TCP/IP必备指南——针对Windows Server 2008和Windows Vista内容全面更新

　　本书基于Windows Server 2008和Windows Vista，深入、实用、严谨地讲述了TCP/IP协议和工作过程。网络专家Joseph Davies将带您穿过TCP/IP模型的各层，重点学习IPv4以及相关的传输和网络基础结构协议。您将由表及里地了解与发现TCP/IP的工作机制。

　　层层深入，从数据包结构到协议工作过程：

　　■网络接口层——了解区域网和广域网数据封装、ARP以及PPP。
　　■深入到Internet层核心协议——IPv4、ICMP和IGMP，以及IPv6的概览。
　　■了解TCP连接建立过程，管理数据流并恢复丢失的数据。
　　■探查IP寻址（DHCP）、名称解析（DNS和WINS）和集中式验证（RADIUS）消息交换。
　　■验证IPSec和VPN的网络和数据保护特性。
　　■学习使用命令行工具和注册表设置修改系统缺省行为。

　　作者简介：
　　Joseph Davies　Microsoft的一位技术撰稿人。从1992年起他就一直从事于TCP/IP、网络和安全课题方面的培训和写作。他起初是作为Microsoft公司产品支持组的课件开发人员写作，之后进入Windows产品组编写网络和安全技术方面的产品帮助和资源工具箱内容。从2001年起，他开始为Windows网络技术团队编写白皮书、TechNet文章，网站以及 Microsoft Press图书。他是每月在线TechNet网络专家专栏的作者（http://www.microsoft.com/technet/ community/columns/cableguy/default.mspx）。
　　书中示例文件可以在机工新阅读网站www.cmpreading.com的本书网页上下载。

无

本书详细了TCP/IP协议栈中多个协议的概念、原理、处理过程以及在Windows Server 2008和Windows Vista中对于它们的支持。本书重点讨论IPv4以及相关的传输和网络基础结构支持协议。虽然书中也包括了IPv6的概览，但是不涉及深度技术细节。更多有关IPv6及其在Microsoft Windows Server 2008和Windows Vista中的实现，请参见Joseph Davies所著的《Understanding IPv6，2nd Edition》（Redmond，Wash：Microsoft Press，2008；ISBN 9780735624467）一书。
　　本书主要讨论协议本身（通信过程中介质上所见）和处理过程（表层下的工作机制），而不是规划、配置、部署、管理或应用程序的开发。有关TCP/IP的规划、配置、部署和管理方面的讨论，请参阅《Windows Server 2008 Networking and Network Access Protection (NAP)》（Redmond, Wash：Microsoft Press，2008；ISBN 9780735624221），Windows Server 2008帮助和支持，以及Windows Server 2008技术中心（http://technetmicrosoftcom/windowsserver/2008）。关于使用Windows套接字进行TCP/IP应用程序开发的讨论，请访问Microsoft开发人员网络（http://msdnmicrosoftcom）。
　　本书不包含TCP/IP在Windows Server 2008和Windows Vista中实现的代码细节，例如，内部结构、表、缓冲区以及相关的使用或编码逻辑。只有少数读者对这些细节感兴趣，并且出于安全原因和Microsoft知识产权的保护，它们不对外公开。不过，本书包含了Microsoft对于Windows Server 2008和Windows Vista中TCP/IP实现的处理过程细节以及如何通过注册表值和Netshexe工具命令来修改默认的行为。
　　注意除非特别说明，否则对于注册表值的修改需要重新启动系统才能生效。本书可用作深入学习TCP/IP知识的教材和详细的技术参考。本书不是TCP/IP或网络技术的初级读物。
　　读者对象
　　本书适合于以下读者：
　　●Windows网络顾问和规划人员所有计划或部署Windows Server 2008或Windows Vista计算机网络的人员。
　　●Windows网络管理员目前正在管理Windows网络和想获得有关TCP/IP及其在Windows Server 2008和Windows Vista中实现的额外技术知识的人员。
　　●微软认证系统工程师（MCSE）和微软认证讲师（MCT）本书可作为MCSE和MCT对于TCP/IP协议栈的标准参考。
　　●普通技术人员由于本书主要讲述TCP/IP协议及处理过程，与Windows Server 2008和Windows Vista中的实现独立，普通技术人员可把本书作为TCP/IP协议的深入参考资料。
　　●信息技术（IT）专业学生可将本书作为教育机构或组织内部全面讲授中高级TCP/IP课程的极佳教材。
　　预备知识
　　本书希望读者已经了解网络基础知识，包含基本的组网概念和广泛使用的网络技术。例如，尽管本书详细讲述了IP数据包在以太网网段上发送时的封装方法，但并不涉及以太网历史或技术细节（如信号编码、布线、拓扑或配置选项等），希望读者已经具备这方面的知识。
　　本书希望读者对于TCP/IP协议栈和基于Windows网络所支持的协议集有最基本的了解，包括对于TCP/IP体系结构、IP寻址、IP路由、域名解析，以及动态主机配置协议（DHCP）和Internet协议安全（IPsec）这样的网络基础结构协议作用的基本了解。
　　本书的组织方式
　　本书分为4个部分，分别对应美国国防部（DoD）高级研究计划局（DARPA）模型中的4层：
　　●网络接口层在这一部分中有两章讲述Windows Server 2008和Windows Vista支持的局域网（LAN）和广域网（WAN）技术，尤其是对IP数据报如何进行封装。该部分中还有一章讲述地址解析协议（ARP），它是为下一跳IP地址解析硬件地址（媒体访问控制（MAC）地址）的一个简单协议。该部分中还有一章讲述了点对点协议（PPP）协议栈，它为点对点链路提供了封装、链路协商和协议配置服务。
　　●Internet层协议这一部分讲述了IP、Internet控制消息协议（ICMP）和Internet组管理协议（IGMP）。关于IPv6的章节提供了IPv6的概览及其Internet上当前使用的IP版本IPv4的对比。
　　●传输层协议这一部分讲述了发送不可靠消息的一个简单传输层协议，用户数据报协议（UDP）和发送可靠数据的一个复杂传输层协议、传输控制协议（TCP）。
　　●应用层协议和服务该部分讲述了TCP/IP相关的关键基础结构协议和网络基础结构服务，例如，DHCP、域名系统（DNS）、Windows Internet名称服务（WINS）、远程身份验证拨入用户服务（RADIUS）、IPsec和虚拟专用网络（VPN）。
　　Network Monitor跟踪
　　本书中演示的数据包结构和协议操作过程都是通过Network Monitor 31显示的数据包捕获。它们演示了线缆上可见的协议或服务的实际行为。本书涉及的所有跟踪都包含在示例文件的\Captures文件夹下。书中显示或提及的所有Network Monitor捕获文件都包含在内。
　　
　　Network Monitor可以捕获并查看网络通信及捕获文件。可以从http://gomicrosoftcom/fwlink / LinkID=92844安装Network Monitor 31。有关Network Monitor的最新信息，请留意Network Monitor博客http://blogstechnetcom/netmon/。
　　书中的“示例文件”可在华章网站（wwwhzbookcom）的本书页面上下载。
　　注意Network Monitor的不同版本可以显示的数据包结构也有所差异。
　　教师须知
　　如果您是一位讲授TCP/IP协议栈高级知识的教师，那么强烈推荐使用本书教授TCP/IP课程。显然，本书可以用作Windows网络管理员和系统工程师补充TCP/IP知识的教程，但由于书中的内容大部分是关于TCP/IP协议栈数据包结构和协议处理过程的细节，所以本书也可用作为独立于具体实现的TCP/IP教程。
　　同为教师，希望在您的努力下讲授这门有趣而又重要的技术时能够取得成功。
　　本版新增内容
　　本书是Joseph Davies和Thomas Lee所著的《Microsoft Windows Server 2003 TCP/IP Protocols and Services Technical Reference》的更新版，修改和更新如下：
　　●第2章删除了串行线路Internet协议（SLIP）、X25和异步传输模式（ATM）部分的内容。
　　●第3章新增Windows Server 2008和Windows Vista中的重复地址检测和邻居不可达检测行为。
　　●第4章删除了Shiva密码身份验证协议（SPAP）、Microsoft质询握手身份验证协议（MSCHAP）（也称为MSCHAP v1）和可扩展身份验证协议消息摘要5（EAPMD5）身份验证协议部分，新增受保护的EAP（PEAP）身份验证协议。
　　●第5章新增RFC 3168中定义的IP服务类型（TOS）字段中显式拥塞报告（ECN）字段的讨论。
　　●第10章（以前的第12章）新增RFC 3168中定义的TCP段头中ECN标志的讨论。
　　●第12章（以前的第14章）新增接收窗口自动调节、复合TCP、ECN和受限传输的讨论。
　　●第13章（以前的第15章）增加新的失效网关检测算法、Forward RTORecovery和新的丢失恢复方法。
　　●第14章（以前的第16章）重排和重写，重点放在DHCP协议的细节和消息交换上。
　　●第15章（以前的第17章）重排和重写，重点放在DNS协议的细节和消息交换上。　
　　●第16章（以前的第18章）重排和重写，重点放在TCP/IP上的网络基本输入/输出系统（NetBIOS）协议的细节和WINS消息交换上。
　　●第17章（以前的第20章）重排和重写，重点放在RADIUS协议的细节和消息交换上。
　　●第18章（以前的第22章）新增身份验证Internet协议（AuthIP）部分的内容。
　　●第19章（以前的第23章）重排和重写，重点放在点对点隧道协议（PPTP）、第二层隧道协议（L2TP）的细节和消息交换上，并新增了安全套接字隧道协议（SSTP）相关的内容。
　　●附录（以前的第6章）更新了Windows Server 2008和Windows Vista中使用的新技术。未列出的章节中更新了Windows Server 2008和Windows Vista中新的特性、行为和设置。删除了下列章节：
　　●第7章。　
　　●第19章有关Internet打印协议（IPP）的信息可参阅RFC 2567、2568、2569、2910和2911；有关通用Internet文件系统（CIFS）的信息可于http://wwwmicrosoftcom/downloads /detailsaspx FamilyID=c4adb5847ff04acfbd915f7708adb23c&displaylang=en的文档《Common Internet File System(CIFS) File Access Protocol》下载。
　　●第21章有关超文本传输协议（HTTP）的信息可参阅RFC 2616；有关文件传输协议（FTP）的信息可参阅RFC 959；有关网络新闻传输协议（NNTP）的信息可参阅RFC 977和2980；有关简单邮件传输协议（SMTP）的信息可参阅RFC 821。
　　其他在线内容
　　本书补充的新内容或更新的内容将发布在Microsoft Press Online Windows Server And Client Web site Web 站点上。根据Windows Server 2008的最终发布版本，更新的内容可能包括本书的内容、文章、附带内容链接、勘误和样章等。该站点位于wwwmicrosoftcom/learning/books/online/serverclient并定期更新。
　　支持信息
　　本书代表了出版时Windows Server 2008和Windows Vista提供的TCP/IP协议栈中诸多协议实现的最新信息快照，其时正值Windows Server 2008 RC 0版和Windows Vista Service Pack 1的Beta 1版。书中的内容不包含之后发布的Windows Server 2008和Windows Vista Service Pack 1版本，或者2007年11月15日之后IETF标准的变化部分。
　　IETF标准对于TCP/IP的最新信息可参见IETF站点：http://wwwietforg/。
　　我们尽全力确保书中内容的准确性。Microsoft Press在Microsoft知识库中提供了本书的勘误。要直接访问Microsoft知识库并查询书中的问题或错误，可以访问http://supportmicrosoftcom/search/ adv=1，在搜索框中输入978-0735624474，然后点击搜索。
　　如果对本书有任何意见、问题或看法，请通过邮件或电子邮件发送至Microsoft Press。邮件地址是：
　　Microsoft Press
　　Attn:Windows Server 2008 TCP/IP Protocols and Services Editor
　　One Microsoft Way
　　Redmond, WA 98052-6399
　　Email地址是： MSPInput@microsoftcom
　　请注意这些地址不提供产品支持。有关Windows产品的支持信息请访问Microsoft支持站点http://supportmicrosoftcom/defaultaspx。致谢
　　感谢参与本书各章节及附录内容技术审校工作的Microsoft的工作人员：Boyd Benson、Lee Gibson、Philippe Joubert、Jason Popp、Katarzyna Puchala、Aaron Schrader、Ben Schultz、Murari Sridharan、Brian Swander、Mark Swift和Jeff Westhead。特别要感谢Dmitry Anipko，他是Windows网络核心开发团队中的一名软件开发工程师，对于标准的IPv4以及在Windows Server 2008和Windows Vista中IPv4的实现细节，他在多个章节给了我非常详细的反馈。
　　我还要感谢Maureen Zimmerman（Microsoft Press内容项目经理）、Kelly D Henthorne（Abshier House的项目经理）、Jim Johnson（技术审校）、Kim Heusel（文稿编辑）、Debbie Berman（排版）以及Johnna VanHoose Dinse（索引）。
　　最后，我要向我的妻子Kara和女儿Katie表达我的感谢和感激之情，感谢她们对我为本书所投入的时间与精力上的耐心与宽容。

TCP/IP必备指南——针对Windows Server 2008和Windows Vista内容全面更新 本书基于Windows Server 2008和Windows Vista，深入、实用、严谨地讲述了TCP/IP协议和工作过程。网络专家Joseph Davies将带您穿过TCP/IP模型的各层，重点学习IPv4以及相关的传输和网络基础结构协议。您将由表及里地了解与发现TCP/IP的工作机制。 层层深入，从数据包结构到协议工作过程： ■网络接口层——了解区域网和广域网数据封装、ARP以及PPP。 ■深入到Internet层核心协议——IPv4、ICMP和IGMP，以及IPv6的概览。 ■了解TCP连接建立过程，管理数据流并恢复丢失的数据。 ■探查IP寻址（DHCP）、名称解析（DNS和WINS）和集中式验证（RADIUS）消息交换。 ■验证IPSec和VPN的网络和数据保护特性。 ■学习使用命令行工具和注册表设置修改系统缺省行为。 作者简介： Joseph Davies Microsoft的一位技术撰稿人。从1992年起他就一直从事于TCP/IP、网络和安全课题方面的培训和写作。他起初是作为Microsoft公司产品支持组的课件开发人员写作，之后进入Windows产品组编写网络和安全技术方面的产品帮助和资源工具箱内容。从2001年起，他开始为Windows网络技术团队编写白皮书、TechNet文章，网站以及 Microsoft Press图书。他是每月在线TechNet网络专家专栏的作者（http://www.microsoft.com/technet/ community/columns/cableguy/default.mspx）。 书中示例文件可以在华章网站www.hzbook.com的本书网页上下载。

Joseph Davies：暂无简介

贾笑明; 汪国安：暂无简介

译者序
深入学习TCP/IP，可以使我们能够更加深入地了解网络上的通信如何发生，各种协议表层之下的任务处理又是如何进行的。本书别出心裁地利用了一些实用工具。在作者的精心组织下，读者能够实际“看到”这些网络上传递的数据包如何进行封装和处理。与当今流行的Windows Server 2008和Windows Vista操作系统中所用的技术相结合，这使得本书在实用性上得到了进一步提高。
由于TCP/IP标准的独立性与平台无关性，本书重点针对协议及协议操作本身进行讨论，使它不仅可以作为Windows网络管理员深入学习TCP/IP协议并排除网络问题的极佳参考书，也可以作为一部极好的TCP/IP深入学习教程供高校师生使用。
另外，书中大量使用Network Monitor捕获英文示例，对这些示例的理解与书中所提供的数据包结构示意图有着密切的联系，所以在翻译时，我们并没有像其他图书那样将图中内容一一翻译，而是尽量保持原貌。为了方便读者阅读，在涉及字段及关键术语说明时中英并陈，这样做的目的只有一个——让读者更容易理解书中的示例，并在其指导下进行实践。
参与本书翻译的还有侯彦娥、陈倩、陈霞、张啸风、童广林、李媛、霍俊伟、李俊等。他们的配合与支持，让本书的翻译工作得以顺利完成，在此向他们表示感谢。
感谢我的家人，在本书的翻译中占去了太多与他们在一起的时间，正是他们给了我无微不至的关怀与支持，让我能够全身心地投入到工作中。
虽然已经尽最大努力保证本书在翻译中的精确性，但难免还会有疏漏之处。如果读者朋友发现任何错误，请通过我的博客与我联系，我会将最新的勘误发布到上面，我的博客地址是：http://blogsinacomcn/mengmengbug。

贾笑明
2008年9月于开封

目录
译者序
前言


第一部分网络接口层
第1章局域网技术
11局域网封装
12以太网
121以太网Ⅱ
122IEEE 8023
123IEEE 8023 SNAP
124以太网MAC地址中的特殊位
13令牌环
131IEEE 8025
132IEEE 8025 SNAP
133令牌环MAC地址中的
特殊位
14FDDI
141FDDI帧格式
142FDDI SNAP
143FDDI MAC地址中的
特殊位
15IEEE 80211
151IEEE 80211帧格式
152IEEE 80211 SNAP
16小结
第2章广域网技术
21广域网封装
22点对点协议
221异步链路上的PPP
222同步链路上的PPP
223PPP最大接收单元
224PPP多重链路协议
23帧中继
24小结
第3章地址解析协议
31ARP概述
32ARP帧结构
33Windows Server 2008和Windows Vista
中的ARP
331地址解析
332重复地址检测
333邻居不可达检测
334ARP注册表值
34逆向ARP（InARP）
35ARP代理
36小结
第4章点对点协议
41PPP连接过程
411第1阶段：使用LCP对PPP
进行配置
412第2阶段：身份验证
413第3阶段：回叫
414第4阶段：使用NCP对协议
进行配置
42PPP连接终止
43链接控制协议（LCP）
431LCP选项
432LCP协商过程
44PPP身份验证协议
441PAP
442CHAP
443MSCHAP v2
444EAP
45回叫和回叫控制协议
46网络控制协议（NCP）
461IPCP
462压缩控制协议（CCP）
463加密控制协议（ECP）
47Network Monitor示例
48以太网上的PPP
481PPPoE发现阶段
482PPPoE会话阶段
49小结
第二部分Internet层协议
第5章Internet协议
51IP简介
511IP服务
512IP最大传输单元（MTU）
52IP数据报
53IP报头
531版本
532Internet报头长度
533服务类型
534总长度
535标识
536标志
537片偏移量
538生存时间
539协议
5310报头校验和
5311源地址
5312目的地址
5313选项和填充
54分片
541分片字段
542分片示例
543重组示例
544分片的再次分片
545避免分片
546分片与Windows Server 2008和
Windows Vista中的TCP/IP
55IP选项
551复制
552选项类别
553选项编号
554严格和松散源路由
555IP路由器警报
556Internet时间戳
56小结
第6章Internet控制消息协议
61ICMP消息结构
62ICMP消息
621ICMP回显和回显应答
622ICMP目的不可达
623PMTU发现
624ICMP源端被关闭
625ICMP重定向
626ICMP路由器发现
627ICMP超时
628ICMP参数问题
629ICMP地址掩码请求和地址
掩码应答
63Pingexe工具
64Tracertexe工具
65Pathpingexe工具
66小结
第7章Internet组管理协议
71IP多播和IGMP介绍
711IP多播概述
712主机支持
713路由器支持
714启用多播的IP互联网络
715Internet多播骨干网
72IGMP消息结构
721IGMP版本1（IGMPv1）
722IGMP版本2（IGMPv2）
723IGMP版本3（IGMPv3）
73Windows Server 2008和Windows Vista
中的IGMP
731TCP/IP协议
732路由和远程访问服务
74小结
第8章Internet协议版本6
81IPv4的缺点
82IPv6寻址
821IPv6地址语法基础
822地址类型
823单播地址类型
824IPv6接口标识符
825DNS支持
83IPv6核心协议
831IPv6
832ICMPv6
833邻居发现
834多播监听发现
84IPv4和IPv6之间的差异
85小结
第三部分传输层协议
第9章用户数据报协议
91UDP介绍
92UDP应用
93UDP消息
94UDP报头
95UDP端口
96UDP伪报头
97小结
第10章传输控制协议基础
101TCP介绍
102TCP段
103TCP段头
104TCP端口
105TCP标志
106TCP伪首部
107TCP紧急数据
108TCP 选项
1081选项列表结束和无操作
1082最大段长度选项
1083TCP窗口缩放选项
1084选择性确认选项
1085TCP时间戳选项
109小结
第11章传输控制协议连接
111TCP连接
112建立TCP连接
1121第1段：同步（SYN）段
1122第2段：SYNACK段
1123第3段：ACK段
1124TCP连接的结果
113TCP半开连接
114TCP连接的维持
115TCP连接终止
1151第1段：TCP对等方1发送的
FINACK
1152第2段：TCP对等方2
发送的ACK
1153第3段：TCP对等方2发送的
FINACK
1154第4段：TCP对等方1发送的
ACK
116TCP连接重置
117TCP连接状态
118小结
第12章传输控制协议数据流
121基本的TCP数据流行为
122TCP确认
1221延迟的确认
1222邻接数据的累积确认
1223非邻接数据的选择性确认
123TCP滑动窗口
1231发送窗口
1232接收窗口
1233接收窗口自动调节
124小段
1241Nagle算法
1242糊涂窗口综合症
125发送端的流量控制
1251慢启动算法
1252拥塞避免算法
1253复合TCP
1254显式拥塞通知
1255受限传输
126小结
第13章传输控制协议重传和超时
131重传超时和往返时间
132重传行为
1321新连接的重传行为
1322失效网关检测
1323转发重传超时恢复
1324使用选择性确认（SACK）
TCP选项
133计算RTO
1331使用TCP时间戳选项
1332Karn算法
1333Karn算法和时间戳选项
134快速重传和快速恢复
135小结
第四部分应用层协议和服务
第14章动态主机配置协议
141DHCP消息
1411DHCP消息格式
1412DHCP选项
142DHCP消息交换
1421获得初始租约
1422续订租约
1423改变子网
1424探测未授权的DHCP服务器
1425更新DNS条目
143小结
第15章域名系统
151DNS消息
1511DNS名称查询请求和名称查询
应答消息
1512DNS更新和更新应答消息
152DNS消息交换
1521解析名称到地址
1522解析地址到名称
1523解析别名
1524动态更新DNS
1525在DNS服务器之间传输
区域信息
153小结
第16章Windows Internet
名称服务
161NetBT名称服务消息
1611NetBIOS名称服务消息
1612表示NetBIOS名称
1613查询RR格式
162WINS客户端和服务器消息交换
1621解析NetBIOS名称到
IP地址
1622注册NetBIOS名称
1623刷新NetBIOS名称
1624释放NetBIOS名称
163小结
第17章远程身份验证拨入用户
服务
171RADIUS消息
1711RADIUS消息结构
1712RADIUS属性
1713厂商特定属性
172RADIUS消息交换
1721网络访问身份验证
1722网络访问计费
1723RADIUS代理转发
173小结
第18章Internet协议安全
181IPsec报头
1811身份验证报头
1812封装安全有效负载（ESP）
182IPsec和安全关联
1821ISAKMP SA
1822IPsec SA
1823安全参数索引
1824创建SA
183Internet密钥交换
184ISAKMP消息结构
1841ISAKMP报头
1842SA有效负载
1843建议有效负载
1844转换有效负载
1845厂商ID有效负载
1846临时有效负载
1847密钥交换有效负载
1848通知有效负载
1849删除有效负载
18410标识有效负载
18411散列有效负载
18412证书请求有效负载
18413证书有效负载
18414签名有效负载185主要模式协商
186快速模式协商
187身份验证Internet协议
1871AuthIP信息
1872AuthIP和IKE共存
188IPsec NAT遍历
189小结
第19章虚拟专用网络
191PPTP
1911PPTP数据封装
1912PPTP控制连接
192L2TP/IPsec
1921L2TP/IPsec数据封装
1922L2TP控制连接
193SSTP
194小结
附录IP寻址
词汇表〖＝A（〗1122579111114141516171819192222232323252626262830313132343437394142424445454545454646464748494951525457585859606161626364656565666768686868727272727273747474747575767879798282828282858888899090919193959899101103104105106108110112113113113114115116117117117120122125125125127129129130131131131132132132132133133134134134135135135136136137139140141141141142144145146147148149149151152155157158158158159160162163163165166167167168169170171173174174174174175176176177179181183183184184185186187188190191192192193194194196196197198200201202204205205206208211211217217218219219220220220225227228229230231234234235235236238240242242244247248250251251252253257258258260262264265265265268272272273273273273274274276276277278279279280281282282283283284284285286286286288289291291291293295296298299301302328〖＝〗