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一、课程设计任务 完成在如下两个题目中任选一个题目。 1、网络数据计算 （1）在Linux系统下，使用TCP协议套接字编程； （2）服务器应具有处理多个客户端连接并计算的能力； （3）过程描述 客户端：连接服务器后，从键盘输入一连串的整数及字符串，并将这些整数及字符串发送到服务器，并发送结束指令（自定义结束指令），等待服务器返回计算结果，显示结果后退出； 服务器：为每个客户连接创建一个进程，处理客户数据，显示每次收到一个整数或字符串，收到结束指令后将整数累加，并将累加结果返回客户端，并关闭连接，结束进程。 2、linux系统下实现聊天室 （1）在Linux系统下，使用TCP协议套接字编程； （2）服务器应具有处理多个客户端连接能力（设定最大连接数，如5个）； （3）具有群发和私聊的能力； （4）过程描述 客户端：连接服务器后，应能接收服务器发来信息并处理的能力，当收到聊天信息时，显示群发或私聊、信息发送客户及发送的信息，当收到客户加入或退出时，显示客户登录或退出，并更新客户列表；每次可选择群发或私聊，群发时将键盘输入信息发送给服务器，私聊时，选择私聊客户并将输入信息发送给服务器。选择退出时，结束进程或线程，关闭程序。 服务器：为每个客户连接创建一个进程或线程，处理客户信息，当有新客户加入或有客户退出时，将客户加入或退出信息发送给每个客户端；当收到某客户的群发信息时，将信息转发给每个客户，当收到客户私聊时将信息转发给私聊客户；客户退出时关闭相应的进程或线程。 二、课程设计时间 一周 三、课程设计说明书 每名学生完成课程设计任务的同时，撰写课程设计说明书，见附件，可打印也可手写，但不得抄袭。 四、课程设计成绩评定标准 课程设计根据学生在课程设计过程的出勤、学习态度及课程设计任务完成情况综合评定课程设计成绩，具体分值所占比例为： （1）出勤、上机态度占总成绩20%，若发现做与课程设计无关事情，每次扣5分； （2）课程设计说明书占总成绩40%，若发现有抄袭行为，课程设计成绩为不及格； （3）课程设计完成效果及答辩占总成绩40%。 按照优、良、中、及格和不及格五级给予最终成绩。

Linux网络编程 （第2版 ）

目录 《linux网络编程（第2版）》 第1篇 linux网络开发基础 第1章 linux操作系统概述 2 1.1 linux发展历史 2 1.1.1 linux的诞生和发展 2 1.1.2 linux名称的由来 3 1.2 linux的发展要素 3 1.2.1 unix操作系统 3 1.2.2 minix操作系统 4 1.2.3 posix 标准 4 1.3 linux与unix的异同 5 1.4 操作系统类型选择和内核版本的选择 5 1.4.1 常见的不同公司发行的linux异同 5 1.4.2 内核版本的选择 6 1.5 linux的系统架构 7 1.5.1 linux内核的主要模块 7 1.5.2 linux的文件结构 8 1.6 gnu通用公共许可证 9 1.6.1 gpl许可证的历史 9 1.6.2 gpl的自由理念 10 1.6.3 gpl的基本条款 11 1.6.4 关于gpl许可证的争议 12 1.7 linux软件开发的可借鉴之处 12 1.8 小结 13 第2章 linux编程环境 14 2.1 linux环境下的编辑器 14 2.1.1 vim使用简介 14 2.1.2 使用vim建立文件 15 2.1.3 使用vim编辑文本 16 2.1.4 vim的格式设置 18 2.1.5 vim配置文件.vimrc 18 2.1.6 使用其他编辑器 19 2.2 linux下的gcc编译器工具集 19 2.2.1 gcc简介 19 2.2.2 编译程序的基本知识 21 2.2.3 单个文件编译成执行文件 21 2.2.4 编译生成目标文件 22 2.2.5 多文件编译 22 2.2.6 预处理 24 2.2.7 编译成汇编语言 24 2.2.8 生成和使用静态链接库 25 2.2.9 生成动态链接库 26 2.2.10 动态加载库 29 2.2.11 gcc常用选项 31 2.2.12 编译环境的搭建 33 2.3 makefile文件简介 33 2.3.1 一个多文件的工程例子 33 2.3.2 多文件工程的编译 35 2.3.3 makefile的规则 37 2.3.4 makefile中使用变量 39 2.3.5 搜索路径 42 2.3.6 自动推导规则 43 2.3.7 递归make 44 2.3.8 makefile中的函数 46 2.4 用gdb调试程序 47 2.4.1 编译可调试程序 48 2.4.2 使用gdb调试程序 49 2.4.3 gdb常用命令 52 2.4.4 其他的gdb 59 2.5 小结 60 第3章 文件系统简介 61 3.1 linux下的文件系统 61 3.1.1 linux下文件的内涵 61 3.1.2 文件系统的创建 62 3.1.3 挂接文件系统 65 3.1.4 索引节点inode 65 3.1.5 普通文件 66 3.1.6 设备文件 66 3.1.7 虚拟文件系统vfs 68 3.2 文件的通用操作方法 72 3.2.1 文件描述符 72 3.2.2 打开创建文件open()函数、create()函数 73 3.2.3 关闭文件close()函数 76 3.2.4 读取文件read()函数 77 3.2.5 写文件write()函数 79 3.2.6 文件偏移lseek()函数 80 3.2.7 获得文件状态fstat()函数 83 3.2.8 文件空间映射mmap()函数 85 3.2.9 文件属性fcntl()函数 88 3.2.10 文件输入输出控制ioctl()函数 92 3.3 socket文件类型 93 3.4 小结 93 第4章 程序、进程和线程 94 4.1 程序、进程和线程的概念 94 4.1.1 程序和进程的差别 94 4.1.2 linux环境下的进程 95 4.1.3 进程和线程 96 4.2 进程产生的方式 96 4.2.1 进程号 96 4.2.2 进程复制fork()函数 97 4.2.3 system()函数方式 98 4.2.4 进程执行exec()函数系列 99 4.2.5 所有用户态进程的产生进程init 100 4.3 进程间通信和同步 101 4.3.1 半双工管道 101 4.3.2 命名管道 107 4.3.3 消息队列 108 4.3.4 消息队列的一个例子 114 4.3.5 信号量 116 4.3.6 共享内存 121 4.3.7 信号 124 4.4 linux下的线程 127 4.4.1 多线程编程实例 127 4.4.2 linux下线程创建函数pthread_create() 129 4.4.3 线程的结束函数pthread_join()和函数pthread_exit() 129 4.4.4 线程的属性 130 4.4.5 线程间的互斥 132 4.4.6 线程中使用信号量 133 4.5 小结 136 第2篇 linux用户层网络编程 第5章 tcp/ip协议族简介 138 5.1 osi网络分层介绍 138 5.1.1 osi网络分层结构 138 5.1.2 osi的7层网络结构 139 5.1.3 osi参考模型中的数据传输 140 5.2 tcp/ip协议栈 141 5.2.1 tcp/ip协议栈参考模型 141 5.2.2 主机到网络层协议 143 5.2.3 ip协议 144 5.2.4 网际控制报文协议（icmp） 146 5.2.5 传输控制协议（tcp） 150 5.2.6 用户数据报文协议（udp） 154 5.2.7 地址解析协议（arp） 156 5.3 ip地址分类与tcp/udp端口 158 5.3.1 因特网中ip地址的分类 159 5.3.2 子网掩码（subnet mask address） 161 5.3.3 ip地址的配置 162 5.3.4 端口 163 5.4 主机字节序和网络字节序 163 5.4.1 字节序的含义 163 5.4.2 网络字节序的转换 164 5.5 小结 166 第6章 应用层网络服务程序简介 167 6.1 http协议和服务 167 6.1.1 http协议概述 167 6.1.2 http协议的基本过程 168 6.2 ftp协议和服务 170 6.2.1 ftp协议概述 170 6.2.2 ftp协议的工作模式 172 6.2.3 ftp协议的传输方式 172 6.2.4 一个简单的ftp过程 173 6.2.5 常用的ftp工具 173 6.3 telnet协议和服务 173 6.3.1 远程登录的基本概念 174 6.3.2 使用telnet协议进行远程登录的工作过程 174 6.3.3 telnet协议 174 6.4 nfs协议和服务 175 6.4.1 安装nfs服务器和客户端 175 6.4.2 服务器端的设定 176 6.4.3 客户端的操作 176 6.4.4 showmount命令 177 6.5 自定义网络服务 177 6.5.1 xinetd/inetd 177 6.5.2 xinetd服务配置 178 6.5.3 自定义网络服务 179 6.6 小结 180 第7章 tcp网络编程基础 181 7.1 套接字编程基础知识 181 7.1.1 套接字地址结构 181 7.1.2 用户层和内核层交互过程 183 7.2 tcp网络编程流程 184 7.2.1 tcp网络编程架构 184 7.2.2 创建网络插口函数socket() 186 7.2.3 绑定一个地址端口对函数bind() 189 7.2.4 监听本地端口listen 192 7.2.5 接受一个网络请求函数accept() 194 7.2.6 连接目标网络服务器函数connect() 199 7.2.7 写入数据函数write() 200 7.2.8 读取数据函数read() 201 7.2.9 关闭套接字函数 202 7.3 服务器/客户端的简单例子 202 7.3.1 例子功能描述 202 7.3.2 服务器网络程序 202 7.3.3 服务器读取和显示字符串 205 7.3.4 客户端的网络程序 205 7.3.5 客户端读取和显示字符串 206 7.3.6 编译运行程序 206 7.4 截取信号的例子 207 7.4.1 信号处理 207 7.4.2 信号sigpipe 207 7.4.3 信号sigint 208 7.5 小结 208 第8章 服务器和客户端信息的获取 209 8.1 字节序 209 8.1.1 大端字节序和小端字节序 209 8.1.2 字节序转换函数 211 8.1.3 一个字节序转换的例子 213 8.2 字符串ip地址和二进制ip地址的转换 216 8.2.1 inet_xxx()函数 216 8.2.2 inet_pton()和inet_ntop()函数 218 8.2.3 使用8.2.1节地址转换函数的例子 219 8.2.4 使用函数inet_pton()和函数inet_ntop()的例子 221 8.3 套接字描述符判定函数issockettype() 222 8.3.1 进行文件描述符判定的函数issockettype() 222 8.3.2 main()函数 223 8.4 ip地址与域名之间的相互转换 223 8.4.1 dns原理 223 8.4.2 获取主机信息的函数 224 8.4.3 使用主机名获取主机信息的例子 227 8.4.4 函数gethostbyname()不可重入的例子 229 8.5 协议名称处理函数 230 8.5.1 xxxprotoxxx()函数 231 8.5.2 使用协议族函数的例子 232 8.6 小结 235 第9章 数据的io和复用 236 9.1 io函数 236 9.1.1 使用recv()函数接收数据 236 9.1.2 使用send()函数发送数据 238 9.1.3 使用readv()函数接收数据 239 9.1.4 使用writev()函数发送数据 239 9.1.5 使用recvmsg()函数接收数据 241 9.1.6 使用sendmsg()函数发送数据 243 9.1.7 io函数的比较 245 9.2 使用io函数的例子 245 9.2.1 客户端处理框架的例子 245 9.2.2 服务器端程序框架 247 9.2.3 使用recv()和send()函数 248 9.2.4 使用readv()和write()函数 250 9.2.5 使用recvmsg()和sendmsg()函数 252 9.3 io模型 255 9.3.1 阻塞io模型 255 9.3.2 非阻塞io模型 255 9.3.3 io复用 256 9.3.4 信号驱动io模型 256 9.3.5 异步io模型 257 9.4 select()函数和pselect()函数 258 9.4.1 select()函数 258 9.4.2 pselect()函数 260 9.5 poll()函数和ppoll()函数 261 9.5.1 poll()函数 261 9.5.2 ppoll()函数 262 9.6 非阻塞编程 263 9.6.1 非阻塞方式程序设计介绍 263 9.6.2 非阻塞程序设计的例子 263 9.7 小结 264 第10章 基于udp协议的接收和发送 265 10.1 udp编程框架 265 10.1.1 udp编程框图 265 10.1.2 udp服务器编程框架 267 10.1.3 udp客户端编程框架 267 10.2 udp协议程序设计的常用函数 267 10.2.1 建立套接字socket()和绑定套接字bind() 268 10.2.2 接收数据recvfrom()/recv() 268 10.2.3 发送数据sendto()/send() 273 10.3 udp接收和发送数据的例子 277 10.3.1 udp服务器端 277 10.3.2 udp服务器端数据处理 278 10.3.3 udp客户端 279 10.3.4 udp客户端数据处理 279 10.3.5 测试udp程序 280 10.4 udp协议程序设计中的几个问题 280 10.4.1 udp报文丢失数据 280 10.4.2 udp数据发送中的乱序 282 10.4.3 udp协议中的connect()函数 284 10.4.4 udp缺乏流量控制 285 10.4.5 udp协议中的外出网络接口 287 10.4.6 udp协议中的数据报文截断 288 10.5 小结 289 第11章 高级套接字 290 11.1 unix域函数 290 11.1.1 unix域函数的地址结构 290 11.1.2 套接字函数 291 11.1.3 使用unix域函数进行套接字编程 291 11.1.4 传递文件描述符 293 11.1.5 socketpair()函数 294 11.1.6 传递文件描述符的例子 295 11.2 广播 299 11.2.1 广播的ip地址 300 11.2.2 广播与单播的比较 300 11.2.3 广播的示例 301 11.3 多播 307 11.3.1 多播的概念 308 11.3.2 广域网的多播 308 11.3.3 多播的编程 308 11.3.4 内核中的多播 310 11.3.5 一个多播例子的服务器端 313 11.3.6 一个多播例子的客户端 315 11.4 数据链路层访问 317 11.4.1 sock_packet类型 317 11.4.2 设置套接口以捕获链路帧的编程方法 317 11.4.3 从套接口读取链路帧的编程方法 318 11.4.4 定位ip包头的编程方法 319 11.4.5 定位tcp报头的编程方法 321 11.4.6 定位udp报头的编程方法 322 11.4.7 定位应用层报文数据的编程方法 323 11.4.8 使用sock_packet编写arp请求程序的例子 323 11.5 小结 326 第12章 套接字选项 328 12.1 获取和设置套接字选项getsocketopt()/setsocketopt() 328 12.1.1 getsockopt()函数和setsocketopt()函数的介绍 328 12.1.2 套接字选项 329 12.1.3 套接字选项简单示例 330 12.2 sol_socket协议族选项 334 12.2.1 so_broadcast广播选项 334 12.2.2 so_debug调试选项 335 12.2.3 so_dontroute不经过路由选项 335 12.2.4 so_error错误选项 335 12.2.5 so_keepalive保持连接选项 336 12.2.6 so_linger缓冲区处理方式选项 337 12.2.7 so_oobinline带外数据处理方式选项 339 12.2.8 so_rcvbuf和so_sndbuf缓冲区大小选项 340 12.2.9 so_rcvlowat和so_sndlowat缓冲区下限选项 340 12.2.10 so_rcvtimeo和so_sndtimeo收发超时选项 341 12.2.11 so_reuseraddr地址重用选项 341 12.2.12 so_exclusiveaddruse端口独占选项 342 12.2.13 so_type套接字类型选项 342 12.2.14 so_bsdcompat与bsd套接字兼容选项 342 12.2.15 so_bindtodevice套接字网络接口绑定选项 343 12.2.16 so_priority套接字优先级选项 344 12.3 ipproto_ip选项 344 12.3.1 ip_hdrincl选项 344 12.3.2 ip_optnios选项 344 12.3.3 ip_tos选项 344 12.3.4 ip_ttl选项 345 12.4 ipproto_tcp选项 345 12.4.1 tcp_keepalive选项 345 12.4.2 tcp_maxrt选项 346 12.4.3 tcp_maxseg选项 346 12.4.4 tcp_nodelay和tcp_cork选项 346 12.5 使用套接字选项 348 12.5.1 设置和获取缓冲区大小 348 12.5.2 获取套接字类型的例子 353 12.5.3 使用套接字选项的综合例子 353 12.6 ioctl()函数 358 12.6.1 ioctl()函数的命令选项 358 12.6.2 ioctl()函数的io请求 360 12.6.3 ioctl()函数的文件请求 362 12.6.4 ioctl()函数的网络接口请求 362 12.6.5 使用ioctl()函数对arp高速缓存操作 369 12.6.6 使用ioctl()函数发送路由表请求 371 12.7 fcntl()函数 371 12.7.1 fcntl()函数的选项 372 12.7.2 使用fcntl()函数修改套接字非阻塞属性 372 12.7.3 使用fcntl()函数设置信号属主 372 12.8 小结 373 第13章 原始套接字 374 13.1 概述 374 13.2 原始套接字的创建 375 13.2.1 sock_raw选项 375 13.2.2 ip_hdrincl套接字选项 376 13.2.3 不需要bind()函数 376 13.3 原始套接字发送报文 376 13.4 原始套接字接收报文 377 13.5 原始套接字报文处理时的结构 377 13.5.1 ip头部的结构 377 13.5.2 icmp头部结构 378 13.5.3 udp头部结构 381 13.5.4 tcp头部结构 382 13.6 ping的例子 384 13.6.1 协议格式 384 13.6.2 校验和函数 385 13.6.3 设置icmp发送报文的头部 386 13.6.4 剥离icmp接受报文的头部 387 13.6.5 计算时间差 388 13.6.6 发送报文 389 13.6.7 接收报文 390 13.6.8 主函数过程 391 13.6.9 主函数main() 393 13.6.10 编译测试 396 13.7 洪水攻击 396 13.8 icmp洪水攻击 397 13.8.1 icmp洪水攻击的原理 397 13.8.2 icmp洪水攻击的例子 397 13.9 udp洪水攻击 401 13.10 syn洪水攻击 405 13.10.1 syn洪水攻击的原理 405 13.10.2 syn洪水攻击的例子 405 13.11 小结 409 第14章 服务器模型选择 410 14.1 循环服务器 410 14.1.1 udp循环服务器 410 14.1.2 tcp循环服务器 413 14.2 简单并发服务器 415 14.2.1 并发服务器的模型 416 14.2.2 udp并发服务器 416 14.2.3 tcp并发服务器 419 14.3 tcp的高级并发服务器模型 421 14.3.1 单客户端单进程，统一accept() 422 14.3.2 单客户端单线程，统一accept() 425 14.3.3 单客户端单线程，各线程独自accept()，使用互斥锁 427 14.4 io复用循环服务器 431 14.4.1 io复用循环服务器模型介绍 431 14.4.2 io复用循环服务器模型的例子 432 14.5 小结 436 第15章 ipv6简介 437 15.1 ipv4的缺陷 437 15.2 ipv6的特点 438 15.3 ipv6的地址 439 15.3.1 ipv6的单播地址 439 15.3.2 可聚集全球单播地址 439 15.3.3 本地使用单播地址 440 15.3.4 兼容性地址 441 15.3.5 ipv6多播地址 441 15.3.6 ipv6任播地址 442 15.3.7 主机的多个ipv6地址 442 15.4 ipv6的头部 443 15.4.1 ipv6头部格式 443 15.4.2 与ipv4头部的对比 444 15.4.3 ipv6的tcp头部 444 15.4.4 ipv6的udp头部 444 15.4.5 ipv6的icmp头部 445 15.5 ipv6运行环境 447 15.5.1 加载ipv6模块 447 15.5.2 查看是否支持ipv6 447 15.6 ipv6的结构定义 448 15.6.1 ipv6的地址族和协议族 448 15.6.2 套接字地址结构 448 15.6.3 地址兼容考虑 450 15.6.4 ipv6通用地址 450 15.7 ipv6的套接字函数 451 15.7.1 socket()函数 451 15.7.2 没有发生改变的函数 451 15.7.3 发生改变的函数 452 15.8 ipv6的套接字选项 452 15.8.1 ipv6的套接字选项 452 15.8.2 单播跳限ipv6_unicast_hops 453 15.8.3 发送和接收多播包 454 15.8.4 ipv6中获得时间戳的ioctl命令 455 15.9 ipv6的库函数 455 15.9.1 地址转换函数的差异 455 15.9.2 域名解析函数的差异 455 15.9.3 测试宏 458 15.10 ipv6的编程的一个简单例子 458 15.10.1 服务器程序 458 15.10.2 客户端程序 460 15.10.3 编译调试 461 15.11 小结 462 第3篇 linux内核网络编程 第16章 linux内核中网络部分结构以及分布 464 16.1 概述 464 16.1.1 代码目录分布 464 16.1.2 内核中网络部分流程简介 466 16.1.3 系统提供修改网络流程点 468 16.1.4 sk_buff结构 469 16.1.5 网络协议数据结构inet_protosw 471 16.2 软中断cpu报文队列及其处理 473 16.2.1 linux内核网络协议层的层间传递手段——软中断 473 16.2.2 网络收发处理软中断的实现机制 475 16.3 socket数据如何在内核中接收和发送 476 16.3.1 socket()的初始化 476 16.3.2 接收网络数据recv() 476 16.3.3 发送网络数据send() 477 16.4 小结 477 第17章 netfilter框架内报文处理 478 17.1 netfilter 478 17.1.1 netfilter简介 478 17.1.2 netfilter框架 479 17.1.3 netfilter检查时的表格 480 17.1.4 netfilter的规则 480 17.2 iptables和netfilter 481 17.2.1 iptables简介 481 17.2.2 iptables的表和链 481 17.2.3 使用iptables设置过滤规则 483 17.3 内核模块编程 485 17.3.1 内核“hello world！”程序 485 17.3.2 内核模块的基本架构 487 17.3.3 内核模块加载和卸载过程 489 17.3.4 内核模块初始化和清理函数 490 17.3.5 内核模块初始化和清理过程的容错处理 490 17.3.6 内核模块编译所需的makefile 491 17.4 5个钩子点 492 17.4.1 netfilter的5个钩子点 492 17.4.2 nf_hook宏 493 17.4.3 钩子的处理规则 494 17.5 注册/注销钩子 494 17.5.1 结构nf_hook_ops 494 17.5.2 注册钩子 495 17.5.3 注销钩子 496 17.5.4 注册注销函数 497 17.6 钩子的简单处理例子 498 17.6.1 功能描述 498 17.6.2 需求分析 498 17.6.3 ping回显屏蔽实现 498 17.6.4 禁止向目的ip地址发送数据的实现 499 17.6.5 端口关闭实现 499 17.6.6 动态配置实现 499 17.6.7 可加载内核实现代码 501 17.6.8 应用层测试代码实现 508 17.6.9 编译运行 508 17.7 一点多个钩子的优先级 508 17.8 校验和问题 509 17.9 小结 510 第4篇 综 合 案 例 第18章 一个简单web服务器的例子shttpd 512 18.1 shttpd的需求分析 512 18.1.1 shttpd启动参数可动态配置的需求 513 18.1.2 shttpd的多客户端支持的需求 515 18.1.3 shttpd支持方法的需求 515 18.1.4 shttpd支持的http协议版本的需求 516 18.1.5 shttpd支持头部的需求 517 18.1.6 shttpd定位uri的需求 517 18.1.7 shttpd支持cgi的需求 518 18.1.8 shttpd错误代码的需求 519 18.2 shttpd的模块分析和设计 519 18.2.1 shttpd的主函数 520 18.2.2 shttpd命令行解析的分析设计 521 18.2.3 shttpd配置文件解析的分析设计 523 18.2.4 shttpd的多客户端支持的分析设计 523 18.2.5 shttpd头部解析的分析设计 526 18.2.6 shttpd对uri的分析设计 526 18.2.7 shttpd支持方法的分析设计 527 18.2.8 shttpd支持cgi的分析设计 527 18.2.9 shttpd错误处理的分析设计 530 18.3 shttpd各模块的实现 532 18.3.1 shttpd命令行解析的实现 532 18.3.2 shttpd文件配置解析的实现 535 18.3.3 shttpd的多客户端支持的实现 536 18.3.4 shttpd所请求uri解析的实现 540 18.3.5 shttpd方法解析的实现 541 18.3.6 shttpd响应方法的实现 541 18.3.7 shttpd支持cgi的实现 545 18.3.8 shttpd支持http协议版本的实现 548 18.3.9 shttpd内容类型的实现 548 18.3.10 shttpd错误处理的实现 550 18.3.11 shttpd生成目录下文件列表文件的实现 552 18.3.12 shttpd主函数的实现 554 18.4 shttpd的编译、调试和测试 555 18.4.1 建立源文件 555 18.4.2 制作makefile 555 18.4.3 制作执行文件 555 18.4.4 使用不同的浏览器测试服务器程序 556 18.5 小结 557 第19章 一个简单网络协议栈的例子sip 558 19.1 sip网络协议栈的功能描述 558 19.1.1 sip网络协议栈的基本功能描述 558 19.1.2 sip网络协议栈的分层功能描述 559 19.1.3 sip网络协议栈的用户接口功能描述 559 19.2 sip网络协议栈的架构 560 19.3 sip网络协议栈的存储区缓存 561 19.3.1 sip存储缓冲的结构定义 561 19.3.2 sip存储缓冲的处理函数 565 19.4 sip网络协议栈的网络接口层 567 19.4.1 sip网络接口层的架构 568 19.4.2 sip网络接口层的数据结构 568 19.4.3 sip网络接口层的初始化函数 570 19.4.4 sip网络接口层的输入函数 571 19.4.5 sip网络接口层的输出函数 574 19.5 sip网络协议栈的arp层 577 19.5.1 sip地址解析层的架构 577 19.5.2 sip地址解析层的数据结构 577 19.5.3 sip地址解析层的映射表 579 19.5.4 sip地址解析层的arp映射表维护函数 580 19.5.5 sip地址解析层的arp网络报文构建函数 581 19.5.6 sip地址解析层的arp网络报文收发处理函数 583 19.6 sip网络协议栈的ip层 586 19.6.1 sip网际协议层的架构 586 19.6.2 sip网际协议层的数据结构 587 19.6.3 sip网际协议层的输入函数 589 19.6.4 sip网际协议层的输出函数 593 19.6.5 sip网际协议层的分片函数 594 19.6.6 sip网际协议层的分片组装函数 595 19.7 sip网络协议栈的icmp层 599 19.7.1 sip控制报文协议的数据结构 599 19.7.2 sip控制报文协议的协议支持 600 19.7.3 sip控制报文协议的输入函数 601 19.7.4 sip控制报文协议的回显应答函数 602 19.8 sip网络协议栈的udp层 603 19.8.1 sip数据报文层的数据结构 603 19.8.2 sip数据报文层的控制单元 603 19.8.3 sip数据报文层的输入函数 605 19.8.4 sip数据报文层的输出函数 606 19.8.5 sip数据报文层的建立函数 606 19.8.6 sip数据报文层的释放函数 607 19.8.7 sip数据报文层的绑定函数 607 19.8.8 sip数据报文层的发送数据函数 608 19.8.9 sip数据报文层的校验和计算 609 19.9 sip网络协议栈的协议无关层 610 19.9.1 sip协议无关层的系统架构 611 19.9.2 sip协议无关层的函数形式 611 19.9.3 sip协议无关层的接收数据函数 612 19.10 sip网络协议栈的bsd接口层 613 19.10.1 sip用户接口层的架构 613 19.10.2 sip用户接口层的套接字建立函数 613 19.10.3 sip用户接口层的套接字关闭函数 614 19.10.4 sip用户接口层的套接字绑定函数 614 19.10.5 sip用户接口层的套接字连接函数 615 19.10.6 sip用户接口层的套接字接收数据函数 615 19.10.7 sip用户接口层的发送数据函数 616 19.11 sip网络协议栈的编译 617 19.11.1 sip的文件结构 617 19.11.2 sip的makefile 618 19.11.3 sip的编译运行 618 19.12 小结 618 第20章 一个简单防火墙的例子sipfw 620 20.1 sipfw防火墙的功能描述 620 20.1.1 sipfw防火墙对主机进行网络数据过滤的功能描述 620 20.1.2 sipfw防火墙用户设置防火墙规则的功能描述 621 20.1.3 sipfw防火墙配置文件等附加功能的功能描述 621 20.2 sipfw需求分析 621 20.2.1 sipfw防火墙条件和动作 621 20.2.2 sipfw防火墙支持过滤的类型和内容 622 20.2.3 sipfw防火墙过滤的方式和动作 625 20.2.4 sipfw防火墙的配置文件 626 20.2.5 sipfw防火墙命令行配置格式 627 20.2.6 sipfw防火墙的规则文件格式 628 20.2.7 sipfw防火墙的日志文件数据格式 630 20.2.8 sipfw防火墙构建所采用的技术方案 630 20.3 使用netlink进行用户空间和内核空间数据交互 631 20.3.1 netlink的用户空间程序设计 632 20.3.2 netlink的内核空间api 635 20.4 使用proc进行内存数据用户空间映射 637 20.4.1 proc虚拟文件系统的结构 637 20.4.2 创建proc虚拟文件 638 20.4.3 删除proc虚拟文件 639 20.4.4 proc文件的写函数 639 20.4.5 proc文件的读函数 640 20.5 内核空间的文件操作函数 641 20.5.1 内核空间的文件结构 641 20.5.2 内核空间的文件建立操作 641 20.5.3 内核空间的文件读写操作 642 20.5.4 内核空间的文件关闭操作 643 20.6 sipfw防火墙的模块分析和设计 644 20.6.1 sipfw防火墙的总体架构 644 20.6.2 sipfw防火墙的用户命令解析 645 20.6.3 sipfw用户空间与内核空间的交互 649 20.6.4 sipfw防火墙内核链上的规则处理 651 20.6.5 sipfw防火墙的proc虚拟文件系统 654 20.6.6 sipfw防火墙的配置文件和日志文件处理 655 20.6.7 sipfw防火墙的过滤模块设计 657 20.7 sipfw防火墙各功能模块的实现 660 20.7.1 sipfw防火墙的命令解析代码 660 20.7.2 sipfw防火墙的过滤规则解析模块代码 664 20.7.3 sipfw防火墙的网络数据拦截模块代码 666 20.7.4 sipfw防火墙的proc虚拟文件系统 668 20.7.5 sipfw防火墙对配置文件的解析 670 20.7.6 sipfw防火墙内核模块初始化和退出 671 20.7.7 用户空间处理主函数 672 20.8 编译、调试和测试 673 20.8.1 用户程序和内核程序的makefile 673 20.8.2 编译及运行 674 20.8.3 下发过滤规则，测试过滤结果 674 20.9 小结 676

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第一篇　基础知识篇 　第一章　文件系统和进程系统 　1．1　文件系统 　1．1．1　文件系统的总体结构 　1．1．2　文件结构和目录结构 　1．2　文件系统的相关编程 　1．3　进程系统 　1．3．1　进程的概念 　1．3．2　Linux中描述进程的核心数据结构。 　1．3．3　和进程相关的系统调用 　本章小结 第二章　进程间通信和同步 　2．1　信号的处理 　2．1．1　Linux中支持的信号 　2．1．2　信号的捕获和处理 　2．1．3　系统调用和信号的相互作用 　2．1．4　pause和suspend函数 　2．2　信号量 　2．2．1　进程间的互斥 　2．2．2　信号量的结构和信号量操作函数 .　2．2．3　应用示例 　2．3　消息队列 　2．3．1　消息队列的结构 　2．3．2　消息队列的操作函数 　2．3．3　应用示例 　2．4　共享内存 　2．4．1　共享内存的操作函数 　2．4．2　应用示例 　本章小结 第三章　TCP/IP协议 　3．1　OSI参考模型、协议和服务 　3．2　协议和服务 　3. 2．1　TCB／IP 　3．2．2　TCP和UDP的比较 　3．2．3　Internet上两主机进程间通信数据的封装和解包 　3．2．4　IP地址、网络地址和网络掩码 　3．2．5　传输层端口 　3. 3　域名系统 　3．4　域名解析和名字服务器 　3. 4. 1　TCP协议 　3．4．2　TCP的确认和超时重发机制 　3．4．3　TCP头部格式(HeaderFFormat) 　3．4．4　TCP连接的状态转移过程 　3．5　IP数据包格式 　3．6　Internet消息控制协议 　本章小结 第二篇　初级应用篇 　第四章　基本套接字编程实践 　4．1　基本套接字函数族 　4．1．1　socket编程的基本流程 　4．1．2　函数socket 　4．1. 3　函数connect 　4．1. 4　函数bind 　4．1．5　函数listen 　4．1．6　函数accept 　4．1．7　函数read和write 　4．1．8　函数close 　4．2　应用示例 　4．3　程序结果和异常说明 　4．3．1　程序的运行结果 　4．3. 2　程序的异常 　本章小结 　第五章　无阻塞套接字和单进程轮询服务器 　5．1　无阻塞套接字 　5．1．1　阻塞套接字的缺点 　5．1. 2　阻塞和无阻塞的比较 　5．1．3　无阻塞的实现 　5．2　单进程轮询服务器工作方式 　5. 3　应用示例 　5．3．1　应用说明 　5．3．2　应用源码 　第六章　带外数据与多路复用、信号驱动的输入J输出模型 　6．1　多路复用的输入／输出模型 　6．1．1　多路复用模型的概念与select函数 　6．1．2　应用示例 　6．1．3　pselect函数对select的增强 　6．2　信号驱动的输入/输出模型 　6．3　系统I／O模型的总结 　6．4　带外数据 　6．4．1　带外数据的发送 　6．4．2　带外数据的接收 　6．4．3　带外数据接收方法的示例 　本章小结 　第七章　UDF数据报 　7．1　UDP数据报的概述 　7．2　UDP通信的过程 　7．3　UDP的服务器和TCP服务器的比较 　7．4　UDP的“连接” 　7．5　应用示例 　本章小结 　第八章　域名系统和通用套接字选项 　8．1　域名系统 　8．1．1　域名系统的回顾 　8．1．2　通过地址获取主机信息 　8．1．3　通过主机名获取主机信息 　8．1．4　获取本地主机的信息 　8．1．5　通过服务名获取服务端口 　8．1．6　通过端口号获取服务名 　8．2　套接字选项 　8．2．1　获取和设置套接字选项 　8．2．2　通用套接字选项 　本章小结 第三篇　应用提高篇 　第九章　高级套接字函数编程实践 　9．1　函数recv和send 　9．1．1　函数send 　9．1．2　函数recv 　9．1．3　应用示例 　9．1．4　应用源码和分析 　9．2　函数readv和writev 　9．2．1　函数说明 　9．2．2　应用示例 　9．3　函数比recvmsg和sendmsg 　本章小结 　第十章　守护进程和超级服务器inetd 　10．1　守护进程的原理 　10．2　编程实践 　10．3　超级服务器inetd的工作原理 　10．3．1　超级服务器的概念 　10．3．2　超级服务器使用的配置文件 　10．3．3　inetd处理并发服务的过程 　本章小结 　第十一章　数据结构的传输和xDR标准 　11．1　数据结构的传送 　11．1．1　数据结构传送的问题 　11．1．2　简单的示例 　11．2　XDR标准 　11．2．1　XDR中包含的数据类型 　11．2．2　XDR实现的原理 　11．2．3　XDR的转换函数库 　本章小结 　第十二章　BPC远程过程调用原理和实践 　12．1　RPC的原理 　12．1．1　XDR的更进一步 　12．1．2　本地函数调用的过程 　12．1．3　用远程调用来虚拟本地调用 　12．2　RPC的实现 　12．2．1　远程过程的标识 　12．2．2　端口的动态映射 　12．2．3　RPC的报文 　12．2．4　RPC开发工具 　12．2．5　设计的原则 　12．3　应用示例：网络记事本 　12．3．1　编写本地应用 　12．3．2　Rpcgen构建RPC应用 　12．3．3　编写RPC说明文件 　12．3．4　修改客户端程序 　12．3．5　修改服务器端程序 　12．3．6　调用的完整过程 　12．3．7　程序的结果、分析和总结 　本章小结 第四篇　高级编程篇 　第十三章　UNIX域套接字和并发服务器的预创建技术 　13．1　UNIX域套接字 　13．1．1　UNIX域的地址结构 　13．1．2　UNIX(套接字使用的示例 　13．1．3　传递文件描述符 　13．2　并发服务器的预创建技术 　13．2．1　预创建固定服务器进程的数量 　13．2．2　动态的管理子进程 　13．2．3　重用服务器子进程 　本章小结 　第十四章　原始套接字编程实践 　14．1　原始套接字 　14．1．1　原始套接字的创建 　14．1．2　原始套接字的使用 　14．1．3　IP包头和ICMP报文的C语言描述 　14．2　Ping应用程序 　14．2．1　程序设计 　14．2．2　程序源码 　14．3　IP套接字选项 　14．3．1　IP_TTL选项 　14．3．2　IP_TOS选项 　14．3．3　IP_OPTIONS选项 　14．3．4　IP_HDRINCL选项 　本章小结 　第十五章　多线程编程 　15．1　线程的概念 　15．1．1　线程的概念 　15．1．2　线程的分类 　15．1．3　线程的创建和等待函数 　15．1．4　线程的属性函数 　15．2　线程间的同步 　15．2．1　无名信号量 　15．2．2　互斥锁、条件变量和条件信号 　15．2．3　线程和信号 　15．3　在网络程序中应用多线程 　15．3．1　线程间参数的传递 　15．3．2　线程安全函数的设计 　15．3．3　多进程的并发服务器和多线程的并发服务器 　15．3．4　客户端进程的多线程化 　本章小结 第十六章　网络售票系统的简单模拟 　16．1　系统的总体设计 　16．1．1　应用的说明 　16．1．2　数据格式的设计 　16．1．3　服务器端的设计 　16．1．4　客户端的设计 　16．2　程序源码和解析 　16．2．1　服务器端的源码 　16．2．2　客户端的源码 　本章小结

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