TCP／IP數據包分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 網絡安全
• 數據包分析
• TCP/IP
• 網絡協議
• 滲透測試
• 網絡偵錯
• 流量分析
• Wireshark
• 網絡編程
• 計算機網絡

　　本書原作者福井大學教授小高知宏先生，專職於電腦資訊相關研究，也相繼齣版過數本相關書籍，此次由國內學者翻譯為中文版本，希望能從不同的角度使讀者更清楚的認識網際網路的資訊知識。 本書共分為五章，內容包括乙太網路和TCP/IP、執行與安裝資料封包分析程式、數據包監測程式的設計、數據包分析程式的結構、利用數據包分析程式的監視網路等，除瞭就程式碼的解說之外，也介紹瞭網路上所齣現的資訊及其代錶的意義、該如何取得等等，對於個人對網路的認識有所幫助之外，亦有助於瞭解網路管理的知識。

《深入理解現代操作係統：從內核到用戶空間》 內容簡介 本書旨在為操作係統領域的學習者、工程師和研究人員提供一本全麵、深入且實用的技術著作。我們聚焦於現代操作係統的核心機製、設計哲學以及在實際應用中的最新發展，內容涵蓋瞭從底層硬件交互到上層應用編程接口的全景圖。 第一部分：操作係統的基礎與體係結構 本部分將操作係統置於計算體係結構的大背景下進行考察。 第一章：計算環境與操作係統演進 硬件基礎與抽象層級： 詳細闡述CPU、內存、I/O設備（如PCIe、NVMe）的物理特性，以及硬件提供的特權級（Rings）機製，這是操作係統建立安全隔離的基石。 操作係統的曆史與範式： 迴顧批處理係統、分時係統到現代多核、分布式係統的演變路徑。重點分析微內核、宏內核、混閤內核等不同架構的優缺點及其在主流係統（Linux, Windows, macOS/XNU）中的實現選擇。 係統調用接口（System Calls）： 深入剖析係統調用的工作流程，包括用戶態到內核態的上下文切換、參數傳遞機製（如`ptrace`跟蹤、ABI規範）以及係統調用處理過程中的安全性考量。 第二章：進程與綫程管理 本章是理解並發性的核心。 進程的生命周期與狀態機： 詳盡描述進程從創建、就緒、運行、阻塞到終止的完整生命周期，以及操作係統如何通過進程控製塊（PCB）來維護這些狀態。 綫程模型與用戶級/內核級綫程： 區分進程與綫程的根本差異，分析1:1、M:N、純用戶級綫程庫的調度開銷和適用場景。 上下文切換的開銷分析： 不僅僅停留在理論層麵，本書將通過實際內核代碼的例子，量化上下文切換（包括寄存器保存、TLB刷新等）對係統性能的影響，並探討如何通過硬件輔助（如硬件緩存一緻性協議）來優化這一過程。 進程間通信（IPC）機製： 詳述共享內存、消息隊列、管道、信號量、套接字等傳統IPC機製的底層實現細節，並對比現代高效率IPC，如Solaris的Door、macOS的Mach Message等。 第二部分：內存管理的高級主題 內存管理是現代操作係統中最復雜、最關鍵的部分，本書對此進行瞭細緻的解構。 第三章：虛擬內存與地址翻譯 分頁機製的深入解析： 詳細闡述分段、分頁的結閤使用，以及多級頁錶（如四級頁錶）的結構和查找效率。重點討論TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理、緩存未命中（TLB Miss）的處理流程及性能影響。 內存保護與權限控製： 分析內存保護位、頁錶項（PTE）中的標誌位（如Accessed, Dirty位）如何用於實現讀/寫/執行權限分離，以及內核如何利用這些機製防止緩衝區溢齣等攻擊。 內存映射（mmap）： 深入解析`mmap`係統調用的內部機製，包括如何將文件內容直接映射到進程地址空間，以及它在實現共享內存和高效文件I/O中的作用。 第四章：內存分配策略與內核管理 內核內存分配器： 詳細介紹Linux內核中的Slab/SLUB/SLOB分配器和Windows中的Pool管理器。分析它們如何解決小對象分配的碎片化問題，並討論對象緩存（Object Caching）的性能優勢。 頁麵置換算法的現代變種： 不僅限於LRU，本書探討瞭CLOCK、Second Chance等算法的實際優化版本，以及如何處理NUMA（非統一內存訪問）架構下的本地性（Locality）問題。 內存不足（OOM）處理： 剖析內核在內存壓力下的決策過程，包括OOM Killer的評分機製、後颱迴收（Reclamation）策略的調優參數。 第三部分：並發控製與同步原語 本部分聚焦於如何在多核環境中保證數據一緻性和程序正確性。 第五章：鎖機製的底層實現 硬件原子操作： 詳述`Compare-and-Swap (CAS)`、`Fetch-and-Add`等底層指令如何構建無鎖（Lock-free）數據結構。分析ABA問題及其解決方案。 內核同步對象： 深入分析互斥鎖（Mutex）、自鏇鎖（Spinlock）、讀寫鎖（RWLock）在內核中的具體實現，特彆是自鏇鎖在不同CPU核心上的行為差異。 內存屏障與順序性： 解釋內存模型（如C++ Memory Model, TSO, PSO）的差異，以及編譯器和硬件如何通過內存屏障（Fences）來保證指令重排的可見性，這是編寫正確並發代碼的關鍵。 第六章：調度器設計與性能優化 現代調度算法： 詳細分析CFS（Completely Fair Scheduler）的紅黑樹實現、時間片分配機製、負載均衡（Load Balancing）算法（如Work Stealing）。對於實時係統，討論EDF（Earliest Deadline First）和RMS（Rate Monotonic Scheduling）的內核應用。 調度延遲與吞吐量權衡： 探討如何通過調整調度參數來優化交互式應用的響應速度和後颱批處理任務的吞吐量。 I/O調度器： 分析CFQ、Deadline、NOOP到最新的BFQ/MQ（Multi-Queue Block Layer）調度器在SSD和傳統磁盤上的適用性及工作原理。 第四部分：文件係統與存儲I/O 第七章：文件係統核心結構與事務性 元數據管理： 深入探究inode結構、超級塊、目錄項緩存（Dentry Cache）的工作方式。分析Journaling（日誌）機製如何保證文件係統的一緻性（如Write-Ahead Logging）。 主流文件係統結構對比： 詳盡對比Ext4、XFS、Btrfs（CoW機製）的設計哲學，重點分析數據一緻性、快照功能和碎片整理的底層實現。 VFS層抽象： 闡述虛擬文件係統（VFS）層如何通過統一的接口抽象，實現對不同底層文件係統的透明操作。 第八章：塊設備I/O棧 I/O請求的生命周期： 從用戶空間發起`read()`調用到數據實際返迴的全過程追蹤。分析請求隊列的構建、閤並（Merge）和排序過程。 緩存策略： 深入研究操作係統如何管理頁緩存（Page Cache）和緩衝區緩存（Buffer Cache），以及髒頁的迴寫（Writeback）機製。探討Direct I/O與用戶空間緩存的不同。 異步I/O（AIO）： 介紹`io_uring`（Linux）等現代異步I/O框架的設計，對比傳統阻塞和非阻塞I/O的效率差異，並提供高性能網絡和存儲應用的設計模式。 第五部分：網絡子係統與虛擬化 第九章：內核網絡協議棧 TCP/IP協議棧的內核實現： 詳細分析Socket API如何與內核網絡棧交互。重點解析TCP的擁塞控製算法（CUBIC, BBR）在內核中的實現、接收窗口（RWIN）和發送窗口（SWIN）的管理。 零拷貝技術： 探討Sendfile、splice等機製如何繞過內核緩衝區，直接在內核空間或DMA層麵實現數據傳輸，以減少CPU開銷。 網絡性能調優： 分析中斷閤並（Interrupt Coalescing）、軟中斷處理、RSS（Receive Side Scaling）在多核網絡處理中的作用。 第十章：操作係統虛擬化與容器技術 Hypervisor的類型與工作原理： 分析Type-1（裸金屬）和Type-2（宿主型）Hypervisor的架構差異，重點講解KVM/Xen如何利用硬件虛擬化擴展（如Intel VT-x/AMD-V）實現對CPU和內存的特權指令捕獲和模擬。 Linux容器技術（cgroups與namespaces）： 深度剖析cgroups（控製組）如何實現資源限製（CPU、內存、I/O帶寬），以及namespaces（PID、Mount、Network等）如何提供進程隔離環境，從而構建輕量級虛擬化。 本書的特色在於其深度和廣度兼顧，不僅提供瞭理論知識，更結閤瞭主流開源操作係統（特彆是Linux內核）的實際代碼實現細節，旨在培養讀者“知其然，更知其所以然”的係統級思維。

Chapter1　乙太網路和TCP/IP
1.1 乙太網路的結構
1.2 乙太網路訊框的結構
1.3 IP的結構
1.4 IP封包的結構
1.5 TCP/UDP的作用

Chapter2　執行與安裝資料封包分析程式
2.1 資料封包流量的時間變化
2.2 IP位址和資料封包流量的錶示
2.3 網域名稱和各種協定的錶示
2.4 TCP數據錶示
2.5 在FreeBSD中進行安裝的說明

Chapter3 數據包監測程式的設計
3.1 乙太網路訊框的監測
3.2 IP資料封包的監測
3.3 TCP和UDP

Chapter4 數據包分析程式的結構
4.1 數據包流量的時間變化
4.2 IP位址數據包流量的錶示
4.3 網域名稱和各種協定的錶示
4.4 TCP資料的錶示

Chapter5 利用數據包分析程式的監視網路
5.1 網路負載的監視
5.2 協定的監視
5.3 網路安全和障礙對策
5.4 應用程式類彆的監視
5.5 以pcap建構網路應用的指引

评分☆☆☆☆☆

我一直以為學習網絡通信，尤其是TCP/IP協議，就意味著要麵對晦澀難懂的RFC文檔和各種抽象的概念模型。但《TCP/IP數據包分析》這本書，完全顛覆瞭我之前的認知。它沒有一開始就拋齣大量的術語和理論，而是更像一位經驗豐富的網絡工程師，手把手地教你如何“看見”網絡在做什麼。書中大量穿插瞭實際抓包工具（如Wireshark）的使用技巧，並且每一處使用都配有清晰的截圖，直觀展示瞭如何過濾、查找、解析特定的報文。我印象最深的是關於UDP協議的講解，它通過一個簡單的UDP聊天應用的抓包示例，清晰地展示瞭UDP的無連接、不可靠特性。對比TCP，UDP的報文頭部顯得格外簡潔，書中通過對比兩者報文頭部的字段，讓我們立刻就能感受到它們設計理念上的差異。此外，書中還涉及瞭DNS解析過程的分析，通過抓取DNS查詢和響應報文，讓我瞭解到域名是如何一步步被解析成IP地址的，這個過程比單純看文字描述要生動有趣得多。對於那些想要深入理解網絡協議，但又苦於找不到好的切入點的讀者，這本書無疑提供瞭一個非常棒的起點，讓你在實踐中學習，在解決問題的過程中掌握知識。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題是《TCP/IP數據包分析》，拿到手時，我本來以為這是一本偏嚮理論講解的書，可能會深入探討TCP/IP協議棧的各種細節，比如各個層級的報文格式、狀態轉換、擁塞控製算法等等。然而，在翻閱的過程中，我發現它並沒有像我預期的那樣，花費大量篇幅在協議規範的枯燥闡述上。它更多地是通過實際的數據包抓取和分析來闡釋TCP/IP的工作原理。比如，當我嘗試去理解HTTP協議的三次握手和四次揮手時，書中並沒有提供一段段的文字描述，而是直接展示瞭 Wireshark 抓取到的具體報文，並逐一指齣瞭 SYN、ACK、FIN 這些標誌位在不同報文中的齣現以及它們所代錶的含義。這種圖文並茂、實戰導嚮的講解方式，對於我這樣希望將理論知識與實際操作相結閤的學習者來說，無疑是一劑強心針。我特彆喜歡其中關於 TCP 重傳和亂序處理的章節，它通過一個清晰的報文序列圖，讓我們直觀地看到瞭網絡不穩定時 TCP 如何通過序列號和確認號來保證數據的可靠傳輸。即使是對於一些復雜的概念，比如 TCP 的擁塞窗口增長機製，書中也通過模擬不同的網絡擁塞場景，展示瞭報文的時間戳和窗口大小的變化，讓我對擁塞控製的動態過程有瞭更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿到《TCP/IP數據包分析》這本書之前，對網絡協議的理解僅停留在“大概知道有TCP、UDP、IP”的層麵。這本書的齣現，讓我看到瞭一個全新的視角。它並沒有試圖去構建一個龐大的理論體係，而是通過大量的實際案例，將TCP/IP協議棧的工作流程“可視化”瞭。我尤其喜歡其中關於TCP端口和套接字（Socket）的講解，它通過HTTP和FTP等常見應用的抓包，展示瞭客戶端和服務器是如何通過不同的端口號來區分不同的服務，以及TCP連接是如何在雙方的套接字之間建立起來的。書中對於TCP連接狀態的描述，不是簡單的列舉SYN_SENT, ESTABLISHED, TIME_WAIT等狀態，而是通過抓取不同狀態下的報文，讓我們直觀地看到每個狀態下雙方交換的報文類型和內容，從而真正理解狀態之間的轉換邏輯。此外，書中對TCP窗口機製的講解，也相當透徹，它通過模擬不同網絡帶寬和延遲的環境，展示瞭滑動窗口是如何動態調整的，以及它對網絡吞吐量的影響。這本書的價值在於，它讓你從一個“使用者”轉變為一個“觀察者”，甚至是一個“調試者”。

评分☆☆☆☆☆

這本書的整體風格，更偏嚮於“技術工具手冊”和“疑難雜癥解決指南”。它並沒有宏大的理論框架，也不會過多地糾纏於協議的曆史演變。相反，它將重心放在瞭如何通過分析數據包來診斷和理解網絡問題。我特彆贊賞書中對網絡故障排除的實用性指導。比如，在講解TCP連接中斷時，書中通過展示一些斷開連接的常見報文，如RST（Reset）報文，並分析其齣現的原因，幫助我們理解連接為何會突然中斷。它甚至還提到瞭如何分析報文延遲，通過抓取和比對客戶端和服務器之間往返的時間戳，來判斷是網絡本身的問題還是應用層的問題。書中對UDP廣播和組播的分析，也讓我對這兩種通信方式有瞭更清晰的認識，理解瞭它們在網絡中的應用場景。對於那些在網絡運維、開發或者安全領域工作的讀者來說，這本書提供的分析方法和思路，無疑是極其寶貴的。它就像一個經驗豐富的網絡故障排除專傢，將他的診斷技巧和工具使用心得毫無保留地分享瞭齣來，讓你在遇到實際問題時，能夠胸有成竹地去分析和解決。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，更像是一本“動手實踐指南”，而不是一本純理論的教科書。它並沒有花太多篇幅去講解OSI七層模型或者TCP/IP四層模型的曆史淵源，更不會深入探討每個模型的設計哲學。相反，它幾乎完全圍繞著“抓包”這個核心操作展開。我在閱讀的時候，經常會被引導著去實際操作，比如讓你用命令行工具生成一些流量，然後用Wireshark進行抓取和分析。其中關於ICMP協議的講解，就讓我印象深刻。它通過ping命令的抓包分析，讓我們看到瞭ICMP Echo Request和Echo Reply報文是如何在客戶端和服務器之間往返的，以及如何通過TTL（Time To Live）字段來估算網絡跳數。這種直接觀察網絡行為的方式，比任何文字描述都要有說服力。書中對ARP協議的解析也非常精彩，它通過一個局域網內設備通信的抓包場景，清晰地展示瞭ARP請求和應答報文的交互過程，讓我們理解瞭IP地址和MAC地址是如何在局域網內進行映射的。這本書的優點在於，它讓你在實際操作中遇到問題，然後通過分析數據包來尋找答案，這種學習路徑非常符閤解決實際工程問題的思維方式。