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闲聊
本学期《高级计算机网络》上午考完试，从考试的角度说题目出的的确是业界良心，老师基本上回避了各种网络协议、算法和其他所有难点的考察，并且规定开卷。这么做大概是因为今年此课程改革，而他第一次教授这门课，之前划重点时老师仔细提及每一个要考的内容，不过即使上课没注意听，仍然能快速从PPT里准确找出问题答案并用英文抄上。
课程链接为高级计算机网络，课程材料都在这里。 考完试同学提起才想起第二个（仅有两个）选择题选错了，没搞清evolutionary（进化的）和Revolutionary（革命的）的区别，也反应细节决定成败，没搞清的问题就是没搞清。题目让选出not Revolutionary的 网络改进方案，显然IPv6和MobileIP以及Point-to-point（利用DHT技术）都是在现有网络基础上针对不同需求的改进措施，只有CCN算是比较大的改进，因为它不再以主机为中心，而是以内容为中心。此题该选（1）（2）（4）。
总结
想起某同学极其辛苦认真的准备这门考试，试卷发下来她肯定大吃一惊。不过必要的总结回顾还是有必要的，考试都是扯淡不必当真。
课程
课程分为如下几个部分：
- 数据中心网络
DC-Fat-tree - 软件定义网络
SDN - 未来网
Future-network - 绿色网络
数据中心网络
这一部分主要是考虑改进现有数据中心的网络拓扑结构，提高网络带宽利用率，同时分析了几种代表性的数据中心网络。采用了SIGCOMM和IMC会议往年的论文，共三篇。
- 《A Scalable, Commodity Data Center Network Architecture》
- 《Network Traffic Characteristics of Data Centers in the Wild》
- 《DCell: A Scalable and Fault-Tolerant Network Structure for Data Centers》
其中1主要提出一种能提高网络互联带宽、考虑随着网络规模扩大减少成本同时向下兼容的数据中心网络，即在原有数据中心网络基础上改变Aggregation层和Edge层，形成Fat tree结构。 论文同时考 虑了DC-Fat-tree的编址、路由、方法最后进行了简易的实现。
2主要对校园、私企和商用云数据中心的流量特点进行实验分析。最终得出结论，网络中数据量大的包少，数据量小的包多，网络流量出现双峰模式。
3主要针对数据中心提出另一种可拓展、容错的网络结构。使用DCCell来构建网络拓扑，实现可拓展、高容错以及提升网络带宽。DCCell颠覆了之前数据中心Tree型网络拓扑改用Cell，通过构造Cell之间合理的连接算法结合Cell内部的连接来提升网络带宽、提高容错性。考虑了Cell的命名标识和网络可拓展性，同时合理处理了节点之间路由算法。最后也给出了必要的实现和测试。
大型互联网企业的数据中心耗电量极大，维护成本也比较高，以上对数据中心改进方法属于2008年左右发表的论文，当时得到比较高的关注，不太清楚目前具体的应用情况。
软件定义网络
这一部分主要考虑改进现有网络组织架构，考虑类比计算机操作系统的思想对网络系统进行抽象，形成应用层、控制层、基础设施层。采用了SIGCOMM会议往年的论文，共三篇。
- 《Ethane: Taking Control of the Enterprise》
- 《OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks》
- 《NOX: Towards an Operating System for Networks 》
其中1主要从企业网的应用角度入手，提出如何控制企业网。即通过高层定义具体通信规则（谁与谁能通信以及内容过滤、权限控制等）低层具体实现，主要解决现有网络配置管理的不方便，降低成本，提高效率。具体采用Swith和Controller协作，定义controller中流表和条目的功能和具规则语法。最后进行实现验证。
2具体提出SDN的概念，给出SDN基本原理即把网络分成两个平面数据平面和控制平面，从而实现网络的灵活控制。OpenFlow在OpenFlow交换机上实现数据转发，在控制器上实现数据转发控制。定义了switch的组成，最后给出使用OpenFlow的几种情景。
3介绍了一种面向网络的OS，其中对以上的想法进行了具体项目实现，NOX。
软件定义网络在现有网络基础上进行改进，通过对网络系统进行基本抽象从而方便上层应用程序实现需要的功能和网络拓扑，高效便捷。按照目前网络分层对不同层的功能需要进行不同的实现，每需要一个功能都需要单独实现，效力低下并且网络系统越来越复杂化，类似于持续打补丁而没有根本解决网络抽象的问题。
未来网
这一部分主要考虑改进现有以主机IP地址为中心的网络架构，考虑用以内容为中心的网络架构来取代，内容即地址。采用了SIGCOMM和CoNEXT会议往年的论文，共二篇。
- 《Networking Named Content》
- 《A Data-Oriented (and Beyond) Network Architecture》
其中1主要分析了目前网络架构上打的补丁，类似于IPv6、IPSec等。基于以IP协议为中心细腰结构的网络架构，提出以命名数据块为中心的CCN。定义了CCN中两种数据包，Interest包和Data包，其中Interest包是客户端寻找内容发出的内容名包，Data包是具体的节点返回的还有指定名字前缀的数据包。规定了FIB、Content store和PIT，以此实现对内容的寻址返回。规定了类似URL 的内容命名 方式和路由方式，最后进行实现。
2主要提出用一种扁平、自认证的内容命名方式（内容为中心）来替换目前DNS域名解析（IP为中心）。规定具体介绍命名方式和自认证算法，同时定义网络架构和CCN的服务方式（利用Register和Find原语），最后介绍了DONA的其他功能和优点。
总的来说，以内容为中心的网络企图替换目前以主机为中心的网络架构，由于目前大部分网络硬件已经近似固定，大规模的替换不太现实，所以这种想法也一直没有充分得到实现。
Project
共有三个Project，第一个是对DC-Fat-tree的one-to-all和all-to-all通信方式进行模拟实现，利用ns3，用到了一些分析工具如wireshark等。最后对DC-Fat-tree的bottleneck进行改进，目前只想到提高core层链路传输速度，改进网络拓扑的想法没有编程实现。
第二个project是利用mininet实现DC的网络仿真，测试相应的连通性和吞吐量。
第三个project是利用Pyretic实现简单的防火墙，用到Python基本语法（从此时开始学Python）和Pyretic中已实现的switch模块，只需定义规则输入规则。
此课程到此告一段落，中间也翻看了不少和SDN和未来网相关资料，但是由于实践的少看完之后没多大印象，真正应用就更少。此课程有类似于科普的感觉，PPT都是从论文中节选，课上讲的也比较模糊，Project和Coursea中的课程作业类似，目测课程内容也相差不多，具体没有去Coursea验证。后面有新的认识再更新吧。