Sams Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours (Sams Teach Yourself...in 24 Hours)

545 Pages·2011·9.273 MB·English

by  Joe Casad

ptg7068940
Joe Casad
SamsTeachYourself
TCP/IP
ptg7068940
24
in
Hours
800 East 96th Street,Indianapolis,Indiana,46240 USA
Sams Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours Editor-in-Chief
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ISBN-13: 978-0-672-33571-6
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Casad,Joe,1958-
Andy Beaster
Sams teach yourself TCP/IP in 24 hours / Joe Casad. — 5th ed.
p. cm. Copy Editor
ISBN 978-0-672-33571-6 (pbk. : alk. paper) Keith Cline
1. TCP/IP (Computer network protocol) I. Title. II. Title: Teach yourself TCP/IP in 24 hours.
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First Printing November 2011
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Contents at a Glance
Introduction..............................................................................................1
Part I: TCP/IP Basics
HOUR 1 What Is TCP/IP?.........................................................................................7
2 How TCP/IP Works...................................................................................23
Part II: The TCP/IP Protocol System
HOUR 3 The Network Access Layer......................................................................37
4 The Internet Layer...................................................................................51
5 Subnetting and CIDR..............................................................................73
6 The Transport Layer................................................................................89 ptg7068940
7 The Application Layer..........................................................................113
Part III: Networking with TCP/IP
HOUR 8 Routing..................................................................................................127
9 Getting Connected................................................................................149
10 Name Resolution...................................................................................177
11 TCP/IP Security......................................................................................211
12 Configuration........................................................................................255
13 IPv6: The Next Generation...................................................................281
Part IV: Tools
HOUR 14 TCP/IP Utilities......................................................................................301
15 Monitoring and Remote Access............................................................323
16 Classic Services......................................................................................345
Part V: The Internet
HOUR 17 The Internet: A Closer Look..................................................................365
18 HTTP, HTML, and the World Wide Web...............................................375
19 The New Web........................................................................................397
iv
Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours
Part VI: TCP/IP At Work
HOUR 20 Web Services..........................................................................................421
21 Email.....................................................................................................437
22 Streaming and Casting.........................................................................457
23 Living in the Cloud...............................................................................471
24 Implementing a TCP/IP Network: 7 Days in the Life of a
Sys Admin.............................................................................................487
APPENDIX A Answers to Quizzes and Exercises..................................................501
Index......................................................................................................515
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Table of Contents
Introduction 1
Part I: TCP/IP Basics
HOUR 1: What Is TCP/IP? 7
Networks and Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
The Development of TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
TCP/IP Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Standards Organizations and RFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
HOUR 2: How TCP/IP Works 23
The TCP/IP Protocol System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 ptg7068940
TCP/IP and the OSI Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Data Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
A Quick Look at TCP/IP Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Part II: The TCP/IP Protocol System
HOUR 3: The Network Access Layer 37
Protocols and Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
The Network Access Layer and the OSI Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Network Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Physical Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Anatomy of an Ethernet Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
HOUR 4: The Internet Layer 51
Addressing and Delivering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Internet Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Address Resolution Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Reverse ARP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
Internet Control Message Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
Other Internet Layer Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
vi
Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours
HOUR 5: Subnetting and CIDR 73
Subnets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
Dividing the Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
Converting a Subnet Mask to Dotted-Decimal Notation . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Working with Subnets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
Classless Interdomain Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
HOUR 6: The Transport Layer 89
Introducing the Transport Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
Transport Layer Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
Understanding TCP and UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
Firewalls and Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
HOUR 7: The Application Layer 113
What Is the Application Layer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
The TCP/IP Application Layer and OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
Network Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
ptg7068940
APIs and the Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
TCP/IP Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
Part III: Networking with TCP/IP
HOUR 8: Routing 127
Routing in TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Routing on Complex Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
Examining Interior Routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
Exterior Routers: BGP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
Classless Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
Higher in the Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
HOUR 9: Getting Connected 149
Dial-Up Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
Cable Broadband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
Digital Subscriber Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
Wide Area Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
Wireless Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
Connectivity Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
vii
Contents
HOUR 10: Name Resolution 177
What Is Name Resolution? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
Name Resolution Using Hosts Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
DNS Name Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
Registering a Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
Name Server Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
Dynamic DNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
NetBIOS Name Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
HOUR 11: TCP/IP Security 211
What Is a Firewall? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
Attack Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
What Do Intruders Want? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
Encryption and Secrecy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
HOUR 12: Configuration 255
Getting on the Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
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The Case for Server-Supplied IP Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .256
What Is DHCP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257
How DHCP Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258
DHCP Server Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
Network Address Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262
Zero Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
Configuring TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268
HOUR 13: IPv6: The Next Generation 281
Why a New IP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281
IPv6 Header Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284
IPv6 Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287
Subnetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .289
Multicasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .289
Link Local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290
Neighbor Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290
Autoconfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
IPv6 and Quality of Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
IPv6 with IPv4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292
IPv6 Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293
viii
Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours
Part IV: Tools
HOUR 14: TCP/IP Utilities 301
Connectivity Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .302
Protocol Dysfunction and Misconfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .302
Line Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .310
Name Resolution Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .310
Network Performance Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .311
HOUR 15: Monitoring and Remote Access 323
Telnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324
Berkeley Remote Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
Secure Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
Remote Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .331
Network Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
Simple Network Management Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333
Remote Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .338
ptg7068940
HOUR 16: Classic Services 345
HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .346
Email . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347
FTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347
Trivial File Transfer Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .352
File and Print Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .352
Lightweight Directory Access Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355
Part V: The Internet
HOUR 17: The Internet: A Closer Look 365
How the Internet Looks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
What Happens on the Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .368
URIs and URLs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .370
HOUR 18: HTTP,HTML,and the World Wide Web 375
What Is the World Wide Web? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
Understanding HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .378
Understanding HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .384
Scripting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .387
Web Browsers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390
ix
Contents
HOUR 19: The New Web 397
Web 2.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397
Peer to Peer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .402
IRC and IM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .404
The Semantic Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .406
XHTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .408
HTML5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .409
Part VI: TCP/IP At Work
HOUR 20: Web Services 421
Understanding Web Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .421
XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .424
SOAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .425
WSDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .426
Web Service Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .427
REST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .428
ptg7068940
E-Commerce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .431
HOUR 21: Email 437
What Is Email? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .437
Email Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .438
How Email Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .440
Simple Mail Transfer Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .442
Retrieving the Mail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .444
Email Clients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .446
Webmail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .449
Spam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .450
HOUR 22: Streaming and Casting 457
The Streaming Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .457
Multimedia Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .459
Real-time Transport Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .459
Transport Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .462
Multimedia Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .463
Podcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .465
Voice over IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .466