第1章 引言与概述 1
1.1 TCP/IP协议 1
1.2 了解细节的必要性 1
1.3 协议间交互作用的复杂性 1
1.4 本书采用的方法 2
1.5 研究代码的重要性 2
1.6 Xinu操作系统 2
1.7 本书其余部分的组织 3
1.8 小结 3
深入研究 4
第2章 操作系统中的TCP/IP软件结构 5
2.1 引言 5
2.2 进程的概念 5
2.4 进程的同步通信 6
2.3 进程的优先级 6
2.5 进程间通信 8
2.5.1 端口 8
2.5.2 消息传送 9
2.6 设备驱动程序和输入、输出程序 9
2.7 网络的输入和中断 10
2.8 向高层协议传递分组 11
2.9 IP协议与传输协议之间的数据报传递 12
2.9.1 将传入的数据报发送给TCP 12
2.9.2 将传入的数据报发送给UDP 12
2.10 向应用程序的传递操作 13
2.11 输出时的信息流 13
2.12 从TCP经过IP到网络输出 14
2.13 UDP输出处理 15
2.14 小结 15
习题 16
深入研究 16
第3章 网络接口层 18
3.1 引言 18
3.2 网络接口抽象模型 18
3.2.1 接口数据结构 18
3.3 以太网的基本定义 21
3.3.1 应用中的统计数据 24
3.4 接口的逻辑状态 24
3.5 本地主机接口 24
3.6 缓冲区管理 25
3.6.1 大缓冲区方案 25
3.6.2 链表方案(mbuf) 26
3.6.3 方案举例 26
3.6.4 有关缓冲区的其他议题 26
3.7 传入分组的多路分解 27
3.8 小结 28
深入研究 29
习题 29
第4章 地址的发现及绑定(ARP) 30
4.1 引言 30
4.2 ARP软件在理论上的结构 30
4.3 ARP设计方案举例 30
4.4 ARP高速缓存的数据结构 31
4.5 ARP输出处理 34
4.5.1 搜索ARP高速缓存 34
4.5.2 ARP请求分组的广播 35
4.5.3 输出过程 36
4.6 ARP输入处理 38
4.6.1 向表中增加已转换的表项 38
4.6.2 发送等待发送的分组 39
4.6.3 ARP输入过程 40
4.7.1 高速缓存表项的分配 42
4.7 ARP高速缓存的管理 42
4.7.2 高速缓存的定期维护管理 43
4.7.3 释放队列中的分组 44
4.8 ARP初始化 45
4.9 ARP参数配置 46
4.10 小结 46
深入研究 47
习题 47
第5章 IP：软件的总体结构 48
5.1 引言 48
5.2 中心环节 48
5.3 IP软件设计思想 48
5.4 IP软件结构和数据报流程 49
5.4.1 选择传入数据报的策略 49
5.4.2 允许IP进程被阻塞 51
5.4.3 IP使用的常量的定义 54
5.4.4 校验和的计算 57
5.4.5 处理定向广播 57
5.4.6 识别一个广播地址 59
5.5 IP首部中的字节顺序 60
5.6 向IP发送数据报 61
5.6.1 发送本地生成的数据报 61
5.6.2 发送传入数据报 63
5.7 表格的维护 63
5.8 小结 65
深入研究 65
习题 65
第6章 IP：选路表和选路算法 67
6.1 引言 67
6.2 路由维护和查找 67
6.3 选路表结构 67
6.4 选路表数据结构 68
6.6 为数据报选择路由 70
6.6.1 实用过程 70
6.5 路由的生成源及保持时间 70
6.6.2 获得一个路由 73
6.6.3 数据结构初始化 74
6.7 选路表的定期维护 75
6.7.1 增加路由 77
6.7.2 删除路由 80
6.8 IP选项处理 82
6.9 小结 83
深入研究 83
习题 84
7.2 数据报的分片 85
7.3 分片的实现 85
7.2.1 为一个数据报片再次分片 85
7.1 引言 85
第7章 IP：分片与重组 85
7.3.1 发送一个数据报片 87
7.3.2 复制数据报首部 89
7.4 数据报的重组 90
7.4.1 数据结构 90
7.4.2 互斥操作 91
7.4.3 在链表中加入一个数据报片 91
7.4.4 溢出时的丢弃 93
7.4.5 测试一个完整的数据报 94
7.4.6 将数据报片组装成完整的数据报 96
7.5 数据报片链表的维护管理 97
7.6 初始化 99
7.7 小结 99
深入研究 100
习题 100
8.2 ICMP报文格式 101
8.3 ICMP报文的实现 101
第8章 IP：差错处理(ICMP） 101
8.1 引言 101
8.4 传入ICMP报文的处理 103
8.5 ICMP重定向报文的处理 105
8.6 设置子网掩码 107
8.7 为一个ICMP分组选择源地址 108
8.8 生成ICMP差错报文 109
8.9 避免出现关于差错报文的差错报文 111
8.10 为ICMP报文分配缓冲区 112
8.11 ICMP报文中的数据部分 114
8.12 ICMP重定向报文的生成 116
8.13 小结 117
深入研究 117
习题 117
9.2 维护组播主机群的成员信息 119
9.3 主机群表 119
9.1 引言 119
第9章 IP：组播处理(IGMP） 119
9.4 查找一个主机群 121
9.5 向主机群表中增加一个表项 122
9.6 为一个组播地址设置网络接口 124
9.7 IP组播地址和硬件组播地址之间的转换 125
9.8 从主机群表中删除一个组播地址 126
9.9 加入一个主机群 127
9.10 维持与一个组播路由器的联系 129
9.11 IGMP成员关系报告的实现 130
9.12 计算随机时延 131
9.13 发送IGMP报告的进程 132
9.14 处理输入的IGMP报文 133
9.15 脱离主机群 134
9.16 IGMP数据结构的初始化 136
习题 137
9.17 小结 137
深入研究 137
第10章 UDP：用户数据报 138
10.1 引言 138
10.2 UDP端口和多路分解处理 138
10.2.1 成对通信使用的端口 138
10.2.2 多对一通信使用的端口 138
10.2.3 操作模式 139
10.2.4 多路分解处理中的细节问题 139
10.3 UDP的输入处理 141
10.3.1 UDP数据结构的说明 141
10.3.2 传入数据报队列的说明 142
10.3.3 UDP端口号与队列的映射 144
10.3.4 分配空闲队列 144
10.3.5 网络字节顺序与本机字节顺序之间的相互转换 145
10.3.6 处理一个已到达的数据报 146
10.3.7 UDP校验和的计算 148
10.4 UDP输出的处理 149
10.4.1 一个UDP数据报的发送 150
10.5 小结 151
深入研究 152
习题 152
第11章 TCP：数据结构和输入处理 153
11.1 引言 153
11.2 TCP软件概览 153
11.3 传输控制块 153
11.4 TCP报文段格式 158
11.5 序列空间中的比较 159
11.6 TCP有限状态机 160
11.7 状态变迁举例 160
11.8 有限状态机的说明 161
11.9.1 分配一个TCB 163
11.9 TCB的分配及初始化 163
11.9.2 释放一个TCB 164
11.10 有限状态机的实现 165
11.11 处理一个输入报文段 165
11.11.1 将TCP首部转换为本地字节顺序 167
11.11.2 计算TCP的校验和 168
11.11.3 为报文段查找对应的TCB 169
11.11.4 检查报文段的有效性 171
11.11.5 为当前状态选择一个过程 172
11.12 小结 173
深入研究 173
习题 173
12.2 CLOSED状态处理 175
12.3 从容关闭 175
12.1 引言 175
第12章 TCP：有限状态机的实现 175
12.4 关闭后的延迟计时 176
12.5 TIME-WAIT状态处理 177
12.6 CLOSING状态处理 178
12.7 FIN-WAIT-2状态处理 179
12.8 FIN-WAIT-1状态处理 180
12.9 CLOSE-WAIT状态处理 181
12.10 LAST-ACK状态处理 182
12.11 ESTABLISHED状态处理 183
12.12 处理报文段中的紧急数据 184
12.13 处理报文段中的其他数据 186
12.14 经常注意已接收的八位组 188
12.15 终止一个TCP连接 190
12.16 建立TCP连接 191
12.17 初始化TCB 191
12.18 SYN-SENT状态处理 193
12.19 SYN-RECEIVED状态处理 194
12.20 LISTEN状态处理 196
12.21 为一个新TCB初始化窗口变量 197
12.22 小结 199
深入研究 199
习题 199
第13章 TCP：输出处理 200
13.1 引言 200
13.2 TCP输出控制的复杂性 200
13.3 TCP输出的四种状态 200
13.5 TCP输出报文 201
13.4 作为一个进程的TCP输出 201
13.6 对输出状态和TCB编号的编码 202
13.7 TCP输出进程的实现 202
13.8 互斥操作 203
13.9 IDLE状态的实现 203
13.10 PERSIST状态的实现 204
13.11 TRANSMIT状态的实现 205
13.13 发送一个报文段 206
13.12 RETRANSMIT(重发)状态的实现 206
13.14 计算TCP数据长度 210
13.15 序号计算 210
13.16 其他TCP过程 211
13.16.1 发送复位 211
13.16.2 转换成网络字节顺序 213
13.16.3 等待输出缓冲空间 213
13.16.4 唤醒等待TCB的进程 214
13.16.5 选择初始序号 216
13.17 小结 217
深入研究 217
习题 217
第14章 定时器管理 218
14.1 引言 218
14.2 定时事件的通用数据结构 218
14.3 TCP事件使用的数据结构 219
14.5 TCP定时器进程 220
14.4 定时器、事件和报文 220
14.6 删除TCP定时器事件 222
14.7 删除一个TCB的所有事件 223
14.8 确定出现一个事件的尚需时间 224
14.9 插入TCP定时器事件 225
14.10 启动无时延的TCP输出 227
14.11 小结 227
深入研究 228
习题 228
第15章 流量控制和自适应重发 229
15.1 引言 229
15.2 自适应重发中的难题 229
15.3 自适应重发的调整 229
15.4.1 Karn算法 230
15.4.2 重发输出状态的处理 230
15.4 重发定时器和退避 230
15.5 基于窗口的流量控制 231
15.5.1 糊涂窗口综合症 232
15.5.2 接收方预防糊涂窗口 232
15.5.3 零窗口之后的性能优化 233
15.5.4 调整发送方的窗口 233
15.6 最大报文段长度的计算 235
15.6.1 发送方的最大报文段长度 235
15.6.2 选项处理 236
15.6.3 通告一个最大输入报文段长度 238
15.7 网络拥塞预防与控制 239
15.7.1 成倍递减法 239
15.8 慢启动和拥塞预防 239
15.8.1 慢启动 239
15.8.2 超过上限后减速递增 240
15.8.3 递增拥塞窗口尺寸的实现 240
15.9.1 一种快速平均值更新算法 242
15.9 平均往返时间估值及超时 242
15.9.2 传入确认的处理 243
15.9.3 为窗口外的数据创建确认报文段 245
15.9.4 接收到一个确认后改变输出状态 246
15.10 技巧和注意事项 247
15.11 小结 247
深入研究 248
习题 248
第16章 紧急数据处理和推功能 250
16.1 引言 250
16.2 带外信令 250
16.3 紧急数据 250
16.4 标准的解释 250
16.4.1 带外数据的解释法 251
16.5 为Berkeley紧急指针解释法而进行的配置 252
16.4.2 数据标记解释法 252
16.6 通知应用程序 253
16.6.1 多个并发应用程序 253
16.7 从TCP中读取数据 254
16.8 发送紧急数据 255
16.9 TCP的推功能 256
16.10 在失序交付时对推数据的解释 257
16.11 输入时推功能的实现 257
16.12 小结 258
深入研究 258
习题 259
第17章 套接层的接口 260
17.1 引言 260
17.2 通过设备形成的接口 260
17.2.1 单字节I/O 261
17.2.2 其他一些非传送的函数 261
17.4 TCP客户程序举例 262
17.3 作为设备的TCP连接 262
17.5 TCP服务器程序举例 263
17.6 TCP主设备的实现 265
17.6.1 TCP主设备打开功能 265
17.6.2 被动TCP连接的形成 266
17.6.3 主动TCP连接的形成 267
17.6.4 分配一个未使用的本地端口 268
17.6.5 主动连接的完成 269
17.6.6 TCP主设备的控制 271
17.7 TCP从设备的实现 271
17.7.1 由TCP从设备输入数据 271
17.7.2 由TCP从设备输入单字节 273
17.7.3 通过TCP从设备的输出 274
17.7.4 TCP连接的关闭 276
17.7.5 TCP从设备的控制操作 278
17.7.7 改变LISTEN队列的长度 279
17.7.6 接受来自被动设备的连接 279
17.7.8 获取从设备中的统计数据 280
17.7.9 设置或清除TCP选项 282
17.8 从设备的初始化 283
17.9 小结 284
深入研究 284
习题 284
18.2 主动和被动模式的参与者 286
18.3 基本的RIP算法和费用度量 286
18.1 引言 286
第18章 RIP：主动路由传播和被动获取 286
18.4 不稳定性及解决方案 287
18.4.1 计数到无穷大 287
18.4.2 网关瘫痪和路由超时 288
18.4.3 水平划分 288
18.4.4 毒性逆转 288
18.4.7 随机化以防止广播风暴 289
18.4.5 具有毒性逆转的路由超时 289
18.4.6 触发更新 289
18.5 报文类型 290
18.6 协议特性 290
18.7 RIP的具体实现 291
18.7.1 实现的两种形式 291
18.7.2 定义 291
18.7.3 输出的理论结构 293
18.8 基本RIP进程 294
18.8.1 “必须为零”的字段内容必须为零 295
18.8.2 处理一个传入响应 296
18.8.3 在更新期间的锁定 298
18.8.4 验证一个地址 298
18.9 对输入请求的响应 299
18.10 生成更新报文 300
18.11 初始化一个更新报文的副本 301
18.11.1 向更新报文的副本中添加路由 302
18.11.2 计算一个待通告的费用值 304
18.11.3 为RIP报文分配数据报 305
18.12 生成定期的RIP输出 306
18.13 RIP的局限性 307
18.14 小结 307
深入研究 307
习题 307
第19章 OSPF：使用SPF算法的路由传播 308
19.1 引言 308
19.2 OSPF配置和选项 308
19.3 OSPF的图论模型 308
19.4 OSPF的说明 311
19.4.1 OSPF分组格式的说明 311
19.4.2 OSPF接口说明 313
19.4.3 全局常量和数据结构的说明 314
19.5 邻接关系和链路状态信息的传播 316
19.6 用Hello发现相邻网关 317
19.7 Hello分组的发送 319
19.7.1 Hello分组的一个模板 320
19.7.2 Hello分组输出进程 321
19.8 指定路由器 323
19.9 选出一个指定路由器 324
19.10 变动之后重建邻接关系 327
19.11 处理到达的Hello分组 329
19.12 在相邻网关表中增加一个网关 331
19.13 相邻网关状态的变迁 332
19.14 OSPF定时器事件和重发 333
19.15 判断是否允许邻接关系 335
19.16 OSPF输入的处理 336
19.17 链路状态处理中的说明和过程 339
19.18 数据库描述分组的生成 341
19.19 创建一个模板 343
19.20 传送数据库描述分组 344
19.21 处理到达的数据库描述分组 345
19.21.1 处理EXSTART状态下的分组 347
19.21.2 处理EXCHNG状态下的分组 348
19.21.3 处理FULL状态下的分组 349
19.22 处理链路状态请求分组 350
19.23 建立链路状态概要信息 352
19.24 OSPF实用过程 354
19.25 小结 356
深入研究 357
习题 357
第20章 SNMP：MIB变量、表示形式和绑定 358
20.1 引言 358
20.2 服务器的组织和名字的映射 358
20.3.1 表格中的字段 359
20.3 MIB变量 359
20.4 MIB变量名 360
20.4.1 变量名的数字表示形式 360
20.5 名字之间的字典顺序 360
20.6 除去前缀 361
20.7 在MIB变量上执行的操作 361
20.8 表格名 362
20.9 名字体系概念上的线索 362
20.10 MIB变量的数据结构 363
20.10.1 使用独立的函数完成操作 365
20.11 用于快速查找的数据结构 365
20.12 散列表的实现 366
20.13 MIB绑定的描述 366
20.14 绑定中使用的内部变量 373
20.15 散列表的查找 374
20.16 SNMP的结构和常量 376
20.17.1 长度表示法 382
20.17 ASN.1表示形式的处理 382
20.17.2 将整数转换为ASN.1格式 384
20.17.3 将对象标识符转换为ASN.1格式 386
20.17.4 用于转换对象值的例程 389
20.18 小结 391
深入研究 391
习题 392
第21章 SNMP：客户与服务器 393
21.1 引言 393
21.2 服务器中数据的表示形式 393
21.3 服务器的实现 393
21.4 对SNMP报文的分析 396
21.5 绑定链表中ASN.1名字的转换 400
21.6 解析一个请求 401
21.7 对get-next操作的解释 404
21.8 操作的间接执行 404
21.9 表格的间接寻址 407
21.10 应答报文的反向生成 408
21.11 将内部格式转换为ASN.1表示形式 410
21.12 服务器使用的实用函数 412
21.13 一个SNMP客户的实现 413
21.14 变量初始化 415
21.15 小结 417
深入研究 417
习题 417
第22章 SNMP:表格访问函数 419
22.1 引言 419
22.2 表格访问 419
22.3 表格的对象标识符 419
22.4 地址人口表函数 420
22.4.1 对地址人口表的get操作 421
22.4.2 对地址人口表的get-first操作 423
22.4.3 对地址人口表的get-next操作 424
22.4.4 地址入口表中的递增搜索 425
22.4.5 对地址人口表的set操作 426
22.5 地址转换表函数 426
22.5.1 对地址转换表的get操作 428
22.5.2 对地址转换表的get-first操作 429
22.5.3 对地址转换表的get_next操作 431
22.5.4 地址转换表中的递增搜索 432
22.5.5 乱中有序 433
22.5.6 对地址转换表的set操作 434
22.6 网络接口表的函数 435
22.6.1 接口表标识符的匹配 435
22.6.2 对网络接口表的get操作 436
22.6.3 对网络接口表的get-first操作 440
22.6.4 对网络接口表的get-next操作 441
22.6.5 对网络接口表的set操作 442
22.7 选路表函数 443
22.7.1 对选路表的get操作 444
22.7.2 对选路表的get-first操作 446
22.7.3 对选路表的get-next操作 447
22.7.4 选路表中的递增搜索 449
22.7.5 对选路表的set操作 450
22.8 TCP连接表函数 452
22.8.1 对TCP连接表的get操作 453
22.8.2 对TCP连接表的get-first操作 455
22.8.3 对TCP连接表的get-next操作 456
22.8.4 TCP连接表中的递增搜索 457
22.8.5 对TCP连接表的set操作 458
22.9 UDP Listener表 460
22.9.1 对UDP Listener表的get操作 461
22.9.2 对UDP Listener表的get-first操作 462
22.9.3 对UDP Listener表的get-next操作 463
22.9.4 UDP Listener表中的递增搜索 464
22.9.5 对UDP Listener表的set操作 465
22.10 IP地址转换的实用例程 466
22.11 小结 467
深入研究 467
习题 468
第23章 实现的回顾 469
23.1 引言 469
23.2 程序代码统计分析 469
23.3 各个协议的程序代码行数 469
23.4 每个协议所需的函数和过程 470
23.5 小结 471
习题 471
附录1 过程调用交叉参考表 473
附录2 程序代码中使用到的C数据结构交叉参考表 493
附录3 程序代码中使用到的Xinu函数和常量 498
参考文献 513