.4 快速重傳和快速恢復的演演算法 775

29.5 ACK處理 778

29.6 更新窗口信息 784

29.7 緊急方式處理 786

29.8 tcp_pulloutofband函數 788

29.9 處理已接收的數據 789

29.10 FIN處理 791

29.11 最後的處理 793

29.12 實現求精 795

29.13 首部壓縮 795

29.13.1 引言 796

29.13.2 首部欄位的壓縮 799

29.13.3 特殊情況 801

29.13.4 實例 802

29.13.5 配置 803

29.14 小結 803

第30章 TCP的用戶需求 805

30.1 引言 805

30.2 tcp_usrreq函數 805

30.3 tcp_attach函數 814

30.4 tcp_disconnect函數 815

30.5 tcp_usrclosed函數 816

30.6 tcp_ctloutput函數 817

30.7 小結 820

第31章 BPF：BSD 分組過濾程序 821

31.1 引言 821

31.2 代碼介紹 821

31.2.1 全局變數 821

31.2.2 統計量 822

31.3 bpf_if結構 822

31.4 bpf_d結構 825

31.4.1 bpfopen函數 826

31.4.2 bpfioctl函數 827

31.4.3 bpf_setif函數 830

31.4.4 bpf_attachd函數 831

31.5 BPF的輸入 832

31.5.1 bpf_tap函數 832

31.5.2 catchpacket函數 833

31.5.3 bpfread函數 835

31.6 BPF的輸出 837

31.7 小結 838

第32章 原始IP 839

32.1 引言 839

32.2 代碼介紹 839

32.2.1 全局變數 839

32.2.2 統計量 840

32.3 原始 IP的protosw結構 840

32.4 rip_init函數 842

32.5 rip_input函數 842

32.6 rip_output函數 844

32.7 rip_usrreq函數 846

32.8 rip_ctloutput函數 850

32.9 小結 852

結束語 853

附錄A 部分習題的解答 854

附錄B 源代碼的獲取 872

附錄C RFC 1122 的有關內容 874

參考文獻 895