为了帮助你系统化学习原始套接字编程和数据包分片，我为你设计了一个大约为 8 周 的学习排表，涵盖了所有前置知识及其应用。你可以根据自己的时间安排和进度灵活调整学习节奏。
学习排表（8周）
第1周：C语言编程基础
目标：打牢C语言基础，熟悉指针、结构体和内存操作。
学习内容：
- C语言指针和动态内存分配（
malloc、free） - C语言结构体定义和使用
- 文件I/O操作和错误处理
- 基本的多线程编程（可选，涉及网络并发时需要）
- C语言指针和动态内存分配（
实践任务：
- 编写一个程序，动态分配内存并使用指针存储、修改数据。
- 使用结构体表示一个TCP/UDP数据包（假设其结构）并操作数据。
- 编写一个多线程程序，学习使用
pthread库。
第2周：计算机网络基础
目标：了解网络模型，重点学习IP/TCP/UDP的基础。
学习内容：
- OSI模型各层及其功能，重点理解第3层和第4层（IP层与传输层）
- TCP/IP协议栈的工作原理，学习IP、TCP、UDP的头部结构
- MAC地址与IP地址的概念及其工作原理
实践任务：
- 画出一个数据包的生命周期，从发送到接收，标注每层涉及的协议。
- 使用Wireshark抓取一些TCP和UDP通信数据包，观察并分析它们的头部结构。
第3周：网络编程入门
目标：掌握套接字编程基础，能创建基本的TCP和UDP通信程序。
学习内容：
- BSD套接字编程入门：
socket()、bind()、listen()、connect()、send()、recv()、close()等系统调用 - TCP与UDP编程的区别
- 基本的非阻塞I/O和多路复用（
select()和poll()）
- BSD套接字编程入门：
实践任务：
- 编写一个简单的TCP服务器和客户端，测试连接和数据传输。
- 编写一个简单的UDP服务器和客户端，测试数据包的发送与接收。
- 修改程序为非阻塞模式，使用
select()来管理多个套接字。
第4周：原始套接字编程
目标：学习如何通过原始套接字操作网络层数据包。
学习内容：
- 原始套接字的创建与使用 (
SOCK_RAW) - IP头部与TCP/UDP头部的手动构造
- 数据包伪造和发送，了解网络安全风险
- 需要root权限时的处理（如如何使用
sudo）
- 原始套接字的创建与使用 (
实践任务：
- 编写一个使用原始套接字的程序，手动构造并发送一个自定义的IP数据包。
- 通过Wireshark捕获并分析发送出去的数据包，验证其内容是否正确。
第5周：IP分片与重组
目标：深入学习IP分片机制及如何手动构造分片数据包。
学习内容：
- IP分片机制：MTU、IP头部的分片字段（
Identification、Flags、Fragment Offset） - 如何将数据包进行分片，以及如何构造带有分片的IP数据包
- 分片后的数据包重组过程
- IP分片机制：MTU、IP头部的分片字段（
实践任务：
- 编写一个程序，手动分片发送大于MTU的数据包，并在接收端重组数据包。
- 使用Wireshark观察分片后的数据包，验证分片标志和偏移量是否正确。
第6周：网络调试与分析
目标：熟悉常用的网络分析工具，用于调试和优化网络程序。
学习内容：
- Wireshark抓包与分析，理解抓包中的每个字段
tcpdump的使用，捕获网络流量- 使用
netstat和ss监控套接字状态
实践任务：
- 使用Wireshark捕获多个分片数据包，并重组它们以验证内容一致性。
- 使用
tcpdump捕获原始套接字发送的数据，分析发送的数据包。 - 使用
netstat/ss查看网络连接和套接字状态，调试你的原始套接字程序。
第7周：高级网络编程
目标：了解高并发网络编程、多线程编程及其在网络中的应用。
学习内容：
- 高并发网络编程：学习
epoll、kqueue等多路复用技术 - 多线程网络编程：使用
pthread或其他线程库处理多线程网络操作 - 了解网络安全问题，防范SYN洪泛攻击等基础安全问题
- 高并发网络编程：学习
实践任务：
- 将你的原始套接字程序改为多线程版本，实现并发发送和接收。
- 编写一个支持多路复用的高效网络服务程序，使用
epoll处理大量并发连接。
第8周：项目总结与实践
目标：结合所学知识，完成一个综合性项目。
- 实践任务：
- 构建一个完整的C语言网络工具，使用原始套接字发送自定义数据包，并支持数据包分片与重组。
- 加入多线程支持，实现并发发送与接收数据包。
- 对工具进行调试和优化，确保其能处理大量并发数据包。
延伸学习建议
- IPv6协议：未来可能需要了解IPv6的头部结构及其变化，IPv6分片机制不同于IPv4。
- 网络安全：深入了解网络攻击与防御技术，如如何利用原始套接字进行安全测试和防御网络攻击。
该学习排表旨在帮助你循序渐进地掌握原始套接字和数据包分片的相关技能。根据进度，你可以灵活调整每周的学习内容。