ソースコードで体感するネットワークの仕組み
ソースコードで体感するネットワークの仕組み ~手を動かしながら基礎からTCP/IPの実装までがわかる
技術評論社
著者：小俣光之
はじめに
第1章 本書で扱うプロトコル
1-1 ネットワークプロトコルのおさらい
イーサネット：MAC（Media Access Control）アドレス
ARP（Address Resolution Protocol）
IP（Internet Protocol）
ICMP（Internet Control Message Protocol）
UDP（User Datagram Protocol）
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）
TCP（Transmission Control Protocol）
1-2 階層化されたネットワークプロトコルのイメージ
TCPでコネクトするときに流れるデータは？
第2章 pingのやり取りが可能なホストプログラムを作ろう ～仮想IPホストプログラム：第一段階
2-1 仮想IPホストの第一目標
実現する機能
設定ファイル
スレッドの構成
関数の構成
ソースファイルの構成
2-2 プログラムのメイン処理 ～main.c
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
受信処理
コマンドの入力処理を行う
終了処理を行う
インターフェースの情報を出力する
main関数の記述
2-3 パラメータを読み込んで格納する ～param.c，param.h
必要な値を定義する
パラメータ情報を保持する構造体を定義する
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
パラメータのデフォルト値をセットしてファイルから読み込む
IPアドレスとサブネットのチェック
2-4 ネットワークユーティリティ関数を準備する ～sock.c，sock.h
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルード
チェックサムを計算する
MACアドレスを調べる
処理を一時待機させる
ソケットをPF_PACKETとして初期化して送受信に備える
2-5 イーサネットフレームの送受信を行う ～ether.c，ether.h
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
文字列とバイナリの変換
16進ダンプを行う
イーサネットフレームを表示する
イーサネットの送受信と内容のチェック
2-6 宛先MACアドレスを調べてARPテーブルにキャッシュする ～arp.c，arp.h
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
ARPヘッダのIPアドレスを文字列に変換する
ARPヘッダを表示する
ARPテーブルへデータを追加する
ARPテーブルを削除する
ARPテーブルを検索する
ARPテーブルを表示する
宛先MACアドレスを調べる
イーサネットにARPパケットを送信する
Gratuitous ARPを送信する
ARP要求を送信する
IPアドレスの重複をチェックする
ARPパケットを受信する
2-7 IPパケットの送受信処理を行う ～ip.c，ip.h
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
IPヘッダを表示する
IP受信バッファを初期化してデータを追加する
IP受信バッファを削除する
IP受信バッファを検索する
IPパケットを受信する
IPパケットをイーサネットに送信する
IPパケットを送信する
2-8 ICMPパケットの送受信を行う ～icmp.c，icmp.h
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
ICMPヘッダを表示する
ICMPエコー応答を送信する
ICMPエコー要求を送信する
受信したICMPパケットを処理する
ICMPエコー応答をチェックする
2-9 コマンドを解析して処理する ～cmd.c，cmd.h
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
コマンドごとに処理を行う
各コマンド処理への分岐
2-10 仮想IPホストプログラムを実行する
Makefile：makeファイル
ビルド
設定ファイルの準備
実行する
2-11 まとめ
コラム 本書誕生のきっかけ
第3章 UDP通信に対応させ，DHCPクライアント機能を実装しよう ～仮想IPホストプログラム：第二段階
3-1 仮想IPホストの第二目標
実現する機能
設定ファイル
スレッド構成
関数構成
ソースファイル構成
3-2 メイン処理に，UDPに関する処理を追加する ～main.c
UDP，DHCP関連のヘッダファイルを追加インクルードする
終了時にリース解放を行う
リース時間情報を設定する
3-3 設定情報にDHCP関連の情報を追加する ～param.c，param.h
リース時間の変数を宣言する
リース時間を読み込む
3-4 IPパケットの処理にUDPパケットの送受信を追加する ～ip.c，ip.h
UDP関連のヘッダファイルをインクルードする
UDPパケットの受信処理を追加する
3-5 ICMPパケットの処理にUDPで必要な処理を追加する ～icmp.c，icmp.h
ICMP Destination Unreachableの関数を宣言する
到達不能メッセージを送信する
3-6 UDPのコマンド処理を追加する ～cmd.c，cmd.h
UDP関連のプロトタイプ宣言
UDP関連のヘッダファイルをインクルードする
文字列データを作成する
IP割り当ての情報を表示する
UDPテーブルの状態を表示する
UDPに関するコマンドを処理する
UDPコマンド処理への分岐を追加する
3-7 UDPの処理を行う ～udp.h，udp.c
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
UDPヘッダ情報を表示する
チェックサムの計算を行う
UDPテーブルの追加，検索，表示をする
空きポートの検索
受信ポートを準備する
受信ポートをクローズする
UDPの送信を行う
UDPの受信処理を行う
3-8 ネットワークアドレスを動的に割り当ててもらう ～dhcp.h，dhcp.c
定数や構造体を定義する
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダのインクルードと変数の宣言
DHCPパケットの情報をオプションごとに表示する
DHCPのオプションの処理
DHCPリクエストデータを作成する
DHCP各種送信処理
受信したDHCPパケットを解析する
3-9 仮想IPホストプログラムを実行する
Makefile：makeファイル
ビルド
設定ファイルの準備
実行
3-10 まとめ
第4章 TCP機能の基本機能を追加しよう ～仮想IPホストプログラム：第三段階
4-1 仮想IPホストの第三目標
実現する機能
設定ファイル
スレッド構成
関数構成
ソースファイル構成
4-2 メイン処理に，TCPに関する処理を追加する ～main.c
TCP関連のヘッダファイルを追加インクルードする
終了時にTCP接続を切断する
最大セグメントサイズを表示する
4-3 設定情報にTCP関連の情報を追加する ～param.c，param.h
デフォルト値の定義と最大セグメントサイズの変数の追加
TCP用のヘッダをインクルードする
最大セグメントサイズのデフォルト値を設定する
最大セグメントサイズを読み込む
4-4 IPパケットの処理にTCPパケットの送受信を追加する ～ip.c，ip.h
TCP関連のヘッダファイルをインクルードする
TCPパケットの受信処理を追加する
4-5 TCPのコマンド処理を追加する ～cmd.c，cmd.h
TCP関連のプロトタイプ宣言
TCP関連のヘッダファイルをインクルードする
データの生存時間や転送時間などの設定値を表示する
TCPテーブルの状態を表示する
TCPに関するコマンドを処理する
TCPコマンド処理への分岐を追加する
4-6 TCPの処理を行う ～tcp.h，tcp.c
関数のプロトタイプ宣言
ヘッダファイルのインクルードと変数の宣言
TCPヘッダの情報を表示する
TCP状態の文字表記を得る
チェックサムの計算を行う
TCPテーブルの追加，検索，表示をする
空きポートの検索
接続受付準備を行う
ポートをクローズする
SYN，FIN，RST，ACKの送信を行う
直接宛先指定でRSTを送信する
接続を行う
接続を解除する
データを送信する
TCPの受信処理を行う
4-7 仮想IPホストプログラムを実行する
Makefile：makeファイル
ビルド
設定ファイルの準備
実行
4-8 まとめ
おわりに
さくいん