TCP, UDP und QUIC Internals: Protokolle und Programmierung

Vorwort
	Literatur
Zusammenfassung der Erweiterungen in Auflage 2
Noch ein Hinweis für die Leser
Inhaltsverzeichnis
1: Grundbegriffe der Datenkommunikation
	1.1	 Überblick
	1.2	 ISO/OSI-Referenzmodell
	1.3	 TCP/IP-Referenzmodell
	1.4	 Beispiele bekannter verteilter Anwendungen
		1.4.1	 World Wide Web
		1.4.2	 Electronic Mail
		1.4.3	 WhatsApp
		1.4.4	 Skype
	1.5	 Nachrichtenaufbau und Steuerinformation
	Literatur
2: Grundkonzepte der Transportschicht
	2.1	 Grundlegende Aspekte
		2.1.1	 Typische Protokollmechanismen der Transportschicht
		2.1.2	 Verbindungsorientierte und verbindungslose Transportdienste
		2.1.3	 Zwischenspeicherung von Nachrichten
	2.2	 Verbindungsmanagement und Adressierung
		2.2.1	 Verbindungsaufbau
		2.2.2	 Verbindungsabbau
	2.3	 Zuverlässiger Datentransfer
		2.3.1	 Quittierungsverfahren
		2.3.2	 Übertragungswiederholung
	2.4	 Flusskontrolle
	2.5	 Staukontrolle
	2.6	 Segmentierung
	2.7	 Multiplexierung und Demultiplexierung
	Literatur
3: TCP-Konzepte und -Protokollmechanismen
	3.1	 Übersicht über grundlegende Konzepte und Funktionen
		3.1.1	 Grundlegende Aufgaben von TCP
		3.1.2	 Nachrichtenlänge
		3.1.3	 Adressierung
		3.1.4	 TCP-Steuerinformation
	3.2	 Ende-zu-Ende-Verbindungsmanagement
		3.2.1	 TCP-Verbindungsaufbau
		3.2.2	 TCP-Verbindungsabbau
		3.2.3	 Zustände beim Verbindungsauf- und -abbau
		3.2.4	 Zustandsautomat des aktiven TCP-Partners
		3.2.5	 Zustandsautomat des passiven TCP-Partners
		3.2.6	 Zusammenspiel der Automaten im Detail
	3.3	 Datenübertragungsphase
		3.3.1	 Normaler Ablauf
		3.3.2	 Timerüberwachung
		3.3.3	 Implizites Not-Acknowlegde (NAK)
		3.3.4	 Flusskontrolle
		3.3.5	 Nagle- und Clark-Algorithmus
	3.4	 TCP-Protokolloptionen
		3.4.1	 Maximum Segment Size Option
		3.4.2	 TCP Window Scale Option
		3.4.3	 SACK-Permitted Option und SACK-Option
		3.4.4	 Timestamps Option
	3.5	 Protect Against Wrapped Sequences
		3.5.1	 Problemstellung
		3.5.2	 Maßnahmen zum Schutz vor Sequenznummernkollisionen
	3.6	 Staukontrolle
		3.6.1	 Slow-Start und Congestion Avoidance
		3.6.2	 TCP Reno und Fast-Recovery-Algorithmus
		3.6.3	 TCP NewReno
		3.6.4	 TCP BIC
		3.6.5	 TCP CUBIC
		3.6.6	 Explicit Congestion Notification
		3.6.7	 Weitere Ansätze der TCP-Staukontrolle
	3.7	 Timer-Management
		3.7.1	 Grundlegende Überlegung
		3.7.2	 Retransmission Timer
		3.7.3	 Keepalive Timer
		3.7.4	 Time-Wait Timer
		3.7.5	 Close-Wait Timer
		3.7.6	 Persistence Timer
	3.8	 TCP-Sicherheit
	Literatur
4: UDP-Konzepte und -Protokollmechanismen
	4.1	 Übersicht über grundlegende Konzepte und Funktionen
		4.1.1	 Grundlegende Aufgaben von UDP
		4.1.2	 Adressierung
		4.1.3	 UDP-Steuerinformation
		4.1.4	 Multiplexing und Demultiplexing
	4.2	 Datenübertragungsphase
		4.2.1	 Datagrammorientierte Kommunikation
		4.2.2	 Prüfsummenberechnung
	4.3	 UDP-Sicherheit
5: TLS – Transport Layer Security Protocol
	5.1	 Überblick über TLS
	5.2	 TLS-Protokollaufbau
	5.3	 TLS-Handshake
	5.4	 Verschlüsselte Nachrichtenübertragung
	5.5	 Abbau der TLS-Verbindung
	5.6	 Zusammenfassung und Ausblick
	Literatur
6: QUIC – UDP-Based Multiplexed and Secure Transport
	6.1	 Gründe für ein weiteres Transportprotokoll
	6.2	 QUIC-Nachrichtenaufbau
		6.2.1	 QUIC-Nachrichten in UDP-Datagrammen
		6.2.2	 QUIC-Paket-Header
	6.3	 QUIC-Verbindungen, Streams und Multiplexing
	6.4	 Verbindungsmanagement
		6.4.1	 Verbindungsaufbau
		6.4.2	 Verbindungsabbau
		6.4.3	 Verbindungsmigration
	6.5	 Datenübertragungsphase
		6.5.1	 Erzeugen und Schließen von Streams
		6.5.2	 Nachrichtenübertragung, Bestätigung und Sendungswiederholung
		6.5.3	 Flusskontrolle
		6.5.4	 Staukontrolle
	6.6	 Zusammenfassung und Ausblick
	Literatur
7: Programmierung von TCP- und UDP-Anwendungen
	7.1	 Überblick
	7.2	 Grundkonzepte der Socket-Programmierung
		7.2.1	 Einführung und Programmiermodell
		7.2.2	 TCP-Sockets
		7.2.3	 Datagramm-Sockets
	7.3	 Socket-Programmierung in C
		7.3.1	 Die wichtigsten Socket-Funktionen im Detail
		7.3.2	 Nutzung von Socket-Optionen
		7.3.3	 Nutzung von TCP-Sockets in C
		7.3.4	 Nutzung von UDP-Sockets in C
	7.4	 Socket-Programmierung in Java
		7.4.1	 Überblick über Java-Klassen
		7.4.2	 Streams für TCP-Verbindungen
		7.4.3	 Verbindungsorientierte Kommunikation über TCP
		7.4.4	 Gruppenkommunikation über UDP
	7.5	 Einfache Java-Beispiele
		7.5.1	 Ein Java-Beispielprogramm für TCP-Sockets
		7.5.2	 Ein Java-Beispielprogramm für Datagramm-Sockets
		7.5.3	 Ein Java-Beispiel für Multicast-Sockets
		7.5.4	 Zusammenspiel von Socket API und Protokollimplementierung
	7.6	 Ein Mini-Framework für Java-Sockets
		7.6.1	 Überblick über vordefinierte Schnittstellen und Objektklassen
		7.6.2	 Basisklassen zur TCP-Kommunikation
		7.6.3	 Single-threaded Echo-Server als Beispiel
		7.6.4	 Multi-threaded Echo-Server als Beispiel
	7.7	 Weiterführende Programmierkonzepte und -mechanismen
	Literatur
8: Schlussbemerkung
	Literatur
Anhang: TCP/IP-Konfiguration in Betriebssystemen
	Linux
	Windows
	macOS
Weiterführende Literatur
Stichwortverzeichnis