TCP/IP in 24 Hours, Sams Teach Yourself

Sams Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours, Sixth Edition is a practical guide to the simple yet illusive protocol system that powers the Internet. A step-by-step approach reveals how the protocols of the TCP/IP stack really work and explores the rich array of services available on the Internet today. You’ll learn about configuring and managing real-world networks, and you’ll gain the deep understanding you’ll need to troubleshoot new problems when they arise. Sams Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours is the only single-volume introduction to TCP/IP that receives regular updates to incorporate new technologies of the ever-changing Internet. This latest edition includes up-to-date material on recent topics such as tracking and privacy, cloud computing, mobile networks, and the Internet of Things.

Each chapter also comes with:

Practical, hands-on examples, showing you how to apply what you learn
Quizzes and exercises that test your knowledge and stretch your skills
Notes and tips with shortcuts, solutions, and workarounds If you're looking for a smart, concise introduction to the TCP/IP protocols,start your clock and look inside.

Learn how to...

• Understand TCP/IP’s role, how it works, and how it continues to evolve
• Work with TCP/IP’s Network Access, Internet, Transport, and Application layers
• Design modern networks that will scale and resist attack
• Address security and privacy issues with encryption, digital signatures, VPNs, Kerberos, web tracking, cookies, anonymity networks, and firewalls
• Discover how IPv6 differs from IPv4, and how to migrate or coexist with IPv6
• Configure dynamic addressing, DHCP, NAT, and Zeroconf
• Establish efficient and reliable routing, subnetting, and name resolution
• Use TCP/IP in modern cloud-based environments
• Integrate IoT devices into your TCP/IP network
• Improve your efficiency with the latest TCP/IP tools and utilities
• Support high-performance media streaming and webcasting
• Troubleshoot problems with connectivity, protocols, name resolution, and performance
• Walk through TCP/IP network implementation, from start to finish
  

Part I: TCP/IP Basics 1
HOUR 1: What Is TCP/IP? 3
Networks and Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
The Development of TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
TCP/IP Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Standards Organizations and RFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
HOUR 2: How TCP/IP Works 19
The TCP/IP Protocol System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
TCP/IP and the OSI Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Data Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
A Quick Look at TCP/IP Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Part II: The TCP/IP Protocol System 31
HOUR 3: The Network Access Layer 33
Protocols and Hardware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
The Network Access Layer and the OSI Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Network Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Physical Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Anatomy of an Ethernet Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
HOUR 4: The Internet Layer 45
IP Addresses: A Little Context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Addressing and Delivering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Internet Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Address Resolution Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Reverse ARP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Internet Control Message Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
HOUR 5: Subnetting and CIDR 69
Subnets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Dividing the Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
The Old Way: Subnet Mask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
The New Way: CIDR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
HOUR 6: The Transport Layer 85
Introducing the Transport Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Transport Layer Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Understanding TCP and UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Firewalls and Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
HOUR 7: The Application Layer 109
What Is the Application Layer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
The TCP/IP Application Layer and OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Network Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
APIs and the Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
TCP/IP Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Part III: Networking with TCP/IP 119
HOUR 8: Routing 121
Routing in TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Routing on Complex Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Examining Interior Routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Exterior Routers: BGP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Classless Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Higher in the Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
HOUR 9: Getting Connected 143
Cable Broadband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Digital Subscriber Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Wide Area Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Wireless Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Dial-Up Networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Connectivity Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Switching Versus Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
HOUR 10: Name Resolution 171
What Is Name Resolution? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Name Resolution Using Hosts Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
DNS Name Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Registering a Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Name Server Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Dynamic DNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
NetBIOS Name Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
HOUR 11: TCP/IP Security 197
What Is a Firewall? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Attack Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
What Do Intruders Want? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
HOUR 12: Configuration 223
Getting on the Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
The Case for Server-Supplied IP Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
What Is DHCP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
How DHCP Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
DHCP Server Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Network Address Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Zero Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Configuring TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
HOUR 13: IPv6: The Next Generation 247
Why a New IP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
IPv6 Header Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
IPv6 Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Subnetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Multicasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Link Local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Neighbor Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Autoconfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
IPv6 and Quality of Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
IPv6 with IPv4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
IPv6 Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Part IV: Tools and Service 265
HOUR 14: Classic Tools 267
Connectivity Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Protocol Dysfunction and Misconfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Line Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Name Resolution Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Network Performance Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Telnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Berkeley Remote Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Secure Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Network Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
HOUR 15: Classic Services 297
HTTP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Email . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
FTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Trivial File Transfer Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
File and Print Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
Lightweight Directory Access Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Remote Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Part V: The Internet 315
HOUR 16: The Internet: A Closer Look 317
How the Internet Looks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
What Happens on the Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
URIs and URLs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
HOUR 17: HTTP, HTML, and the World Wide Web 329
What Is the World Wide Web? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
Understanding HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
Cascading Style Sheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Understanding HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Scripting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Web Browsers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
The Semantic Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
XHTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
HTML5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Q&A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
HOUR 18: Web Services 359
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