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前言1

第一部分 基础背景第一章 简介13

基本术语13

常见编码模式14

用户空间工具28

浏览源代码29

当功能以补丁形式提供时30

第二章 关键数据结构32

套接字缓冲区：sk_buff结构32

net_device结构53

本章涉及的文件67

第三章 用户空间与内核的接口68

概论68

procfs与sysctl70

ioctl77

Netlink80

配置改变串行化81

第二部分 系统初始化第四章 通知链85

使用通知链的原因85

概论87

定义链88

链注册88

链上的通知事件89

网络子系统的通知链91

通过／proc文件系统的调整92

本章涉及的函数和变量92

本章涉及的文件和目录93

第五章 网络设备初始化94

系统初始化概论94

设备注册和初始化96

NIC初始化的基本目标96

设备与内核之间的交互97

初始化选项102

模块选项103

设备处理层初始化：net_dev_init104

用户空间辅助程序106

虚拟设备110

通过／proc文件系统调整112

本章涉及的函数和变量113

本章涉及的文件和目录114

第六章 PCI层和网络接口卡115

本章涉及的数据结构115

PCI NIC设备驱动程序的注册117

电源管理和网络唤醒118

PCI NIC驱动程序注册范例119

大蓝图121

通过／proc文件系统调整123

本章涉及的函数和变量123

本章涉及的文件和目录123

第七章 组件初始化的内核基础架构124

引导期间的内核选项124

模块初始化代码130

优化宏卷标133

引导期间初始化函数136

内存最优化138

通过／proc文件系统调整142

本章涉及的函数和变量142

本章涉及的文件和目录143

第八章 设备注册和初始化144

设备注册之时145

设备除名之时145

分配net_device结构146

NIC注册和除名的架构147

设备初始化149

net_device结构的组织153

设备状态155

设备的注册和除名157

设备注册162

设备除名164

开启和关闭网络设备167

更新设备队列规则状态169

从用户空间配置设备相关信息174

虚拟设备177

上锁179

通过／proc文件系统调整179

本章涉及的函数和变量179

本章涉及的文件和目录181

第三部分 传输和接收第九章 中断和网络驱动程序185

决策和流量方向186

接收到帧时通知驱动程序186

中断处理函数191

softnet_data结构213

第十章 帧的接收217

与其他功能交互218

设备的开启和关闭218

队列219

通知内核帧已接收：NAPI和netif_rx219

设备驱动程序与内核间的旧接口：netif_rx的第一部分225

拥塞管理231

处理NET_RX_SOFTIRQ:net_rx_action234

第十一章 帧的传输245

传输的开启和关闭247

第十二章 中断事件一般性参考数据267

统计数据267

通过／proc和sysfs文件系统调整268

本部分涉及的函数和变量269

本部分涉及的文件和目录271

第十三章 协议处理函数272

网络协议栈概论272

执行正确的协议处理函数280

协议处理函数的组织284

协议处理函数的注册285

Ethernet与IEEE 802.3帧287

通过／proc文件系统进行调整299

本章涉及的函数和变量299

本章涉及的文件和目录300

第四部分 桥接第十四章 桥接：概念303

中继器、网桥以及路由器303

网桥与交换机305

主机306

用网桥合并LAN306

桥接不同技术的LAN307

地址学习308

多台网桥310

第十五章 桥接：生成树协议316

基本术语316

阶层交换式L2拓扑范例318

生成树协议的基本元素321

网桥ID和端口ID326

网桥协议数据单元（BPDU）328

定义活跃拓扑332

定时器340

拓扑变化344

BPDU封装350

传输配置BPDU350

处理入口帧352

收敛时间354

新版生成树协议概况355

第十六章桥接：Linux实现360

网桥设备抽象360

重要的数据结构364

桥接程序的初始化365

建立网桥设备和网桥端口366

建立一个新网桥设备367

网桥设备设置函数368

删除网桥369

给网桥添加端口369

启动和关闭网桥设备371

启动和关闭网桥端口373

改变网桥端口状态374

大蓝图375

转发数据库377

处理入口流量380

网桥设备上的传输383

生成树协议（STP）385

netdevice通知链394

第十七章 桥接：其他主题395

用户空间配置工具395

通过／proc文件系统调整网桥400

通过／sys文件系统调整网桥400

统计数据402

本部分涉及的数据结构402

本部分涉及的函数和变量407

本部分涉及的文件和目录409

第五部分 因特网协议第4版（IPv4

第十八章 因特网协议第4版（IPv4）：概念413

IP协议：大蓝图413

IP报头415

IP选项418

封包的分段／重组424

校验和435

第十九章 因特网协议第4版（IPv4）：Linux的原理和功能442

主要IPv4数据结构442

封包的一般性处理446

IP选项456

第二十章 因特网协议第4版（IPv4）：转发和本地传递469

转发469

本地传递475

第二十一章 因特网协议第4版（IPv4）：传输476

进行传输的重要函数477

衔接邻居子系统512

第二十二章 因特网协议第4版（IPv4）：处理分段515

IP分段516

IP重组525

第二十三章 因特网协议第4版（IPv4）：其他主题539

长效IP端点信息539

选择IP报头的ID字段543

IP统计资料544

IP配置548

IP-over-IP553

IPv4：问题出在哪儿？553

通过／proc文件系统做调整555

本部分涉及的数据结构558

本部分涉及的函数和变量568

本部分涉及的文件和目录571

第二十四章 L4协议和Raw IP的处理572

可用的L4协议572

L4协议的注册574

L3到L4的传递：ip_local_deliver_finish577

IPv4 vs IPv6585

通过／proc文件系统做调整585

本章涉及的函数和变量585

本章涉及的文件和目录586

第二十五章 因特网控制消息协议（ICMPv4）587

ICMP报头588

ICMP有效载荷589

ICMP类型590

ICMP协议的应用程序597

大蓝图598

协议的初始化602

本章涉及的数据结构602

传输ICMP消息605

接收ICMP消息613

ICMP统计资料619

把错误通知传给传输层622

通过／proc文件系统调整623

本章涉及的函数和变量624

本章涉及的文件和目录625

第六部分 邻居子系统第二十六章 邻居子系统：概念629

邻居是什么？629

需要邻居协议的原因632

Linux实现637

邻居协议代理640

何时发送和处理Solicitation请求643

邻居状态和网络不可到达性探测（NUD）645

第二十七章 邻居子系统：基础结构654

主要的数据结构654

L3协议和邻居协议间的通用接口658

邻居基础结构的一般任务668

邻居结构的引用计数673

创建一个邻居项673

删除邻居676

担任代理682

L2帧头缓存686

协议初始化和清理690

与其他子系统的交互691

邻居协议和L3传输函数的交互695

排队696

入口队列698

第二十八章 邻居子系统：地址解析协议（ARP）702

ARP封包格式703

ARP事务范例705

无端ARP705

多个网络接口的应答709

调整ARP选项711

初始化ARP协议718

初始化neighbour结构720

传输和接收ARP封包725

处理入口ARP封包730

ARP代理738

实例743

外部事件746

ARPD747

逆向地址解析协议（RARP）750

ND（IPv6）对ARP（IPv4）的改进750

第二十九章 邻居子系统：其他问题752

邻居的系统管理752

使用／proc文件系统调整邻居性能755

本部分涉及的数据结构761

本部分涉及的文件和目录778

第七部分 路由第三十章 路由：概念781

路由器、路由与路由表782

路由的基本元素786

路由表797

查找801

封包接收与封包传输803

第三十一章 路由：高级路由806

策略路由背后的概念806

多路径路由背后的概念812

与其他内核子系统的交互818

路由协议守护进程822

Verbose监控824

ICMP_REDIRECT消息825

反向路径过滤831

第三十二章 路由：Linux的实现833

内核选项833

主要的数据结构836

路由scope与地址scope841

主IP地址与辅助IP地址843

常用的辅助程序与宏844

全局锁846

路由子系统初始化847

外部事件848

与其他子系统的交互861

第三十三章 路由：路由缓存864

路由缓存初始化864

Hash表的组织865

主要的缓存操作866

多路径缓存876

DST与调用协议间的接口882

刷新路由缓存888

垃圾回收889

出口ICMP REDIRECT限速900

第三十四章 路由：路由表901

路由Hash表的组织901

路由表初始化907

路由的添加与删除908

策略路由及其对路由表定义的影响913

第三十五章 路由：查找915

查找函数的高层概述915

辅助函数916

路由表查找：fn_hash_lookup917

fib_lookup函数922

为接收和发送设置函数923

输入和输出路由函数的一般结构926

输入路由928

输出路由936

多路径对下一跳选择的影响945

策略路由948

源路由951

策略路由与基于路由表的分类器952

第三十六章 路由：相关主题956

用户空间配置工具956

统计数据962

通过／proc文件系统调整963

开启和关闭转发971

本书此部分中的数据结构功能972

本部分涉及的函数和变量992

本部分涉及的文件和目录995