第1章網絡概述1
1.1網絡互連和TCP/IP1
1.1.1網絡互連1
1.1.2TCP/IP協議族2
1.2網絡協議與層次劃分2
1.2.1網絡協議的概念2
1.2.2OSI分層模型3
1.2.3TCP/IP分層模型4
1.3互聯網地址4
1.3.1IP地址4
1.3.2子網劃分6
1.3.3超網編址6
1.4MAC地址6
1.5封包與解包7
1.6多路復用和多路分用7
1.7Wireshark簡介8
習題111
第2章網絡接口層協議12
2.1以太網及IEEE 802.312
2.1.1以太網技術12
2.1.2幀格式12
2.2無線局域網及IEEE 802.1115
2.2.1無線局域網簡介15
2.2.2IEEE 802.11幀格式17
2.3虛擬局域網19
2.3.1虛擬局域網技術19
2.3.2IEEE 802.1Q幀格式20
2.4PPP21
2.4.1PPP簡介21
2.4.2PPP幀格式22
2.4.3LCP23
2.4.4PAP32
2.4.5CHAP34
2.4.6IPCP36
習題239
目錄網絡協議分析與實踐第3章地址解析協議和逆地址解析協議40
3.1地址解析協議40
3.1.1ARP的工作原理40
3.1.2ARP高速緩存41
3.1.3ARP報文格式及封裝42
3.1.4ARP報文分析43
3.1.5跨網轉發時ARP的用法44
3.1.6ARP欺騙攻擊45
3.2逆地址解析協議46
3.2.1RARP的工作原理46
3.2.2RARP報文格式及封裝47
3.2.3RARP服務器的設計47
習題348
第4章互聯網協議49
4.1IP的基本原理49
4.2IP數據報格式49
4.3IP數據報的分片與重組52
4.3.1數據鏈路層的MTU52
4.3.2分片處理53
4.3.3分片重組55
4.3.4路徑MTU發現56
4.4IP校驗和的計算57
4.5IP的選項59
4.5.1記錄路由選項59
4.5.2時間戳選項61
4.5.3源路由選項63
4.6IPv664
4.6.1IPv6簡介64
4.6.2IPv6地址65
4.6.3IPv6數據報格式65
4.7IP的安全問題67
習題468
第5章網際控制報文協議69
5.1輔助IP的ICMP69
5.2ICMP報文70
5.3差錯報告類報文71
5.3.1目的站不可達報文71
5.3.2數據報超時報文73
5.3.3數據報參數錯誤報文73
5.3.4Photuris報文74
5.4請求/應答類報文74
5.4.1回送請求和回送應答報文74
5.4.2路由器通告和路由器請求報文75
5.4.3時間戳請求和時間戳應答報文76
5.5重定向報文78
5.6ICMP的應用79
5.6.1Ping程序79
5.6.2Traceroute程序80
5.7ICMP的安全問題81
5.7.1Smurf攻擊81
5.7.2基於ICMP重定向的路由欺騙攻擊82
習題582
第6章用戶數據報協議83
6.1運輸層的引入83
6.1.1運輸層的作用83
6.1.2運輸層的端口84
6.2UDP概述84
6.3UDP報文84
6.3.1UDP報文格式84
6.3.2UDP數據報的長度85
6.4UDP校驗和的計算方法86
6.5UDP-Lite86
6.6UDP的應用87
6.6.1基於UDP的主機和端口掃描87
6.6.2基於UDP的Traceroute88
6.7UDP的安全問題89
習題690
第7章傳輸控制協議91
7.1TCP概述91
7.2TCP報文92
7.2.1TCP報文格式及封裝92
7.2.2TCP的報文段長度94
7.2.3TCP選項95
7.3TCP的連接管理97
7.3.1TCP的連接建立97
7.3.2TCP的連接釋放101
7.3.3TCP連接的異常關閉104
7.4TCP的可靠傳輸105
7.4.1確認應答機制防止丟失105
7.4.2序號防止重復和亂序106
7.4.3TCP的確認機制106
7.4.4超時重傳定時器107
7.5TCP的流量控制108
7.5.1TCP的滑動窗口機制108
7.5.2滑動窗口機制下的確認與重傳109
7.5.3端對端的流量控制110
7.5.4死鎖和堅持計時器111
7.5.5糊塗窗口綜合癥111
7.6TCP的擁塞控制111
7.6.1慢開始和擁塞避免112
7.6.2快重傳和快恢復113
7.7TCP的應用114
7.7.1掃描主機和端口114
7.7.2路由跟蹤115
7.7.3TCP序列號探測116
7.8TCP的安全問題116
7.8.1SYN洪泛攻擊116
7.8.2Land攻擊117
習題7117
第8章選路信息協議118
8.1路由選擇協議的幾個基本概念118
8.1.1路由算法118
8.1.2自治繫統與路由協議118
8.2RIP的工作原理119
8.2.1路由信息交換119
8.2.2距離向量算法120
8.3RIP的定時器管理121
8.4RIP的報文格式122
8.4.1RIP1的報文格式122
8.4.2RIP2的報文格式123
8.5RIP的慢收斂問題及其對策124
8.6總結126
習題8126
第9章開放短路徑優先128
9.1OSPF概述128
9.2OSPF的工作原理128
9.2.1OSPF的信息交換128
9.2.2鏈路狀態算法129
9.2.3OSPF的區域劃分129
9.2.4OSPF的路由彙總130
9.3OSPF的5種報文類型131
9.3.1公共132
9.3.2Hello報文133
9.3.3數據庫描述報文136
9.3.4鏈路狀態請求報文139
9.3.5鏈路狀態更新報文140
9.3.6鏈路狀態確認報文148
9.4總結149
習題9149
第10章域名繫統150
10.1域名繫統概述150
10.2互聯網的域名結構150
10.3域名服務器152
10.4域名解析原理153
10.5DNS報文格式155
10.5.1報文格式155
10.5.2報文封裝158
10.6DNS的資源記錄159
10.7DNS的安全問題162
習題10163
第11章萬維網和超文本傳送協議164
11.1萬維網164
11.1.1萬維網概述164
11.1.2統一資源定位符164
11.1.3超文本標記語言165
11.2超文本傳送協議166
11.2.1HTTP概述166
11.2.2HTTP的非持續連接和持續連接167
11.2.3HTTP的報文格式169
11.3代理服務器174
11.4HTTP的安全問題176
習題11177
第12章電子郵件繫統178
12.1電子郵件概述178
12.1.1電子郵件的組成178
12.1.2電子郵件的傳輸過程179
12.1.3郵箱地址及電子郵件格式179
12.2簡單郵件傳送協議181
12.3郵局協議184
12.4網際報文存儲協議186
12.5通用互聯網郵件擴充187
12.6基於萬維網的電子郵件190
12.7電子郵件的安全問題191
習題12192
第13章文件傳送協議193
13.1FTP概述193
13.2FTP的工作原理194
13.2.1FTP的進程模型194
13.2.2FTP的命令與應答195
13.2.3FTP的數據傳輸197
13.2.4FTP協議分析198
13.3簡單文件傳送協議199
13.3.1TFTP概述199
13.3.2TFTP報文類型199
13.3.3TFTP報文分析201
13.4FTP的安全問題202
習題13202
參考文獻203

網絡中的數據傳輸，是在計算機網絡協議的基礎上，雙方按照協議的內容和機制來發送和讀取數據，進而實現網絡的信息共享和存儲轉發功能。TCP/IP協議是互聯網中重要的通信協議，它的存在奠定了整個互聯網通信的基礎。TCP/IP協議采用分層結構，規定了數據如何封裝、尋址、傳輸、路由和接收。
隨著數字化和智能化時代的來臨，網絡應用和用戶規模呈現爆炸式增長，給網絡基礎設施的運行和管理帶來了巨大的挑戰。多樣化的網絡管理需要提供必要的信息，如負載均衡、路由選擇、入侵檢測、網內緩存、流量工程、性能診斷及策略增強等。為了能夠高效穩定地傳輸數據，有必要了解網絡的構造及數據傳輸的原理。
除此之外，網絡安全問題也日益嚴峻。TCP/IP協議族的設計是建立在相互信任和安全的基礎上的，因此網絡協議存在各種安全隱患，隨著網絡應用的普及，出現了各種攻擊手段。如利用TCP協議缺點進行的SYN洪泛攻擊，是拒絕服務攻擊的典型方式。利用ARP協議缺陷進行的ARP欺騙攻擊，可導致內網主機頻繁掉線。應用層協議HTTP、SMTP、FTP等都是以基於文本的ASCII形式，采用明文傳輸，很容易被嗅探抓包，以致洩露用戶名、密碼等敏感信息。通過對TCP/IP協議的學習，掌握各協議的實現缺陷及安全隱患，纔能在網絡管理過程中進行相應的安全設置，有效避免網絡安全事件的發生，保障網絡及繫統的穩定運行，保護用戶的個人隱私。
本書以TCP/IP協議原理介紹及報文分析為主，詳細介紹了各協議的工作流程、報文格式、主要應用及安全隱患，並結合抓包實例，通過報文分析，更直觀地展現協議流程及應用原理。
本書共有13章。
第1章為網絡概述，介紹網絡互連的思想，TCP/IP協議的引入，TCP/IP協議的分層模型，以及其他與協議相關的基本概念。
第2章介紹網絡接口層協議，包括以太網、無線局域網、VLAN、PPP，主要介紹各協議的應用場景、協議原理、協議數據幀的封裝格式、協議的報文分析。
第3章介紹地址解析協議和逆地址解析協議，包括協議的應用場景、協議流程及報文格式。
第4章介紹互聯網協議，包括IP的報文格式、IP數據報的分片和重組、IP選項、報文分析等。
第5章介紹網際控制報文協議，包括ICMP的報文分類，各報文的格式，ICMP的應用實例，以及報文分析。
第6章介紹用戶數據報協議，包括UDP的報文格式，UDP校驗和的計算，UDPLite，以及報文分析。
第7章介紹傳輸控制協議，包括TCP的報文格式，TCP的連接管理，TCP的可靠傳輸，TCP的流量控制和擁塞控制，TCP的應用，以及報文分析。
第8章介紹選路信息協議，包括RIP協議的工作原理，根據矢量距離算法更新路由表的過程，RIP1和RIP2的報文格式，以及報文分析。
前言網絡協議分析與實踐第9章介紹開放短路徑優先協議，包括OSPF的報文分類，OSPF的報文格式，鏈路狀態數據庫進行更新的過程，以及報文分析。
第10章介紹域名繫統協議，包括DNS的作用，域名結構，域名服務器的分類及作用，域名解析過程，DNS協議報文格式，以及報文分析。
第11章介紹了萬維網和超文本傳送協議，包括WWW的相關內容，HTTP協議原理，HTTP的報文格式及報文分析。
第12章介紹了電子郵件繫統的相關內容，包括郵件繫統的組成，發送郵件和接收郵件的過程及使用的協議，SMTP和POP協議的工作流程及報文分析。
第13章介紹文件傳送協議，包括FTP的兩種連接，FTP的工作流程及報文分析。
本書的讀者應掌握一定的計算機網絡基礎知識，本書可作為高等院校網絡工程專業學生的教材和教學參考書，也可作為網絡應用開發人員、網絡測試和管理人員、網絡安全和維護人員的參考用書。
本書由孫曉玲、劉慶傑、李姍姍、龐國莉共同編寫。
由於作者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編者2022年9月