OpenBox在北京大學計算機網(wǎng)絡實驗教學中得到應用
發(fā)布時間：2018-11-30
北京大學計算機系在2018年秋季學期《計算機網(wǎng)絡實習》課程中選擇OpenBox-S4作為網(wǎng)絡教學實驗平臺，開展網(wǎng)絡協(xié)議處理、硬件轉發(fā)和SDN交換方面的實驗。
本學期共有83名大二到大四的學生選擇《計算機網(wǎng)絡實習》課程，其中60名同學基于OpenBox-S4開展實驗。針對北京大學學生網(wǎng)絡基礎扎實，對網(wǎng)絡新技術求知欲強的特點，湖南新實專門為實驗定制了5個案例，包含ICMP報文協(xié)議觀測與解析、基于SDN交換原型實現(xiàn)及TCP亂序與丟棄重傳等。參課學生表示這次實驗加深了他們對計算機網(wǎng)絡工作原理的理解，深入領會到網(wǎng)絡設備的實現(xiàn)方式與處理流程，對通過本學期網(wǎng)絡實習課提升個人網(wǎng)絡工程實踐能力和對新技術的跟蹤掌握充滿信心。
學生基于OpenBox-S4的實驗交流
OpenBox-S4采用Zynq-7000SOC芯片實現(xiàn)，芯片內部集成了雙核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，是湖南新實網(wǎng)絡科技有限公司推出的致力于為高校和科研院所開發(fā)的輔助其教學與科研創(chuàng)新的實驗平臺。
OpenBox-S4網(wǎng)絡教學創(chuàng)新實驗平臺
OpenBox-S4的教學案例基于FAST架構實現(xiàn)，為實驗的學生屏蔽了軟硬件底層的開發(fā)細節(jié)及平臺相關的接口實現(xiàn)，清晰簡單的用戶接口定義以及豐富的實驗案例，可以使開發(fā)者迅速的開發(fā)自己的功能實現(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，此平臺已經(jīng)在國防科技大學、湖南大學、河北大學、東南大學、清華大學、重慶郵電大學等高校的本科生、研究生的教學及科研實驗中得到應用。支持的實驗案例包括：
| 分組 |
序號 |
案例名稱 |
| 第一組：網(wǎng)絡接口的實現(xiàn) |
1 |
以太幀格式的觀測與分析 |
| 2 |
以太網(wǎng)幀的接收與緩存 |
| 3 |
接口計數(shù)器的實現(xiàn) |
| 4 |
接口網(wǎng)絡帶寬統(tǒng)計 |
| 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)議報文的分析 |
| 7 |
ICMP協(xié)議報文觀測與分析 |
| 第三組：QoS機制的實現(xiàn) |
8 |
基于令牌桶的速率控制機制 |
| 9 |
輸出端口阻塞現(xiàn)象觀測與分析 |
| 10 |
選擇性丟包機制 |
| 11 |
優(yōu)先級調度 |
| 第四組：傳輸層協(xié)議分析 |
12 |
TCP基本通信流程 |
| 13 |
TCP窗口機制分析 |
| 14 |
TCP擁塞控制機制 |
| 第五組：應用層協(xié)議分析 |
15 |
流媒體流的特性觀測 |
| 16 |
QoS參數(shù)對應用的影響 |
| 第六組：分組轉發(fā)查表 |
17 |
分組查表關鍵字提取 |
| 18 |
HASH流標識定義 |
| 19 |
查表的實現(xiàn)流程分析 |
| 20 |
查表動作的執(zhí)行 |
| 第七組：控制平面與數(shù)據(jù)平面通信 |
21 |
觀測控制平面與數(shù)據(jù)平面的通信 |
| 22 |
控制分組處理流程 |
| 23 |
對硬件資源的訪問 |
| 第八組：交換 |
24 |
自學習的以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)與組網(wǎng) |
| 25 |
內核網(wǎng)橋軟件交換機 |
| 26 |
基于FAST架構的自學習交換機 |
| 第九組：路由 |
27 |
內核路由轉發(fā) |
| 28 |
Click模塊化路由 |
| 29 |
Quagga路由協(xié)議應用 |
| 第十組：SDN |
30 |
SDN交換機原型 |
| 31 |
OF協(xié)議通道實現(xiàn) |
| 32 |
OF交換機流表管理 |
| 第十一組：綜合 |
33 |
FAST架構搶紅包控制與分析 |
