TCP－IP详解卷2：实现
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本书完整而详细地介绍了TCP/IP协议是如何实现的。书中给出了约500个图例，15 000行实际操作的C代码，采用举例教学的方法帮助你掌握TCP/IP实现。本书不仅说明了插口API和协议族的关系以及主机实现与路由器实现的差别。还介绍了4.4BSD-Lite版的新的特点，如多播、长肥管道支持、窗口缩放、时间戳选项以及其他主题等等。读者阅读本书时，应当具备卷1中阐述的关于TCP/IP的基本知识。本书适用于希望理解TCP/TP协议如何实现的人，包括编写网络应用程序的程序员以及利用TCP/IP维护计算机网络的系统管理员。
目 录
译者序
前言
第1章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 源代码表示 1
1.2.1 将拥塞窗口设置为1 1
1.2.2 印刷约定 2
1.3 历史 2
1.4 应用编程接口 3
1.5 程序示例 4
1.6 系统调用和库函数 6
1.7 网络实现概述 6
1.8 描述符 7
1.9 mbuf与输出处理 11
1.9.1 包含插口地址结构的mbuf 11
1.9.2 包含数据的mbuf 12
1.9.3 添加IP和UDP首部 13
1.9.4 IP输出 14
1.9.5 以太网输出 14
1.9.6 UDP输出小结 14
1.10 输入处理 15
1.10.1 以太网输入 15
1.10.2 IP输入 15
1.10.3 UDP输入 16
1.10.4 进程输入 17
1.11 网络实现概述(续) 17
1.12 中断级别与并发 18
1.13 源代码组织 20
1.14 测试网络 21
1.15 小结 22
第2章 mbuf：存储器缓存 24
2.1 引言 24
2.2 代码介绍 27
2.2.1 全局变量 27
2.2.2 统计 28
2.2.3 内核统计 28
2.3 mbuf的定义 29
2.4 mbuf结构 29
2.5 简单的mbuf宏和函数 31
2.5.1 m_get函数 32
2.5.2 MGET宏 32
2.5.3 m_retry函数 33
2.5.4 mbuf锁 34
2.6 m_devget和m_pullup函数 34
2.6.1 m_devget函数 34
2.6.2 mtod和dtom宏 36
2.6.3 m_pullup函数和连续的协议首部 36
2.6.4 m_pullup和IP的分片与重组 37
2.6.5 TCP重组避免调用m_pullup 39
2.6.6 m_pullup使用总结 40
2.7 mbuf宏和函数的小结 40
2.8 Net/3联网数据结构小结 42
2.9 m_copy和簇引用计数 43
2.10 其他选择 47
2.11 小结 47
第3章 接口层 49
3.1 引言 49
3.2 代码介绍 49
3.2.1 全局变量 49
3.2.2 SNMP变量 50
3.3 ifnet结构 51
3.4 ifaddr结构 57
3.5 sockaddr结构 58
3.6 ifnet与ifaddr的专用化 59
3.7 网络初始化概述 60
3.8 以太网初始化 61
3.9 SLIP初始化 64
3.10 环回初始化 65
3.11 if_attach函数 66
3.12 ifinit函数 72
3.13 小结 73
第4章 接口：以太网 74
4.1 引言 74
4.2 代码介绍 75
4.2.1 全局变量 75
4.2.2 统计量 75
4.2.3 SNMP变量 76
4.3 以太网接口 77
4.3.1 leintr函数 79
4.3.2 leread函数 79
4.3.3 ether_input函数 81
4.3.4 ether_output函数 84
4.3.5 lestart函数 87
4.4 ioctl系统调用 89
4.4.1 ifioctl函数 90
4.4.2 ifconf函数 91
4.4.3 举例 94
4.4.4 通用接口ioctl命令 95
4.4.5 if_down和if_up函数 96
4.4.6 以太网、SLIP和环回 97
4.5 小结 98
第5章 接口：SLIP和环回 100
5.1 引言 100
5.2 代码介绍 100
5.2.1 全局变量 100
5.2.2 统计量 101
5.3 SLIP接口 101
5.3.1 SLIP线路规程：SLIPDISC 101
5.3.2 SLIP初始化：slopen和slinit 103
5.3.3 SLIP输入处理：slinput 105
5.3.4 SLIP输出处理：sloutput 109
5.3.5 slstart函数 111
5.3.6 SLIP分组丢失 116
5.3.7 SLIP性能考虑 117
5.3.8 slclose函数 117
5.3.9 sltioctl函数 118
5.4 环回接口 119
5.5 小结 121
第6章 IP编址 123
6.1 引言 123
6.1.1 IP地址 123
6.1.2 IP地址的印刷规定 123
6.1.3 主机和路由器 124
6.2 代码介绍 125
6.3 接口和地址小结 125
6.4 sockaddr_in结构 126
6.5 in_ifaddr结构 127
6.6 地址指派 128
6.6.1 ifioctl函数 130
6.6.2 in_control函数 130
6.6.3 前提条件：SIOCSIFADDR、
SIOCSIFNETMASK和
SIOCSIFDSTADDR 132
6.6.4 地址指派：SIOCSIFADDR 133
6.6.5 in_ifinit函数 133
6.6.6 网络掩码指派：SIOCSIFNETMASK 136
6.6.7 目的地址指派：SIOCSIFDSTADDR 137
6.6.8 获取接口信息 137
6.6.9 每个接口多个IP地址 138
6.6.10 附加IP地址：SIOCAIFADDR 139
6.6.11 删除IP地址：SIOCDIFADDR 140
6.7 接口ioctl处理 141
6.7.1 leioctl函数 141
6.7.2 slioctl函数 142
6.7.3 loioctl函数 143
6.8 Internet实用函数 144
6.9 ifnet实用函数 144
6.10 小结 145
第7章 域和协议 146
7.1 引言 146
7.2 代码介绍 146
7.2.1 全局变量 147
7.2.2 统计量 147
7.3 domain结构 147
7.4 protosw结构 148
7.5 IP 的domain和protosw结构 150
7.6 pffindproto和pffindtype函数 155
7.7 pfctlinput函数 157
7.8 IP初始化 157
7.8.1 Internet传输分用 157
7.8.2 ip_init函数 158
7.9 sysctl系统调用 159
7.10 小结 161
第8章 IP：网际协议 162
8.1 引言 162
8.2 代码介绍 163
8.2.1 全局变量 163
8.2.2 统计量 163
8.2.3 SNMP变量 164
8.3 IP分组 165
8.4 输入处理：ipintr函数 167
8.4.1 ipintr概观 167
8.4.2 验证 168
8.4.3 转发或不转发 171
8.4.4 重装和分用 173
8.5 转发：ip_forward函数 174
8.6 输出处理：ip_output函数 180
8.6.1 首部初始化 181
8.6.2 路由选择 182
8.6.3 源地址选择和分片 184
8.7 Internet检验和：in_cksum函数 186
8.8 setsockopt和getsockopt系统调用 190
8.8.1 PRCO_SETOPT的处理 192
8.8.2 PRCO_GETOPT的处理 193
8.9 ip_sysctl函数 193
8.10 小结 194
第9章 IP选项处理 196
9.1 引言 196
9.2 代码介绍 196
9.2.1 全局变量 196
9.2.2 统计量 197
9.3 选项格式 197
9.4 ip_dooptions函数 198
9.5 记录路由选项 200
9.6 源站和记录路由选项 202
9.6.1 save_rte函数 205
9.6.2 ip_srcroute函数 206
9.7 时间戳选项 207
9.8 ip_insertoptions函数 210
9.9 ip_pcbopts函数 214
9.10 一些限制 217
9.11 小结 217
第10章 IP的分片与重装 218
10.1 引言 218
10.2 代码介绍 219
10.2.1 全局变量 220
10.2.2 统计量 220
10.3 分片 220
10.4 ip_optcopy函数 223
10.5 重装 224
10.6 ip_reass函数 227
10.7 ip_slowtimo函数 237
10.8 小结 238
第11章 ICMP：Internet控制报文协议 239
11.1 引言 239
11.2 代码介绍 242
11.2.1 全局变量 242
11.2.2 统计量 242
11.2.3 SNMP变量 243
11.3 icmp结构 244
11.4 ICMP 的protosw结构 245
11.5 输入处理：icmp_input函数 246
11.6 差错处理 249
11.7 请求处理 251
11.7.1 回显询问：ICMP_ECHO和
ICMP_ECHOREPLY 252
11.7.2 时间戳询问：ICMP_TSTAMP和
ICMP_TSTAMPREPLY 253
11.7.3 地址掩码询问：ICMP_MASKREQ和
ICMP_MASKREPLY 253
11.7.4 信息询问：ICMP_IREQ和ICMP_
IREQREPLY 255
11.7.5 路由器发现：ICMP_ROUTERADVERT
和ICMP_ROUTERSOLICIT 255
11.8 重定向处理 255
11.9 回答处理 257
11.10 输出处理 257
11.11 icmp_error函数 258
11.12 icmp_reflect函数 261
11.13 icmp_send函数 265
11.14 icmp_sysctl函数 266
11.15 小结 266
第12章 IP多播 268
12.1 引言 268
12.2 代码介绍 269
12.2.1 全局变量 270
12.2.2 统计量 270
12.3 以太网多播地址 270
12.4 ether_multi结构 271
12.5 以太网多播接收 273
12.6 in_multi结构 273
12.7 ip_moptions结构 275
12.8 多播的插口选项 276
12.9 多播的TTL值 277
12.9.1 MBONE 278
12.9.2 扩展环搜索 278
12.10 ip_setmoptions函数 278
12.10.1 选择一个明确的多播接口：IP_
MULTICAST_IF 280
12.10.2 选择明确的多播TTL: IP_
MULTICAST_TTL 281
12.10.3 选择多播环回：IP_MULTICAST_
LOOP 281
12.11 加入一个IP多播组 282
12.11.1 in_addmulti函数 285
12.11.2 slioctl和loioctl函数：SIOCADDMULTI和SIOCDELMULTI 287
12.11.3 leioctl函数：SIOCADDMULTI和
SIOCDELMULTI 288
12.11.4 ether_addmulti函数 288
12.12 离开一个IP多播组 291
12.12.1 in_delmulti函数 292
12.12.2 ether_delmulti函数 293
12.13 ip_getmoptions函数 295
12.14 多播输入处理：ipintr函数 296
12.15 多播输出处理：ip_output函数 298
12.16 性能的考虑 301
12.17 小结 301
第13章 IGMP：Internet组管理协议 303
13.1 引言 303
13.2 代码介绍 304
13.2.1 全局变量 304
13.2.2 统计量 304
13.2.3 SNMP变量 305
13.3 igmp结构 305
13.4 IGMP的protosw的结构 306
13.5 加入一个组：igmp_joingroup函数 306
13.6 igmp_fasttimo函数 308
13.7 输入处理：igmp_input函数 311
13.7.1 成员关系查询：IGMP_HOST_
MEMBERSHIP_QUERY 312
13.7.2 成员关系报告：IGMP_HOST_
MEMBERSHIP_REPORT 313
13.8 离开一个组：igmp_leavegroup函数 314
13.9 小结 315
第14章 IP多播选路 316
14.1 引言 316
14.2 代码介绍 316
14.2.1 全局变量 316
14.2.2 统计量 317
14.2.3 SNMP变量 317
14.3 多播输出处理(续) 317
14.4 mrouted守护程序 318
14.5 虚拟接口 321
14.5.1 虚拟接口表 322
14.5.2 add_vif函数 324
14.5.3 del_vif函数 326
14.6 IGMP(续) 327
14.6.1 add_lgrp函数 328
14.6.2 del_lgrp函数 329
14.6.3 grplst_member函数 330
14.7 多播选路 331
14.7.1 多播选路表 334
14.7.2 del_mrt函数 335
14.7.3 add_mrt函数 336
14.7.4 mrtfind函数 337
14.8 多播转发：ip_mforward函数 338
14.8.1 phyint_send函数 343
14.8.2 tunnel_send函数 344
14.9 清理：ip_mrouter_done函数 345
14.10 小结 346
第15章 插口层 348
15.1 引言 348
15.2 代码介绍 349
15.3 socket结构 349
15.4 系统调用 354
15.4.1 举例 355
15.4.2 系统调用小结 355
15.5 进程、描述符和插口 357
15.6 socket系统调用 358
15.6.1 socreate函数 359
15.6.2 超级用户特权 361
15.7 getsock和sockargs函数 361
15.8 bind系统调用 363
15.9 listen系统调用 364
15.10 tsleep和wakeup函数 365
15.11 accept系统调用 366
15.12 sonewconn和soisconnected
函数 369
15.13 connect系统调用 372
15.13.1 soconnect函数 374
15.13.2 切断无连接插口和外部地址的
关联 375
15.14 shutdown系统调用 375
15.15 close系统调用 377
15.15.1 soo_close函数 377
15.15.2 soclose函数 378
15.16 小结 380
第16章 插口I/O 381
16.1 引言 381
16.2 代码介绍 381
16.3 插口缓存 381
16.4 write、writev、sendto和sendmsg
系统调用 384
16.5 sendmsg系统调用 387
16.6 sendit函数 388
16.6.1 uiomove函数 389
16.6.2 举例 390
16.6.3 sendit代码 391
16.7 sosend函数 392
16.7.1 可靠的协议缓存 393
16.7.2 不可靠的协议缓存 393
16.7.3 sosend函数小结 401
16.7.4 性能问题 401
16.8 read、readv、recvfrom和recvmsg
系统调用 401
16.9 recvmsg系统调用 402
16.10 recvit函数 403
16.11 soreceive函数 405
16.11.1 带外数据 406
16.11.2 举例 406
16.11.3 其他的接收操作选项 407
16.11.4 接收缓存的组织：报文边界 407
16.11.5 接收缓存的组织：没有报文边界 408
16.11.6 控制信息和带外数据 409
16.12 soreceive代码 410
16.13 select系统调用 421
16.13.1 selscan函数 425
16.13.2 soo_select函数 425
16.13.3 selrecord函数 427
16.13.4 selwakeup函数 428
16.14 小结 429
第17章 插口选项 431
17.1 引言 431
17.2 代码介绍 431
17.3 setsockopt系统调用 432
17.4 getsockopt系统调用 437
17.5 fcntl和ioctl系统调用 440
17.5.1 fcntl代码 441
17.5.2 ioctl代码 443
17.6 getsockname系统调用 444
17.7 getpeername系统调用 445
17.8 小结 447
第18章 Radix树路由表 448
18.1 引言 448
18.2 路由表结构 448
18.3 选路插口 456
18.4 代码介绍 456
18.4.1 全局变量 458
18.4.2 统计量 458
18.4.3 SNMP变量 459
18.5 Radix结点数据结构 460
18.6 选路结构 463
18.7 初始化：route_init和rtable_init
函数 465
18.8 初始化：rn_init和rn_inithead
函数 468
18.9 重复键和掩码列表 471
18.10 rn_match函数 473
18.11 rn_search函数 480
18.12 小结 481
第19章 选路请求和选路消息 482
19.1 引言 482
19.2 rtalloc和rtalloc1函数 482
19.3 宏RTFREE和rtfree函数 484
19.4 rtrequest函数 486
19.5 rt_setgate函数 491
19.6 rtinit函数 493
19.7 rtredirect函数 495
19.8 选路消息的结构 498
19.9 rt_missmsg函数 501
19.10 rt_ifmsg函数 503
19.11 rt_newaddrmsg函数 504
19.12 rt_msg1函数 505
19.13 rt_msg2函数 507
19.14 sysctl_rtable函数 510
19.15 sysctl_dumpentry函数 514
19.16 sysctl_iflist函数 515
19.17 小结 517
第20章 选路插口 518
20.1 引言 518
20.2 routedomain和protosw结构 518
20.3 选路控制块 519
20.4 raw_init函数 520
20.5 route_output函数 520
20.6 rt_xaddrs函数 530
20.7 rt_setmetrics函数 531
20.8 raw_input函数 532
20.9 route_usrreq函数 534
20.10 raw_usrreq函数 535
20.11 raw_attach、raw_detach和raw_disconnect函数 539
20.12 小结 540
第21章 ARP：地址解析协议 542
21.1 介绍 542
21.2 ARP和路由表 542
21.3 代码介绍 544
21.3.1 全局变量 544
21.3.2 统计量 544
21.3.3 SNMP变量 546
21.4 ARP结构 546
21.5 arpwhohas函数 548
21.6 arprequest函数 548
21.7 arpintr函数 551
21.8 in_arpinput函数 552
21.9 ARP定时器函数 557
21.9.1 arptimer函数 557
21.9.2 arptfree函数 557
21.10 arpresolve函数 558
21.11 arplookup函数 562
21.12 代理ARP 563
21.13 arp_rtrequest函数 564
21.14 ARP和多播 569
21.15 小结 570
第22章 协议控制块 572
22.1 引言 572
22.2 代码介绍 573
22.2.1 全局变量 574
22.2.2 统计量 574
22.3 inpcb的结构 574
22.4 in_pcballoc和in_pcbdetach函数 575
22.5 绑定、连接和分用 577
22.6 in_pcblookup函数 581
22.7 in_pcbbind函数 584
22.8 in_pcbconnect函数 589
22.9 in_pcbdisconnect函数 594
22.10 in_setsockaddr和in_setpeeraddr
函数 595
22.11 in_pcbnotify、in_rtchange和in_losing函数 595
22.11.1 in_rtchange函数 598
22.11.2 重定向和原始插口 599
22.11.3 ICMP差错和UDP插口 600
22.11.4 in_losing函数 601
22.12 实现求精 602
22.13 小结 602
第23章 UDP：用户数据报协议 605
23.1 引言 605
23.2 代码介绍 605
23.2.1 全局变量 606
23.2.2 统计量 606
23.2.3 SNMP变量 607
23.3 UDP 的protosw结构 607
23.4 UDP的首部 608
23.5 udp_init函数 609
23.6 udp_output函数 609
23.6.1 在前面加上IP/UDP首部和mbuf簇 612
23.6.2 UDP检验和计算和伪首部 612
23.7 udp_input函数 616
23.7.1 对收到的UDP数据报的一般确认 616
23.7.2 分用单播数据报 619
23.7.3 分用多播和广播数据报 622
23.7.4 连接上的UDP插口和多接口主机 625
23.8 udp_saveopt函数 625
23.9 udp_ctlinput函数 627
23.10 udp_usrreq函数 628
23.11 udp_sysctl函数 633
23.12 实现求精 633
23.12.1 UDP PCB高速缓存 633
23.12.2 UDP检验和 634
23.13 小结 635
第24章 TCP：传输控制协议 636
24.1 引言 636
24.2 代码介绍 636
24.2.1 全局变量 636
24.2.2 统计量 637
24.2.3 SNMP变量 640
24.3 TCP 的protosw结构 641
24.4 TCP的首部 641
24.5 TCP的控制块 643
24.6 TCP的状态变迁图 645
24.7 TCP的序号 646
24.8 tcp_init函数 650
24.9 小结 652
第25章 TCP的定时器 654
25.1 引言 654
25.2 代码介绍 655
25.3 tcp_canceltimers函数 657
25.4 tcp_fasttimo函数 657
25.5 tcp_slowtimo函数 658
25.6 tcp_timers函数 659
25.6.1 FIN_WAIT_2和2MSL定时器 660
25.6.2 持续定时器 662
25.6.3 连接建立定时器和保活定时器 662
25.7 重传定时器的计算 665
25.8 tcp_newtcpcb算法 666
25.9 tcp_setpersist函数 668
25.10 tcp_xmit_timer函数 669
25.11 重传超时：tcp_timers函数 673
25.11.1 慢起动和避免拥塞 675
25.11.2 精确性 677
25.12 一个RTT的例子 677
25.13 小结 679
第26章 TCP输出 680
26.1 引言 680
26.2 tcp_output概述 680
26.3 决定是否应发送一个报文段 682
26.4 TCP选项 691
26.5 窗口大小选项 692
26.6 时间戳选项 692
26.6.1 哪个时间戳需要回显，RFC1323
算法 694
26.6.2 哪个时间戳需要回显，正确的
算法 695
26.6.3 时间戳与延迟ACK 695
26.7 发送一个报文段 696
26.8 tcp_template函数 707
26.9 tcp_respond函数 708
26.10 小结 710
第27章 TCP的函数 712
27.1 引言 712
27.2 tcp_drain函数 712
27.3 tcp_drop函数 712
27.4 tcp_close函数 713
27.4.1 路由特性 713
27.4.2 资源释放 716
27.5 tcp_mss函数 717
27.6 tcp_ctlinput函数 722
27.7 tcp_notify函数 723
27.8 tcp_quench函数 724
27.9 TCP_REASS宏和tcp_reass函数 724
27.9.1 TCP_REASS宏 725
27.9.2 tcp_reass函数 727
27.10 tcp_trace函数 732
27.11 小结 736
第28章 TCP的输入 737
28.1 引言 737
28.2 预处理 739
28.3 tcp_dooptions函数 745
28.4 首部预测 747
28.5 TCP输入：缓慢的执行路径 752
28.6 完成被动打开或主动打开 752
28.6.1 完成被动打开 753
28.6.2 完成主动打开 756
28.7 PAWS：防止序号回绕 760
28.8 裁剪报文段使数据在窗口内 762
28.9 自连接和同时打开 768
28.10 记录时间戳 770
28.11 RST处理 770
28.12 小结 772
第29章 TCP的输入(续) 773
29.1 引言 773
29.2 ACK处理概述 773
29.3 完成被动打开和同时打开 774
29.4 快速重传和快速恢复的算法 775
29.5 ACK处理 778
29.6 更新窗口信息 784
29.7 紧急方式处理 786
29.8 tcp_pulloutofband函数 788
29.9 处理已接收的数据 789
29.10 FIN处理 791
29.11 最后的处理 793
29.12 实现求精 795
29.13 首部压缩 795
29.13.1 引言 796
29.13.2 首部字段的压缩 799
29.13.3 特殊情况 801
29.13.4 实例 802
29.13.5 配置 803
29.14 小结 803
第30章 TCP的用户需求 805
30.1 引言 805
30.2 tcp_usrreq函数 805
30.3 tcp_attach函数 814
30.4 tcp_disconnect函数 815
30.5 tcp_usrclosed函数 816
30.6 tcp_ctloutput函数 817
30.7 小结 820
第31章 BPF：BSD 分组过滤程序 821
31.1 引言 821
31.2 代码介绍 821
31.2.1 全局变量 821
31.2.2 统计量 822
31.3 bpf_if结构 822
31.4 bpf_d结构 825
31.4.1 bpfopen函数 826
31.4.2 bpfioctl函数 827
31.4.3 bpf_setif函数 830
31.4.4 bpf_attachd函数 831
31.5 BPF的输入 832
31.5.1 bpf_tap函数 832
31.5.2 catchpacket函数 833
31.5.3 bpfread函数 835
31.6 BPF的输出 837
31.7 小结 838
第32章 原始IP 839
32.1 引言 839
32.2 代码介绍 839
32.2.1 全局变量 839
32.2.2 统计量 840
32.3 原始 IP的protosw结构 840
32.4 rip_init函数 842
32.5 rip_input函数 842
32.6 rip_output函数 844
32.7 rip_usrreq函数 846
32.8 rip_ctloutput函数 850
32.9 小结 852
结束语 853
附录A 部分习题的解答 854
附录B 源代码的获取 872
附录C RFC 1122 的有关内容 874
参考文献 895
发布人:netbull 来自:西安交通大学