mengqingxi的专栏

目 录 雷蒙序 简介 Linux文档工程小组“公告” 译者序 第一部分 Linux内核 前言 第1章 硬件基础与软件基础 6 1.1 硬件基础 6 1.1.1 CPU 7 1.1.2 存储器 8 1.1.3 总线 8 1.1.4 控制器和外设 8 1.1.5 地址空间 9 1.1.6 时钟 9 1.2 软件基础 9 1.2.1 计算机语言 9 1.2.2 什么是操作系统 11 1.2.3 内核数据结构 13 第2章 内存管理 15 2.1 虚拟内存抽象模型 15 2.1.1 请求调页 17 2.1.2 交换 17 2.1.3 共享虚拟内存 18 2.1.4 物理寻址模式和虚拟寻址模式 18 2.1.5 访问控制 18 2.2 高速缓存 19 2.3 Linux页表 20 2.4 页分配和回收 21 2.4.1 页分配 22 2.4.2 页回收 22 2.5 内存映射 22 2.6 请求调页 23 2.7 Linux页缓存 24 2.8 页换出和淘汰 25 2.8.1 减少缓冲区和页缓存大小 25 2.8.2 换出System V共享内存页 26 2.8.3 换出和淘汰页 27 2.9 交换缓存 27 2.10 页换入 28 第3章 进程 29 3.1 Linux进程 29 3.2 标识符 31 3.3 调度 32 3.4 文件 34 3.5 虚拟内存 35 3.6 创建进程 36 3.7 时间和定时器 37 3.8 执行程序 38 3.8.1 ELF 39 3.8.2 脚本文件 40 第4章 进程间通信机制 41 4.1 信号机制 41 4.2 管道 42 4.3 套接字 44 4.3.1 System V的进程间通信机制 44 4.3.2 消息队列 44 4.3.3 信号量 45 4.3.4 共享存储区 47 第5章 PCI 49 5.1 PCI的地址空间 49 5.2 PCI配置头 50 5.3 PCI的I/O和存储地址空间 51 5.4 PCI-ISA桥 51 5.5 PCI-PCI 桥 51 5.5.1 PCI-PCI桥：PCI I/O和存储地址 空间的窗口 51 5.5.2 PCI-PCI桥：PCI配置周期和PCI 总线编号 52 5.6 Linux PCI初始化 53 5.6.1 Linux内核PCI数据结构 53 5.6.2 PCI设备驱动程序 53 5.6.3 PCI的BIOS函数 56 5.6.4 PCI修正过程 57 第6章 中断处理与设备驱动程序 60 6.1 中断与中断处理 60 6.1.1 可编程中断控制器 61 6.1.2 初始化中断处理数据结构 61 6.1.3 中断处理 62 6.2 设备驱动程序 63 6.2.1 测试与中断 64 6.2.2 直接存储器访问(DMA) 65 6.2.3 存储器 66 6.2.4 设备驱动程序与内核的接口 66 6.2.5 硬盘 69 6.2.6 网络设备 74 第7章 文件系统 77 7.1 第二个扩展文件系统EXT2 78 7.1.1 EXT2系统的inode节点 79 7.1.2 EXT2系统的超级块 80 7.1.3 EXT2系统的组描述符 80 7.1.4 EXT2系统的目录 81 7.1.5 在EXT2文件系统中查找文件 81 7.1.6 在EXT2文件系统中改变文件 的大小 82 7.2 虚拟文件系统 83 7.2.1 VFS文件系统的超级块 84 7.2.2 VFS文件系统的inode节点 84 7.2.3 注册文件系统 85 7.2.4 装配文件系统 85 7.2.5 在虚拟文件系统中查找文件 87 7.2.6 卸载文件系统 87 7.2.7 VFS文件系统的inode缓存 87 7.2.8 目录缓存 88 7.3 缓冲区缓存 88 7.3.1 bdflush内核守护进程 90 7.3.2 update进程 90 7.4 /proc文件系统 91 7.5 特殊设备文件 91 第8章 网络 92 8.1 TCP/IP网络概述 92 8.2 Linux中的TCP/IP网络层次结构 95 8.3 BSD套接字接口 96 8.4 INET的套接字层 97 8.4.1 创建BSD套接字 98 8.4.2 为INET BSD Socket绑定地址 99 8.4.3 建立INET BSD Socket连接 99 8.4.4 INET BSD Socket侦听 100 8.4.5 接受连接请求 100 8.5 IP层 100 8.5.1 套接字缓冲区 100 8.5.2 接收IP报文 101 8.5.3 发送IP报文 102 8.5.4 数据分片 102 8.6 地址解析协议 103 8.7 IP路由 104 第9章 内核机制与模块 107 9.1 内核机制 107 9.1.1 Bottom Half控制 107 9.1.2 任务队列 108 9.1.3 定时器 109 9.1.4 等待队列 110 9.1.5 自旋锁 110 9.1.6 信号量 110 9.2 模块 111 9.2.1 模块载入 112 9.2.2 模块卸载 113 第10章 处理器 115 10.1 X86 115 10.2 ARM 115 10.3 Alpha AXP处理器 115 第11章 Linux内核源代码 117 11.1 怎样得到Linux内核源码 117 11.2 内核源码的编排 117 11.3 从何处看起 118 第12章 Linux数据结构 120 附录A 有用的Web和FTP站点 138 附录B 词汇表 139 第二部分 Linux内核模块编程指南 致谢 前言 第1章 Hello, World 145 1.1 内核模块的Makefiles文件 146 1.2 多重文件内核模块 147 第2章 字符设备文件 149 第3章 /proc文件系统 158 第4章 把/proc用于输入 162 第5章 把设备文件用于输入 170 第6章 启动参数 182 第7章 系统调用 185 第8章 阻塞处理 190 第9章 替换printk 199 第10章 任务调度 202 第11章 中断处理程序 207 第12章 对称多处理 211 第13章 常见错误 212 附录A 2.0和2.2之间的差异 213 附录B 其他资源 214 附录C 给出你的评价 215 第三部分 Linux程序员指南 第1章 Linux操作系统 219 第2章 Linux内核 220 第3章 Linux libc包 221 第4章 系统调用 222 第5章 “瑞士军刀”：ioctl 223 第6章 Linux进程间通信 224 6.1 介绍 224 6.2 半双工Unix管道 224 6.2.1 基本概念 224 6.2.2 用C语言创建管道 225 6.2.3 简便方法 229 6.2.4 管道的原子操作 233 6.2.5 关于半双工管道需要注意的几个 问题 233 6.3 命名管道 234 6.3.1 基本概念 234 6.3.2 创建FIFO 234 6.3.3 FIFO操作 235 6.3.4 FIFO上的阻塞动作 236 6.3.5 SIGPIPE信号 237 6.4 系统V IPC 237 6.4.1 基本概念 237 6.4.2 消息队列 239 6.4.3 信号量 251 6.4.4 semtool：交互式信号量操作 程序 260 6.4.5 共享内存 267 第7章 声音编程 274 7.1 内部扬声器编程 274 7.2 声卡编程 274 第8章 字符单元图形 276 8.1 libc中的I/O函数 277 8.1.1 格式化输出 277 8.1.2 格式化输入 278 8.2 termcap库 278 8.2.1 前言 278 8.2.2 获得终端描述 279 8.2.3 查看终端描述 279 8.2.4 termcap权能 280 8.3 Ncurses简介 280 8.4 初始化 282 8.5 窗口 283 8.6 输出 284 8.6.1 格式化输出 285 8.6.2 插入字符/行 286 8.6.3 删除字符/行 286 8.6.4 方框和直线 287 8.6.5 背景字符 287 8.7 输入 288 8.8 选项 289 8.8.1 输出选项 289 8.8.2 输入选项 290 8.8.3 终端属性 291 8.8.4 使用选项 291 8.9 更新终端 292 8.10 视频属性与颜色 293 8.11 光标和屏幕坐标 294 8.12 滚动 294 8.13 小键盘 295 8.14 软标签 295 8.15 杂项 295 8.16 低级访问 296 8.17 屏幕转储 296 8.18 Termcap模拟 296 8.19 Terminfo函数 296 8.20 调试函数 297 8.21 Terminfo权能 297 8.21.1 布尔型权能 297 8.21.2 数值型权能 298 8.21.3 字符串型权能 299 8.22 [N]Curses函数概述 306 第9章 I/O端口编程 307 9.1 鼠标编程 307 9.2 调制解调器编程 308 9.3 打印机编程 308 9.4 游戏杆编程 308 第10章 把应用程序移植到Linux上 309 10.1 介绍 309 10.2 信号处理 309 10.2.1 SVR4、BSD和POSIX.1下 的信号 310 10.2.2 Linux信号选项 310 10.2.3 Linux下的信号 310 10.2.4 Linux支持的信号 311 10.3 终端I/O 311 10.4 进程信息和控制 311 10.4.1 kvm过程 312 10.4.2 ptrace和/proc文件系统 312 10.4.3 Linux下的进程控制 312 10.5 可移植条件编译 313 10.6 补充说明 314 附录 以字母顺序排列的系统调用 315 第四部分 Linux内核概念系统结构 摘要 323 前言 324 第1章 系统结构 325 1.1 系统概述 325 1.2 内核的目标 325 1.3 内核结构的概述 325 1.4 支持多个开发人员 327 1.5 系统数据结构 328 1.5.1 任务列表 328 1.5.2 内存映射 328 1.5.3 索引节点 328 1.5.4 数据连接 329 第2章 子系统的系统结构 330 2.1 进程调度程序系统结构 330 2.1.1 目标 330 2.1.2 模块 330 2.1.3 数据表达 331 2.1.4 依赖性、数据流和控制流 331 2.2 内存管理程序系统结构 331 2.2.1 目标 331 2.2.2 模块 331 2.2.3 数据表示 331 2.2.4 数据流、控制流和依赖性 332 2.3 虚拟文件系统系统结构 333 2.3.1 目标 333 2.3.2 模块 333 2.3.3 数据表示 333 2.3.4 数据流、控制流和依赖性 334 2.4 网络接口系统结构 334 2.4.1 目标 334 2.4.2 模块 334 2.4.3 数据表示 335 2.4.4 数据流、控制流和依赖性 335 2.5 进程间通信系统结构 335 第3章 结论 336 附录A 术语定义 337 附录B 参考文献 338 第五部分 Linux内核具体系统结构 摘要 341 第1章 前言 342 1.1 目标 342 1.2 Linux介绍 342 1.3 软件系统结构的背景知识 342 1.4 方法与途径 343 1.5 适用本书的读者 344 1.6 本部分的章节安排 344 第2章 系统结构 345 第3章 子系统结构 346 3.1 进程调度程序 346 3.1.1 目标 346 3.1.2 外部接口 346 3.1.3 子系统描述 346 3.1.4 数据结构 347 3.1.5 子系统结构 348 3.1.6 子系统依赖性 348 3.2 内存管理程序 348 3.2.1 目标 348 3.2.2 外部接口 349 3.2.3 子系统描述 349 3.2.4 数据结构 350 3.2.5 子系统结构 350 3.2.6 子系统依赖性 351 3.3 虚拟文件系统 352 3.3.1 目标 352 3.3.2 外部接口 352 3.3.3 子系统描述 353 3.3.4 设备驱动程序 353 3.3.5 逻辑文件系统 354 3.3.6 模块 354 3.3.7 数据结构 355 3.3.8 子系统结构 355 3.3.9 子系统依赖性 355 3.4 进程间通信 355 3.4.1 目标 355 3.4.2 外部接口 357 3.4.3 子系统描述 357 3.4.4 数据结构 358 3.4.5 子系统结构 359 3.4.6 子系统依赖性 359 3.5 网络接口 360 3.5.1 目标 360 3.5.2 外部接口 361 3.5.3 子系统描述 361 3.5.4 数据结构 362 3.5.5 子系统结构 363 3.5.6 子系统依赖性 363 第4章 结论 365 附录A 术语定义 366 附录B 参考文献 368 第六部分 附 录 附录A Linux文档工程拷贝许可证 372 附录B GNU通用公共许可证 374

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

目 录 译者序 前言 第1章 概述 1 1.1 引言 1 1.2 分层 1 1.3 TCP/IP的分层 4 1.4 互联网的地址 5 1.5 域名系统 6 1.6 封装 6 1.7 分用 8 1.8 客户-服务器模型 8 1.9 端口号 9 1.10 标准化过程 10 1.11 RFC 10 1.12 标准的简单服务 11 1.13 互联网 12 1.14 实现 12 1.15 应用编程接口 12 1.16 测试网络 13 1.17 小结 13 第2章 链路层 15 2.1 引言 15 2.2 以太网和IEEE 802封装 15 2.3 尾部封装 17 2.4 SLIP：串行线路IP 17 2.5 压缩的SLIP 18 2.6 PPP：点对点协议 18 2.7 环回接口 20 2.8 最大传输单元MTU 21 2.9 路径MTU 21 2.10 串行线路吞吐量计算 21 2.11 小结 22 第3章 IP：网际协议 24 3.1 引言 24 3.2 IP首部 24 3.3 IP路由选择 27 3.4 子网寻址 30 3.5 子网掩码 32 3.6 特殊情况的IP地址 33 3.7 一个子网的例子 33 3.8 ifconfig命令 35 3.9 netstat命令 36 3.10 IP的未来 36 3.11 小结 37 第4章 ARP：地址解析协议 38 4.1 引言 38 4.2 一个例子 38 4.3 ARP高速缓存 40 4.4 ARP的分组格式 40 4.5 ARP举例 41 4.5.1 一般的例子 41 4.5.2 对不存在主机的ARP请求 42 4.5.3 ARP高速缓存超时设置 43 4.6 ARP代理 43 4.7 免费ARP 45 4.8 arp命令 45 4.9 小结 46 第5章 RARP：逆地址解析协议 47 5.1 引言 47 5.2 RARP的分组格式 47 5.3 RARP举例 47 5.4 RARP服务器的设计 48 5.4.1 作为用户进程的RARP服务器 49 5.4.2 每个网络有多个RARP服务器 49 5.5 小结 49 第6章 ICMP：Internet控制报文协议 50 6.1 引言 50 6.2 ICMP报文的类型 50 6.3 ICMP地址掩码请求与应答 52 6.4 ICMP时间戳请求与应答 53 6.4.1 举例 54 6.4.2 另一种方法 55 6.5 ICMP端口不可达差错 56 6.6 ICMP报文的4.4BSD处理 59 6.7 小结 60 第7章 Ping程序 61 7.1 引言 61 7.2 Ping程序 61 7.2.1 LAN输出 62 7.2.2 WAN输出 63 7.2.3 线路SLIP链接 64 7.2.4 拨号SLIP链路 65 7.3 IP记录路由选项 65 7.3.1 通常的例子 66 7.3.2 异常的输出 68 7.4 IP时间戳选项 69 7.5 小结 70 第8章 Traceroute程序 71 8.1 引言 71 8.2 Traceroute 程序的操作 71 8.3 局域网输出 72 8.4 广域网输出 75 8.5 IP源站选路选项 76 8.5.1 宽松的源站选路的traceroute 程序示例 78 8.5.2 严格的源站选路的traceroute 程序示例 79 8.5.3 宽松的源站选路traceroute程序 的往返路由 80 8.6 小结 81 第9章 IP选路 83 9.1 引言 83 9.2 选路的原理 84 9.2.1 简单路由表 84 9.2.2 初始化路由表 86 9.2.3 较复杂的路由表 87 9.2.4 没有到达目的地的路由 87 9.3 ICMP主机与网络不可达差错 88 9.4 转发或不转发 89 9.5 ICMP重定向差错 89 9.5.1 一个例子 90 9.5.2 更多的细节 91 9.6 ICMP路由器发现报文 92 9.6.1 路由器操作 93 9.6.2 主机操作 93 9.6.3 实现 93 9.7 小结 94 第10章 动态选路协议 95 10.1 引言 95 10.2 动态选路 95 10.3 Unix选路守护程序 96 10.4 RIP：选路信息协议 96 10.4.1 报文格式 96 10.4.2 正常运行 97 10.4.3 度量 98 10.4.4 问题 98 10.4.5 举例 98 10.4.6 另一个例子 100 10.5 RIP版本2 102 10.6 OSPF：开放最短路径优先 102 10.7 BGP：边界网关协议 103 10.8 CIDR：无类型域间选路 104 10.9 小结 105 第11章 UDP：用户数据报协议 107 11.1 引言 107 11.2 UDP首部 107 11.3 UDP检验和 108 11.3.1 tcpdump输出 109 11.3.2 一些统计结果 109 11.4 一个简单的例子 110 11.5 IP分片 111 11.6 ICMP不可达差错（需要分片） 113 11.7 用Traceroute确定路径MTU 114 11.8 采用UDP的路径MTU发现 116 11.9 UDP和ARP之间的交互作用 118 11.10 最大UDP数据报长度 119 11.11 ICMP源站抑制差错 120 11.12 UDP服务器的设计 122 11.12.1 客户IP地址及端口号 122 11.12.2 目标IP地址 122 11.12.3 UDP输入队列 122 11.12.4 限制本地IP地址 124 11.12.5 限制远端IP地址 125 11.12.6 每个端口有多个接收者 125 11.13 小结 126 第12章 广播和多播 128 12.1 引言 128 12.2 广播 129 12.2.1 受限的广播 129 12.2.2 指向网络的广播 129 12.2.3 指向子网的广播 129 12.2.4 指向所有子网的广播 130 12.3 广播的例子 130 12.4 多播 132 12.4.1 多播组地址 133 12.4.2 多播组地址到以太网地址的转换 133 12.4.3 FDDI和令牌环网络中的多播 134 12.5 小结 134 第13章 IGMP：Internet组管理协议 136 13.1 引言 136 13.2 IGMP报文 136 13.3 IGMP协议 136 13.3.1 加入一个多播组 136 13.3.2 IGMP报告和查询 137 13.3.3 实现细节 137 13.3.4 生存时间字段 138 13.3.5 所有主机组 138 13.4 一个例子 138 13.5 小结 141 第14章 DNS：域名系统 142 14.1 引言 142 14.2 DNS基础 142 14.3 DNS的报文格式 144 14.3.1 DNS查询报文中的问题部分 146 14.3.2 DNS响应报文中的资源记录部分 147 14.4 一个简单的例子 147 14.5 指针查询 150 14.5.1 举例 151 14.5.2 主机名检查 151 14.6 资源记录 152 14.7 高速缓存 153 14.8 用UDP还是用TCP 156 14.9 另一个例子 156 14.10 小结 157 第15章 TFTP：简单文件传送协议 159 15.1 引言 159 15.2 协议 159 15.3 一个例子 160 15.4 安全性 161 15.5 小结 162 第16章 BOOTP: 引导程序协议 163 16.1 引言 163 16.2 BOOTP的分组格式 163 16.3 一个例子 164 16.4 BOOTP服务器的设计 165 16.5 BOOTP穿越路由器 167 16.6 特定厂商信息 167 16.7 小结 168 第17章 TCP：传输控制协议 170 17.1 引言 170 17.2 TCP的服务 170 17.3 TCP的首部 171 17.4 小结 173 第18章 TCP连接的建立与终止 174 18.1 引言 174 18.2 连接的建立与终止 174 18.2.1 tcpdump的输出 174 18.2.2 时间系列 175 18.2.3 建立连接协议 175 18.2.4 连接终止协议 177 18.2.5 正常的tcpdump输出 177 18.3 连接建立的超时 178 18.3.1 第一次超时时间 178 18.3.2 服务类型字段 179 18.4 最大报文段长度 179 18.5 TCP的半关闭 180 18.6 TCP的状态变迁图 182 18.6.1 2MSL等待状态 183 18.6.2 平静时间的概念 186 18.6.3 FIN_WAIT_2状态 186 18.7 复位报文段 186 18.7.1 到不存在的端口的连接请求 187 18.7.2 异常终止一个连接 187 18.7.3 检测半打开连接 188 18.8 同时打开 189 18.9 同时关闭 191 18.10 TCP选项 191 18.11 TCP服务器的设计 192 18.11.1 TCP服务器端口号 193 18.11.2 限定的本地IP地址 194 18.11.3 限定的远端IP地址 195 18.11.4 呼入连接请求队列 195 18.12 小结 197 第19章 TCP的交互数据流 200 19.1 引言 200 19.2 交互式输入 200 19.3 经受时延的确认 201 19.4 Nagle算法 203 19.4.1 关闭Nagle算法 204 19.4.2 一个例子 205 19.5 窗口大小通告 207 19.6 小结 208 第20章 TCP的成块数据流 209 20.1 引言 209 20.2 正常数据流 209 20.3 滑动窗口 212 20.4 窗口大小 214 20.5 PUSH标志 215 20.6 慢启动 216 20.7 成块数据的吞吐量 218 20.7.1 带宽时延乘积 220 20.7.2 拥塞 220 20.8 紧急方式 221 20.9 小结 224 第21章 TCP的超时与重传 226 21.1 引言 226 21.2 超时与重传的简单例子 226 21.3 往返时间测量 227 21.4 往返时间RTT的例子 229 21.4.1 往返时间RTT的测量 229 21.4.2 RTT估计器的计算 231 21.4.3 慢启动 233 21.5 拥塞举例 233 21.6 拥塞避免算法 235 21.7 快速重传与快速恢复算法 236 21.8 拥塞举例（续） 237 21.9 按每条路由进行度量 240 21.10 ICMP的差错 240 21.11 重新分组 243 21.12 小结 243 第22章 TCP的坚持定时器 245 22.1 引言 245 22.2 一个例子 245 22.3 糊涂窗口综合症 246 22.4 小结 250 第23章 TCP的保活定时器 251 23.1 引言 251 23.2 描述 252 23.3 保活举例 253 23.3.1 另一端崩溃 253 23.3.2 另一端崩溃并重新启动 254 23.3.3 另一端不可达 254 23.4 小结 255 第24章 TCP的未来和性能 256 24.1 引言 256 24.2 路径MTU发现 256 24.2.1 一个例子 257 24.2.2 大分组还是小分组 258 24.3 长肥管道 259 24.4 窗口扩大选项 262 24.5 时间戳选项 263 24.6 PAWS：防止回绕的序号 265 24.7 T/TCP：为事务用的TCP扩展 265 24.8 TCP的性能 267 24.9 小结 268 第25章 SNMP：简单网络管理协议 270 25.1 引言 270 25.2 协议 270 25.3 管理信息结构 272 25.4 对象标识符 274 25.5 管理信息库介绍 274 25.6 实例标识 276 25.6.1 简单变量 276 25.6.2 表格 276 25.6.3 字典式排序 277 25.7 一些简单的例子 277 25.7.1 简单变量 278 25.7.2 get-next操作 278 25.7.3 表格的访问 279 25.8 管理信息库(续) 279 25.8.1 system组 279 25.8.2 interface组 280 25.8.3 at组 281 25.8.4 ip组 282 25.8.5 icmp组 285 25.8.6 tcp组 285 25.9 其他一些例子 288 25.9.1 接口MTU 288 25.9.2 路由表 288 25.10 trap 290 25.11 ASN.1和BER 291 25.12 SNMPv2 292 25.13 小结 292 第26章 Telnet和Rlogin：远程登录 293 26.1 引言 293 26.2 Rlogin协议 294 26.2.1 应用进程的启动 295 26.2.2 流量控制 295 26.2.3 客户的中断键 296 26.2.4 窗口大小的改变 296 26.2.5 服务器到客户的命令 296 26.2.6 客户到服务器的命令 297 26.2.7 客户的转义符 298 26.3 Rlogin的例子 298 26.3.1 初始的客户-服务器协议 298 26.3.2 客户中断键 299 26.4 Telnet协议 302 26.4.1 NVT ASCII 302 26.4.2 Telnet命令 302 26.4.3 选项协商 303 26.4.4 子选项协商 304 26.4.5 半双工、一次一字符、一次 一行或行方式 304 26.4.6 同步信号 306 26.4.7 客户的转义符 306 26.5 Telnet举例 306 26.5.1 单字符方式 306 26.5.2 行方式 310 26.5.3 一次一行方式(准行方式) 312 26.5.4 行方式：客户中断键 313 26.6 小结 314 第27章 FTP：文件传送协议 316 27.1 引言 316 27.2 FTP协议 316 27.2.1 数据表示 316 27.2.2 FTP命令 318 27.2.3 FTP应答 319 27.2.4 连接管理 320 27.3 FTP的例子 321 27.3.1 连接管理：临时数据端口 321 27.3.2 连接管理：默认数据端口 323 27.3.3 文本文件传输：NVT ASCII 表示还是图像表示 325 27.3.4 异常中止一个文件的传输： Telnet同步信号 326 27.3.5 匿名FTP 329 27.3.6 来自一个未知IP地址的匿名FTP 330 27.4 小结 331 第28章 SMTP：简单邮件传送协议 332 28.1 引言 332 28.2 SMTP协议 332 28.2.1 简单例子 332 28.2.2 SMTP命令 334 28.2.3 信封、首部和正文 335 28.2.4 中继代理 335 28.2.5 NVT ASCII 337 28.2.6 重试间隔 337 28.3 SMTP的例子 337 28.3.1 MX记录：主机非直接连到 Internet 337 28.3.2 MX记录：主机出故障 339 28.3.3 VRFY和EXPN命令 340 28.4 SMTP的未来 340 28.4.1 信封的变化：扩充的SMTP 341 28.4.2 首部变化：非ASCII字符 342 28.4.3 正文变化：通用Internet邮件 扩充 343 28.5 小结 346 第29章 网络文件系统 347 29.1 引言 347 29.2 Sun远程过程调用 347 29.3 XDR：外部数据表示 349 29.4 端口映射器 349 29.5 NFS协议 351 29.5.1 文件句柄 353 29.5.2 安装协议 353 29.5.3 NFS过程 354 29.5.4 UDP还是TCP 355 29.5.5 TCP上的NFS 355 29.6 NFS实例 356 29.6.1 简单的例子：读一个文件 356 29.6.2 简单的例子：创建一个目录 357 29.6.3 无状态 358 29.6.4 例子：服务器崩溃 358 29.6.5 等幂过程 360 29.7 第3版的NFS 360 29.8 小结 361 第30章 其他的TCP/IP应用程序 363 30.1 引言 363 30.2 Finger协议 363 30.3 Whois协议 364 30.4 Archie、WAIS、Gopher、Veronica 和WWW 366 30.4.1 Archie 366 30.4.2 WAIS 366 30.4.3 Gopher 366 30.4.4 Veronica 366 30.4.5 万维网WWW 367 30.5 X窗口系统 367 30.5.1 Xscope程序 368 30.5.2 LBX: 低带宽X 370 30.6 小结 370 附录A tcpdump程序 371 附录B 计算机时钟 376 附录C sock程序 378 附录D 部分习题的解答 381 附录E 配置选项 395 附录F 可以免费获得的源代码 406 参考文献 409 缩略语 420