深入淺出TCP/IP和VPN

本書以RFC為基礎，以“TCP/IP→MPLS→MPLS VPN”為主線，系統介紹了相關的網路通訊協定，包括TCP/IP體系的基本協議（實體層、資料連結層、網路層、傳輸層、應用層）、路由式通訊協定（OSPF、IS-IS、RIP、BGP），以及MPLS和MPLS VPN。

本書盡可能地以相對輕鬆的筆調來講述略顯枯燥的網路通訊協定知識。本書也盡可能地深挖網路概念背後的細節和本質，期望做到生動有趣、深入淺出，能給讀者枯燥的學習增加一點輕鬆快樂。

本書適用於對網路通訊協定零基礎而期望入門或者有一定基礎而期望能有所提高的讀者，適用于深入網路通訊協定開發/測試的讀者，適用于電腦系統維護的管理員，也適用於僅僅希望對網路通訊協定做一些簡單瞭解的讀者。

第0章　電腦網路模型
0.1 OSI七層模型 2
0.2 TCP/IP模型 6

第1章　實體層淺說
1.1 通信系統基本模型 10
1.1.1　編碼 10
1.1.2　碼元 15
1.1.3　調製與解調 15
1.1.4　通道 16
1.2 傳輸媒體 22
1.2.1　導向媒體 23
1.2.2　非導向媒體 31
1.3 實體層綜述 34

第2章　資料連結層
2.1 資料連結層的基本使命 37
2.1.1　信息成幀 38
2.1.2　透明傳輸 49
2.1.3　差錯檢測 51
2.2 點對點通訊協定 55
2.2.1　PPP綜述 55
2.2.2　LCP 61
2.2.3　IPCP 71
2.3 乙太網 72
2.3.1　局域網和IEEE 802概述 73
2.3.2　乙太網的起源 78
2.3.3　乙太網的框架格式 79
2.3.4　IEEE 802.3概述 83
2.3.5　乙太網的發展 94
2.4 生成樹協議 97
2.4.1　橋接器的基本原理和環路廣播風暴 98
2.4.2　STP的基本原理 101
2.4.3　BPDU框架格式 115
2.4.4　STP的收斂時間 117
2.4.5　快速生成樹協議 119
2.5 VLAN 130
2.5.1　VLAN的框架格式 132
2.5.2　橋接器的VLAN介面模式 133
2.5.3　VLAN幀轉發 136
2.5.4　QinQ 138
2.6 資料連結層小結 138

第3章　網路層
3.1 Internet發展簡史 141
3.1.1 ARPANET的誕生 141
3.1.2 TCP/IP的誕生 142
3.1.3 Internet的誕生 143
3.1.4 WWW的誕生 146
3.1.5 Internet之父 147
3.1.6 中國互聯網夢想的起步 148
3.2 IP地址 155
3.2.1 IP的分配和分類 156
3.2.2 子網 158
3.2.3 私網IP 161
3.2.4 環回IP 163
3.2.5 單播、廣播、組播 166
3.3 IP報文格式 170
3.3.1 IP報文格式綜述 170
3.3.2 幾個相對簡單的欄位 172
3.3.3 服務類型 173
3.3.4 分片 178
3.3.5 可選項 180
3.3.6 頭部校驗和 182
3.4 ARP 183
3.4.1 ARP概述 184
3.4.2 動態ARP與靜態ARR 187
3.4.3 ARP的分類 189
3.4.3 RARP 195
3.4.5 組播的MAC地址 197
3.5 IP路由 200
3.5.1 路由器轉發模型 202
3.5.2 路由表 204
3.5.3 等價路由 208
3.5.4 路由備份 209
3.5.5 策略路由與路由策略 213
3.6 ICMP 216
3.6.1 ICPM錯誤報告 219
3.6.2 ICMP資訊查詢 224
3.6.3 traceroute 226
3.7 網路層小結 228

第4章　傳輸層
4.1 TCP報文結構 230
4.1.1　源埠號/目的埠號 231
4.1.2　數據偏移量 233
4.1.3　保留 234
4.1.4　標誌位元 234
4.1.5　校驗和 234
4.1.6　選項 236
4.2 TCP連接 238
4.2.1　TCP連接的基本創建過程 239
4.2.2　一個簡單的TCP資料傳輸 243
4.2.3　TCP連接是什麼 246
4.2.4　全雙工的TCP連接 248
4.2.5　TCP連接的關閉 249
4.2.6　TCP連接的狀態機 252
4.2.7　TCP連接的收發空間 256
4.2.8　TCP連接的優先順序和安全性 262
4.2.9　TCP的RST報文 263
4.2.10　使用者調用TCP介面 263
4.2.11　等待對方報文 269
4.2.12　收到對方報文 271
4.2.13　TCP連接的初始序號 289
4.3 滑動窗口 295
4.3.1　滑動窗口基本概念 296
4.3.2　窗口大小與發送效率 298
4.3.3　PUSH 302
4.3.4　Urgent 305
4.3.5　Zero Window 311
4.3.6　Keep Alive 315
4.3.7　Window Scale Option 316
4.3.8　超時估計 322
4.3.9　擁塞控制 333
4.3.10　SACK 347
4.4 UDP 357
4.5 傳輸層小結 358

第5章　HTTP
5.1 HTTP綜述 360
5.1.1 HTTP基本網路架構 361
5.1.2 HTTP的報文格式簡述 362
5.1.3 HTTP的發展 370
5.1.4 HTTP與HTTPS、S-HTTP之間的關係 373
5.2 URI（統一資源識別項） 375
5.2.1 URI的基本語法 376
5.2.2 百分號編碼 388
5.2.3 URL和URN 392
5.3 Header Fields 393
5.3.1 基本欄位 393
5.3.2 Content-Length 397
5.3.3 Request相關欄位 400
5.3.4 Response相關欄位 409
5.3.5 Range Retrieve 415
5.4 HTTP Methods 420
5.4.1 GET、HEAD、DELETE 423
5.4.2 PUT 424
5.4.3 POST 425
5.4.4 CONNECT 430
5.4.5 TRACE 435
5.4.7 OPTIONS 438
5.5 HTTP狀態碼 439
5.5.1 信息類 1xx（Informational） 439
5.5.2 成功類 2xx（Successful） 440
5.5.3 重定向類 3xx（Redirection） 443
5.5.4 用戶端錯誤類 4xx（Client Error） 446
5.5.5 服務端錯誤類 5xx（Server Error） 449
5.6 HTTP連接 449
5.6.2 長連接與流水線 451
5.6.3 服務端推送 452
5.7 HTTP的Cookie與Session 453
5.7.1 HTTP的無狀態/有狀態 453
5.7.2 Cookie 454
5.7.3 Session 461
5.8 HTTP Cache 465
5.8.1 HTTP的物理拓撲 467
5.8.2 HTTP Cache概述 467
5.8.3 HTTP Cache相關的報文頭欄位 468
5.8.4 HTTP Cache的驗證 477
5.8.5 HTTP Cache的存儲、刪除與應答 479
5.9 HTTP小結 481

第6章　OSPF
6.1 Dijkstra演算法 483
6.2 OSPF概述 486
6.3 鄰居發現 488
6.4 DR機制 492
6.4.1 DR機制概述 492
6.4.2 OSPF的網路類型 494
6.4.3 DR/BDR的選舉 497
6.4.4 DR機制的可靠性保證 508
6.4.5 DR機制的穩定性保證 509
6.5 OSPF介面狀態機 509
6.5.1 介面的狀態 510
6.5.2 介面的事件 511
6.5.3 決策點 512
6.6 鏈路狀態通告 513
6.6.1 OSPF的分區 514
6.6.2 LSA資料結構 518
6.6.3 Stub系列區域 537
6.7 LSA泛洪 539
6.7.1 DD報文 540
6.7.2 LSA Loading 547
6.7.3 OSPF鄰居狀態機 548
6.7.4 LSA泛洪機制 559
6.7.5 LSA的老化 568
6.7.6 LSA的泛洪過程 570
6.8 生成LSA 575
6.8.1 “新”的LSA 576
6.8.2 LSA的生成時機 577
6.8.3 LSA生成時機總結 581
6.9 OSPF小結 581

第7章　IS-IS
7.1 IS-IS的ISO網路層位址 585
7.1.1 NSAP的簡易版理解方式 585
7.1.2 NSAP的複雜版理解方式 586
7.2 IS-IS協議綜述 589
7.2.1 IS-IS的區域 590
7.2.2 IS-IS的鄰接與路由計算 591
7.2.3 IS-IS的報文格式 593
7.3 IS-IS鄰接關係的建立 595
7.3.1 鄰接關係建立的基本原則 596
7.3.2 鄰接關係建立的報文概述 597
7.3.3 P2P網路的IIH 599
7.3.4 Broadcast網路的IIH 600
7.3.5 IS-IS兩種網路的鄰接關係建立過程的比較 605
7.4 鏈路狀態泛洪 606
7.4.1 鏈路狀態泛洪相關的報文格式 606
7.4.2 鏈路狀態的泛洪 618
7.4.3 鏈路狀態的老化 623
7.5 IS-IS小結 623

第8章　RIP
8.1 Bellman-Ford演算法 626
8.1.1 演算法的目標 626
8.1.2 演算法的基本思想 627
8.1.3 演算法簡述 629
8.2 RIP綜述 631
8.2.1 RIP與OSPF、IS-IS在基本概念上的對比 631
8.2.2 RIP的報文概述 633
8.3 RIP的報文處理 640
8.3.1 RIP的計時器 640
8.3.2 處理路由請求報文 642
8.3.3 處理路由更新報文 643
8.3.4 處理觸發更新報文 646
8.4 RIP的防環機制 647
8.4.1 水準分割 648
8.4.2 計數到無窮大 652
8.5 RIP小結 655

第9章　BGP
9.1 BGP的基本機制 657
9.1.1 BGP的相關概念 658
9.1.2 BGP的路由通告 658
9.2 BGP的報文格式 661
9.2.1 BGP報文頭格式 661
9.2.2 BGP Update報文格式 662
9.3 BGP的路徑優選 669
9.3.1 22優先順序：Local_Pref 670
9.3.2 第2優先順序：AS_Path 670
9.3.3 第3優先順序：MED 671
9.3.4 第4優先順序：路由來源 672
9.3.5 第5優先順序：路由學習時間 672
9.3.6 第6優先順序：Cluster_List 673
9.3.7 第7優先順序：下一跳的Router ID 673
9.3.8 第8優先順序：下一跳的IP 674
9.4 iBGP的“大網”解決方案 674
9.4.1 路由反射器方案 675
9.4.2 聯邦方案 679
9.5 BGP路徑屬性：Communities 681
9.5.1 Communities的基本概念 682
9.5.2 Communities的應用舉例 682
9.6 BGP小結 684

第10章　MPLS
10.1 MPLS的轉發 687
10.1.1 MPLS轉發模型 687
10.1.2 MPLS的轉發過程 690
10.2 標籤分發協議 694
10.2.1 LDP概述 694
10.2.2 標籤的分配和發佈 698
10.3 LSP的構建 703
10.3.1 LSP構建的基本原理 703
10.3.2 MPLS的應用場景 705
10.3.3 跨域LSP 706
10.4 MPLS小結 707

第11章　MPLS L3VPN
11.1 L3VPN的概念模型 711
11.2 L3VPN的轉發 714
11.3 L3VPN的控制信令 716
11.3.1 MP-BGP概述 717
11.3.2 VPN實例與內層標籤 718
11.3.3 路由信息與內層標籤 720
11.4 跨域L3VPN 726
11.4.1 Option A方案 728
11.4.2 Option B方案 729
11.4.3 Option C方案 733
11.5 MPLS L3VPN小結 737

第12章　MPLS L2VPN
12.1 L2VPN的基本框架 743
12.1.1 L2VPN的基本模型 744
12.1.2 L2VPN的封裝 746
12.1.3 L2VPN的分類 751
12.2 L2VPN的數據面 754
12.2.1 PW的基本模型 755
12.2.2 PW的Ethernet接入模式 756
12.2.3 VPLS的數據面 757
12.3 L2VPN的控制面 764
12.3.1 Martini流派 764
12.3.2 Kompella流派 774
12.3.3 清流派 781
12.4 L2VPN與L3VPN 783
參考文獻