【云计算 IT 基础知识】5.4 传输层--5.4.1 TCP

muzilan 2016-07-30 03:39:50
加精

【云计算 IT 基础知识】系列1 目录/汇总（持续更新）

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5.4 传输层


5.4.1 TCP



概念

传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字 节流的传输层通信协议(在RFC793中定义)。




特点

TCP具有以下特点:
l 面向连接的传输。
l 端到端的通信。
l 高可靠性,确保传输数据的正确性,不出现丢失或乱序。
l 全双工方式传输。
l 采用字节流方式,即以字节为单位传输字节序列。
l 紧急数据传送功能。
l 使用缓冲区。
l 提供重传机制。





原理


可靠性保障

TCP通过下列方式来保障数据传输的可靠性:
l 数据被分割成TCP最适合发送的数据块,也就是最大报文段长度。当一个连接建立 时,连接的双方都要通告各自的最大报文段长度。
l 当TCP发出一个报文段后,它启动一个定时器,等待目的端确认收到这个报文段。 如果不能及时收到一个确认将重发这个报文段。
l 当TCP收到发自TCP连接另一端的数据,它将发送一个确认。这个确认通常将推迟 几分之一秒发送,以便将ACK与需要沿该方向发送的数据一起发送。绝大多数实现 采用的时延为200ms。
l TCP通过端到端的首部和数据的检验和,检测数据在传输过程中的任何变化。如果 收到段的检验和有差错,TCP将丢弃这个报文段并不确认收到此报文段,希望发送 端超时并重发。
l 如果TCP报文段的到达顺序错误,TCP会对收到的数据进行重新排序,将数据以正 确顺序交给应用层。
l TCP接收端会丢弃重复的数据。
l TCP可提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端 只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据,从而防止缓冲区溢出。



建立TCP连接

TCP通过三次握手完成连接的建立,如图5-27所示。


TCP连接建立的过程:
1. 客户端执行主动打开:客户端发送SYN包给服务器,其中包含序列号X。
2. 服务器收到SYN(SEQ=X)包后,向客户端回SYN(SEQ=Y)+ACK(SEQ=X+1)包作为应答以及对客户端SYN(SEQ=X)包的确认。
3. 客户端向服务器发送ACK(SEQ=Y+1)包,对服务器SYN(SEQ=Y)包进行确认。
同时打开:在很偶然的情况下,TCP连接的两方会同时彼此执行主动打开。这种情况下,每一方必须发送一个SYN,且这些SYN必须传递给对方。每一方均使用一个对方熟知的端口作为本地端口。例如,主机A中的一个应用程序使用 地端口7000,并与主机B的端口8000执行主动打开。主机B的一个应用程序则使用本地端口8000,并与主机A的 端口7000执行主动打开。它们仅建立一条连接而不两条连接,且每一端既是客户机又是服务器。


终止TCP连接

由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。TCP通过四次握手完成
连接的终止,如图5-28所示。



TCP连接终止的过程:
1. 客户端执行主动关闭:客户端发送FIN包给服务器,其中包含序列号X。
2. 服务器收到FIN(SEQ=X)包后,向客户端回ACK(SEQ=X+1)包作为对客户端FIN(SEQ=X)包的确认。从客户端到服务器的传送被关闭。
3. 服务器执行被动关闭:服务器向客户端发送FIN(SEQ=Y) ACK(SEQ=X+1)包。
4. 客户端向服务器发送ACK(SEQ=Y+1)包,对服务器FIN(SEQ=Y)包进行确认。从服 务器到客户端的传送被关闭。

同时关闭:TCP连接的两方都可以执行主动关闭。

异常释放:通常情况下,TCP通过发送FIN包关闭连接。若使用的是复位报文来结束连接,则称为异常释放。使用异常释放,可以使复位报文的发送方立即丢弃待发数据,减少资源浪费,而接受方可以判断出发送方是正常关闭还是异常关闭。


流量控制

为了实现流量控制,TCP使用一种滑动窗口协议。TCP连接的双方为每个连接使用一个窗口。窗口区间是缓冲区的一部分,包含一方在等待另一方的确认期间所能发送的字节数据。该窗口之所以称为滑动窗口,是因为它能随着数据的发送、确认的接收,在整个缓冲区内滑动。
TCP的滑动窗口是面向字节的。滑动窗口的使用使传输效率更高,同时也能控制数据流量,使接收端不被数据所淹没。


拥塞控制

TCP提供4种拥塞控制机制来确保有效的利用带宽,并快速修复拥塞和错误:

l 慢速启动
新建立的连接不在一开始就大量发送数据包,而是根据网络情况逐步增加每次发送的数据量。当新建连接时,拥塞窗口大小初始化为1个最大报文段长度(以字节为
单位),发送端开始按照拥塞窗口大小发送数据。每当有一个报文段被确认,拥塞 窗口大小就增加1个最大报文段长度。拥塞窗口大小的值随着网络往返时间呈指数级增长。

l 拥塞避免

当拥塞窗口大小超过慢启动门限(通常是65536字节)后,慢速启动过程结束,进入拥塞避免阶段。拥塞避免的主要思想是加法增大,即拥塞窗口大小的值不再指数级往上升,而是开始加法增加。当窗口中所有的报文段都被确认时,拥塞窗口大小加1。拥塞窗口大小的值随着网络往返时间的增加而线性增加,从而避免增长过快 导致网络拥塞,逐渐增加调整到网络的最佳值。

l 快速重传

TCP在收到乱序到达包时会立即发送ACK,TCP利用3个相同的ACK来判定数据包的丢失。此时进行快速重传,包括把慢启动门限值设置为拥塞窗口大小的一半,把拥塞窗口大小重新设置为慢启动门限的值(具体实现有些为慢启动门限的值+3), 并重新进入拥塞避免阶段。

l 快速恢复

快速恢复与快速重传类似,但当收到3个重复ACK时,TCP最后进入的不是拥塞避免阶段,而是快速恢复阶段。快速恢复的思想是“数据包守恒”原则,即同一个时刻在网络中的数据包数量是恒定的,只有当“老”数据包离开了网络后,才能向网 络中发送一个“新”的数据包。如果发送方收到一个重复的ACK,根据TCP的ACK重传机制,就表明有一个数据包离开了网络,于是拥塞窗口大小加1。




报文格式


TCP的报文格式如图5-29所示。



报文中各字段的定义如表5-11所示。







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赵4老师 2016-10-12
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muzilan 2016-10-11
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muzilan 2016-10-11
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大家讨论交流，才收获多
muzilan 2016-10-11
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引用 5 楼 zhao4zhong1 的回复:
还是要先学会使用抓包软件比如wireshark。
这个最实用
赵4老师 2016-08-08
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还是要先学会使用抓包软件比如wireshark。
muzilan 2016-08-07
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引用 3 楼 iseehell 的回复:
不明觉厉啊，TCP中包的封装和包头字段，能否来个介绍说明
TCP包头 　　TCP包头占有20个字节，即： 　　18 98 00 17 37 8d 49 3b 00 46 74 e0 50 18 fe d9 ea f7 00 00 　　(1) “18 98”，表示本地端口号，转换为十进制就是3368。 　　(2) “00 15”，表示目标端口号，转换为十进制就是23，因为我是连接TELNET站点，所以，这个就是23。 　　(3) “37 8d 49 3b”，是顺序号（Sequence Number），简写为SEQ。 　　(4) “00 46 74 e0”，是确认号（Acknowledgment Number），简写为ACKNUM。 　　(5) “50 18”，转换为二进制，“0101 0000 0001 1000”。这两个字节，总共16bit，有好多东西。第一个4bit“0101”，是TCP头长，十进制为5，表示20个字节。接着的6bit现在TCP协议没有用上，都为0。最后的6bit“01 1000”是六个重要的标志。这是两个计算机数据交流的信息标志。接收和发送断根据这些标志来确定信息流的种类。下面是一些介绍：　 　　URG：（Urgent Pointer field significant）紧急指针。用到的时候值为1，用来处理避免TCP数据流中断。 　　ACK：（Acknowledgment fieldsignificant）置1时表示确认号（AcknowledgmentNumber）为合法，为0的时候表示数据段不包含确认信息，确认号被忽略。 　　PSH：（Push Function），PUSH标志的数据，置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序，而不必等到缓冲区满时才传送。 　　RST：（Reset the connection）用于复位因某种原因引起出现的错误连接，也用来拒绝非法数据和请求。如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误。　 SYN：（Synchronize sequence numbers）用来建立连接，在连接请求中，SYN=1，ACK=0，连接响应时，SYN=1，ACK=1。即，SYN和ACK来区分Connection Request和Connection Accepted。　 　　FIN：（No more data from sender）用来释放连接，表明发送方已经没有数据发送了。　 　　这6个标志位，对号入座。本例中SYN=0，ACK=1，当然就是表示连接请求了。在分析TCP包头时候，要注意这两位的变换。　 　　(6) “fe d9”，窗口值，用来控制实现流量控制。 　　(7) “ea f7”，检验和，TCP的检验和是强制的。 　　(8) “00 00”，紧急指针。
iseehell 2016-08-03
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不明觉厉啊，TCP中包的封装和包头字段，能否来个介绍说明
muzilan 2016-08-02
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引用 1 楼 zhao4zhong1 的回复:
《TCP-IP详解卷一：协议》 《TCP-IP详解卷二：实现》 《TCP-IP详解卷三：TCP事务协议，HTTP，NNTP和UNIX域协议》
仔细研读啊
赵4老师 2016-08-01
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《TCP-IP详解卷一：协议》 《TCP-IP详解卷二：实现》 《TCP-IP详解卷三：TCP事务协议，HTTP，NNTP和UNIX域协议》
计算机网络基础知识
计算机网络相关知识、网络结构等等。 序言 前言 第1章 引言 1.1 计算机网络的产生和发展 1.2 计算机网络的功能 1.3 计算机网络分类 1.3.1 局域网 1.3.2 城域网 1.3.3 广域网 1.3.4 互联网 1.3.5 无线网 1.4 网络体系结构 1.4.1 协议分层 1.4.2 服务类型 1.4.3 服务原语 1.5 ISO/OSI参考模型 1.5.1 参考模型 1.5.2 模型评价 1.6 本书的结构 第一部分 数据通信 第2章 数据通信基础知识 2.1 基本概念 2.1.1 信号与通信 2.1.2 模拟通信 2.1.3 数字通信 2.2 数据通信基础理论 2.2.1 信号的频谱和带宽 2.2.2 信道的截止频率与带宽 2.2.3 信道的最大数据传输率 2.3 传输介质 2.3.1 双绞线 2.3.2 同轴电缆 2.3.3 光纤 2.3.4 无线介质 2.4 多路复用 2.4.1 频分多路复用 2.4.2 波分多路复用 2.4.3 时分多路复用 2.5 数据交换技术 2.5.1 电路交换 2.5.2 报文交换 2.5.3 分组交换 2.6 调制解调器 2.6.1 调制方式 2.6.2 Modem标准 2.6.3 Modem分类 2.6.4 工作模式 2.7 小结 习题 第3章 物理层接口 3.1 RS-232-C接口 3.1.1 机械特性 3.1.2 电气特性 3.1.3 功能特性 3.1.4 过程特性 3.1.5 空Modem电缆 3.2 其他接口 3.2.1 RS-449接口 3.2.2 RS-530接口 3.3 小结 习题 第二部分 底层物理网络 第4章 广域网 4.1 广域网结构 4.1.1 虚电路和数据报 4.1.2 两者比较 4.2 广域网实例 4.2.1 PSTN 4.2.2 X.25 4.2.3 DDN 4.2.4 帧中继 4.2.5 SMDS 4.2.6 B-ISDN/ATM 4.3 各种广域网的比较 4.4 小结 习题 第5章 局域网 5.1 介质访问控制协议 5.1.1 ALOHA协议 5.1.2 CSMA协议 5.1.3 CSMA/CD协议 5.2 以太网和IEEE 802.3 5.2.1 物理层标准 5.2.2 MAC协议 5.2.3 性能分析 5.3 令牌环网和IEEE 802.5 5.3.1 MAC协议 5.3.2 管理与维护 5.3.3 性能分析 5.4 网桥 5.4.1 透明网桥 5.4.2 源选径网桥 5.5 小结 习题 第6章 高速局域网 6.1 FDDI网络 6.1.1 与OSI的关系 6.1.2 帧格式 6.1.3 MAC协议 6.1.4 工作原理 6.1.5 拓扑结构 6.1.6 网络容错 6.1.6 技术指标 6.2 快速以太网 6.3 千兆位以太网 6.4 局域网交换机 6.5 小结 习题 第三部分 网络互联 第7章 网络互联与TCP/IP 7.1 网络互联层次 7.1.1 应用级互联 7.1.2 网络级互联 7.2 TCP/IP参考模型 7.3 TCP/IP参考模型的特点 7.3.1 TCP/IP的两大边界 7.3.2 IP层的地位 7.3.3 TCP/IP的可靠性思想 7.3.4 TCP/IP模型的特点 7.4 TCP/IP与ISO/OSI 7.5 小结 习题 第8章 IP 8.1 IP数据报 8.1.1 数据报格式 8.1.2 地址格式 8.2 IPv6 8.2.1 固定头部格式 8.2.2 IPv6地址 8.2.3 扩展头部 8.3 小结 习题 第9章 ARP、RARP和ICMP 9.1 ARP和RARP 9.1.1 ARP 9.1.2 RARP协议 9.1.3 报文格式 9.2 ICMP 9.2.1 ICMP报文类型 9.2.2 ICMP报文格式 9.2.3 ICMP差错报文 9.2.4 ICMP控制报文 9.2.5 ICMP请求/应答报文 9.3 小结 习题 第10章 IP路由协议 10.1 路由器与路由选择 10.1.1 路由器 10.1.2 路由选择 10.2 Internet结构 10.3 基本路由算法 10.3.1 D-V路由算法 10.3.2 L-S路由算法 10.4 IGP：内部网关协议 10.4.1 RIP 10.4.2 IGRP 10.4.3 OSPF协议 10.5 外部网关协议EGP 10.6 Internet组播 10.6.1 组播协议 10.6.2 组的维护 10.6.3 组播范围 10.7 移动IP路由 10.8 无类域间路由 10.9 小结 习题 第11章 传输层协议：TCP和UDP 11.1 传输层基本原理 11.1.1 服务质量 11.1.2 传输层端口 11.2 UDP 11.2.1 UDP报文格式 11.2.2 UDP伪头部 11.2.3 UDP多路复用 11.3 TCP 11.3.1 TCP报文格式 11.3.2 TCP连接端点 11.3.3 TCP可靠传输 11.3.4 TCP流量控制 11.3.5 TCP拥塞控制 11.3.6 TCP连接建立 11.3.7 TCP连接删除 11.3.8 TCP紧急数据传输 11.4 小结 习题 第四部分 网络应用 第12章 客户/服务器模型与套接字编程接口 12.1 网络间进程通信 12.2 客户/服务器模型 12.3 套接字编程接口 12.3.1 套接字基本概念 12.3.2 套接字系统调用 12.3.3 其它系统调用 12.4 基于客户/服务器模型的套接字编程举例 12.4.1 客户/服务器模型流程图 12.4.2 套接字实现机制 12.4.3 Unix环境下的套接字编程举例 12.5 小结 习题 第13章 DNS域名系统 13.1 域名结构 13.1.1 平面型命名机制 13.1.2 层次型命名机制 13.1.3 层次型名字管理 13.1.4 TCP/IP域名 13.2 域名解析 13.2.1 TCP/IP域名服务器 13.2.2 域名解析 13.2.3 逆向域名解析 13.2.4 域名解析的效率 13.3小结 习题 第14章 远程登录Telnet和Rlogin 14.1 为什么要引入远程登录？ 14.2 TELNET协议 14.2.1 Telnet工作原理 14.2.2 网络虚终端 14.2.3 Telnet选项 14.3 Rlogin 14.4 小结 习题 第15章 文件传输与访问 15.1 FTP：文件传输协议 15.1.1 FTP特点 15.1.2 FTP工作原理 15.1.3 FTP连接建立 15.1.4 FTP访问控制 15.2 TFTP：简单文件传输协议 15.3 NFS：网络文件系统 15.4 小结 习题 第16章 电子邮件 16.1 电子邮件系统体系结构 16.1.1 ISO/OSI电子邮件系统 16.1.2 TCP/IP电子邮件系统 16.2 TCP/IP电子邮件地址 16.3 TCP/IP电子邮件标准 16.3.1 TCP/IP电子邮件格式 16.3.2 MIME：多用途Internet邮件扩展 16.3.3 SMTP：简单邮件传输协议 16.4 邮箱访问 16.5 小结 习题 第17章 万维网 17.1 Web页面浏览 17.1.1 浏览器和服务器 17.1.2 HTTP 17.1.3 HTML语言 17.2 交互式动态页面 17.2.1 CGI 17.2.2 Java 17.2.3 ASP 17.3小结 习题 第五部分 网络管理与安全 第18章 网络管理 18.1 互连网管理 18.2 SNMP网管体系 18.2.1 管理员/代理模型 18.2.2 MIB：管理信息库 18.2.3 ASN.1 18.2.4 SNMP 18.3 小结 习题 第19章 网络安全 19.1 基本概念 19.2 网络安全攻击 19.3 安全策略 19.4 安全机制 19.4.1 加密 19.4.2 鉴别 19.4.3 数字签名 19.5 防火墙 19.5.1 包过滤 19.5.2 应用级网关 19.6 小结 习题 第20章 网络技术的未来发展 20.1 新型网络应用技术 20.2 宽带网络技术 20.3 无线接入技术 20.4 统一网络技术 20.5 网络安全技术 20.6 主动网络技术 20.7 小结 参考文献
TCP-IP详细协议
目 录 译者序 前言 第1章 概述 1 1.1 引言 1 1.2 分层 1 1.3 TCP/IP的分层 4 1.4 互联网的地址 5 1.5 域名系统 6 1.6 封装 6 1.7 分用 8 1.8 客户-服务器模型 8 1.9 端口号 9 1.10 标准化过程 10 1.11 RFC 10 1.12 标准的简单服务 11 1.13 互联网 12 1.14 实现 12 1.15 应用编程接口 12 1.16 测试网络 13 1.17 小结 13 第2章 链路层 15 2.1 引言 15 2.2 以太网和IEEE 802封装 15 2.3 尾部封装 17 2.4 SLIP：串行线路IP 17 2.5 压缩的SLIP 18 2.6 PPP：点对点协议 18 2.7 环回接口 20 2.8 最大传输单元MTU 21 2.9 路径MTU 21 2.10 串行线路吞吐量计算 21 2.11 小结 22 第3章 IP：网际协议 24 3.1 引言 24 3.2 IP首部 24 3.3 IP路由选择 27 3.4 子网寻址 30 3.5 子网掩码 32 3.6 特殊情况的IP地址 33 3.7 一个子网的例子 33 3.8 ifconfig命令 35 3.9 netstat命令 36 3.10 IP的未来 36 3.11 小结 37 第4章 ARP：地址解析协议 38 4.1 引言 38 4.2 一个例子 38 4.3 ARP高速缓存 40 4.4 ARP的分组格式 40 4.5 ARP举例 41 4.5.1 一般的例子 41 4.5.2 对不存在主机的ARP请求 42 4.5.3 ARP高速缓存超时设置 43 4.6 ARP代理 43 4.7 免费ARP 45 4.8 arp命令 45 4.9 小结 46 第5章 RARP：逆地址解析协议 47 5.1 引言 47 5.2 RARP的分组格式 47 5.3 RARP举例 47 5.4 RARP服务器的设计 48 5.4.1 作为用户进程的RARP服务器 49 5.4.2 每个网络有多个RARP服务器 49 5.5 小结 49 第6章 ICMP：Internet控制报文协议 50 6.1 引言 50 6.2 ICMP报文的类型 50 6.3 ICMP地址掩码请求与应答 52 6.4 ICMP时间戳请求与应答 53 6.4.1 举例 54 6.4.2 另一种方法 55 6.5 ICMP端口不可达差错 56 6.6 ICMP报文的4.4BSD处理 59 6.7 小结 60 第7章 Ping程序 61 7.1 引言 61 7.2 Ping程序 61 7.2.1 LAN输出 62 7.2.2 WAN输出 63 7.2.3 线路SLIP链接 64 7.2.4 拨号SLIP链路 65 7.3 IP记录路由选项 65 7.3.1 通常的例子 66 7.3.2 异常的输出 68 7.4 IP时间戳选项 69 7.5 小结 70 第8章 Traceroute程序 71 8.1 引言 71 8.2 Traceroute 程序的操作 71 8.3 局域网输出 72 8.4 广域网输出 75 8.5 IP源站选路选项 76 8.5.1 宽松的源站选路的traceroute 程序示例 78 8.5.2 严格的源站选路的traceroute 程序示例 79 8.5.3 宽松的源站选路traceroute程序 的往返路由 80 8.6 小结 81 第9章 IP选路 83 9.1 引言 83 9.2 选路的原理 84 9.2.1 简单路由表 84 9.2.2 初始化路由表 86 9.2.3 较复杂的路由表 87 9.2.4 没有到达目的地的路由 87 9.3 ICMP主机与网络不可达差错 88 9.4 转发或不转发 89 9.5 ICMP重定向差错 89 9.5.1 一个例子 90 9.5.2 更多的细节 91 9.6 ICMP路由器发现报文 92 9.6.1 路由器操作 93 9.6.2 主机操作 93 9.6.3 实现 93 9.7 小结 94 第10章 动态选路协议 95 10.1 引言 95 10.2
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73 5.2.3 类型推导 74 5.2.4 控制流 76 5.2.5 模板 77 5.2.6 面向对象 81 5.3 语言运行期的强化 83 5.3.1 Lambda 表达式 83 5.3.2 右值引用 86 5.4 容器 88 5.4.1 线性容器 88 5.4.2 无序容器 89 5.4.3 元组 89 5.5 ...
TCP-IP详解试题
目 录 译者序 前言 第1章 概述 1 1.1 引言 1 1.2 分层 1 1.3 TCP/IP的分层 4 1.4 互联网的地址 5 1.5 域名系统 6 1.6 封装 6 1.7 分用 8 1.8 客户-服务器模型 8 1.9 端口号 9 1.10 标准化过程 10 1.11 RFC 10 1.12 标准的简单服务 11 1.13 互联网 12 1.14 实现 12 1.15 应用编程接口 12 1.16 测试网络 13 1.17 小结 13 第2章 链路层 15 2.1 引言 15 2.2 以太网和IEEE 802封装 15 2.3 尾部封装 17 2.4 SLIP：串行线路IP 17 2.5 压缩的SLIP 18 2.6 PPP：点对点协议 18 2.7 环回接口 20 2.8 最大传输单元MTU 21 2.9 路径MTU 21 2.10 串行线路吞吐量计算 21 2.11 小结 22 第3章 IP：网际协议 24 3.1 引言 24 3.2 IP首部 24 3.3 IP路由选择 27 3.4 子网寻址 30 3.5 子网掩码 32 3.6 特殊情况的IP地址 33 3.7 一个子网的例子 33 3.8 ifconfig命令 35 3.9 netstat命令 36 3.10 IP的未来 36 3.11 小结 37 第4章 ARP：地址解析协议 38 4.1 引言 38 4.2 一个例子 38 4.3 ARP高速缓存 40 4.4 ARP的分组格式 40 4.5 ARP举例 41 4.5.1 一般的例子 41 4.5.2 对不存在主机的ARP请求 42 4.5.3 ARP高速缓存超时设置 43 4.6 ARP代理 43 4.7 免费ARP 45 4.8 arp命令 45 4.9 小结 46 第5章 RARP：逆地址解析协议 47 5.1 引言 47 5.2 RARP的分组格式 47 5.3 RARP举例 47 5.4 RARP服务器的设计 48 5.4.1 作为用户进程的RARP服务器 49 5.4.2 每个网络有多个RARP服务器 49 5.5 小结 49 第6章 ICMP：Internet控制报文协议 50 6.1 引言 50 6.2 ICMP报文的类型 50 6.3 ICMP地址掩码请求与应答 52 6.4 ICMP时间戳请求与应答 53 6.4.1 举例 54 6.4.2 另一种方法 55 6.5 ICMP端口不可达差错 56 6.6 ICMP报文的4.4BSD处理 59 6.7 小结 60 第7章 Ping程序 61 7.1 引言 61 7.2 Ping程序 61 7.2.1 LAN输出 62 7.2.2 WAN输出 63 7.2.3 线路SLIP链接 64 7.2.4 拨号SLIP链路 65 7.3 IP记录路由选项 65 7.3.1 通常的例子 66 7.3.2 异常的输出 68 7.4 IP时间戳选项 69 7.5 小结 70 第8章 Traceroute程序 71 8.1 引言 71 8.2 Traceroute 程序的操作 71 8.3 局域网输出 72 8.4 广域网输出 75 8.5 IP源站选路选项 76 8.5.1 宽松的源站选路的traceroute 程序示例 78 8.5.2 严格的源站选路的traceroute 程序示例 79 8.5.3 宽松的源站选路traceroute程序 的往返路由 80 8.6 小结 81 第9章 IP选路 83 9.1 引言 83 9.2 选路的原理 84 9.2.1 简单路由表 84 9.2.2 初始化路由表 86 9.2.3 较复杂的路由表 87 9.2.4 没有到达目的地的路由 87 9.3 ICMP主机与网络不可达差错 88 9.4 转发或不转发 89 9.5 ICMP重定向差错 89 9.5.1 一个例子 90 9.5.2 更多的细节 91 9.6 ICMP路由器发现报文 92 9.6.1 路由器操作 93 9.6.2 主机操作 93 9.6.3 实现 93 9.7 小结 94 第10章 动态选路协议 95 10.1 引言 95 10.2
TCP-IP详解卷1：协议
目 录 译者序 前言 第1章 概述 1 1.1 引言 1 1.2 分层 1 1.3 TCP/IP的分层 4 1.4 互联网的地址 5 1.5 域名系统 6 1.6 封装 6 1.7 分用 8 1.8 客户-服务器模型 8 1.9 端口号 9 1.10 标准化过程 10 1.11 RFC 10 1.12 标准的简单服务 11 1.13 互联网 12 1.14 实现 12 1.15 应用编程接口 12 1.16 测试网络 13 1.17 小结 13 第2章 链路层 15 2.1 引言 15 2.2 以太网和IEEE 802封装 15 2.3 尾部封装 17 2.4 SLIP：串行线路IP 17 2.5 压缩的SLIP 18 2.6 PPP：点对点协议 18 2.7 环回接口 20 2.8 最大传输单元MTU 21 2.9 路径MTU 21 2.10 串行线路吞吐量计算 21 2.11 小结 22 第3章 IP：网际协议 24 3.1 引言 24 3.2 IP首部 24 3.3 IP路由选择 27 3.4 子网寻址 30 3.5 子网掩码 32 3.6 特殊情况的IP地址 33 3.7 一个子网的例子 33 3.8 ifconfig命令 35 3.9 netstat命令 36 3.10 IP的未来 36 3.11 小结 37 第4章 ARP：地址解析协议 38 4.1 引言 38 4.2 一个例子 38 4.3 ARP高速缓存 40 4.4 ARP的分组格式 40 4.5 ARP举例 41 4.5.1 一般的例子 41 4.5.2 对不存在主机的ARP请求 42 4.5.3 ARP高速缓存超时设置 43 4.6 ARP代理 43 4.7 免费ARP 45 4.8 arp命令 45 4.9 小结 46 第5章 RARP：逆地址解析协议 47 5.1 引言 47 5.2 RARP的分组格式 47 5.3 RARP举例 47 5.4 RARP服务器的设计 48 5.4.1 作为用户进程的RARP服务器 49 5.4.2 每个网络有多个RARP服务器 49 5.5 小结 49 第6章 ICMP：Internet控制报文协议 50 6.1 引言 50 6.2 ICMP报文的类型 50 6.3 ICMP地址掩码请求与应答 52 6.4 ICMP时间戳请求与应答 53 6.4.1 举例 54 6.4.2 另一种方法 55 6.5 ICMP端口不可达差错 56 6.6 ICMP报文的4.4BSD处理 59 6.7 小结 60 第7章 Ping程序 61 7.1 引言 61 7.2 Ping程序 61 7.2.1 LAN输出 62 7.2.2 WAN输出 63 7.2.3 线路SLIP链接 64 7.2.4 拨号SLIP链路 65 7.3 IP记录路由选项 65 7.3.1 通常的例子 66 7.3.2 异常的输出 68 7.4 IP时间戳选项 69 7.5 小结 70 第8章 Traceroute程序 71 8.1 引言 71 8.2 Traceroute 程序的操作 71 8.3 局域网输出 72 8.4 广域网输出 75 8.5 IP源站选路选项 76 8.5.1 宽松的源站选路的traceroute 程序示例 78 8.5.2 严格的源站选路的traceroute 程序示例 79 8.5.3 宽松的源站选路traceroute程序 的往返路由 80 8.6 小结 81 第9章 IP选路 83 9.1 引言 83 9.2 选路的原理 84 9.2.1 简单路由表 84 9.2.2 初始化路由表 86 9.2.3 较复杂的路由表 87 9.2.4 没有到达目的地的路由 87 9.3 ICMP主机与网络不可达差错 88 9.4 转发或不转发 89 9.5 ICMP重定向差错 89 9.5.1 一个例子 90 9.5.2 更多的细节 91 9.6 ICMP路由器发现报文 92 9.6.1 路由器操作 93 9.6.2 主机操作 93 9.6.3 实现 93 9.7 小结 94 第10章 动态选路协议 95 10.1 引言 95 10.2 动态选路 95 10.3 Unix选路守护程序 96 10.4 RIP：选路信息协议 96 10.4.1 报文格式 96 10.4.2 正常运行 97 10.4.3 度量 98 10.4.4 问题 98 10.4.5 举例 98 10.4.6 另一个例子 100 10.5 RIP版本2 102 10.6 OSPF：开放最短路径优先 102 10.7 BGP：边界网关协议 103 10.8 CIDR：无类型域间选路 104 10.9 小结 105 第11章 UDP：用户数据报协议 107 11.1 引言 107 11.2 UDP首部 107 11.3 UDP检验和 108 11.3.1 tcpdump输出 109 11.3.2 一些统计结果 109 11.4 一个简单的例子 110 11.5 IP分片 111 11.6 ICMP不可达差错（需要分片） 113 11.7 用Traceroute确定路径MTU 114 11.8 采用UDP的路径MTU发现 116 11.9 UDP和ARP之间的交互作用 118 11.10 最大UDP数据报长度 119 11.11 ICMP源站抑制差错 120 11.12 UDP服务器的设计 122 11.12.1 客户IP地址及端口号 122 11.12.2 目标IP地址 122 11.12.3 UDP输入队列 122 11.12.4 限制本地IP地址 124 11.12.5 限制远端IP地址 125 11.12.6 每个端口有多个接收者 125 11.13 小结 126 第12章 广播和多播 128 12.1 引言 128 12.2 广播 129 12.2.1 受限的广播 129 12.2.2 指向网络的广播 129 12.2.3 指向子网的广播 129 12.2.4 指向所有子网的广播 130 12.3 广播的例子 130 12.4 多播 132 12.4.1 多播组地址 133 12.4.2 多播组地址到以太网地址的转换 133 12.4.3 FDDI和令牌环网络中的多播 134 12.5 小结 134 第13章 IGMP：Internet组管理协议 136 13.1 引言 136 13.2 IGMP报文 136 13.3 IGMP协议 136 13.3.1 加入一个多播组 136 13.3.2 IGMP报告和查询 137 13.3.3 实现细节 137 13.3.4 生存时间字段 138 13.3.5 所有主机组 138 13.4 一个例子 138 13.5 小结 141 第14章 DNS：域名系统 142 14.1 引言 142 14.2 DNS基础 142 14.3 DNS的报文格式 144 14.3.1 DNS查询报文中的问题部分 146 14.3.2 DNS响应报文中的资源记录部分 147 14.4 一个简单的例子 147 14.5 指针查询 150 14.5.1 举例 151 14.5.2 主机名检查 151 14.6 资源记录 152 14.7 高速缓存 153 14.8 用UDP还是用TCP 156 14.9 另一个例子 156 14.10 小结 157 第15章 TFTP：简单文件传送协议 159 15.1 引言 159 15.2 协议 159 15.3 一个例子 160 15.4 安全性 161 15.5 小结 162 第16章 BOOTP: 引导程序协议 163 16.1 引言 163 16.2 BOOTP的分组格式 163 16.3 一个例子 164 16.4 BOOTP服务器的设计 165 16.5 BOOTP穿越路由器 167 16.6 特定厂商信息 167 16.7 小结 168 第17章 TCP：传输控制协议 170 17.1 引言 170 17.2 TCP的服务 170 17.3 TCP的首部 171 17.4 小结 173 第18章 TCP连接的建立与终止 174 18.1 引言 174 18.2 连接的建立与终止 174 18.2.1 tcpdump的输出 174 18.2.2 时间系列 175 18.2.3 建立连接协议 175 18.2.4 连接终止协议 177 18.2.5 正常的tcpdump输出 177 18.3 连接建立的超时 178 18.3.1 第一次超时时间 178 18.3.2 服务类型字段 179 18.4 最大报文段长度 179 18.5 TCP的半关闭 180 18.6 TCP的状态变迁图 182 18.6.1 2MSL等待状态 183 18.6.2 平静时间的概念 186 18.6.3 FIN_WAIT_2状态 186 18.7 复位报文段 186 18.7.1 到不存在的端口的连接请求 187 18.7.2 异常终止一个连接 187 18.7.3 检测半打开连接 188 18.8 同时打开 189 18.9 同时关闭 191 18.10 TCP选项 191 18.11 TCP服务器的设计 192 18.11.1 TCP服务器端口号 193 18.11.2 限定的本地IP地址 194 18.11.3 限定的远端IP地址 195 18.11.4 呼入连接请求队列 195 18.12 小结 197 第19章 TCP的交互数据流 200 19.1 引言 200 19.2 交互式输入 200 19.3 经受时延的确认 201 19.4 Nagle算法 203 19.4.1 关闭Nagle算法 204 19.4.2 一个例子 205 19.5 窗口大小通告 207 19.6 小结 208 第20章 TCP的成块数据流 209 20.1 引言 209 20.2 正常数据流 209 20.3 滑动窗口 212 20.4 窗口大小 214 20.5 PUSH标志 215 20.6 慢启动 216 20.7 成块数据的吞吐量 218 20.7.1 带宽时延乘积 220 20.7.2 拥塞 220 20.8 紧急方式 221 20.9 小结 224 第21章 TCP的超时与重传 226 21.1 引言 226 21.2 超时与重传的简单例子 226 21.3 往返时间测量 227 21.4 往返时间RTT的例子 229 21.4.1 往返时间RTT的测量 229 21.4.2 RTT估计器的计算 231 21.4.3 慢启动 233 21.5 拥塞举例 233 21.6 拥塞避免算法 235 21.7 快速重传与快速恢复算法 236 21.8 拥塞举例（续） 237 21.9 按每条路由进行度量 240 21.10 ICMP的差错 240 21.11 重新分组 243 21.12 小结 243 第22章 TCP的坚持定时器 245 22.1 引言 245 22.2 一个例子 245 22.3 糊涂窗口综合症 246 22.4 小结 250 第23章 TCP的保活定时器 251 23.1 引言 251 23.2 描述 252 23.3 保活举例 253 23.3.1 另一端崩溃 253 23.3.2 另一端崩溃并重新启动 254 23.3.3 另一端不可达 254 23.4 小结 255 第24章 TCP的未来和性能 256 24.1 引言 256 24.2 路径MTU发现 256 24.2.1 一个例子 257 24.2.2 大分组还是小分组 258 24.3 长肥管道 259 24.4 窗口扩大选项 262 24.5 时间戳选项 263 24.6 PAWS：防止回绕的序号 265 24.7 T/TCP：为事务用的TCP扩展 265 24.8 TCP的性能 267 24.9 小结 268 第25章 SNMP：简单网络管理协议 270 25.1 引言 270 25.2 协议 270 25.3 管理信息结构 272 25.4 对象标识符 274 25.5 管理信息库介绍 274 25.6 实例标识 276 25.6.1 简单变量 276 25.6.2 表格 276 25.6.3 字典式排序 277 25.7 一些简单的例子 277 25.7.1 简单变量 278 25.7.2 get-next操作 278 25.7.3 表格的访问 279 25.8 管理信息库(续) 279 25.8.1 system组 279 25.8.2 interface组 280 25.8.3 at组 281 25.8.4 ip组 282 25.8.5 icmp组 285 25.8.6 tcp组 285 25.9 其他一些例子 288 25.9.1 接口MTU 288 25.9.2 路由表 288 25.10 trap 290 25.11 ASN.1和BER 291 25.12 SNMPv2 292 25.13 小结 292 第26章 Telnet和Rlogin：远程登录 293 26.1 引言 293 26.2 Rlogin协议 294 26.2.1 应用进程的启动 295 26.2.2 流量控制 295 26.2.3 客户的中断键 296 26.2.4 窗口大小的改变 296 26.2.5 服务器到客户的命令 296 26.2.6 客户到服务器的命令 297 26.2.7 客户的转义符 298 26.3 Rlogin的例子 298 26.3.1 初始的客户-服务器协议 298 26.3.2 客户中断键 299 26.4 Telnet协议 302 26.4.1 NVT ASCII 302 26.4.2 Telnet命令 302 26.4.3 选项协商 303 26.4.4 子选项协商 304 26.4.5 半双工、一次一字符、一次 一行或行方式 304 26.4.6 同步信号 306 26.4.7 客户的转义符 306 26.5 Telnet举例 306 26.5.1 单字符方式 306 26.5.2 行方式 310 26.5.3 一次一行方式(准行方式) 312 26.5.4 行方式：客户中断键 313 26.6 小结 314 第27章 FTP：文件传送协议 316 27.1 引言 316 27.2 FTP协议 316 27.2.1 数据表示 316 27.2.2 FTP命令 318 27.2.3 FTP应答 319 27.2.4 连接管理 320 27.3 FTP的例子 321 27.3.1 连接管理：临时数据端口 321 27.3.2 连接管理：默认数据端口 323 27.3.3 文本文件传输：NVT ASCII 表示还是图像表示 325 27.3.4 异常中止一个文件的传输： Telnet同步信号 326 27.3.5 匿名FTP 329 27.3.6 来自一个未知IP地址的匿名FTP 330 27.4 小结 331 第28章 SMTP：简单邮件传送协议 332 28.1 引言 332 28.2 SMTP协议 332 28.2.1 简单例子 332 28.2.2 SMTP命令 334 28.2.3 信封、首部和正文 335 28.2.4 中继代理 335 28.2.5 NVT ASCII 337 28.2.6 重试间隔 337 28.3 SMTP的例子 337 28.3.1 MX记录：主机非直接连到 Internet 337 28.3.2 MX记录：主机出故障 339 28.3.3 VRFY和EXPN命令 340 28.4 SMTP的未来 340 28.4.1 信封的变化：扩充的SMTP 341 28.4.2 首部变化：非ASCII字符 342 28.4.3 正文变化：通用Internet邮件 扩充 343 28.5 小结 346 第29章 网络文件系统 347 29.1 引言 347 29.2 Sun远程过程调用 347 29.3 XDR：外部数据表示 349 29.4 端口映射器 349 29.5 NFS协议 351 29.5.1 文件句柄 353 29.5.2 安装协议 353 29.5.3 NFS过程 354 29.5.4 UDP还是TCP 355 29.5.5 TCP上的NFS 355 29.6 NFS实例 356 29.6.1 简单的例子：读一个文件 356 29.6.2 简单的例子：创建一个目录 357 29.6.3 无状态 358 29.6.4 例子：服务器崩溃 358 29.6.5 等幂过程 360 29.7 第3版的NFS 360 29.8 小结 361 第30章 其他的TCP/IP应用程序 363 30.1 引言 363 30.2 Finger协议 363 30.3 Whois协议 364 30.4 Archie、WAIS、Gopher、Veronica 和WWW 366 30.4.1 Archie 366 30.4.2 WAIS 366 30.4.3 Gopher 366 30.4.4 Veronica 366 30.4.5 万维网WWW 367 30.5 X窗口系统 367 30.5.1 Xscope程序 368 30.5.2 LBX: 低带宽X 370 30.6 小结 370 附录A tcpdump程序 371 附录B 计算机时钟 376 附录C sock程序 378 附录D 部分习题的解答 381 附录E 配置选项 395 附录F 可以免费获得的源代码 406 参考文献 409 缩略语 420
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