OpenBox在北京大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-11-30
北京大學(xué)計(jì)算機(jī)系在2018年秋季學(xué)期《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)習(xí)》課程中選擇OpenBox-S4作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理、硬件轉(zhuǎn)發(fā)和SDN交換方面的實(shí)驗(yàn)。
本學(xué)期共有83名大二到大四的學(xué)生選擇《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)習(xí)》課程,其中60名同學(xué)基于OpenBox-S4開展實(shí)驗(yàn)。針對(duì)北京大學(xué)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)扎實(shí),對(duì)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)求知欲強(qiáng)的特點(diǎn),湖南新實(shí)專門為實(shí)驗(yàn)定制了5個(gè)案例,包含ICMP報(bào)文協(xié)議觀測(cè)與解析、基于SDN交換原型實(shí)現(xiàn)及TCP亂序與丟棄重傳等。參課學(xué)生表示這次實(shí)驗(yàn)加深了他們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作原理的理解,深入領(lǐng)會(huì)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方式與處理流程,對(duì)通過本學(xué)期網(wǎng)絡(luò)實(shí)習(xí)課提升個(gè)人網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐能力和對(duì)新技術(shù)的跟蹤掌握充滿信心。

學(xué)生基于OpenBox-S4的實(shí)驗(yàn)交流
OpenBox-S4采用Zynq-7000SOC芯片實(shí)現(xiàn),芯片內(nèi)部集成了雙核Cortex-A9 處理器,提供4路千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口及1路千兆管理以太網(wǎng)接口,是湖南新實(shí)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司推出的致力于為高校和科研院所開發(fā)的輔助其教學(xué)與科研創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

OpenBox-S4網(wǎng)絡(luò)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
OpenBox-S4的教學(xué)案例基于FAST架構(gòu)實(shí)現(xiàn),為實(shí)驗(yàn)的學(xué)生屏蔽了軟硬件底層的開發(fā)細(xì)節(jié)及平臺(tái)相關(guān)的接口實(shí)現(xiàn),清晰簡(jiǎn)單的用戶接口定義以及豐富的實(shí)驗(yàn)案例,可以使開發(fā)者迅速的開發(fā)自己的功能實(shí)現(xiàn),從而大大減化了開發(fā)者的開發(fā)難度及開發(fā)周期。
目前,此平臺(tái)已經(jīng)在國防科技大學(xué)、湖南大學(xué)、河北大學(xué)、東南大學(xué)、清華大學(xué)、重慶郵電大學(xué)等高校的本科生、研究生的教學(xué)及科研實(shí)驗(yàn)中得到應(yīng)用。支持的實(shí)驗(yàn)案例包括:
分組 |
序號(hào) |
案例名稱 |
第一組:網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn) |
1 |
以太幀格式的觀測(cè)與分析 |
2 |
以太網(wǎng)幀的接收與緩存 |
3 |
接口計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn) |
4 |
接口網(wǎng)絡(luò)帶寬統(tǒng)計(jì) |
第二組:分組協(xié)議分析 |
5 |
ARP地址解析協(xié)議分析 |
6 |
IP協(xié)議報(bào)文的分析 |
7 |
ICMP協(xié)議報(bào)文觀測(cè)與分析 |
第三組:QoS機(jī)制的實(shí)現(xiàn) |
8 |
基于令牌桶的速率控制機(jī)制 |
9 |
輸出端口阻塞現(xiàn)象觀測(cè)與分析 |
10 |
選擇性丟包機(jī)制 |
11 |
優(yōu)先級(jí)調(diào)度 |
第四組:傳輸層協(xié)議分析 |
12 |
TCP基本通信流程 |
13 |
TCP窗口機(jī)制分析 |
14 |
TCP擁塞控制機(jī)制 |
第五組:應(yīng)用層協(xié)議分析 |
15 |
流媒體流的特性觀測(cè) |
16 |
QoS參數(shù)對(duì)應(yīng)用的影響 |
第六組:分組轉(zhuǎn)發(fā)查表 |
17 |
分組查表關(guān)鍵字提取 |
18 |
HASH流標(biāo)識(shí)定義 |
19 |
查表的實(shí)現(xiàn)流程分析 |
20 |
查表動(dòng)作的執(zhí)行 |
第七組:控制平面與數(shù)據(jù)平面通信 |
21 |
觀測(cè)控制平面與數(shù)據(jù)平面的通信 |
22 |
控制分組處理流程 |
23 |
對(duì)硬件資源的訪問 |
第八組:交換 |
24 |
自學(xué)習(xí)的以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與組網(wǎng) |
25 |
內(nèi)核網(wǎng)橋軟件交換機(jī) |
26 |
基于FAST架構(gòu)的自學(xué)習(xí)交換機(jī) |
第九組:路由 |
27 |
內(nèi)核路由轉(zhuǎn)發(fā) |
28 |
Click模塊化路由 |
29 |
Quagga路由協(xié)議應(yīng)用 |
第十組:SDN |
30 |
SDN交換機(jī)原型 |
31 |
OF協(xié)議通道實(shí)現(xiàn) |
32 |
OF交換機(jī)流表管理 |
第十一組:綜合 |
33 |
FAST架構(gòu)搶紅包控制與分析 |