文件名称：TCP-IP详解卷二：实现part1
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更新时间：2014-04-19 03:17:31
TCP-IP详解卷二：实现
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