UNIX网络编程 卷1：套接字联网API（第3版•英文版）

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目　　录

Part　1. Introduction and TCP/IP / 简介和TCP/IP　1

Chapter　1. Introduction / 简介　3

1.1　Introduction / 概述　3

1.2　A Simple Daytime Client / 一个简单的时间获取客户程序　6

1.3　Protocol Independence / 协议无关性　10

1.4　Error Handling: Wrapper Functions / 错误处理：包装函数　11

1.5　A Simple Daytime Server / 一个简单的时间获取服务器程序　13

1.6　Roadmap to Client/Server Examples in the Text / 本书中客户/服务器示例的路线图　16

1.7　OSI Model / OSI模型　18

1.8　BSD Networking History / BSD网络历史　20

1.9　Test Networks and Hosts / 测试用网络及主机　22

1.10　Unix Standards / Unix标准　25

1.11　64-Bit Architectures / 64位体系结构　28

1.12　Summary / 小结　29

Chapter　2. The Transport Layer: TOP, UDP, and SCTP / 传输层：TCP、UDP和SCTP　31

2.1　Introduction / 概述　31

2.2　The Big Picture / 全景图　32

2.3　User Datagram Protocol (UDP) / 用户数据报协议　34

2.4　Transmission Control Protocol (TCP) / 传输控制协议　35

2.5　Stream Control Transmission Protocol (SCTP) / 流控制传输协议　36

2.6　TCP Connection Establishment and Termination / TCP连接的建立和终止　37

2.7　TIME_WAIT State / TIME_WAIT状态　43

2.8　SCTP Association Establishment and Termination / SCTP关联的建立和终止　44

2.9　Port Numbers / 端口号　50

2.10　TCP Port Numbers and Concurrent Servers / TCP端口号与并发服务器　52

2.11　Buffer Sizes and Limitations / 缓冲区大小及限制　55

2.12　Standard Internet Services / 标准因特网服务　61

2.13　Protocol Usage by Common Internet Applications / 常见因特网应用所用的协议　62

2.14　Summary / 小结　63

Part　2. Elementary Sockets / 基本套接字　65

Chanter　3. Sockets Introduction / 套接字简介　67

3.1　Introduction / 概述　67

3.2　Socket Address Structures / 套接字地址结构　67

3.3　Value-Result Arguments / 值－结果参数　74

3.4　Byte Ordering Functions / 字节排序函数　77

3.5　Byte Manipulation Functions / 字节操纵函数　80

3.6　inet_aton, inet_addr, and inet_ntoa Functions / inet_aton、inet_addr和inet_ntoa函数　82

3.7　inet_pton and inet_ntop Functions / inet_pton和inet_ntop函数　83

3.8　sock_ntop and Related Functions / sock_ntop和相关函数　86

3.9　readn, writen, and readline Functions / readn、writen和readline函数　88

3.10　Summary / 小结　92

Chapter　4. Elementary TCP Sockets / 基本TCP套接字　95

4.1　Introduction / 概述　95

4.2　socket Function / socket函数　95

4.3　connect Function / connect函数　99

4.4　bind Function / bind函数　101

4.5　listen Function / listen函数　104

4.6　accept Function / accept函数　109

4.7　fork and exec Functions / fork和exec函数　111

4.8　Concurrent Servers / 并发服务器　114

4.9　close Function / close函数　117

4.10　getsockname and getpeername Functions / getsockname和getpeername函数　117

4.11　Summary / 小结　120

Chapter　5. TCP Client/Server Example / TCP客户/服务器示例　121

5.1　Introduction / 概述　121

5.2　TCP Echo Server: main Function / TCP回送服务器程序：main函数　122

5.3　TCP Echo Server: str_echo Function / TCP回送服务器程序：str_echo函数　123

5.4　TCP Echo Client: main Function / TCP回送客户程序：main函数　124

5.5　TCP Echo Client: str_cli Function / TCP回送客户程序：str_cli函数　125

5.6　Normal Startup / 正常启动　126

5.7　Normal Termination / 正常终止　128

5.8　POSIX Signal Handling / POSIX信号处理　129

5.9　Handling SIGCHLD Signals / 处理SIGCHLD信号　132

5.10　wait and waitpid Functions / wait和waitpid函数　135

5.11　Connection Abort before accept Returns / accept返回前连接异常中止　139

5.12　Termination of Server Process / 服务器进程的终止　141

5.13　SIGPIPE Signal / SIGPIPE信号　142

5.14　Crashing of Server Host / 服务器主机崩溃　144

5.15　Crashing and Rebooting of Server Host / 服务器主机崩溃及重启　144

5.16　Shutdown of Server Host / 服务器主机关机　145

5.17　Summary of TCP Example / TCP示例小结　146

5.18　Data Format / 数据格式　147

5.19　Summary / 小结　151

Chapter　6. I/O Multiplexing: The select and poll Functions / I/O多路复用：select和poll函数　153

6.1　Introduction / 概述　153

6.2　I/O Models / I/O模型　154

6.3　select Function / select函数　160

6.4　str_cli Function (Revisited) / 再访str_cli函数　167

6.5　Batch Input and Buffering / 批量输入和缓冲　169

6.6　shutdown Function / shutdown函数　172

6.7　str_cli Function (Revisited Again) / 三顾str_cli函数　173

6.8　TCP Echo Server (Revisited) / 再访TCP回送服务器程序　175

6.9　pselect Function / pselect函数　181

6.10　poll Function / poll函数　182

6.11　TCP Echo Server (Revisited Again) / 三顾TCP回送服务器程序　185

6.12　Summary / 小结　188

Chapter　7. Socket Options / 套接字选项 　191

7.1　Introduction / 概述　191

7.2　getsockopt and setsockopt Functions / getsockopt和setsockopt函数　192

7.3　Checking if an Option Is Supported and Obtaining the Default / 检查选项是否被支持并获取默认值　194

7.4　Socket States / 套接字状态　198

7.5　Generic Socket Options / 通用套接字选项　198

7.6　IPv4 Socket Options / IPv4套接字选项　214

7.7　ICMPv6 Socket Option / ICMPv6套接字选项　216

7.8　IPv6 Socket Options / IPv6套接字选项　216

7.9　TCP Socket Options / TCP套接字选项　219

7.10　SCTP Socket Options / SCTP套接字选项　222

7.11　fcntl Function / fcntl函数　233

7.12　Summary / 小结　236

Chapter　8. Elementary UDP Sockets / 基本UDP套接字　239

8.1　Introduction / 概述　239

8.2　recvfrom and sendto Functions / recvfrom和sendto函数　240

8.3　UDP Echo Server: main Function / UDP回送服务器程序：main函数　241

8.4　UDP Echo Server: dg_echo Function / UDP回送服务器程序：dg_echo函数　242

8.5　UDP Echo Client: main Function / UDP回送客户程序：main函数　244

8.6　UDP Echo Client: dg_cli Function / UDP回送客户程序：dg_cli函数　245

8.7　Lost Datagrams / 数据报的丢失　245

8.8　Verifying Received Response / 验证接收到的响应　246

8.9　Server Not Running / 服务器程序未运行　248

8.10　Summary of UDP Example / UDP示例小结　250

8.11　connect Function with UDP / UDP的connect函数　252

8.12　dg_cli Function (Revisited) / 再论dg_cli函数　256

8.13　Lack of Flow Control with UDP / UDP缺乏流量控制　257

8.14　Determining Outgoing Interface with UDP / UDP中的外出接口的确定　261

8.15　TCP and UDP Echo Server Using select / 使用select函数的TCP和UDP回送服务器程序　262

8.16　Summary / 小结　264

Chapter　9. Elementary SCTP Sockets / 基本SCTP套接字　267

9.1　Introduction / 概述　267

9.2　Interface Models / 接口模型　268

9.3　sctp_bindx Function / sctp_bindx函数　272

9.4　sctp_connectx Function / sctp_connectx函数　274

9.5　sctp_getpaddrs Function / sctp_getpaddrs函数　275

9.6　sctp_freepaddrs Function / sctp_freepaddrs函数　275

9.7　sctp_getladdrs Function / sctp_getladdrs函数　275

9.8　sctp_freeladdrs Function / sctp_freeladdrs函数　276

9.9　sctp_sendmsg Function / sctp_sendmsg函数　276

9.10　sctp_recvmsg Function / sctp_recvmsg函数　277

9.11　sctp_opt_info Function / sctp_opt_info函数　278

9.12　sctp_peeloff Function / sctp_peeloff函数　278

9.13　shutdown Function / shutdown函数　278

9.14　Notifications / 通知　280

9.15　Summary / 小结　286

Chapter　10. SCTP Client/Server Example / SCTP客户/服务器示例　287

10.1　Introduction / 概述　287

10.2　SCTP One-to-Many-Style Streaming Echo Server: main Function / SCTP一到多式流分回送服务器程序：main函数　288

10.3　SCTP One-to-Many-Style Streaming Echo Client: main Function / SCTP一到多式流分回送客户程序：main函数　290

10.4　SCTP Streaming Echo Client: str_cli Function / SCTP流分回送客户程序：str_cli函数　292

10.5　Exploring Head-of-Line Blocking / 探究头端阻塞　293

10.6　Controlling the Number of Streams / 控制流的数目　299

10.7　Controlling Termination / 控制终止　300

10.8　Summary / 小结　301

Chapter　11. Name and Address Conversions / 名字与地址转换　303

11.1　Introduction / 概述　303

11.2　Domain Name System (DNS) / 域名系统　303

11.3　gethostbyname Function / gethostbyname函数　307

11.4　gethostbyaddr Function / gethostbyaddr函数　310

11.5　getservbyname and getservbyport Functions / getservbyname和getservbyport函数　311

11.6　getaddrinfo Function / getaddrinfo函数　315

11.7　gai_strerror Function / gai_strerror函数　320

11.8　freeaddrinfo Function / freeaddrinfo函数　321

11.9　getaddrinfo Function: IPv6 / getaddrinfo函数：IPv6　322

11.10　getaddrinfo Function: Examples / getaddrinfo函数：示例　324

11.11　host_serv Function / host_serv函数　325

11.12　tcp_connect Function / tcp_connect函数　326

11.13　tcp_listen Function / tcp_listen函数　330

11.14　udp_client Function / udp_client函数　334

11.15　udp_connect Function / udp_connect函数　337

11.16　udp_server Function / udp_server函数　338

11.17　getnameinfo Function / getnameinfo函数　340

11.18　Re-entrant Functions / 可重入函数　341

11.19　gethostbyname_r and gethostbyaddr_r Functions / gethostbyname_r和gethostbyaddr_r函数　344

11.20　Obsolete IPv6 Address Lookup Functions / 废弃的IPv6地址解析函数　346

11.21　Other Networking Information / 其他联网信息　348

11.22　Summary / 小结　349

Part　3. Advanced Sockets / 高 级套接字　351

Chapter　12. IPv4 and IPv6 Interoperability / IPv4与IPv6的互操作性　353

12.1　Introduction / 概述　353

12.2　IPv4 Client, IPv6 Server / IPv4客户与IPv6服务器　354

12.3　IPv6 Client, IPv4 Server / IPv6客户与IPv4服务器　357

12.4　IPv6 Address-Testing Macros / IPv6地址测试宏　360

12.5　Source Code Portability / 源代码可移植性　361

12.6　Summary / 小结　362

Chapter　13. Daemon Processes and the inetd Superserver / 守护进程和inetd超级服务器程序　363

13.1　Introduction / 概述　363

13.2　syslogd Daemon / syslogd守护进程　364

13.3　syslog Function / syslog函数　365

13.4　daemon_init Function / daemon_init函数　367

13.5　inetd Daemon / inetd守护进程　371

13.6　daemon_inetd Function / daemon_inetd函数　377

13.7　Summary / 小结　379

Chapter　14. Advanced I/O Functions / 高 级I/O函数　381

14.1　Introduction / 概述　381

14.2　Socket Timeouts / 套接字超时　381

14.3　recv and send Functions / recv和send函数　387

14.4　readv and writev Functions / readv和writev函数　389

14.5　recvmsg and sendmsg Functions / recvmsg和sendmsg函数　390

14.6　Ancillary Data / 辅助数据　395

14.7　How Much Data Is Queued / 排队的数据量　398

14.8　Sockets and Standard I/O / 套接字和标准I/O　399

14.9　Advanced Polling / 高 级轮询技术　402

14.10　Summary / 小结　408

Chapter　15. Unix Domain Protocols / Unix域协议　411

15.1　Introduction / 概述　411

15.2　Unix Domain Socket Address Structure / Unix域套接字地址结构　412

15.3　socketpair Function / socketpair函数　414

15.4　Socket Functions / 套接字函数　415

15.5　Unix Domain Stream Client/Server / Unix域流客户/服务器　416

15.6　Unix Domain Datagram Client/Server / Unix域数据报客户/服务器　418

15.7　Passing Descriptors / 描述符传递　420

15.8　Receiving Sender Credentials / 接收发送者的凭证　429

15.9　Summary / 小结　432

Chapter　16. Nonblocking I/O / 非阻塞I/O　435

16.1　Introduction / 概述　435

16.2　Nonblocking Reads and Writes: str_cli Function (Revisited) / 非阻塞读和写：再论str_cli函数　437

16.3　Nonblocking connect / 非阻塞connect　448

16.4　Nonblocking connect: Daytime Client / 非阻塞connect：时间获取客户程序　449

16.5　Nonblocking connect: Web Client / 非阻塞connect：Web客户程序　452

16.6　Nonblocking accept / 非阻塞accept　461

16.7　Summary / 小结　463

Chapter　17. ioctl Operations / ioctl操作　465

17.1　Introduction / 概述　465

17.2　ioctl Function / ioctl函数　466

17.3　Socket Operations / 套接字操作　466

17.4　File Operations / 文件操作　468

17.5　Interface Configuration / 接口配置　468

17.6　get_ifi_info Function / get_ifi_info函数　469

17.7　Interface Operations / 接口操作　480

17.8　ARP Cache Operations / ARP高速缓存操作　481

17.9　Routing Table Operations / 路由表操作　483

17.10　Summary / 小结　484

Chapter　18. Routing Sockets / 路由套接字　485

18.1　Introduction / 概述　485

18.2　Datalink Socket Address Structure / 数据链路套接字地址结构　486

18.3　Reading and Writing / 读和写　487

18.4　sysctl Operations / sysctl操作　495

18.5　get_ifi_info Function (Revisited) / get_ifi_info函数　500

18.6　Interface Name and Index Functions / 接口名字和索引函数　504

18.7　Summary / 小结　508

Chapter　19. Key Management Sockets / 密钥管理套接字　511

19.1　Introduction / 概述　511

19.2　Reading and Writing / 读和写　512

19.3　Dumping the Security Association Database (SADB) / 安全关联数据库的转储　514

19.4　Creating a Static Security Association (SA) / 创建静态安全关联　517

19.5　Dynamically Maintaining SAs / 动态维护安全关联　524

19.6　Summary / 小结　528

Chapter　20. Broadcasting / 广播　529

20.1　Introduction / 概述　529

20.2　Broadcast Addresses / 广播地址　531

20.3　Unicast versus Broadcast / 单播和广播的比较　532

20.4　dg_cli Function Using Broadcasting / 使用广播的dg_cli函数　535

20.5　Race Conditions / 竞争状态　538

20.6　Summary / 小结　547

Chapter　21. Multicasting / 多播　549

21.1　Introduction / 概述　549

21.2　Multicast Addresses / 多播地址　549

21.3　Multicasting versus Broadcasting on a LAN / 局域网上多播和广播的比较　553

21.4　Multicasting on a WAN / 广域网上的多播　556

21.5　Source-Specific Multicast / 源特定多播　558

21.6　Multicast Socket Options / 多播套接字选项　559

21.7　mcast_join and Related Functions / mcast_join和相关函数　565

21.8　dg_cli Function Using Multicasting / 使用多播的dg_cli函数　570

21.9　Receiving IP Multicast Infrastructure Session Announcements / 接收IP多播基础设施会话声明　571

21.10　Sending and Receiving / 发送和接收　575

21.11　Simple Network Time Protocol (SNTP) / 简单网络时间协议　579

21.12　Summary / 小结　584

Chapter　22. Advanced UDP Sockets / 高 级UDP套接字　587

22.1　Introduction / 概述　587

22.2　Receiving Flags, Destination IP Address, and Interface Index / 接收标志、目的IP地址和接口索引　588

22.3　Datagram Truncation / 数据报截断　594

22.4　When to Use UDP Instead of TCP / 何时用UDP代替TCP　594

22.5　Adding Reliability to a UDP Application / 给UDP应用增加可靠性　597

22.6　Binding Interface Addresses / 绑定接口地址　608

22.7　Concurrent UDP Servers / 并发UDP服务器　612

22.8　IPv6 Packet Information / IPv6分组信息　615

22.9　IPv6 Path MTU Control / IPv6路径MTU控制　618

22.10　Summary / 小结　620

Chapter　23. Advanced SCTP Sockets / 高 级SCTP套接字　621

23.1　Introduction / 概述　621

23.2　An Autoclosing One-to-Many-Style Server / 自动关闭的一到多式服务器程序　621

23.3　Partial Delivery / 部分递送　622

23.4　Notifications / 通知　625

23.5　Unordered Data / 无序的数据　629

23.6　Binding a Subset of Addresses / 绑定地址子集　630

23.7　Determining Peer and Local Address Information / 确定对端和本端地址信息　631

23.8　Finding an Association ID Given an IP Address / 给定IP地址找出关联ID　635

23.9　Heartbeating and Address Failure / 心搏和地址不可达　636

23.10　Peeling Off an Association / 关联剥离　637

23.11　Controlling Timing / 定时控制　639

23.12　When to Use SCTP Instead of TCP / 何时用SCTP代替TCP　641

23.13　Summary / 小结　643

Chapter　24. Out-of-Band Data / 带外数据　645

24.1　Introduction / 概述　645

24.2　TCP Out-of-Band Data / TCP带外数据　645

24.3　sockatmark Function / sockatmark函数　654

24.4　TCP Out-of-Band Data Recap / TCP带外数据小结　661

24.5　Summary / 小结　662

Chapter　25. Signal-Driven I/O / 信号驱动I/O　663

25.1　Introduction / 概述　663

25.2　Signal-Driven I/O for Sockets / 套接字的信号驱动I/O　664

25.3　UDP Echo Server Using SIGIO / 使用SIGIO的UDP回送服务器程序　666

25.4　Summary / 小结　672

Chapter　26. Threads / 线程　675

26.1　Introduction / 概述　675

26.2　Basic Thread Functions: Creation and Termination / 基本线程函数：创建和终止　676

26.3　str_cli Function Using Threads / 使用线程的str_cli函数　679

26.4　TCP Echo Server Using Threads / 使用线程的TCP回送服务器程序　681

26.5　Thread-Specific Data / 线程特定数据　686

26.6　Web Client and Simultaneous Connections (Continued) / Web客户与同时连接（续）　694

26.7　Mutexes: Mutual Exclusion / 互斥锁　697

26.8　Condition Variables / 条件变量　701

26.9　Web Client and Simultaneous Connections (Continued) / Web客户与同时连接（续）　705

26.10　Summary / 小结　707

Chapter　27. IP Options / IP选项　709

27.1　Introduction / 概述　709

27.2　IPv4 Options / IPv4选项　709

27.3　IPv4 Source Route Options / IP源路径选项　711

27.4　IPv6 Extension Headers / IPv6扩展首部　719

27.5　IPv6 Hop-by-Hop Options and Destination Options / IPv6步跳选项和目的选项　719

27.6　IPv6 Routing Header / IPv6路由首部　725

27.7　IPv6 Sticky Options / IPv6粘附选项　731

27.8　Historical IPv6 Advanced API / 历史性IPv6高 级API　732

27.9　Summary / 小结　733

Chapter　28. Raw Sockets / 原始套接字　735

28.1　Introduction / 概述　735

28.2　Raw Socket Creation / 原始套接字创建　736

28.3　Raw Socket Output / 原始套接字输出　737

28.4　Raw Socket Input / 原始套接字输入　739

28.5　ping Program / ping程序　741

28.6　traceroute Program / traceroute程序　755

28.7　An ICMP Message Daemon / 一个ICMP消息守护进程　769

28.8　Summary / 小结　786

Chapter　29. Datalink Access / 数据链路访问　787

29.1　Introduction / 概述　787

29.2　BSD Packet Filter (BPF) / BSD分组过滤器　788

29.3　Datalink Provider Interface (DLPI) / 数据链路提供者接口　790

29.4　Linux: SOCK_PACKET and PF_PACKET / Linux：SOCK_PACKET和PF_PACKET　791

29.5　libpcap: Packet Capture Library / libpcap：分组捕获函数库　792

29.6　libnet: Packet Creation and Injection Library / libnet：分组构造与注入函数库　793

29.7　Examining the UDP Checksum Field / 检查UDP的校验和字段　793

29.8　Summary / 小结　815

Chapter　30. Client/Server Design Alternatives / 多种客户/服务器设计方式　817

30.1　Introduction / 概述　817

30.2　TCP Client Alternatives / 各种TCP客户程序设计方式　819

30.3　TCP Test Client / TCP测试用客户程序　820

30.4　TCP Iterative Server / TCP迭代服务器程序　821

30.5　TCP Concurrent Server, One Child per Client / TCP并发服务器程序，每个客户一个子进程　822

30.6　TCP Preforked Server, No Locking Around accept / TCP预先派生子进程服务器程序，accept无上锁保护　826

30.7　TCP Preforked Server, File Locking Around accept / TCP预先派生子进程服务器程序，accept使用文件上锁保护　832

30.8　TCP Preforked Server, Thread Locking Around accept / TCP预先派生子进程服务器程序，accept使用线程上锁保护　835

30.9　TCP Preforked Server, Descriptor Passing / TCP预先派生子进程服务器程序，传递描述符　836

30.10　TCP Concurrent Server, One Thread per Client / TCP并发服务器程序，每个客户一个线程　842

30.11　TCP Prethreaded Server, per-Thread accept / TCP预先创建线程服务器程序，每个线程各自accept　844

30.12　TCP Prethreaded Server, Main Thread accept / TCP预先创建线程服务器程序，主线程统一accept　846

30.13　Summary / 小结　849

Chapter　31. STREAMS /　851

31.1　Introduction / 概述　851

31.2　Overview / 概貌　851

31.3　getmsg and putmsg Functions / getmsg和putmsg函数　856

31.4　getpmsg and putpmsg Functions / getpmsg和putpmsg函数　857

31.5　ioctl Function / ioctl函数　857

31.6　Transport Provider Interface (TPI) / 传输提供者接口　858

31.7　Summary / 小结　868

Appendix　A. IPv4, IPv6, ICMPv4, and ICMPv6 /

IPv4、IPv6、ICMPv4和ICMPv6　869

A.1　Introduction / 概述　869

A.2　IPv4 Header / IPv4首部　869

A.3　IPv6 Header / IPv6首部　871

A.4　IPv4 Addresses / IPv4地址　874

A.5　IPv6 Addresses / IPv6地址　877

A.6　Internet Control Message Protocols (ICMPv4 and ICMPv6) / 因特网控制消息协议（ICMPv4和ICMPv6）　882

Appendix　B. Virtual Networks / 虚拟网络　885

B.1　Introduction / 概述　885

B.2　The MBone　885

B.3　The 6bone　887

B.4　IPv6 Transition: 6to4 / IPv6过渡：6to4　889

Appendix　C. Debugging Techniques / 调试技术　891

C.1　System Call Tracing / 系统调用跟踪　891

C.2　Standard Internet Services / 标准因特网服务　893

C.3　sock Program / sock程序　893

C.4　Small Test Programs / 小测试程序　896

C.5　tcpdump Program / tcpdump程序　896

C.6　netstat Program / netstat程序　896

C.7　lsof Program / lsof程序　897

Appendix　D. Miscellaneous Source Code / 其他源代码　899

D.1　unp.h Header / unp.h头文件　899

D.2　config.h Header / config.h头文件　904

D.3　Standard Error Functions / 标准错误处理函数　910

Appendix　E. Solutions to Selected Exercises / 精选习题答案　913

Bibliography　/ 参考文献　947