OpenBox在北(běi)京大學計算(suàn)機(jī)網絡實驗教學中得到(dào)應用
發布時間：2018-11-30
北(běi)京大學計算(suàn)機(jī)系在2018年(nián)秋季學期《計算(suàn)機(jī)網絡實習》課程中選擇OpenBox-S4作為(wèi)網絡教學實驗平台，開(kāi)展網絡協議處理、硬件(jiàn)轉發和SDN交換方面的實驗。
本學期共有83名大二到(dào)大四的學生(shēng)選擇《計算(suàn)機(jī)網絡實習》課程，其中60名同學基于OpenBox-S4開(kāi)展實驗。針對北(běi)京大學學生(shēng)網絡基礎紮實，對網絡新技(jì)術(shù)求知欲強的特點，湖(hú)南(nán)新實專門(mén)為(wèi)實驗定制了5個(gè)案例，包含ICMP報(bào)文協議觀測與解析、基于SDN交換原型實現及TCP亂序與丢棄重傳等。參課學生(shēng)表示這次實驗加深了他們對計算(suàn)機(jī)網絡工(gōng)作原理的理解，深入領會(huì)到(dào)網絡設備的實現方式與處理流程，對通(tōng)過本學期網絡實習課提升個(gè)人網絡工(gōng)程實踐能(néng)力和對新技(jì)術(shù)的跟蹤掌握充滿信心。
學生(shēng)基于OpenBox-S4的實驗交流
OpenBox-S4采用Zynq-7000SOC芯片實現，芯片内部集成了雙核Cortex-A9 處理器(qì)，提供4路(lù)千兆以太網數據接口及1路(lù)千兆管理以太網接口，是湖(hú)南(nán)智投互動網絡科技(jì)有限公司推出的緻力于為(wèi)高(gāo)校和科研院所開(kāi)發的輔助其教學與科研創新的實驗平台。
OpenBox-S4網絡教學創新實驗平台
OpenBox-S4的教學案例基于FAST架構實現，為(wèi)實驗的學生(shēng)屏蔽了軟硬件(jiàn)底層的開(kāi)發細節及平台相(xiàng)關的接口實現，清晰簡單的用戶接口定義以及豐富的實驗案例，可以使開(kāi)發者迅速的開(kāi)發自(zì)己的功能(néng)實現，從(cóng)而大大減化了開(kāi)發者的開(kāi)發難度及開(kāi)發周期。
目前，此平台已經在國(guó)防科技(jì)大學、湖(hú)南(nán)大學、河北(běi)大學、東南(nán)大學、清華大學、重慶郵電(diàn)大學等高(gāo)校的本科生(shēng)、研究生(shēng)的教學及科研實驗中得到(dào)應用。支持的實驗案例包括：
| 分組 |
序号 |
案例名稱 |
| 第一(yī)組：網絡接口的實現 |
1 |
以太幀格式的觀測與分析 |
| 2 |
以太網幀的接收與緩存 |
| 3 |
接口計數器(qì)的實現 |
| 4 |
接口網絡帶寬統計 |
| 第二組：分組協議分析 |
5 |
ARP地址解析協議分析 |
| 6 |
IP協議報(bào)文的分析 |
| 7 |
ICMP協議報(bào)文觀測與分析 |
| 第三組：QoS機(jī)制的實現 |
8 |
基于令牌桶的速率控制機(jī)制 |
| 9 |
輸出端口阻塞現象觀測與分析 |
| 10 |
選擇性丢包機(jī)制 |
| 11 |
優先級調度 |
| 第四組：傳輸層協議分析 |
12 |
TCP基本通(tōng)信流程 |
| 13 |
TCP窗(chuāng)口機(jī)制分析 |
| 14 |
TCP擁塞控制機(jī)制 |
| 第五組：應用層協議分析 |
15 |
流媒體流的特性觀測 |
| 16 |
QoS參數對應用的影響 |
| 第六組：分組轉發查表 |
17 |
分組查表關鍵字提取 |
| 18 |
HASH流标識定義 |
| 19 |
查表的實現流程分析 |
| 20 |
查表動作的執行 |
| 第七組：控制平面與數據平面通(tōng)信 |
21 |
觀測控制平面與數據平面的通(tōng)信 |
| 22 |
控制分組處理流程 |
| 23 |
對硬件(jiàn)資源的訪問 |
| 第八組：交換 |
24 |
自(zì)學習的以太網交換機(jī)實現與組網 |
| 25 |
内核網橋軟件(jiàn)交換機(jī) |
| 26 |
基于FAST架構的自(zì)學習交換機(jī) |
| 第九組：路(lù)由 |
27 |
内核路(lù)由轉發 |
| 28 |
Click模塊化路(lù)由 |
| 29 |
Quagga路(lù)由協議應用 |
| 第十組：SDN |
30 |
SDN交換機(jī)原型 |
| 31 |
OF協議通(tōng)道實現 |
| 32 |
OF交換機(jī)流表管理 |
| 第十一(yī)組：綜合 |
33 |
FAST架構搶紅(hóng)包控制與分析 |
