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第1章 TCP/IP概述1

1.1 网络互联与TCP/IP1

1.1.1 用IP实现异构网络互联1

1.1.2 TCP/IP协议族的引入3

1.2 网络协议的分层4

1.2.1 通用的协议分层思想4

1.2.2 TCP/IP的分层模型6

1.2.3 协议分层的原则7

1.2.4 TCP/IP分层模型中的两个边界7

1.2.5 点到点和端到端8

1.2.6 协议依赖关系9

1.2.7 多路复用和多路分解9

1.3 TCP/IP的发展过程11

1.4 TCP/IP的标准化12

1.4.1 互联网组织12

1.4.2 标准化过程14

1.4.3 互联网发展的奠基者和推动者15

1.5 中国互联网发展历史回顾15

习题16

第2章 点到点协议PPP17

2.1 引言17

2.2 PPP协议流程18

2.3 PPP帧格式19

2.4 LCP20

2.4.1 链路配置20

2.4.2 链路终止21

2.4.3 链路维护22

2.5 IPCP22

2.6 认证协议PAP22

2.7 认证协议CHAP23

2.8 PPPoE23

2.8.1 以太网回顾23

2.8.2 PPPoE的引入24

2.8.3 PPPoE协议流程25

2.8.4 PPPoE报文格式与封装25

习题27

第3章 Internet地址及地址解析28

3.1 引言28

3.2 Internet地址29

3.2.1 Internet编址方法29

3.2.2 IP地址的格式29

3.2.3 IP地址的分类30

3.2.4 关于IP地址的几点说明32

3.3 地址解析协议ARP34

3.3.1 两种地址解析方式35

3.3.2 ARP的思想和步骤35

3.3.3 跨网转发时ARP的使用方法36

3.3.4 ARP提高通信效率的措施37

3.3.5 ARP报文格式及封装37

3.3.6 ARP命令38

3.3.7 ARP欺骗38

3.3.8 用ARP实现地址冲突检测40

3.4 反向地址解析协议RARP42

3.4.1 RARP的思想42

3.4.2 RARP报文42

3.4.3 RARP服务器设置42

3.5 进一步阅读43

习题44

第4章 互联网协议IP45

4.1 引言45

4.2 IP数据报格式45

4.3 IP数据报的分片和重组50

4.3.1 分片控制50

4.3.2 分片重组51

4.4 IP数据报首部校验和的计算55

4.5 IP选项56

4.5.1 记录路由选项57

4.5.2 源路由选项58

4.5.3 时间戳选项58

4.5.4 与选项相关的DOS命令59

4.6 IP的一些安全问题59

4.6.1 Tiny Fragment59

4.6.2 teardrop60

4.6.3 Ping of Death60

4.7 IP的发展60

4.8 IP数据报的选路61

4.8.1 路由表61

4.8.2 IP选路算法62

4.8.3 处理传入的数据报63

习题64

第5章 Internet控制报文协议ICMP65

5.1 引言65

5.2 ICMP报文66

5.3 差错报告类报文67

5.3.1 目的站不可达报文67

5.3.2 超时报文68

5.3.3 参数错误报文68

5.3.4 Photuris报文68

5.4 请求/应答类报文69

5.4.1 回送请求和回送应答报文69

5.4.2 路由器通告和路由器恳求报文69

5.4.3 时戳请求和时戳应答报文70

5.5 单向通知的控制类报文71

5.6 实验性的ICMP报文72

5.7 废弃不用的ICMP报文73

5.7.1 源站抑制报文73

5.7.2 地址掩码请求和地址掩码应答报文73

5.7.3 ICMP域名报文73

5.8 ICMP应用举例74

5.8.1 ping程序74

5.8.2 traceroute程序75

5.9 ICMP的一些安全问题76

5.9.1 基于ICMP的DoS攻击76

5.9.2 基于ICMP重定向的路由欺骗77

习题77

第6章 用户数据报协议UDP78

6.1 引言78

6.2 引入传输层的必要性78

6.3 网络应用的标识79

6.3.1 数据传输的最终目的地79

6.3.2 进程与端口号的关系80

6.4 UDP概述80

6.5 UDP报文80

6.5.1 报文格式80

6.5.2 报文封装81

6.5.3 最大用户数据报长度81

6.6 UDP校验和81

6.6.1 校验和的计算方法81

6.6.2 UDP-Lite82

6.7 UDP的多路复用与多路分解83

6.8 UDP端口号的使用83

6.8.1 客户端/服务器模型83

6.8.2 基于客户端/服务器模型的端口使用方法83

6.9 UDP的一些安全问题84

6.9.1 UDP洪泛攻击84

6.9.2 基于UDP的反射DDoS攻击85

习题85

第7章 传输控制协议TCP86

7.1 引言86

7.2 TCP的特点86

7.3 TCP连接87

7.3.1 TCP连接建立87

7.3.2 TCP连接正常关闭89

7.3.3 TCP连接异常关闭90

7.3.4 TCP半开连接检测90

7.3.5 端口、端点和连接90

7.4 提供可靠性91

7.4.1 防止丢失的机制92

7.4.2 防止重复和乱序的机制92

7.4.3 TCP确认机制的特点92

7.4.4 超时重传定时器的设置93

7.5 传输效率与流量控制95

7.5.1 一般的滑动窗口机制95

7.5.2 TCP的滑动窗口机制95

7.5.3 端到端流量控制96

7.5.4 TCP的坚持定时器96

7.5.5 糊涂窗口综合征97

7.6 TCP的拥塞控制机制98

7.6.1 慢启动与拥塞避免98

7.6.2 快速重传与快速恢复100

7.7 IP层对改善TCP性能的支持101

7.8 TCP报文段格式102

7.8.1 TCP的码元比特103

7.8.2 TCP的校验和104

7.8.3 TCP选项104

7.9 TCP的安全问题106

7.10 对TCP的几点说明107

习题108

第8章 Internet地址扩展技术109

8.1 引言109

8.2 使物理网络数目最小的技术109

8.2.1 透明路由器110

8.2.2 代理ARP111

8.2.3 子网编址111

8.2.4 匿名的点到点链路114

8.3 超网编址114

8.3.1 思想114

8.3.2 CIDR的地址表示115

8.3.3 CIDR的路由查找116

8.3.4 为专用网络保留的CIDR块118

8.4 网络地址转换NAT118

8.4.1 NAT的工作原理118

8.4.2 NAT的地址转换方式118

8.4.3 NAT与ICMP间的交互120

8.4.4 NAT与应用程序间的交互121

8.4.5 NAT穿越122

8.4.6 NAT在IPv4与IPv6互通中的应用123

习题125

第9章 路由协议概述126

9.1 引言126

9.2 路由表的建立与维护127

9.2.1 静态路由配置127

9.2.2 动态路由信息交换127

9.3 路径确定128

9.3.1 路径存在性128

9.3.2 最优化选路128

9.3.3 路由度量129

9.4 路由算法130

9.4.1 向量距离算法130

9.4.2 链路状态算法131

9.5 Internet路由体系的发展132

9.5.1 核心路由体系132

9.5.2 对等主干网路由体系133

9.5.3 自治系统路由体系134

9.6 大规模网络拓扑发现136

9.6.1 背景136

9.6.2 目标137

9.6.3 网络拓扑结构分析及建模137

习题138

第10章 选路信息协议RIP139

10.1 引言139

10.2 RIP概述139

10.3 RIP的工作原理140

10.4 RIP路由信息的时效性140

10.4.1 更新定时器140

10.4.2 过期定时器140

10.4.3 删除定时器140

10.5 RIPv1报文格式141

10.6 RIP的慢收敛问题及其对策141

10.7 RIPv1中的额外跳问题142

10.8 RIPv2143

10.8.1 RIPv2的扩展143

10.8.2 RIPv2报文格式143

10.8.3 RIPv2认证143

10.9 RIPng145

习题145

第11章 开放式最短路径优先OSPF146

11.1 OSPF概述146

11.2 OSPF的思想147

11.2.1 区域147

11.2.2 虚拟链路148

11.2.3 路由汇总149

11.2.4 路由计算149

11.3 OSPF报文150

11.3.1 公共首部150

11.3.2 OSPF认证151

11.3.3 Hello报文151

11.3.4 数据库同步154

11.4 OSPF的最新进展158

11.4.1 隐藏完全传输网络158

11.4.2 引入TTZ160

11.5 几点说明161

11.5.1 对OSPF本身的说明161

11.5.2 对IGP的几点说明162

习题162

第12章 边界网关协议BGP163

12.1 引言163

12.2 BGP概述163

12.3 EGP与IGP之间的交互165

12.4 BGP的有限状态机167

12.5 BGP报文的公共首部170

12.6 BGP的OPEN报文170

12.7 BGP的KEEPALIVE报文171

12.8 BGP的UPDATE报文171

12.8.1 BGP的IP地址前缀编码172

12.8.2 BGP的路径属性172

12.9 BGP的NOTIFICATION报文173

12.10 BGP的新发展173

12.10.1 AS号扩展173

12.10.2 AS号扩展给协议带来的新变化174

12.10.3 其他进展174

12.11 BGP的安全问题174

12.11.1 前缀劫持174

12.11.2 路由泄露175

12.11.3 会话中断176

习题178

第13章 Internet组播179

13.1 引言179

13.2 组播地址179

13.3 Internet群组管理协议IGMP181

13.4 IGMP报文格式181

13.4.1 IGMPv1及IGMPv2报文格式181

13.4.2 IGMPv3报文格式182

13.5 以太网组播数据报的交付184

13.6 组播路由算法184

13.6.1 最短路径树算法185

13.6.2 最小生成树算法185

13.6.3 Steiner树算法185

13.6.4 最大带宽树算法186

13.7 组播路由协议187

13.7.1 DVMRP188

13.7.2 MOSPF189

13.7.3 CBT189

13.7.4 PIM-DM190

13.7.5 PIM-SM190

13.7.6 分析与比较191

13.8 可靠组播193

13.8.1 可靠组播要解决的问题及策略193

13.8.2 ARQ194

13.8.3 前向纠错195

13.8.4 ARQ和FEC组合法196

13.8.5 差错恢复196

习题197

第14章 移动IP198

14.1 引言198

14.2 移动IP操作概述198

14.3 移动IP的工作机制199

14.3.1 代理发现199

14.3.2 注册201

14.3.3 数据传送205

14.4 移动IP的三角路由问题205

14.5 隧道技术206

14.5.1 IP-in-IP封装206

14.5.2 最小封装206

14.5.3 通用路由封装207

习题208

第15章 应用层系统服务209

15.1 引言209

15.2 自举协议BOOTP209

15.2.1 自举协议的引入209

15.2.2 BOOTP的工作机制210

15.2.3 BOOTP报文格式211

15.3 动态主机配置协议DHCP213

15.3.1 DHCP的引入213

15.3.2 DHCP的工作原理214

15.3.3 DHCP地址租用214

15.3.4 DHCP客户端状态转换214

15.3.5 DHCP报文格式215

15.3.6 DHCP的应用216

15.3.7 DHCP面临的安全威胁216

15.3.8 DHCP的新发展216

15.4 域名系统DNS217

15.4.1 DNS的引入217

15.4.2 互联网的域和域名218

15.4.3 域名解析原理220

154.4 递归解析和迭代解析222

15.4.5 高速缓存222

15.4.6 DNS报文格式223

15.4.7 对象类型与DNS资源记录226

15.4.8 减少DNS报文长度的措施227

15.4.9 使用UDP还是TCP228

15.4.10 DNS面临的安全威胁228

15.4.11 DNS的使用230

习题230

第16章 网络管理标准SNMP231

16.1 引言231

16.1.1 网络管理需求231

16.1.2 SNMP参考模型232

16.2 SNMP发展历史233

16.3 管理信息库MIB234

16.3.1 对象234

16.3.2 管理对象命名235

16.3.3 管理对象访问约束235

16.3.4 mib-2子树236

16.3.5 实例238

16.4 SNMP通信协议239

16.4.1 访问控制机制239

16.4.2 报文格式240

16.4.3 请求报文的处理过程242

16.4.4 GetNextRequest-PDU的用法243

16.4.5 端口使用244

16.5 SMI244

16.5.1 ASN1244

16.5.2 MIB对象定义格式246

16.5.3 基本编码规则BER246

16.5.4 用BER对SNMP报文进行编码249

16.6 SNMP应用249

16.7 SNMP面临的安全威胁250

习题250

第17章 万维网与电子邮件系统251

17.1 引言251

17.2 万维网和HTTP251

17.2.1 万维网251

17.2.2 HTTP概述254

17.2.3 HTTP请求方式254

17.2.4 持久连接和长度259

17.2.5 HTTP协商及条件请求259

17.2.6 代理服务器和高速缓存260

17.2.7 HTTP报文格式262

17.2.8 HTTP客户端程序设计264

17.2.9 HTTP 2协议简介264

17.2.10 HTTP面临的安全威胁265

17.3 电子邮件系统267

17.3.1 电子邮件系统的引入267

17.3.2 邮箱地址及电子邮件格式268

17.3.3 多用途Internet邮件扩充 MIME269

17.3.4 简单邮件传输协议SMTP271

17.3.5 邮局协议POP272

17.3.6 Internet消息访问协议IMAP272

17.3.7 电子邮件系统的使用273

17.3.8 电子邮件系统面临的安全威胁273

习题275

第18章 文件共享与远程登录276

18.1 引言276

18.2 文件共享276

18.2.1 NFS276

18.2.2 FTP概述277

18.2.3 FTP进程模型278

18.2.4 FTP端口使用278

18.2.5 FTP命令279

18.2.6 FTP报文格式279

18.2.7 数据格式279

18.2.8 访问控制280

18.2.9 FTP面临的安全威胁281

18.2.10 FTP的发展282

18.3 远程登录Telnet282

18.3.1 基本原理282

18.3.2 网络虚拟终端NVT283

18.3.3 选项协商285

18.3.4 Telnet的使用285

18.3.5 Telnet的安全问题286

习题286

第19章 信息查询与时间服务287

19.1 引言287

19.2 信息查询Whois287

19.2.1 Whois基础287

19.2.2 Whois与WWW288

19.2.3 Whois的新发展288

19.3 网络时间协议NTP289

19.3.1 NTP的发展289

19.3.2 NTP的基本原理289

19.3.3 NTP的时间校准方法290

19.3.4 NTP报文格式291

习题292

缩略语表293

参考文献300