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第1章 绪论1

1.1 Linux网络栈2

1.2网络设备4

1.2.1网络设备中的NAPI5

1.2.2数据包的收发5

1.2.3套接字缓冲区7

1.3 Linux内核网络开发模型10

1.4总结12

第2章 Netlink套接字13

2.1 Netlink簇13

2.1.1 Netlink套接字库15

2.1.2结构sockaddr_nl15

2.1.3用于控制TCP/IP联网的用户空间包15

2.1.4内核Netlink套接字16

2.1.5 Netlink消息报头20

2.1.6 NETLINK_ROUTE消息22

2.1.7在路由选择表中添加和删除路由选择条目24

2.2通用Netlink协议25

2.2.1创建和发送通用Netlink消息29

2.2.2套接字监视接口31

2.3总结32

2.4快速参考32

第3章 Internet控制消息协议（ICMP）36

3.1 ICMPv436

3.1.1 ICMPv4的初始化37

3.1.2 ICMPv4报头38

3.1.3接收ICMPv4消息42

3.1.4发送ICMPv4消息：目的地不可达43

3.2 ICMPv647

3.2.1 ICMPv6初始化47

3.2.2 ICMPv6报头48

3.2.3接收ICMPv6消息49

3.2.4发送ICMPv6消息52

3.3 ICMP套接字（ping套接字）55

3.4总结56

3.5快速参考56

3.5.1方法56

3.5.2表格57

3.5.3 procfs条目58

3.5.4使用iptables创建“目的地不可达”消息59

第4章 IPv461

4.1 IPv4报头62

4.2 IPv4的初始化63

4.3接收IPv4数据包64

4.4接收IPv4组播数据包67

4.5 IP选项69

4.5.1时间戳选项71

4.5.2记录路由选项74

4.5.3 IP选项和分段82

4.5.4创建IP选项84

4.6发送IPv4数据包85

4.7分段89

4.7.1快速路径90

4.7.2慢速路径93

4.8重组94

4.9转发99

4.10总结101

4.11快速参考101

4.11.1方法102

4.11.2宏104

第5章 IPv4路由选择子系统105

5.1转发和FIB105

5.2在路由选择子系统中进行查找107

5.3 FIB表110

5.3.1 FIB信息110

5.3.2缓存115

5.3.3下一跳115

5.3.4策略路由选择117

5.3.5 FIB别名118

5.4 ICMPv4重定向消息121

5.4.1生成ICMPv4重定向消息122

5.4.2接收ICMPv4重定向消息123

5.4.3 IPv4路由选择缓存125

5.5总结126

5.6快速参考126

5.6.1方法127

5.6.2宏128

5.6.3表128

5.6.4路由标志129

第6章 高级路由选择131

6.1组播路由选择131

6.1.1 IGMP132

6.1.2组播路由选择表133

6.1.3组播转发缓存（MFC）134

6.1.4组播路由器136

6.1.5 vif设备137

6.1.6 IPv4组播接收路径138

6.1.7方法ip_mr_forward（）141

6.1.8方法ipmr_queue_xmit（）143

6.1.9方法ipmr_forward_finish（）145

6.1.10组播流量中的TTL146

6.2策略路由选择146

6.2.1策略路由选择的管理147

6.2.2策略路由选择的实现147

6.3多路径路由选择148

6.4总结149

6.5快速参考149

6.5.1方法149

6.5.2宏151

6.5.3 procfs组播条目152

6.5.4表152

第7章 Linux邻接子系统153

7.1邻接子系统的核心153

7.1.1创建和释放邻居160

7.1.2用户空间和邻接子系统之间的交互161

7.1.3处理网络事件163

7.2 ARP协议（IPv4）163

7.2.1 ARP：发送请求165

7.2.2 ARP：接收请求和应答168

7.3 NDISC协议（IPv6）174

7.3.1重复地址检测（DAD）174

7.3.2 NIDSC：发送请求176

7.3.3 NDISC：接收邻居请求和通告179

7.4总结185

7.5快速参考186

7.5.1方法186

7.5.2宏189

7.5.3结构neigh_statistics190

7.5.4表191

第8章 IPv6192

8.1 IPv6简介192

8.2 IPv6地址193

8.2.1特殊地址193

8.2.2组播地址194

8.3 IPv6报头195

8.4扩展报头197

8.5 IPv6初始化199

8.6自动配置200

8.7接收IPv6数据包201

8.7.1本地投递204

8.7.2转发206

8.8接收IPv6组播流量210

8.9组播侦听者发现（MLD）211

8.9.1加入和退出组播组212

8.9.2 MLDv2组播侦听者报告215

8.9.3组播源过滤215

8.10发送IPv6数据包220

8.11 IPv6路由选择221

8.12总结221

8.13快速参考221

8.13.1方法221

8.13.2宏224

8.13.3表224

8.13.4特殊地址225

8.13.5 IPv6路由选择表的管理226

第9章 Netfilter227

9.1 Netfilter框架227

9.2 Netfilter挂接点228

注册Netfilter钩子回调函数229

9.3连接跟踪230

9.3.1连接跟踪的初始化231

9.3.2连接跟踪条目234

9.3.3连接跟踪辅助方法和期望连接238

9.3.4 iptables241

9.3.5投递到当前主机243

9.3.6转发数据包245

9.3.7网络地址转换（NAT）245

9.3.8 NAT钩子回调函数和连接跟踪钩子回调函数247

9.3.9 NAT钩子回调函数250

9.3.10连接跟踪扩展252

9.4总结253

9.5快速参考253

9.5.1方法253

9.5.2宏255

9.5.3表255

9.5.4工具和库256

第10章 IPsec257

10.1概述257

10.2 Internet密钥交换（IKE）257

10.3 IPsec和加密259

10.4 XFRM框架259

10.4.1 XFRM的初始化260

10.4.2 XFRM策略260

10.4.3 XFRM状态（安全关联）263

10.5 IPv4 ESP的实现266

10.6接收IPsec数据包（传输模式）268

10.7发送IPsec数据包（传输模式）271

10.8 XFRM查找272

10.9 IPsec的NAT穿越功能275

10.10总结276

10.11快速参考276

10.11.1方法276

10.11.2表278

第11章 第4层协议280

11.1套接字280

11.2创建套接字281

11.3用户数据包协议（UDP）285

11.3.1 UDP的初始化286

11.3.2发送UDP数据包287

11.3.3接收来自网络层（L3）的UDP数据包290

11.4传输控制协议（TCP）293

11.4.1 TCP报头293

11.4.2 TCP的初始化295

11.4.3 TCP定时器296

11.4.4 TCP套接字的初始化297

11.4.5 TCP连接的建立297

11.4.6接收来自网络层（L3）的TCP数据包298

11.4.7发送TCP数据包299

11.5流控制传输协议（SCTP）300

11.5.1 SCTP数据包和数据块301

11.5.2 SCTP块头302

11.5.3 SCTP块302

11.5.4 SCTP关联303

11.5.5建立SCTP关联305

11.5.6接收SCTP数据包305

11.5.7发送SCTP数据包306

11.5.8 SCTP心跳306

11.5.9 SCTP多流306

11.5.10 SCTP多宿主307

11.6数据报拥塞控制协议（DCCP）307

11.6.1 DCCP报头307

11.6.2 DCCP的初始化309

11.6.3 DCCP套接字的初始化310

11.6.4接收来自网络层（L3）的DCCP数据包311

11.6.5发送DCCP数据包311

11.6.6 DCCP和NAT312

11.7总结313

11.8快速参考313

11.8.1方法313

11.8.2宏315

11.8.3表315

第12章 无线子系统317

12.1 mac80211子系统317

12.2 802.11 MAC帧头318

12.3 802.11 MAC帧头的其他成员320

12.4网络拓扑321

12.4.1基础设施BSS321

12.4.2 IBSS（对等模式）322

12.5省电模式322

12.5.1进入省电模式322

12.5.2退出省电模式322

12.5.3处理组播/广播缓冲区323

12.6管理层325

12.6.1扫描325

12.6.2身份验证325

12.6.3关联325

12.6.4重新关联325

12.7 mac80211的实现326

12.7.1接收路径328

12.7.2传输路径328

12.7.3分段329

12.7.4 mac80211 debugfs330

12.7.5无线模式331

12.8高吞吐量（IEEE 802.11n）331

12.9网状网络（802.11s）334

12.9.1 HWMP335

12.9.2组建网状网络336

12.10 Linux无线开发流程337

12.11总结337

12.12快速参考338

12.12.1方法338

12.12.2表341

第13章 InfiniBand343

13.1 RDMA和InfiniBand概述343

13.1.1 RDMA栈的组织结构344

13.1.2 RDMA技术的优点345

13.1.3 InfiniBand硬件组件345

13.1.4 InfiniBand中的编址345

13.1.5 InfiniBand的功能346

13.1.6 InfiniBand数据包346

13.1.7管理实体347

13.2 RDMA资源348

13.2.1 RDMA设备348

13.2.2 PD350

13.2.3 AH350

13.2.4 MR350

13.2.5 FMR池351

13.2.6 MW352

13.2.7 CQ352

13.2.8 XRC353

13.2.9 SRQ353

13.2.10 QP355

13.2.11工作请求的处理360

13.2.12 RDMA架构支持的操作361

13.2.13组播组365

13.2.14用户空间RDMA API和内核级RDMA API的差别365

13.3总结366

13.4快速参考366

第14章 高级主题372

14.1网络命名空间372

14.1.1命名空间的实现373

14.1.2 UTS命名空间的实现381

14.1.3网络命名空间的实现383

14.1.4网络命名空间的管理388

14.2 cgroup392

14.2.1 cgroup的实现393

14.2.2 cgroup设备控制器：一个简单示例395

14.2.3 cgroup内存控制器：一个简单示例396

14.2.4 net_prio模块396

14.2.5分类器cls_cgroup397

14.2.6挂载cgroup子系统398

14.3频繁轮询套接字399

14.3.1全局启用400

14.3.2对特定套接字启用401

14.3.3调整和配置401

14.3.4性能401

14.4 Linux蓝牙子系统401

14.4.1 HCI层404

14.4.2 HCI连接406

14.4.3 L2CAP407

14.4.4 BNEP407

14.4.5蓝牙数据包接收示意图408

14.4.6 L2CAP扩展功能409

14.4.7蓝牙工具409

14.5 IEEE 802.15.4和6LoWPAN410

14.5.1邻居发现优化411

14.5.2 Linux内核的6LoWPAN实现412

14.6 NFC415

14.6.1 NFC标签415

14.6.2 NFC设备416

14.6.3通信模式和操作模式416

14.6.4主机控制器接口417

14.6.5 Linux对NFC的支持417

14.6.6用户空间架构421

14.6.7 Android NFC421

14.7通知链422

14.8 PCI子系统425

14.9组合网络设备428

14.10 PPPoE协议428

14.10.1 PPPoE报头429

14.10.2 PPPoE的初始化430

14.10.3 PPPoE数据包的收发432

14.11 Android435

14.11.1 Android联网技术436

14.11.2 Android内部原理：资料437

14.12总结438

14.13快速参考438

14.13.1方法438

14.13.2宏443

附录A Linux API444

附录B 网络管理520

附录C 术语表537