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第一章 概论 .................................................................................................................. 1 1.1 网络的历史................................................................. ...................................... 1 1.2 OSI 模型........................................................................................................... 3 1.3 Internet 体系模型.............................................................................................. 4 1.4 客户/服务器模型............................................................................................... 5 1.4 UNIX 的历史 ................................................................................................... 7 1.4.1 Unix 诞生前的故事 ................................................................................. 7 1.4.2 UNIX 的诞生.......................................................................................... 8 1.4.3 1979 – UNIX 第七版 ............................................................................. 10 1.4.4 UNIX 仅仅是历史吗?............................................................................. 11 1.5 Linux 的发展.................................................................................................. 11 1.5.1 Linux 的发展历史 .................................................................................. 12 1.5.2 什么叫 GNU? ...................................................................................... 12 1.5.3 Linux 的特色 ........................................................................................ 13 1.5.4 硬件需求............................................................................................... 14 1.5.5 Linux 可用的软件 ................................................................................. 14 1.5.6 为什么选择 Linux ? ............................................................................ 15 1.6 Linux 和 Unix 的发展 .................................................................................... 15 第二章 UNIX/Linux 模型...............................................................................................17 2.1 UNIX/Linux 基本结构.......................................................................................17 2.2 输入和输出......................................................................................................19 2.2.1 UNIX/Linux 文件系统简介 ......................................................................19 2.2.2 流和标准 I/O 库......................................................................................20 2.3 进程 ................................................................................................................21 第三章 进程控制 ..........................................................................................................22 3.1 进程的建立与运行 ...........................................................................................22 3.1.1 进程的概念 ............................................................................................22 3.1.2 进程的建立 ............................................................................................22 3.1.3 进程的运行 ............................................................................................24 3.1.4 数据和文件描述符的继承 .......................................................................29 3.2 进程的控制操作...............................................................................................31 3.2.1 进程的终止 ............................................................................................31 3.2.2 进程的同步 ............................................................................................32 3.2.3 进程终止的特殊情况 ..............................................................................33 3.2.4 进程控制的实例 .....................................................................................33 3.3 进程的属性......................................................................................................38 3.3.1 进程标识符 ............................................................................................38 3.3.2 进程的组标识符 .....................................................................................39 3.3.3 进程环境................................................................................................40 3.3.4 进程的当前目录 .....................................................................................42 3.3.5 进程的有效标识符..................................................................................43 3.3.6 进程的资源 ............................................................................................44 3.3.7 进程的优先级.........................................................................................45 3.4 守护进程 .........................................................................................................46 3.4.1 简介.......................................................................................................46 3.4.2 守护进程的启动 ............................................................................................46 3.4.3 守护进程的错误输出 ..............................................................................46 3.4.4 守护进程的建立 .....................................................................................48 3.5 本章小结 .........................................................................................................49 第四章 进程间通信.......................................................................................................50 4.1 进程间通信的一些基本概念 .............................................................................50 4.2 信号 ................................................................................................................50 4.2.1 信号的处理 ............................................................................................52 4.2.2 信号与系统调用的关系...........................................................................54 4.2.3 信号的复位 ............................................................................................55 4.2.4 在进程间发送信号..................................................................................56 4.2.5 系统调用 alarm()和 pause()......................................................................58 4.2.6 系统调用 setjmp()和 longjmp().................................................................62 4.3 管道 ................................................................................................................63 4.3.1 用 C 来建立、使用管道 ..........................................................................65 4.3.2 需要注意的问题 .....................................................................................72 4.4 有名管道 .........................................................................................................72 4.4.1 有名管道的创建 .....................................................................................72 4.4.2 有名管道的 I/O 使用...............................................................................73 4.4.3 未提到的关于有名管道的一些注意 .........................................................75 4.5 文件和记录锁定...............................................................................................75 4.5.1 实例程序及其说明..................................................................................75 4.5.2 锁定中的几个概念..................................................................................78 4.5.3 System V 的咨询锁定..............................................................................78 4.5.4 BSD 的咨询式锁定 .................................................................................79 4.5.5 前面两种锁定方式的比较 .......................................................................81 4.5.6 Linux 的其它上锁技术 ............................................................................81 4.6 System V IPC ...................................................................................................84 4.6.1 ipcs 命令 ................................................................................................85 4.6.2 ipcrm 命令..............................................................................................86 4.7 消息队列(Message Queues)...........................................................................86 4.7.1 有关的数据结构 .....................................................................................86 4.7.2 有关的函数 ............................................................................................89 4.7.3 消息队列实例——msgtool,一个交互式的消息队列使用工具 ..................94 4.8 信号量(Semaphores) .........................................................................................97 4.8.1 有关的数据结构 .....................................................................................98 4.8.2 有关的函数 ............................................................................................99 4.8.3 信号量的实例——semtool,交互式的信号量使用工具........................... 103 4.9 共享内存(Shared Memory) .............................................................................. 109 4.9.1 有关的数据结构 ................................................................................... 109 4.9.2 有关的函数 .......................................................................................... 110 4.9.3 共享内存应用举例——shmtool,交互式的共享内存使用工具................... 112 4.9.4 共享内存与信号量的结合使用 .............................................................. 114 第五章 通信协议简介 ................................................................................................. 120 5.1 引言 .............................................................................................................. 120 5.2 XNS(Xerox Network Systems)概述.............................................................. 120 5.2.1 XNS 分层结构...................................................................................... 120 IPX/SPX 协议概述........................................................................................ 122 5.3 5.3.1 网际包交换(IPX) ............................................................................. 122 5.3.2 排序包交换(SPX)............................................................................. 124 5.4 Net BIOS 概述................................................................................................ 124 5.5 Apple Talk 概述 .............................................................................................. 125 5.6 TCP/IP 概述................................................................................................... 126 5.6.1 TCP/IP 结构模型 .................................................................................. 126 5.6.2 Internet 协议(IP)............................................................................... 127 5.6.3 传输控制协议(TCP) ......................................................................... 132 5.6.4 用户数据报文协议................................................................................ 134 5.7 小结 .............................................................................................................. 135 第六章 Berkeley 套接字 ............................................................................................. 136 6.1 引言 ............................................................................................................. 136 6.2 概述 ............................................................................................................. 136 6.2.1 Socket 的历史...................................................................................... 136 6.2.2 Socket 的功能...................................................................................... 136 6.2.3 套接字的三种类型............................................................................... 138 6.3 Linux 支配的网络协议................................................................................... 141 6.3.1 什么是 TCP/IP? ................................................................................... 141 6.4 套接字地址................................................................................................... 142 6.4.1 什么是 Socket? .................................................................................. 142 6.4.2 Socket 描述符...................................................................................... 142 6.4.3 一个套接字是怎样在网络上传输数据的?............................................ 143 6.5 套接字的一些基本知识 ................................................................................. 144 6.5.1 基本结构............................................................................................. 144 6.5.2 基本转换函数...................................................................................... 145 6.6 基本套接字调用............................................................................................ 147 6.6.1 socket() 函数....................................................................................... 147 6.6.2 bind() 函数 ......................................................................................... 148 6.6.3 connect()函数 ...................................................................................... 150 6.6.4 listen() 函数........................................................................................ 151 6.6.5 accept()函数 ........................................................................................ 152 6.6.6 send()、recv()函数 ............................................................................... 154 6.6.7 sendto() 和 recvfrom() 函数 ................................................................. 155 6.6.8 close()和 shutdown()函数...................................................................... 156 6.6.9 setsockopt() 和 getsockopt() 函数 ......................................................... 157 6.6.10 getpeername()函数.............................................................................. 157 6.6.11 gethostname()函数.............................................................................. 158 6.7 DNS 的操作.................................................................................................. 158 6.7.1 理解 DNS............................................................................................ 158 6.7.2 和 DNS 有关的函数和结构 .................................................................. 158 6.7.3 DNS 例程............................................................................................ 159 6.8 套接字的 Client/Server 结构实现的例子.......................................................... 160 6.8.1 简单的流服务器 .................................................................................. 161 6.8.2 简单的流式套接字客户端程序 ............................................................. 163 6.8.3 数据报套接字例程(DatagramSockets)............................................... 165 6.9 保留端口 ...................................................................................................... 169 6.9.1 简介.................................................................................................... 169 6.9.2 保留端口............................................................................................. 170 6.10 五种 I/O 模式................................................................................................. 179 6.10.1 阻塞 I/O 模式 .................................................................................... 179 6.10.2 非阻塞模式 I/O.................................................................................. 180 6.10.3 I/O 多路复用 ..................................................................................... 181 6.10.4 信号驱动 I/O 模式 ............................................................................. 182 6.10.5 异步 I/O 模式 .................................................................................... 185 6.10.6 几种 I/O 模式的比较.......................................................................... 186 6.10.7 fcntl()函数 ......................................................................................... 186 6.10.8 套接字选择项 select()函数.................................................................. 187 6.11 带外数据..................................................................................................... 190 6.11.1 TCP 的带外数据 ................................................................................ 190 6.11.2 OOB 传输套接字例程(服务器代码 Server.c) ................................... 193 6.11.3 OOB 传输套接字例程(客户端代码 Client.c).................................... 196 6.11.4 编译例子 ........................................................................................... 199 6.12 使用 Inetd(Internet 超级服务器) ............................................................... 199 6.12.1 简介.................................................................................................. 199 6.12.2 一个简单的 inetd 使用的服务器程序 hello inet service.......................... 199 6.12.3 /etc/services 和 /etc/inetd.conf 文件 ..................................................... 200 6.12.4 一个复杂一些的 inetd 服务器程序 ...................................................... 201 6.12.5 一个更加复杂的 inetd 服务器程序 ...................................................... 203 6.12.6 程序必须遵守的安全性准则............................................................... 205 6.12.7 小结.................................................................................................. 205 6.13 本章总结 .................................................................................................... 205 第七章 网络安全性..................................................................................................... 206 7.1 网络安全简介 ................................................................................................ 206 7.1.1 网络安全的重要性................................................................................ 206 7.1.2 信息系统安全的脆弱性......................................................................... 207 7.2 Linux 网络不安全的因素 ................................................................................ 209 7.3 Linux 程序员安全........................................................................................... 211 7.3.1 系统子程序 .......................................................................................... 212 7.3.2 标准 C 函数库....................................................................................... 214 7.3.3 书写安全的 C 程序................................................................................ 216 7.3.4 SUID/SGID 程序指导准则...................................................................... 217 7.3.5 root 程序的设计.................................................................................... 218 7.4 小结 .............................................................................................................. 219 第八章 Ping 例程 ....................................................................................................... 220 8.1 Ping 命令简介 ................................................................................................ 220 8.2 Ping 的基本原理............................................................................................. 220 8.3 小结 .............................................................................................................. 221 第九章 tftp 例程......................................................................................................... 222 9.1 tftp 协议简介.................................................................................................. 222 9.2 tftp 的使用 ..................................................................................................... 222 9.3 tftp 的原理 ..................................................................................................... 223 9.3 tftp 的基本结构 .............................................................................................. 223 9.4 小节 .............................................................................................................. 225 第十章 远程命令执行 ................................................................................................. 226 10.1 引言 ............................................................................................................ 226 10.2 rcmd 函数和 rshd 服务器............................................................................... 227 10.3 rexec 函数和 rexecd 服务器........................................................................... 233 第十一章 远程注册..................................................................................................... 235 11.1 简介............................................................................................................. 235 11.2 终端行律和伪终端........................................................................................ 235 11.3 终端方式字和控制终端................................................................................. 239 11.4 rlogin 概述.................................................................................................... 242 11.5 窗口环境...................................................................................................... 242 11.6 流控制与伪终端方式字................................................................................. 243 11.7 rlogin 客户程序............................................................................................. 245 11.8 rlogin 服务器 ................................................................................................ 246 第十二章 远程过程调用.............................................................................................. 249 12.1 引言 ............................................................................................................ 249 12.2 远程过程调用模型 ....................................................................................... 249 12.3 传统过程调用和远程过程调用的比较 ........................................................... 250 12.4 远程过程调用的定义.................................................................................... 252 12.5 远程过程调用的有关问题............................................................................. 252 12.5.1 远程过程调用传送协议....................................................................... 253 12.5.2 Sun RPC ........................................................................................... 254 12.5.3 Xerox Courier .................................................................................... 254 12.5.4 Apollo RPC........................................................................................ 255 12.6 stub 过程简介............................................................................................... 256 12.7 rpcgen 简介 .................................................................................................. 256 12.8 分布式程序生成的例子 ................................................................................ 257 12.8.1 我们如何能够构造出一个分布式应用程序........................................... 257 12.9 小结 ............................................................................................................ 283 第十三章 远程磁带的访问 .......................................................................................... 284 13.1 简介 ............................................................................................................ 284 13.2 Linux 磁带驱动器的处理 .............................................................................. 285 13.3 rmt 协议....................................................................................................... 285 13.4 rmt 服务器设计分析 ..................................................................................... 286 第十四章 WWW 上 HTTP 协议.................................................................................. 290 14.1 引言............................................................................................................ 290 14.2 HTTP 客户请求........................................................................................... 290 14.2.1 客户端 .............................................................................................. 290 14.2.2 服务器端........................................................................................... 290 14.2.3 Web 请求简介.................................................................................... 291 14.2.4 HTTP – HyperText Transfer Protocol 超文本传输协议 ........................... 295 14.3 Web 编程 .................................................................................................... 297 14.4 小结 ........................................................................................................... 301 附录 A 有关网络通信的服务和网络库函数................................................................... 302 附录 B Vi 使用简介..................................................................................................... 319 B.1 Vi 基本观念................................................................................................... 319 B.1.1 进入与离开.......................................................................................... 319 B.1.2 Vi 输入模式 ......................................................................................... 319 B.2 Vi 基本编辑................................................................................................... 320 B.2.1 删除与修改.......................................................................................... 320 B.3 Vi 进阶应用................................................................................................... 320 B.3.1 移动光标 ............................................................................................. 320 B.3.2 进阶编辑命令 ...................................................................................... 322 B.3.3 文件命令 ............................................................................................. 322 附录 C Linux 下 C 语言使用与调试简介 ...................................................................... 324 C.1 C 语言编程 ................................................................................................... 324 C.2 什么是 C? ..................................................................................................... 324 C.3 GNU C 编译器............................................................................................... 324 C.3.1 使用 GCC ............................................................................................ 324 C.3.2 GCC 选项 ............................................................................................ 325 C.3.3 优化选项 ............................................................................................. 325 C.3.4 调试和剖析选项................................................................................... 325 C.3.5 用 gdb 调试 GCC 程序.......................................................................... 326 C.4 另外的 C 编程工具 ........................................................................................ 330 C.4.1 Xxgdb.................................................................................................. 330 C.4.2 Calls .................................................................................................... 331 C.4.3 cproto .................................................................................................. 332 C.4.4 Indent .................................................................................................. 333 C.4.5 Gprof................................................................................................... 334 C.4.6 f2c 和 p2c ............................................................................................ 335 附录 D Ping 源码 ........................................................................................................ 336 附录 E TFTP 服务器程序源码 ..................................................................................... 362

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