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OpenBox在北京大学计算机网络实验教学中得到应用


北京大学计算机系在2018年秋季学期《计算机网络实习》课程中选择OpenBox-S4作为网络教学实验平台,开展网络协议处理、硬件转发和SDN交换方面的实验。

本学期共有83名大二到大四的学生选择《计算机网络实习》课程,其中60名同学基于OpenBox-S4开展实验。针对北京大学学生网络基础扎实,对网络新技术求知欲强的特点,湖南新实专门为实验定制了5个案例,包含ICMP报文协议观测与解析、基于SDN交换原型实现及TCP乱序与丢弃重传等。参课学生表示这次实验加深了他们对计算机网络工作原理的理解,深入领会到网络设备的实现方式与处理流程,对通过本学期网络实习课提升个人网络工程实践能力和对新技术的跟踪掌握充满信心。

学生基于OpenBox-S4的实验交流.bmp

学生基于OpenBox-S4的实验交流

OpenBox-S4简介

OpenBox-S4采用Zynq-7000SOC芯片实现,芯片内部集成了双核Cortex-A9 处理器,提供4路千兆以太网数据接口及1路千兆管理以太网接口,是湖南新实网络科技有限公司推出的致力于为高校和科研院所开发的辅助其教学与科研创新的实验平台。

OpenBox-S4网络教学创新实验平台.bmp

OpenBox-S4网络教学创新实验平台

OpenBox-S4的教学案例基于FAST架构实现,为实验的学生屏蔽了软硬件底层的开发细节及平台相关的接口实现,清晰简单的用户接口定义以及丰富的实验案例,可以使开发者迅速的开发自己的功能实现,从而大大减化了开发者的开发难度及开发周期。

目前,此平台已经在国防科技大学、湖南大学、河北大学、东南大学、清华大学、重庆邮电大学等高校的本科生、研究生的教学及科研实验中得到应用。支持的实验案例包括:


分组
序号
案例名称
第一组:网络接口的实现
1
以太帧格式的观测与分析

2
以太网帧的接收与缓存

3
接口计数器的实现

4
接口网络带宽统计
第二组:分组协议分析
5
ARP地址解析协议分析

6
IP协议报文的分析

7
ICMP协议报文观测与分析
第三组:QoS机制的实现
8
基于令牌桶的速率控制机制

9
输出端口阻塞现象观测与分析

10
选择性丢包机制

11
优先级调度
第四组:传输层协议分析
12
TCP基本通信流程

13
TCP窗口机制分析

14
TCP拥塞控制机制
第五组:应用层协议分析
15
流媒体流的特性观测

16
QoS参数对应用的影响
第六组:分组转发查表
17
分组查表关键字提取

18
HASH流标识定义

19
查表的实现流程分析

20
查表动作的执行
第七组:控制平面与数据平面通信
21
观测控制平面与数据平面的通信

22
控制分组处理流程

23
对硬件资源的访问
第八组:交换
24
自学习的以太网交换机实现与组网

25
内核网桥软件交换机

26
基于FAST架构的自学习交换机
第九组:路由
27
内核路由转发

28
Click模块化路由

29
Quagga路由协议应用
第十组:SDN
30
SDN交换机原型

31
OF协议通道实现

32
OF交换机流表管理
第十一组:综合
33
FAST架构抢红包控制与分析