深入淺出計算機網(wǎng)絡

目　　錄


第 1章　應用層協(xié)議 1
1.1　理解應用程序通信使用的協(xié)議 2
1.1.1　理解協(xié)議 2
1.1.2　Internet中常見的應用協(xié)議 4
1.2　HTTP 5
1.2.1　HTTP的主要內容 5
1.2.2　抓包分析HTTP 8
1.2.3　高級防火墻和應用層協(xié)議的方法 12
1.3　使用Wireshark抓包工具篩選數(shù)據(jù)包 13
1.3.1　顯示過濾器 13
1.3.2　協(xié)議篩選和表達式篩選 14
1.3.3　復合過濾表達式 15
1.3.4　常見的顯示過濾需求及其對應表達式 16
1.4　FTP 16
1.4.1　FTP的工作細節(jié) 17
1.4.2　使用FTP命令訪問FTP服務器 19
1.4.3　抓包分析FTP的工作過程 20
1.5　DNS協(xié)議 27
1.5.1　什么是域名 27
1.5.2　域名的結構 28
1.5.3　Internet中的域名服務器 30
1.5.4　域名解析的過程 32
1.5.5　抓包分析DNS協(xié)議 34
1.6　DHCP 35
1.6.1　靜態(tài)地址和動態(tài)地址的應用場景 36
1.6.2　DHCP地址租約 37
1.6.3　DHCP服務器分配IP地址的過程 37
1.6.4　DHCP地址租約更新 38
1.6.5　抓包分析DHCP 39
1.7　Telnet協(xié)議 41
1.7.1　Telnet協(xié)議的工作方式 41
1.7.2　使用Telnet管理Windows操作系統(tǒng) 42
1.8　SMTP和POP3 46
1.8.1　SMTP和POP3的功能 47
1.8.2　電子郵件發(fā)送和接收的過程 47
1.8.3　使用Telnet命令發(fā)送電子郵件 49
1.8.4　抓包分析SMTP和POP3 52
1.8.5　電子郵件信息格式 58
1.9　習題 59
第 2章　傳輸層協(xié)議 61
2.1　傳輸層的兩個協(xié)議 62
2.1.1　TCP和UDP的應用場景 62
2.1.2　傳輸層協(xié)議和應用層協(xié)議的關系 63
2.1.3　服務和端口的關系 66
2.1.4 實戰(zhàn)：更改服務使用的默認端口 68
2.1.5 端口和網(wǎng)絡安全的關系 70
2.1.6 實戰(zhàn)：通過Windows防火墻和TCP/IP篩選實現(xiàn)網(wǎng)絡安全 72
2.2 UDP 76
2.2.1 UDP的主要特點 76
2.2.2 UDP報文的格式 77
2.3 TCP 79
2.3.1 TCP的主要特點 79
2.3.2 TCP報文的格式 81
2.4 可靠傳輸 85
2.4.1 TCP可靠傳輸?shù)膶崿F(xiàn)——停止等待協(xié)議 85
2.4.2 連續(xù)ARQ協(xié)議和滑動窗口協(xié)議——改進的停止等待協(xié)議 87
2.4.3 以字節(jié)為單位的滑動窗口技術詳解 88
2.4.4 改進的確認——選擇確認（SACK） 90
2.4.5 超時重傳的時間調整 92
2.5 TCP流量控制 94
2.6 TCP擁塞控制 96
2.6.1 擁塞控制的原理 96
2.6.2 擁塞控制方法——慢開始和擁塞避免 97
2.6.3 擁塞控制方法——快重傳和快恢復 100
2.6.4 發(fā)送窗口的上限 102
2.7 TCP連接管理 102
2.7.1 建立TCP連接 102
2.7.2 釋放TCP連接 106
2.7.3 實戰(zhàn)：查看TCP釋放連接的數(shù)據(jù)包 107
2.7.4 實戰(zhàn)：SYN攻擊 108
2.8　習題 110
第3章　IP地址和子網(wǎng)劃分 114
3.1 學習IP地址預備知識 114
3.1.1 二進制和十進制 115
3.1.2 二進制數(shù)的規(guī)律 116
3.2 理解IP地址 116
3.2.1 MAC地址和IP地址 117
3.2.2 IP地址的組成 117
3.2.3 IP地址格式 118
3.2.4 子網(wǎng)掩碼的作用 119
3.3 IP地址詳解 122
3.3.1 IP地址分類 122
3.3.2 保留的IP地址 124
3.3.3 實戰(zhàn)：本地環(huán)回地址 125
3.3.4　實戰(zhàn)：給本網(wǎng)段發(fā)送廣播 126
3.4 公網(wǎng)地址和私網(wǎng)地址 127
3.4.1 公網(wǎng)地址 127
3.4.2 私網(wǎng)地址 129
3.5 子網(wǎng)劃分 130
3.5.1 地址浪費 130
3.5.2 等長子網(wǎng)劃分 131
3.5.3 B類網(wǎng)絡子網(wǎng)劃分 134
3.5.4 A類網(wǎng)絡子網(wǎng)劃分 135
3.6 變長子網(wǎng)劃分 137
3.6.1 變長子網(wǎng)劃分實例 137
3.6.2 點到點網(wǎng)絡的子網(wǎng)掩碼 138
3.6.3 子網(wǎng)掩碼的另一種表示方法 139
3.6.4 判斷IP地址所屬的網(wǎng)段 140
3.7 超網(wǎng) 141
3.7.1 合并網(wǎng)段 141
3.7.2 合并網(wǎng)段的規(guī)律 143
3.7.3 判斷一個網(wǎng)段是超網(wǎng)還是子網(wǎng) 145
3.8　習題 146
第4章　靜態(tài)路由和動態(tài)路由 150
4.1　路由——網(wǎng)絡層實現(xiàn)的功能 150
4.1.1　網(wǎng)絡暢通的條件 151
4.1.2　靜態(tài)路由 152
4.2　配置靜態(tài)路由 154
4.2.1 查看路由表 154
4.2.2 添加靜態(tài)路由 155
4.2.3 測試網(wǎng)絡是否暢通 156
4.2.4 刪除靜態(tài)路由 156
4.3 路由匯總 157
4.3.1 使用路由匯總簡化路由表 157
4.3.2 路由匯總例外 159
4.3.3 無類域間路由 160
4.4 默認路由 160
4.4.1 全球的網(wǎng)段 160
4.4.2 使用默認路由作為指向Internet的路由 161
4.4.3 讓默認路由代替大多數(shù)網(wǎng)段的路由 162
4.4.4 默認路由和環(huán)狀網(wǎng)絡 163
4.4.5 使用默認路由和路由匯總簡化路由表 164
4.4.6 默認路由造成的往復轉發(fā) 166
4.4.7 Windows操作系統(tǒng)中的默認路由和網(wǎng)關 166
4.5　動態(tài)路由—— RIP 170
4.5.1　RIP 170
4.5.2　RIP的工作原理 171
4.5.3 在路由器上配置RIP 172
4.5.4 查看路由表 174
4.5.5 觀察RIP的路由更新活動 176
4.5.6 測試RIP的健壯性 177
4.5.7 RIP數(shù)據(jù)包報文格式 179
4.5.8 RIP定時器 180
4.6　動態(tài)路由——OSPF協(xié)議 181
4.6.1 短路徑優(yōu)先 181
4.6.2 OSPF術語 182
4.6.3 OSPF協(xié)議的工作過程 184
4.6.4 OSPF協(xié)議的5種報文 185
4.6.5 OSPF協(xié)議支持多區(qū)域 185
4.7 配置OSPF協(xié)議 187
4.7.1 在路由器上配置OSPF協(xié)議 187
4.7.2 查看OSPF協(xié)議的3張表 189
4.7.3 OSPF協(xié)議配置排錯 192
4.8　習題 193
第5章　網(wǎng)絡層協(xié)議 202
5.1 網(wǎng)絡層 203
5.1.1 抓包查看網(wǎng)絡層 203
5.1.2 網(wǎng)絡層格式 204
5.1.3 數(shù)據(jù)分片詳解 207
5.1.4　捕獲并觀察數(shù)據(jù)包分片 208
5.1.5 數(shù)據(jù)包生存時間（TTL）詳解 212
5.1.6　指定ping命令發(fā)送數(shù)據(jù)包的TTL值 213
5.2 ICMP 214
5.2.1 抓包查看ICMP報文格式 214
5.2.2 ICMP報文格式 216
5.2.3 ICMP差錯報告報文——TTL過期 217
5.2.4　幾種ICMP差錯報告報文 218
5.3 使用ICMP排除網(wǎng)絡故障的案例 220
5.3.1　使用ping命令診斷網(wǎng)絡故障 220
5.3.2 使用tracert命令跟蹤數(shù)據(jù)包路徑 221
5.4 ARP 222
5.4.1　ARP的作用 223
5.4.2 ARP的工作過程和安全隱患 224
5.5 IGMP 225
5.5.1 什么是組播 225
5.5.2 組播IP地址 226
5.5.3 組播MAC地址 227
5.5.4 組播管理協(xié)議（IGMP） 228
5.6　習題 229
第6章　數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 232
6.1 數(shù)據(jù)鏈路層的3個基本w問題 233
6.1.1 數(shù)據(jù)鏈路和幀 233
6.1.2 數(shù)據(jù)鏈路層的3個基本問題詳解 234
6.2 點到點信道的數(shù)據(jù)鏈路 238
6.2.1 PPP的特點 238
6.2.2 PPP的組成 239
6.2.3 同步傳輸和異步傳輸 240
6.2.4 抓包查看PPP的幀 242
6.2.5 PPP幀格式 243
6.2.6 PPP幀填充方式 244
6.3 廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路 245
6.3.1 廣播信道的局域網(wǎng) 245
6.3.2 以太網(wǎng)標準 246
6.3.3 CSMA/CD協(xié)議 247
6.3.4 以太網(wǎng)短幀 248
6.3.5 沖突解決方法——截斷二進制指數(shù)退避算法 249
6.3.6 以太網(wǎng)幀格式 250
6.3.7 以太網(wǎng)信道利用率 252
6.3.8 網(wǎng)卡的作用 253
6.3.9 MAC地址 254
6.3.10 查看和更改MAC地址 255
6.4 擴展以太網(wǎng) 257
6.4.1 集線器 257
6.4.2 計算機數(shù)量和距離上的擴展 258
6.4.3 使用網(wǎng)橋優(yōu)化以太網(wǎng) 259
6.4.4 網(wǎng)橋自動構建MAC地址表 260
6.4.5 多接口網(wǎng)橋——交換機 262
6.4.6 查看交換機的MAC地址表 264
6.4.7 生成樹協(xié)議 264
6.5 高速以太網(wǎng) 268
6.5.1 100Mbit/s以太網(wǎng) 268
6.5.2 吉比特以太網(wǎng) 268
6.5.3 10吉比特以太網(wǎng) 270
6.6　習題 271
第7章　物理層 273
7.1 物理層的基本概念 274
7.2 數(shù)據(jù)通信基礎 274
7.2.1 數(shù)據(jù)通信模型 274
7.2.2 數(shù)據(jù)通信的一些常用術語 275
7.2.3 模擬信號和數(shù)字信號 276
7.2.4 模擬信號轉換成數(shù)字信號 278
7.3 信道和調制 279
7.3.1 信道 279
7.3.2 單工、半雙工和全雙工通信 279
7.3.3 調制 280
7.3.4 信道的極限容量 281
7.4 傳輸媒體 284
7.4.1 導向傳輸媒體 284
7.4.2 非導向傳輸媒體 288
7.5 信道復用技術 291
7.5.1 頻分復用 292
7.5.2 時分復用 293
7.5.3 波分復用 295
7.5.4 碼分復用 295
7.6 寬帶接入技術 298
7.6.1 銅線接入技術 298
7.6.2 HFC技術 300
7.6.3 光纖接入技術 302
7.6.4 移動互聯(lián)網(wǎng)接入技術 302
7.7　習題 303
第8章　計算機網(wǎng)絡和協(xié)議 306
8.1　認識網(wǎng)絡 306
8.1.1　的互聯(lián)網(wǎng)—— Internet 306
8.1.2　中國的ISP 308
8.1.3 企業(yè)組建的互聯(lián)網(wǎng) 309
8.2 開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型 310
8.2.1 分層的方法和好處 310
8.2.2 OSI參考模型詳解 311
8.2.3　計算機通信分層的好處 314
8.3　TCP/IP 315
8.3.1 通信協(xié)議三要素 315
8.3.2 TCP/IP通信過程 316
8.3.3 網(wǎng)絡設備和分層 318
8.4 計算機網(wǎng)絡的性能指標 319
8.4.1 速率 319
8.4.2 帶寬 320
8.4.3 吞吐量 321
8.4.4 時延 322
8.4.5 時延帶寬積 325
8.4.6 往返時間 325
8.4.7 網(wǎng)絡利用率 326
8.5 網(wǎng)絡分類 326
8.5.1 按網(wǎng)絡的范圍分類 327
8.5.2 按網(wǎng)絡的使用者分類 327
8.6 企業(yè)局域網(wǎng)設計 327
8.6.1 二層結構的局域網(wǎng) 327
8.6.2　三層結構的局域網(wǎng) 328
8.7　習題 329
第9章　IPv6 331
9.1 IPv6詳解 331
9.1.1 IPv4的不足之處 332
9.1.2 IPv6的改進 333
9.1.3 IPv6協(xié)議棧 333
9.1.4 ICMPv6的功能 334
9.1.5 IPv6的基本 335
9.1.6 IPv6的擴展 336
9.2 IPv6編址 338
9.2.1 IPv6地址概述 338
9.2.2 IPv6地址分類 339
9.3 給計算機配置IPv6地址的方法 342
9.3.1 設置靜態(tài)IPv6地址 342
9.3.2　自動配置IPv6地址的兩種方法 343
9.3.3 IPv6地址無狀態(tài)自動配置 344
9.3.4 抓包分析RA和RS數(shù)據(jù)包 346
9.3.5 IPv6地址有狀態(tài)自動配置 349
9.4 配置IPv6路由 351
9.4.1 IPv6靜態(tài)路由 352
9.4.2 RIPng 354
9.4.3 OSPFv3 355
9.5 IPv6和IPv4共存技術 356
9.6 習題 359
第 10章　網(wǎng)絡安全 361
10.1 網(wǎng)絡安全概述 361
10.1.1 計算機網(wǎng)絡通信面臨的安全威脅 362
10.1.2 一般的數(shù)據(jù)加密模型 366
10.2 對稱加密和非對稱加密 367
10.2.1 對稱密鑰密碼體制 367
10.2.2 公鑰密碼體制 368
10.2.3 非對稱加密細節(jié) 369
10.2.4 數(shù)字簽名細節(jié) 370
10.2.5 數(shù)字證書頒發(fā)機構（CA） 371
10.2.6 證書頒發(fā)機構層次 372
10.2.7 使用CA頒發(fā)的證書簽名和驗證簽名 374
10.3 實戰(zhàn)：發(fā)送數(shù)字簽名和數(shù)字加密的郵件 375
10.4 安全套接字層 376
10.4.1 安全套接字層（SSL）和傳輸層安全
（TLS） 377
10.4.2 安全套接字層工作過程 378
10.5 實戰(zhàn)：配置網(wǎng)站使用HTTPS通信 379
10.6 網(wǎng)絡層安全IPSec 380
10.6.1 IPSec協(xié)議 380
10.6.2 實戰(zhàn)：在Windows操作系統(tǒng)上配置IPSec實現(xiàn)安全通信 381
10.6.3 實戰(zhàn)：查看安全關聯(lián)和加密數(shù)據(jù)包 381
10.7　習題 382