圖解TCP/IP（第6版）

竹下隆史，Net One Systems 公司資深網絡工程師。

村山公保，倉敷藝術科學大學產業科學技術學院信息學教授。

荒井透，Net One Systems 公司資深網絡工程師。

苅田幸雄，高能加速器研究所、計算科學中心研究員。

第 1章 網絡基礎知識

1.1 電腦網絡出現的背景

1.1.1 電腦的普及與多樣化

1.1.2 從獨立模式到網絡互連模式

1.1.3 從電腦通信到通信環境

1.1.4 電腦網絡的作用

1.2 電腦與網絡發展的7個階段

1.2.1 批處理系統

1.2.2 分時系統

1.2.3 電腦之間的通信

1.2.4 電腦網絡的產生

1.2.5 因特網的普及

1.2.6 以因特網技術為中心的時代

1.2.7 從“單純建立連接”到“安全建立連接”

1.2.8 人人互聯，萬物互聯，處處互聯

1.2.9 手握金剛鑽的TCP/IP

1.3 協議

1.3.1 隨處可見的協議

1.3.2 協議的必要性

1.3.3 協議如同人與人的對話

1.3.4 電腦中的協議

1.3.5 分組交換協議

1.4 協議由誰規定

1.4.1 電腦通信的誕生及其標準化

1.4.2 協議的標準化

1.5 協議分層與OSI參考模型

1.5.1 協議的分層

1.5.2 通過對話理解分層

1.5.3 OSI參考模型

1.5.4 OSI參考模型中各層的作用

1.6 OSI參考模型通信處理舉例

1.6.1 7層通信

1.6.2 會話層以上的處理

1.6.3 會話層以下的處理

1.7 傳輸方式的分類

1.7.1 面向有連接型與面向無連接型

1.7.2 電路交換與分組交換

1.7.3 根據接收端數量分類

1.8 地址

1.8.1 地址的唯一性

1.8.2 地址的層次性

1.9 網絡的構成要素

1.9.1 通信媒介與數據鏈路

1.9.2 網卡

1.9.3 中繼器

1.9.4 網橋/2層交換機

1.9.5 路由器/3層交換機

1.9.6 4~7層交換機

1.9.7 網關

1.10 現代網絡實態

1.10.1 網絡的構成

1.10.2 因特網通信

1.10.3 移動通信

1.10.4 從信息發布者的角度看網絡

1.10.5 虛擬化和雲

1.10.6 雲服務的分類和應用

第 2章 TCP/IP基礎知識

2.1 TCP/IP 出現的背景及其歷史

2.1.1 從軍用技術的應用談起

2.1.2 ARPANET的誕生

2.1.3 TCP/IP的誕生

2.1.4 UNIX操作系統的普及與因特網的擴張

2.1.5 商用因特網服務的啟蒙

2.2 TCP/IP的標準化

2.2.1 TCP/IP的具體含義

2.2.2 TCP/IP標準化精髓

2.2.3 TCP/IP規範——RFC

2.2.4 TCP/IP的標準化流程

2.2.5 RFC的獲取方法

2.3 因特網基礎知識

2.3.1 因特網的定義

2.3.2 因特網與TCP/IP的關系

2.3.3 因特網的結構

2.3.4 ISP和局域網

2.4 TCP/IP分層模型

2.4.1 TCP/IP與OSI參考模型

2.4.2 硬件（物理層 )

2.4.3 網絡接口層（數據鏈路層）

2.4.4 因特網層（網絡層）

2.4.5 傳輸層

2.4.6 應用層（會話層及以上的層）

2.5 TCP/IP分層模型與通信示例

2.5.1 以太網首部

2.5.2 發送數據包

2.5.3 經過數據鏈路的包

2.5.4 數據包接收處理

第3章 數據鏈路

3.1 數據鏈路的作用

3.2 數據鏈路相關技術

3.2.1 MAC地址

3.2.2 共享介質型網絡

3.2.3 非共享介質型網絡

3.2.4 根據MAC地址轉發

3.2.5 環路檢測技術

3.2.6 VLAN

3.3 以太網

3.3.1 以太網連接形式

3.3.2 以太網的分類

3.3.3 以太網的歷史

3.3.4 以太網幀格式

3.4 無線通信

3.4.1 無線通信的種類

3.4.2 IEEE802.11

3.4.3 IEEE802.11b和IEEE802.11g

3.4.4 IEEE802.11a

3.4.5 IEEE802.11n

3.4.6 IEEE802.11ac

3.4.7 IEEE802.11ax（Wi-Fi6）

3.4.8 使用無線LAN時的註意事項

3.4.9 WiMAX

3.4.10 藍牙

3.4.11 ZigBee

3.4.12 LPWA

3.5 PPP

3.5.1 PPP的定義

3.5.2 LCP與NCP

3.5.3 PPP的幀格式

3.5.4 PPPoE

3.6 其他數據鏈路

3.6.1 ATM

3.6.2 POS

3.6.3 光纖通道

3.6.4 iSCSI

3.6.5 InfiniBand

3.6.6 IEEE1394

3.6.7 HDMI

3.6.8 DOCSIS

3.6.9 高速PLC

3.7 公共網絡

3.7.1 模擬電話線路

3.7.2 移動通信服務

3.7.3 ADSL

3.7.4 FTTH

3.7.5 有線電視

3.7.6 專線

3.7.7 VPN

3.7.8 公共無線LAN

3.7.9 其他公共無線通信服務

第4章 IP

4.1 IP即因特網協議

4.1.1 IP相當於OSI參考模型的第3層

4.1.2 網絡層與數據鏈路層的關系

4.2 IP基礎知識

4.2.1 IP地址屬於網絡層地址

4.2.2 路由控制

4.2.3 數據鏈路的抽象化

4.2.4 IP屬於非面向連接型協議

4.3 IP地址的基礎知識

4.3.1 IP地址的定義

4.3.2 IP地址由網絡標識和主機標識組成

4.3.3 IP地址的分類

4.3.4 廣播地址

4.3.5 IP多播

4.3.6 子網掩碼

4.3.7 CIDR與VLSM

4.3.8 全局地址與私有地址

4.3.9 全局IP地址由誰決定

4.4 路由控制

4.4.1 IP地址與路由控制

4.4.2 路由控製表的聚合

4.5 IP分片處理與再構成處理

4.5.1 數據鏈路不同，MTU相異

4.5.2 IP報文的分片與重組

4.5.3 路徑MTU發現

4.6 IPv6

4.6.1 IPv6的必要性

4.6.2 IPv6的功能

4.6.3 IPv6中IP地址的表示方法

4.6.4 IPv6地址結構

4.6.5 全局單播地址

4.6.6 鏈路本地單播地址

4.6.7 唯一本地地址

4.6.8 IPv6分片處理

4.7 IPv4首部

4.8 IPv6首部格式

第5章 IP相關技術

5.1 僅憑IP無法完成通信

5.2 DNS

5.2.1 IP地址不便記憶

5.2.2 DNS的產生

5.2.3 域名的構成

5.2.4 DNS查詢

5.2.5 DNS如同因特網中的分佈式數據庫

5.3 ARP

5.3.1 ARP概要

5.3.2 ARP的工作機制

5.3.3 IP地址和MAC地址缺一不可

5.3.4 RARP

5.3.5 Gratuitous ARP（GARP）

5.3.6 代理ARP

5.4 ICMP

5.4.1 輔助IP的ICMP

5.4.2 主要的ICMP消息

5.4.3 ICMPv6

5.5 DHCP

5.5.1 DHCP實現即插即用

5.5.2 DHCP的工作機制

5.5.3 DHCP中繼代理

5.6 NAT

5.6.1 NAT的定義

5.6.2 NAT的工作機制

5.6.3 NAT64/DNS64

5.6.4 運營商級NAT

5.6.5 NAT的潛在問題

5.6.6 解決NAT的潛在問題與NAT穿越

5.7 IP隧道

5.8 其他IP相關技術

5.8.1 VRRP

5.8.2 IP多播相關技術

5.8.3 IP任播

5.8.4 通信質量控制

5.8.5 顯式擁塞通知

5.8.6 Mobile IP

第6章 TCP與UDP

6.1 傳輸層的作用

6.1.1 傳輸層的定義

6.1.2 通信處理

6.1.3 兩種傳輸層協議TCP和UDP

6.1.4 TCP與UDP的區別

6.2 埠號

6.2.1 埠號的定義

6.2.2 根據埠號識別應用程序

6.2.3 通過IP地址、埠號、協議編號進行通信識別

6.2.4 埠號如何確定

6.2.5 埠號與協議

6.3 UDP

6.4 TCP

6.4.1 TCP的特點及目的

6.4.2 通過序列號與確認應答提高可靠性

6.4.3 重發超時如何確定

6.4.4 連接管理

6.4.5 TCP以報文段為單位發送數據

6.4.6 利用窗口控制提高速率

6.4.7 窗口控制與重發控制

6.4.8 流量控制

6.4.9 擁塞控制

6.4.10 提高網絡利用率的規範

6.4.11 使用TCP的應用

6.5 其他傳輸層協議

6.5.1 QUIC

6.5.2 SCTP

6.5.3 DCCP

6.5.4 UDP-Lite

6.6 UDP首部格式

6.7 TCP首部格式

第 7 章 路由協議

7.1 路由控制的定義

7.1.1 IP地址與路由控制

7.1.2 靜態路由與動態路由

7.1.3 動態路由的基礎

7.2 路由控制範圍

7.2.1 接入因特網的各種組織機構

7.2.2 自治系統與路由協議

7.2.3 EGP與IGP

7.3 路由算法

7.3.1 距離向量算法

7.3.2 鏈路狀態算法

7.3.3 主要路由協議

7.4 RIP

7.4.1 廣播路由控制信息

7.4.2 根據距離向量數據庫確定路由控製表

7.4.3 使用子網掩碼時的RIP處理

7.4.4 RIP中路由變更時的處理

7.4.5 RIP2

7.5 OSPF

7.5.1 OSPF是鏈路狀態型路由協議

7.5.2 OSPF基礎知識

7.5.3 OSPF工作原理概述

7.5.4 將區域分層化進行細分管理

7.6 BGP

7.6.1 BGP與AS編號

7.6.2 BGP是路徑向量型協議

7.7 MPLS

7.7.1 MPLS網絡基本動作

7.7.2 MPLS的優勢

第8章 應用層協議

8.1 應用層協議概要

8.2 遠程登錄

8.2.1 TELNET

8.2.2 SSH

8.3 文件傳輸

8.4 電子郵件

8.4.1 電子郵件的工作機制

8.4.2 郵件地址

8.4.3 MIME

8.4.4 SMTP

8.4.5 POP

8.4.6 IMAP

8.5 WWW

8.5.1 因特網的蓬勃發展

8.5.2 WWW的基本概念

8.5.3 URI

8.5.4 HTML

8.5.5 HTTP

8.5.6 Web應用程序

8.6 網絡管理

8.6.1 SNMP

8.6.2 MIB

8.6.3 RMON

8.6.4 SNMP應用舉例

8.7 其他應用層協議

8.7.1 多媒體通信實現技術

8.7.2 P2P

8.7.3 LDAP

8.7.4 NTP

8.7.5 控制系統的協議

第9章 網絡安全

9.1 網絡安全的重要性

9.1.1 TCP/IP與網絡安全

9.1.2 網絡安全

9.2 網絡安全構成要素

9.2.1 防火牆

9.2.2 IDS/IPS

9.2.3 反病毒/個人防火牆

9.2.4 內容安全（電子郵件、Web）

9.3 加密技術基礎

9.3.1 對稱加密方式與公鑰加密方式

9.3.2 身份認證技術

9.4 安全協議

9.4.1 IPsec與VPN

9.4.2 TLS/SSL與HTTPS

9.4.3 IEEE802.1X

附錄

附錄1 IP地址分類（A 類、B 類、C 類）相關基礎知識

附錄1.1 A 類

附錄1.2 B 類

附錄1.3 C 類

附錄2 物理層

附錄2.1 物理層相關基礎知識

附錄2.2 0/1編碼

附錄3 傳輸介質相關基礎知識

附錄3.1 同軸電纜

附錄3.2 雙絞線

附錄3.3 光纖電纜

附錄3.4 無線

附錄4 現已不常用的數據鏈路

附錄4.1 FDDI

附錄4.2 Token Ring

附錄4.3 100VG-AnyLAN

附錄4.4 HIPPI