TCP\IP原理与应用

目 录

第1章 TCP/IP体系结构 1

1.1 计算机网络的形成与发展 1

1.2 网络类型的划分 2

1.3 OSI模型 2

1.3.1 层次体系结构 3

1.3.2 OSI模型中各层的功能 4

1.4 计算机体系结构 8

1.4.1 网络体系的产生 8

1.4.2 网络体系结构 9

1.4.3 通信协议 10

1.4.4 层次化结构、协议和接口 10

1.5 TCP/IP协议栈 11

1.5.1 什么是协议 11

1.5.2 TCP/IP协议栈概述 11

1.5.3 TCP/IP协议栈中的各层 12

1.5.4 TCP/IP中的编址 15

小结 16

综合练习一 16

一、选择题 16

二、填空题 18

三、问答题 18

四、实验题 18

第2章 IP编址 21

2.1 IP地址的定义 21

2.2 IP地址的分类及寻址规则 21

2.2.1 A类地址 22

2.2.2 B类地址 22

2.2.3 C类地址 22

2.2.4 D类地址 23

2.2.5 E类地址 23

2.2.6 寻址规则 23

2.2.7 专用地址 23

2.2.8 单播地址、多播地址和

广播地址 24

2.3 掩码 24

2.3.1 掩码的概念 24

2.3.2 默认掩码 24

2.4 子网 25

2.4.1 子网掩码 25

2.4.2 子网划分 26

2.5 超网 27

2.5.1 超网的地址分配 27

2.5.2 超网掩码 27

2.6 无分类编址CIDR 28

2.6.1 无分类编址的概念 28

2.6.2 CIDR记法 28

2.6.3 前缀、后缀 28

2.7 地址解析 29

2.7.1 静态映射和动态映射 29

2.7.2 地址解析协议ARP 30

2.7.3 反向地址解析协议RARP 32

小结 33

综合练习二 34

一、选择题 34

二、填空题 34

三、问答题 34

四、实验题 35

第3章 网际协议IP 38

3.1 IP数据报 38

3.2 IP报头 39

3.2.1 Version：版本号 39

3.2.2 IHL：IP报头长度 39

3.2.3 Service Type：服务类型 39

3.2.4 Total Length：数据报总长度 41

3.2.5 Identification：数据报标识 41

3.2.6 Flags：标志 41

3.2.7 Fragment Offset：分割偏移 41

3.2.8 Time to Live：存活时间 41

3.2.9 Protocol：协议 42

3.2.10 Header Checksum：报头校验和 42

3.2.11 Source Address：源地址 42

3.2.12 Destination Address：目的地址 42

3.2.13 Padding：位填补 43

3.3 IP选项 43

3.3.1 选项的格式 43

3.3.2 选项类型 44

3.4 IPv6：网际协议第6版 49

3.4.1 IPv6的优点 49

3.4.2 IPv6的地址 49

3.4.3 IPv6的地址种类 50

3.4.4 IPv6数据报格式 50

3.4.5 IPv6报头的格式 50

小结 50

综合练习三 51

一、选择题 51

二、填空题 51

三、问答题 51

四、实验题 52

第4章 网际控制报文协议ICMP 54

4.1 ICMP协议 54

4.2 ICMP报文的封装 54

4.3 ICMP报文的类型 55

4.4 ICMP报文的格式 55

4.5 ICMP报文 56

4.5.1 Destination Unreachable：

目的不可达 56

4.5.2 Source Quench：源主机消亡 57

4.5.3 Time Exceeded：超时 58

4.5.4 Parameter Problem：参数问题 58

4.5.5 Redirect：重定向 59

4.5.6 Echo Request/Reply：回送

请求/应答 59

4.5.7 Timestamp and Timestamp Reply：

时间戳和时间戳应答 60

4.5.8 Address Mask Request/Reply：

地址掩码请求/应答 61

4.5.9 Router Advertisement and

Solicitations：路由器通告和请求 61

小结 62

综合练习四 62

一、选择题 62

二、填空题 63

三、问答题 63

四、实验题 63

第5章 网际组管理协议IGMP 66

5.1 IGMP协议 66

5.2 IGMP报文 67

5.3 IGMP报文的封装 67

5.4 IGMP操作 68

5.4.1 加入一个多播组 68

5.4.2 退出一个多播组 68

5.4.3 删除一个多播组 68

5.4.4 查询成员关系 69

小结 70

综合练习五 70

一、选择题 70

二、填空题 70

三、问答题 71

四、实验题 71

第6章 用户数据报协议UDP 73

6.1 传输层协议概述 73

6.2 端口机制 74

6.3 UDP的特点 75

6.4 UDP数据报的格式 75

6.5 UDP的操作 76

6.5.1 UDP的封装和解封装 76

6.5.2 UDP多路复接和多路分解 77

6.6 UDP的应用 77

小结 77

综合练习六 78

一、选择题 78

二、填空题 78

三、问答题 78

四、实验题 78

第7章 传输控制协议TCP 80

7.1 TCP协议 80

7.2 TCP报文段结构 81

7.3 TCP的连接管理 84

7.4 顺序号和确认 85

7.5 滑动窗口机制和流控制 86

7.6 糊涂窗口症状 87

7.7 拥塞控制 88

7.8 溢出时间和重传 89

7.9 TCP连接的状态转换图 89

小结 91

综合练习七 91

一、选择题 91

二、填空题 92

三、问答题 92

四、实验题 92

第8章 远程登录协议 94

8.1 远程登录 94

8.2 TELNET协议 95

8.2.1 TELNET的基本原理 95

8.2.2 TELNET的交互过程 95

8.2.3 网络虚拟终端 96

8.2.4 TELNET命令 97

8.2.5 TELNET选项协商 98

8.2.6 TELNET连接 99

8.3 Rlogin 99

8.4 SSH 100

小结 101

综合练习八 101

一、选择题 101

二、填空题 101

三、问答题 102

四、实验题 102

第9章 文件传输和访问协议 106

9.1 文件传输与访问 106

9.2 FTP 107

9.2.1 FTP的工作原理 107

9.2.2 FTP的数据表示与传输模式 108

9.2.3 FTP命令 110

9.2.4 FTP应答 112

9.2.5 FTP连接管理 113

9.3 TFTP 115

9.3.1 TFTP协议 115

9.3.2 TFTP规范中的问题 117

9.4 NFS 118

小结 118

综合练习九 119

一、选择题 119

二、填空题 119

三、问答题 120

四、实验题 120

第10章 电子邮件 126

10.1 电子邮件系统 126

10.1.1 ISO/OSI电子邮件系统 127

10.1.2 TCP/IP电子邮件系统 127

10.1.3 电子邮件协议 128

10.1.4 电子邮件地址的格式 129

10.2 SMTP协议 129

10.2.1 SMTP的工作原理 129

10.2.2 SMTP连接与发送 130

10.2.3 SMTP命令 130

10.2.4 SMTP响应 132

10.2.5 电子邮件的结构 132

10.3 POP 133

10.4 IMAP 134

10.5 MIME 135

10.5.1 MIME标题域 135

10.5.2 MIME多部分消息 136

小结 137

综合练习十 138

一、选择题 138

二、填空题 138

三、问答题 139

四、实验题 139

第11章 超文本传输协议HTTP 145

11.1 万维网 145

11.1.1 网页、超文本和超媒体 146

11.1.2 Web服务器与浏览器 146

11.1.3 统一资源定位符URL 147

11.1.4 HTML语言 148

11.2 HTTP协议 149

11.2.1 HTTP连接 150

11.2.2 HTTP请求 151

11.2.3 HTTP响应 153

11.2.4 协商机制 154

11.2.5 缓存 154

小结 155

综合练习十一 155

一、选择题 155

二、填空题 156

三、问答题 157

四、实验题 157

第12章 自举与自动配置 160

12.1 BOOTP协议 160

12.1.1 BOOTP的工作原理 160

12.1.2 BOOTP报文格式 161

12.2 DHCP协议 164

12.2.1 地址分配方法 164

12.2.2 动态地址分配 164

12.2.3 工作状态切换 165

12.2.4 DHCP报文格式 167

小结 168

综合练习十二 168

一、选择题 168

二、填空题 169

三、问答题 169

四、实验题 169

第13章 域名系统DNS 173

13.1 域名与命名约定 173

13.2 域名解析 175

13.2.1 区域 176

13.2.2 域名解析过程 176

13.2.3 DNS缓存 177

13.3 DNS报文格式 178

13.3.1 DNS报头 178

13.3.2 查询部分 179

13.3.3 资源记录 180

13.3.4 信息压缩 181

小结 181

综合练习十三 181

一、选择题 181

二、填空题 182

三、问答题 182

四、实验题 182

第14章 网络管理 186

14.1 网络管理概述 186

14.2 SNMP体系结构 187

14.2.1 SNMP管理组件 188

14.2.2 管理信息结构 189

14.2.3 管理信息库 189

14.2.4 数据收集方式 191

14.3 SNMP报文格式 192

14.3.1 公共SNMP首部 192

14.3.2 get/set首部 193

14.3.3 trap首部 193

小结 194

综合练习十四 194

一、选择题 194

二、填空题 195

三、问答题 195

四、实验题 195

第15章 IP路由 199

15.1 路由的基本原理 199

15.2 路由类型 200

15.2.1 直接路由 200

15.2.2 间接路由 200

15.3 路由表 201

小结 203

综合练习十五 204

一、选择题 204

二、填空题 204

三、问答题 205

四、实验题 205

第16章 路由选择协议 208

16.1 路由选择协议的原则 208

16.2 路由算法分类 209

16.3 距离向量算法和链路状态算法 210

16.3.1 距离向量算法及RIP 210

16.3.2 链路状态算法及OSPF 215

16.3.3 RIP和OSPF的比较 222

16.4 自治域系统 223

16.5 内部网关协议 223

16.5.1 IGRP 224

16.5.2 增强内部网关协议EIGPR 228

16.5.3 OSPF 232

16.6 外部网关协议 236

16.6.1 BGP基础 237

16.6.2 BGP路由属性 241

16.6.3 BGP消息格式 244

16.6.4 BGP路径选择 245

16.7 网关–网关协议 246

小结 246

综合练习十六 247

一、选择题 247

二、填空题 249

三、问答题 250

四、实验题 250

第17章 网络安全 254

17.1 虚拟专用网VPN技术 254

17.1.1 VPN简介 254

17.1.2 VPN的模型 254

17.1.3 VPN的基本要求 255

17.2 隧道技术 256

17.2.1 隧道的基础技术 256

17.2.2 隧道类型 256

17.2.3 隧道协议的目标 257

17.2.4 隧道协议 257

17.3 IPSec协议 264

17.3.1 IPSec概述 264

17.3.2 IPSec的安全特性 266

17.3.3 IPSec协议类型 267

17.3.4 密钥交换和密钥保护 269

17.3.5 IPSec体系结构 272

17.4 安全技术 274

17.4.1 加密技术 274

17.4.2 密钥管理 278

17.4.3 认证技术 280

17.5 网络地址转换 283

17.5.1 NAT技术的基本原理 283

17.5.2 NAT技术的类型 286

17.5.3 应用NAT技术的安全策略 289

17.5.4 IPSec与NAT和平共处 290

小结 291

综合练习十七 292

一、选择题 292

二、填空题 293

三、问答题 294

四、实验题 294

第18章 下一代Internet协议IPv6 299

18.1 IPv6发展背景 299

18.2 IPv6基础知识 300

18.2.1 IPv6的地址规划 300

18.2.2 IPv6的地址格式 301

18.2.3 IPv6的分组格式 301

18.3 IPv6的技术优势 303

18.4 IPv4到IPv6的转换 303

18.4.1 双栈操作和隧道技术 304

18.4.2 翻译转换 304

18.5 IPv6在我国的发展 305

小结 307

综合练习十八 307

一、选择题 307

二、填空题 308

三、问答题 308

第19章 异步传输模式上的IP 309

19.1 IP与ATM 309

19.2 IP与ATM的结合 310

19.3 IP与ATM结合技术 311

19.3.1 IP与ATM结合技术的分类 311

19.3.2 重叠技术 311

19.3.3 集成技术 313

小结 314

综合练习十九 314

一、选择题 314

二、填空题 315

三、问答题 315

第20章 实时语音与视频传输VoIP 316

20.1 VoIP的概念 316

20.2 VoIP实现过程 316

20.3 VoIP技术的发展方向 318

20.3.1 H.323标准 318

20.3.2 SIP协议 318

20.3.3 软交换 318

20.4 VoIP在中国的发展 319

小结 319

综合练习二十 319

一、选择题 319

二、填空题 320

三、问答题 320

第21章 移动IP 321

21.1 什么是Mobile IP以及Mobile IP

的应用 321

21.2 移动IP实现原理以及存在的问题 322

21.2.1 移动IP实现原理 322

21.2.2 移动IP存在的问题 323

21.3 移动IPv6 323

21.4 移动IP技术的未来展望 324

小结 325

综合练习二十一 325

一、选择题 325

二、填空题 326

三、问答题 326

第22章 服务质量QoS 327

22.1 QoS的提出 327

22.2 支持QoS的方法 328

22.2.1 综合业务模型 328

22.2.2 区分业务模型 330

22.2.3 综合业务模型与区分业务

模型的结合 331

22.2.4 基于MPLS提供的QoS 331

小结 332

综合练习二十二 332

一、选择题 332

二、填空题 333

三、问答题 333

参考文献 334