Table Of Content00 2080 fm 8/16/01 1:38 PM Page i
TCP/IP
Primer Plus
Heather Osterloh
201 West 103rd St., Indianapolis, Indiana, 46290 USA
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TCP/IP Primer Plus ASSOCIATE PUBLISHER
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First Printing: September 2001
Rachel Lopez
04 03 02 01 4 3 2 1
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COVER DESIGNER
Alan Clements
PAGE LAYOUT
Michelle Mitchell
00 2080 fm 8/16/01 1:38 PM Page iii
CONTENTS AT A GLANCE
INTRODUTION 1
CHAPTER 1 Overview of Industry Models and Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
CHAPTER 2 IP Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
CHAPTER 3 Network Layer/Internet Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
CHAPTER 4 Address Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
CHAPTER 5 IP Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
CHAPTER 6 Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
CHAPTER 7 Transport/Host-to-Host Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
CHAPTER 8 Transmission Control Protocol (TCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
CHAPTER 9 User Datagram Protocol (UDP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241
CHAPTER 10 Upper-layer Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
CHAPTER 11 Telnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257
CHAPTER 12 File Transfer Protocol (FTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
CHAPTER 13 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287
CHAPTER 14 Name Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299
CHAPTER 15 HyperText Transfer Protocol (HTTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321
CHAPTER 16 Trivial File Transfer Protocol (TFTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335
CHAPTER 17 Simple Network Management Protocol (SNMP) . . . . . . . . . . . . .345
CHAPTER 18 Open Network Computing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353
APPENDIX A Request for Comments (RFCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .371
APPENDIX B Abbreviations and Acronyms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .423
APPENDIX C TCP/UDP Port Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .431
APPENDIX D Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .433
APPENDIX E Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .465
INDEX 481
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TABLE OF CONTENTS
INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
CHAPTER 1: Overview of Industry Models and Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
Overview of the OSI Reference Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
Overview of the Department of Defense Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Benefits of the OSI’s Layered Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Layer Functions Clarified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Well-defined Framework for Vendors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Reduced Networking Complexity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Promotes Specialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
General Description of OSI Layers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Presentation Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Session Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Transport Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Network Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Data Link Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Physical Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Data Link Architecture and Topologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Ethernet and IEEE 802.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Slow Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Fast Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Gigabit Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Token-Ring and IEEE 802.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
FDDI and ANSI X3T9.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Wide Area Networking (WAN) Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
WAN Encapsulation Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Request For Comments (RFCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Internet Versus intranet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Groups Responsible for Internet Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
CHAPTER 2: IP Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Understanding Binary to Decimal Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
IP Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Address Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Network and Subnet Masks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Subnetting and Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Network Address Translation (NAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
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vi TCP/IP PRIMER PLUS
Static . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Dynamic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
CHAPTER 3: Network Layer/Internet Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
IP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
ICMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
ICMP Header and Message Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
Checksum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
ICMP Message Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Ping: Echo Request and Reply—Types 8 and 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Destination Unreachable—Type 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Source Quench—Type 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Redirect—Type 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Router Advertisement and Solicitation—Types
9 and 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
Time Exceeded—Type 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
Parameter Problem—Type 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
Timestamp Request and Reply—Types 13 and 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Information Request and Reply—Types 15 and 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Address Mask Request and Reply—Types 17 and 18 . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
CHAPTER 4: Address Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
ARP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
ARP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
ARP Cache Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Proxy ARP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
Proxy ARP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
ARP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Hardware Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
Protocol Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
Length of Hardware Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
Length of Protocol Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
Opcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Sender’s Hardware Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Sender’s Protocol Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Target Hardware Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Target Protocol Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
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CONTENTS vii
RARP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
RARP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
ARP Versus RARP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
Disadvantages of RARP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
RARP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Protocol Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Length of Hardware Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Length of Protocol Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Opcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Sender’s Hardware Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
Sender’s Protocol Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
Target Hardware Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
Target Protocol Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
BOOTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
BOOTP header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
BOOTP Request and Reply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
Allocating Configuration Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
DHCP Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
DHCP Message Exchanges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
DHCP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
CHAPTER 5: IP Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
IP Routing Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Directly Connected Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Static Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Default Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Dynamic Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Routing Protocols and Best Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
Distance Vector Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
Link State Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
Hybrid Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134
CHAPTER 6: Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
Introduction to Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
RIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
RIPv1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
The RIPv1 Header and Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
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viii TCP/IP PRIMER PLUS
Disadvantages of RIPv1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
RIP Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
RIP and Demand Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
RIPv2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
OSPF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
OSPF Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154
OSPF Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
OSPF Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
The LSA Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
OSPF Router States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
OSPF Router Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
OSPF Operation Over Various Data Link Architectures . . . . . . . . . . . . . .167
Area Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170
Standard OSPF Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Additional Headers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
IGRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
IGRP Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
EIGRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
EIGRP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
EIGRP Packet Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
BGP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
IGPs Versus EGPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188
BGP Routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
BGP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190
The BGP Header and Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .191
Path Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194
BGPv3 Versus BGPv4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
CHAPTER 7: Transport/Host-to-Host Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
Transport Layer Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
Connection-Oriented Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
Connectionless Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
Connectionless Versus Connection-oriented Protocols . . . . . . . . . . . . . . .206
Ports and Sockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
CHAPTER 8: Transmission Control Protocol (TCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
Introduction to TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
TCP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212
Source Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213
Destination Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213
00 2080 fm 8/16/01 1:38 PM Page ix
CONTENTS ix
Sequence Number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214
Acknowledgement Number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214
Data Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215
Reserved . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
Control Flags—6 Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
Checksum—2 Bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
Urgent Pointer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
TCP Options—Variable Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
Fundamentals of TCP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218
Connection Setup and Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
Multiplexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
Precedence and Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222
Connection-oriented Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223
Session Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223
Session Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227
Sequencing and Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230
Keepalives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234
Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234
TCP Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238
CHAPTER 9: User Datagram Protocol (UDP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241
UDP Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242
UDP Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243
UDP Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244
UDP Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244
Source Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .245
Destination Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .245
Length Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .245
Checksum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .246
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
CHAPTER 10: Upper-layer Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
Introduction to Upper-layer Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251
World Wide Web and HTTP (Hypertext Transfer Protocol) . . . . . . . . . . .251
E-mail and SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . .252
00 2080 fm 8/16/01 1:38 PM Page x
x TCP/IP PRIMER PLUS
Telnet (Telecommunications Network) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .252
File Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253
Presentation Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253
Session Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254
NetBIOS (Network Basic Input Output System) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254
NFS (Network File System) and ONC Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
CHAPTER 11: Telnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257
Remote Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257
Basic Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .259
Network Virtual Terminal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .259
Telnet Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
Telnet Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .267
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268
CHAPTER 12: File Transfer Protocol (FTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
Introduction to File Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
FTP Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270
Data Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274
FTP Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275
FTP Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .277
FTP Transmission Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278
FTP Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278
FTP Replies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281
FTP Operation and Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .282
Anonymous FTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285
CHAPTER 13: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287
X.400 Naming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .289
Message Transfer Agents (MTAs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290
SMTP Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
SMTP Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292
SMTP Replies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293
MIME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .296
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297
00 2080 fm 8/16/01 1:38 PM Page xi
CONTENTS xi
CHAPTER 14: Name Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299
Why Do We Need Name Resolution? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299
Namespace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300
DNS Delegation of Authority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301
Internet Domain Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304
Queries and Mappings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305
Caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305
Domain Server Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
Identifier (ID) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
QR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
Opcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .307
Rcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .307
Answers and Questions Headers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309
Domain Name Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .310
DNS Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .310
NetBios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313
NetBIOS Over TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314
Node Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315
WINS (Windows Internet Name Server) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317
NetBIOS Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .319
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .319
CHAPTER 15: Hypertext Transfer Protocol (HTTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321
HTTP and the World Wide Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321
HTTP Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .322
HTTP Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .322
HTTP Sessions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324
HTTP Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325
Generic Start Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
General Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
Message Headers (Request, Response, or Entity) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .328
Empty line (CRLF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
Message Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
HTTP Response Messages, Status, and Error Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
HTTP Error Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
