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2020年12月06日
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小俣光之『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(2018年)9784774197449

テーマ： アキバ系の硬派な本(192)
カテゴリ： 本のちょっと技巧

ネットワークの仕組みを豊富なサンプルコードの断片を交えて解説した本。わずか272ページにぎゅぎゅっと凝縮してある。

普段あたりまえのようにネットワークを使っていますが，「IPアドレスを持っている」とはどういったことか，本当に理解できているでしょうか。本書では，IPやUDP，TCPを自作し，ネットワークの仕組みを体験。pingのやりとりを行うプログラムを，DHCPクライアント機能の実装，TCPの送受信と切断を行うものへと拡張していくことで，RFCを眺めるだけでは見えにくいプロトコルの全体の流れをつかめます。ソケットライブラリに頼っていては得られない，問題の切り分けや問題発生の予防に役立つ力も身につきます。

発売日：2018年05月
著者／編集：小俣光之
出版社：技術評論社
発行形態：単行本
ページ数：272p
ISBNコード：9784774197449

  • 第１章
    • 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

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最終更新日  2020年12月06日 00時10分39秒
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