TCP/IP网络协议分析与实践

本书采用理论结合实践的方法，逐层分析TCP/IP协议族的代表性协议，包括IEEE 802.3、ARP、IP、RIP、OSPF、ICMP、TCP、UDP、DNS、HTTP、FTP等，在详细介绍协议原理和运行机制的基础上，利用协议捕获软件、Linux环境下原始套接字编程和Linux内核模块开发技术，设计了一系列验证性实验和综合性实验。实验内容丰富完整，成体系化，不仅直观地再现了协议工作过程，同时也展示了协议分析对网络攻防和网络管理等领域相关应用问题的支撑作用。本书可作为普通高等院校本科计算机科学与技术、网络工程等专业TCP/IP协议原理课程的教材，也可作为高职院校协议分析技术课程的教材，还可作为计算机网络安全、高级网络管理等行业从业人员的参考书。

第1章 TCP/IP协议分析总述
1.1 TCP/IP协议体系结构
1.1.1 TCP/IP协议与OSI参考模型
1.1.2 TCP/IP协议分层模型
1.1.3 协议分析原理
1.2 封装与分用
1.3 协议分析的意义
1.4 常用协议分析软件
1.4.1 Cisco Packet Tracer
1.4.2 Wireshark
1.4.3 Xcap
1.5 网络编程接口
1.5.1 Linux内核模块开发
1.5.2 套接字编程
小结
习题
实验
实验 利用Linux原始套接字捕获IP协议数据
第2章 网络接口层协议分析
2.1 物理层和传输介质
2.1.1 物理层
2.1.2 传输介质
2.2 典型数据链路协议——以太网
2.2.1 以太网的两种主要标准
2.2.2 以太网MAC地址
2.2.3 以太网帧的封装结构
2.3 串行接口的链路层协议
2.3.1 SLIP
2.3.2 PPP
2.4 优选传输单元
小结
习题
实验
实验2-1 以太网帧捕获
实验2-2 PPP协议帧数据捕获
第3章 ARP协议分析
3.1 网络地址
3.1.1 IP地址
3.1.2 MAC地址
3.2 ARP协议原理
3.2.1 地址解析原理
3.2.2 报文格式
3.2.3 工作过程
3.3 RARP协议
3.4 代理ARP
小结
习题
实验
实验3-1 ARP命令
实验3-2 ARP报文捕获
实验3-3 ARP网关欺骗实验
第4章 IP协议分析
4.1 IP协议功能概述
4.2 IP协议原理
4.2.1 点到点传输模式
4.2.2 IP数据报格式
4.3 IP分片
4.4 动态路由协议
4.4.1 RIP协议
4.4.2 OSPF协议
4.4.3 选路总控算法
4.5 IP地址扩容
4.5.1 子网划分
4.5.2 超网聚合
小结
习题
实验
实验4-1 IP首部嗅探分析
实验4-2 基于Linux GCC的IP数据报分片捕获和判别
实验4-3 图片传输的IP分片和重组实验
第5章 ICMP协议分析
5.1 ICMP协议概述
5.1.1 为什么需要ICMP
5.1.2 ICMP的作用
5.1.3 ICMP的工作机制
5.1.4 ICMP协议与IP协议的关系
5.2 ICMP报文格式和类型
5.2.1 报文格式
5.2.2 报文类型
5.3 ICMP请求与应答报文
5.3.1 检测可达性：回显请求与应答
5.3.2 获得子网掩码：地址掩码请求/应答报文
5.3.3 时钟同步与传送时间估计：时间戳请求/应答报文
5.3.4 自动获得默认路由并动态调整：路由器请求和路由器通告
5.4 ICMP差错报告
5.4.1 ICMP差错报告的特点
5.4.2 目的站不可达报告报文
5.4.3 数据报超时报告报文
5.4.4 数据报参数出错报告报文
5.5 ICMP控制报文
5.5.1 源站抑制和拥塞控制
5.5.2 路由重定向报文
5.6 ICMP典型应用
5.6.1 Ping命令
5.6.2 Traceroute命令
5.6.3 路径MTU发现
小结
习题
实验
实验5-1 ICMP报文捕获
实验5-2 Ping命令开发
实验5-3 路由扫描（Scanroute）程序开发
第6章 TCP协议分析
6.1 传输层概述
6.1.1 传输层
6.1.2 端口
6.1.3 套接字
6.1.4 多路复用和多路分解
6.2 TCP协议数据格式
6.3 TCP协议的可靠传输服务
6.3.1 TCP协议可靠传输服务的特点和方式
6.3.2 传输层校验和的计算方式
6.4 TCP差错控制
6.4.1 无差错情况
6.4.2 差错控制
6.4.3 选择确认机制
6.4.4 流水线传输与累积确认
6.5 TCP流量控制
6.5.1 滑动窗口协议
6.5.2 窗口大小可变技术
6.5.3 糊涂窗口综合征
6.6 TCP拥塞控制
6.6.1 拥塞窗口
6.6.2 慢启动和加速递减
6.6.3 网络层对改善TCP协议性能的支持
6.7 TCP连接建立与释放
6.7.1 三次握手建立连接
6.7.2 四次挥手释放连接
6.7.3 TCP有限状态机
6.8 紧急数据和强迫数据发送
6.9 TCP定时器
6.9.1 重传定时器
6.9.2 坚持定时器
6.9.3 保活定时器
6.9.4 时间等待定时器
6.10 TCP攻击实例
6.10.1 IP欺骗
6.10.2 SYN洪泛攻击
6.10.3 TCP端口扫描
小结
习题
实验
实验6-1 TCP协议三次握手捕获实验
实验6-2 基于Linux Socket编程的TCP端口扫描实验
实验6-3 基于Linux内核模块的防御端口扫描防火墙
第7章 UDP协议分析
7.1 UDP协议概述
7.1.1 UDP协议简介
7.1.2 UDP协议的特性
7.2 协议格式
7.2.1 首部字段
7.2.2 UDP端口
7.2.3 UDP校验和
7.2.4 UDP数据报长度
7.3 UDP-Lite协议
7.4 UDP协议的应用
小结
习题
实验
实验7-1 UDP数据捕获实验
实验7-2 UDP端口扫描实验
第8章 应用层协议分析
8.1 应用层协议架构及其特点
8.2 DNS协议
8.2.1 域名系统概述
8.2.2 DNS域名体系
……
第9章 协议分析与网络攻防实践
第10章 协议分析与网络管理实践
第11章 协议分析新动向
参考文献