TCP/IP 详解卷 - 协议

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TCP/IP 详解卷 - 协议

编辑推荐

Stevens 经典网络名著的整体重组和彻底更新

掌握当代网络协议原理及实现技术的必备参考书

全面阐述和透彻分析网络常用协议的工作过程和实现细节。

涵盖新的网络协议和佳的实践方法，显著加强安全方面内容。

内容简介

《TCP/IP 详解》是已故网络专家、著名技术作家 W. Richard Stevens 的传世之作，内容详尽且极具权*，被誉为 TCP/IP 领域的不朽名著。

本书是《TCP/IP 详解》第 1 卷的第 2 版，主要讲述 TCP/IP 协议，结合大量实例讲述 TCP/IP 协议族的定义原因，以及在各种不同的操作系统中的应用及工作方式。第 2 版在保留 Stevens 卓越的知识体系和写作风格的基础上，新加入的作者 Kevin R. Fall 结合其作为 TCP/IP 协议研究领域领导者的尖端经验来更新本书，反映了新的协议和佳的实践方法。首先，他介绍了 TCP/IP 的核心目标和体系结构概念，展示了它们如何能连接不同的网络和支持多个服务同时运行。接着，他详细解释了 IPv4 和 IPv6 网络中的互联网地址。然后，他采用自底向上的方式介绍 TCP/IP 的结构和功能：从链路层协议（如 Ethernet 和 Wi-Fi），经网络层、传输层到应用层。

书中依次全面介绍了 ARP、DHCP、NAT、防火墙、ICMPv4/ICMPv6、广播、组播、UDP、DNS 等，并详细介绍了可靠传输和 TCP，包括连接管理、超时、重传、交互式数据流和拥塞控制。此外，还介绍了安全和加密的基础知识，阐述了当前用于保护安全和隐私的重要协议，包括 EAP、IPsec、TLS、DNSSEC 和 DKIM。

本书适合任何希望理解 TCP/IP 实现原理的人阅读，更是 TCP/IP 领域研究人员和开发人员的*威参考书。无论你是初学者还是功底深厚的网络领域高手，本书都是案头必备，将帮助你更深入和直观地理解整个协议族，构建更好的应用和运行更可靠、更高效的网络。

作者简介

凯文 R. 福尔（Kevin R. Fall）博士，有超过 25 年的 TCP/IP 工作经验，并且是互联网架构委员会成员。他还是互联网研究任务组中延迟容忍网络研究组（DTNRG）的联席主席，该组致力于探索极端和有挑战性的环境下的网络性能。他也是一位 IEEE 院士。

W. 理查德·史蒂文斯（W. Richard Stevens）博士，是国际知名的 UNIX 和网络专家、受人尊敬的技术作家和咨询顾问。他教会了一代网络专业人员使用 TCP/IP 的功能，使互联网成为人们日常生活的中心。Stevens 于 1999 年 9 月 1 日去世，年仅 48 岁。在短暂而精彩的一生中，他著有多部经典的传世之作，包括《TCP/IP 详解》（三卷本）、《UNIX 网络编程》（两卷本）以及《UNIX 环境高级编程》。2000 年他被国际*威机构 Usenix 追授“终身成就奖”。

吴功宜，南开大学信息技术科学学院教授、博士生导师。曾任南开大学计算机系主任、信息技术科学学院院长。研究方向为计算机网络与信息系统、计算机网络与信息安全，目前主要从事无线网络、P2P 网络机器安全问题的研究。主持和参加完成计算机网络、数据通信与信息安全方向的科研项目 20 多项，获部委与省市科技奖 6 项，发表学术论文 50 余篇；参加编著和出版教材、译著、专著 30 余部。

吴　英，南开大学计算机与控制工程学院副教授，博士，硕士生导师。主要研究方向：无线网络与移动计算、网络安全与管理、物联网应用。主持和参与国家自然科学基金、教育部博士点基金、天津市自然科学基金等多个项目；发表学术论文 20 余篇，其中 EI 检索 15 篇；参与编著教材与译著 12 本，其中 2 本列入国家“十二五”规划教材；主讲“可视化编程”“物联网导论”与“计算机网络”等课程；获得天津市级教学成果一等奖 1 项。

张　玉，南开大学计算机与控制工程学院副教授，博士，硕士生导师。主要研究方向：数据流挖掘、网络与信息安全、计算机安全性分析等。主持国家自然科学基金、教育部博士点基金、国家 242 项目等多个项目；作为*一作者在《中国科学：信息科学》《 Computer Communications》《Concurrency and Computation：Practice and Experience》《IEICE Transactions on Information and Systems》等发表学术论文 10 余篇。

许昱玮，南开大学计算机与控制工程学院讲师，博士，硕士生导师。主要研究方向：无线网络与移动计算、物联网、车载自组网。主持和参与国家自然科学基金、教育部博士点基金、天津市自然科学基金等多个项目；发表学术论文 10 余篇，其中 EI 检索 10 篇；参与编著教材与译著 6 本；主讲“物联网通信技术”“计算机基础”等课程；带队获得中国大学生计算机设计竞赛全国决赛三等奖 2 项。

3.1 引言 54
3.2 以太网和 IEEE 802 局域网 / 城域网标准 54
3.3 全双工、省电、自动协商和 802.1X 流量控制 64
3.4 网桥和交换机 67
3.5 无线局域网——IEEE 802.11（Wi-Fi） 76
3.6 点到点协议 89
3.7 环回 99
3.8 MTU 和路径 MTU 101
3.9 隧道基础 102
3.10　与链路层相关的攻击 106
3.11　总结 107
3.12　参考文献 108

第 4 章地址解析协议 113

4.1 引言 113
4.2 一个例子 113
4.3 ARP 缓存 115
4.4 ARP 帧格式 116
4.5 ARP 例子 117
4.6 ARP 缓存超时 119
4.7 代理 ARP 119
4.8 免费 ARP 和地址冲突检测 120
4.9 arp 命令 121
4.10　使用 ARP 设置一台嵌入式设备的 IPv4 地址 121
4.11　与 ARP 相关的攻击 122
4.12　总结 122
4.13　参考文献 123

第 5 章 Internet 协议 124

5.1 引言 124
5.2 IPv4 头部和 IPv6 头部 125
5.3 IPv6 扩展头部 133
5.4 IP 转发 143
5.5 移动 IP 149
5.6 IP 数据报的主机处理 152
5.7 与 IP 相关的攻击 156
5.8 总结 156
5.9 参考文献 157

第 6 章系统配置：DHCP 和自动配置 161

6.1 引言 161
6.2 动态主机配置协议 161
6.3 无状态地址自动配置 191
6.4 DHCP 和 DNS 交互 198
6.5 以太网上的 PPP 199
6.6 与系统配置相关的攻击 201
6.7 总结 203
6.8 参考文献 204

第 7 章防火墙和网络地址转换 209

7.1 引言 209
7.2 防火墙 209
7.3 网络地址转换 212
7.4 NAT 穿越 221
7.5 配置包过滤防火墙和 NAT 235
7.6 IPv4/IPv6 共存和过渡中的 NAT 238
7.7 与防火墙和 NAT 相关的攻击 243
7.8 总结 243
7.9 参考文献 244

第 8 章 ICMPv4 和 ICMPv6：Internet 控制报文协议 248

8.1 引言 248
8.2 ICMP 报文 249
8.3 ICMP 差错报文 253
8.4 ICMP 查询 / 信息类报文 267
8.5 IPv6 中的邻居发现 278
8.6 ICMPv4 和 ICMPv6 转换 298
8.7 与 ICMP 相关的攻击 301
8.8 总结 303
8.9 参考文献 303

第 9 章广播和本地组播（IGMP 和 MLD） 307

9.1 引言 307
9.2 广播 308
9.3 组播 311
9.4 互联网组管理协议和组播侦听发现协议 318
9.5 与 IGMP 和 MLD 相关的攻击 332
9.6 总结 332
9.7 参考文献 333

第 10 章　用户数据报协议和 IP 分片 335

10.1　引言 335
10.2　UDP 头部 335
10.3　UDP 校验和 336
10.4　例子 338
10.5　UDP 和 IPv6 340
10.6　UDP-Lite 345
10.7　IP 分片 345
10.8　采用 UDP 的路径 MTU 发现 349
10.9　IP 分片和 ARP/ND 之间的交互 351
10.10　最大 UDP 数据报长度 352
10.11　UDP 服务器的设计 353
10.12　UDP/IPv4 和 UDP/IPv6 数据报的转换 358
10.13　互联网中的 UDP 358
10.14　与 UDP 和 IP 分片相关的攻击 359
10.15　总结 360
10.16　参考文献 360

第 11 章　名称解析和域名系统 362

11.1　引言 362
11.2　DNS 名称空间 362
11.3　名称服务器和区域 366
11.4　缓存 366
11.5　DNS 协议 367
11.6　排序列表、循环和分离 DNS 402
11.7　开放 DNS 服务器和 DynDNS 403
11.8　透明度和扩展性 404
11.9　从 IPv4 向 IPv6 转换 DNS 404
11.10　LLMNR 和 mDNS 405
11.11　LDAP 406
11.12　与 DNS 相关的攻击 406
11.13　总结 407
11.14　参考文献 408

第 12 章　TCP：传输控制协议（初步） 412

12.1　引言 412
12.2　TCP 的引入 415
12.3　TCP 头部和封装 418
12.4　总结 420
12.5　参考文献 421

第 13 章　TCP 连接管理 423

13.1　引言 423
13.2　TCP 连接的建立与终止 423
13.3　TCP 选项 431
13.4　TCP 的路径最大传输单元发现 436
13.5　TCP 状态转换 439
13.6　重置报文段 447
13.7　TCP 服务器选项 451
13.8　与 TCP 连接管理相关的攻击 458
13.9　总结 459
13.10　参考文献 460

第 14 章　TCP 超时与重传 462

第 15 章　TCP 数据流与窗口管理 492

第 16 章　TCP 拥塞控制 517

第 17 章　TCP 保活机制 563

第 18 章　安全：可扩展身份认证协议、IP 安全协议、传输层安全、DNS 安全、域名密钥识别邮件 571

缩略语 666