欢迎选修计算机网络前沿课程
计算机网络前沿
Computer Networks Frontier
- 授课时间：2019年7月15日至2019年7月22日 上午8:00 ~ 12:00
- 授课地点：二教319
- 课程学分：2
- 授课教师：Andrew W. Moore (剑桥大学教授)
- 授课语言：英语
- 先修课程：计算概论
本课程的目标是介绍计算机网络的关键概念和原理，将结合自顶向下和自下而上的方法来研究互联网及其协议栈。课程将介绍计算机网络架构、协议和应用程序的实例，包括电子邮件、Web和媒体流。课程将涵盖支持此类网络应用程序所需的通信服务（如TCP/IP）。在讲述完实际网络（包括有线和无线局域网环境）中实施和部署通信服务之后，本课程将继续讨论网络管理问题。在整个课程中，将以互联网的架构和协议为主要例子来说明计算机网络的基本原理。
Andrew W.Moore（1967年1月生，andrew.moore@cl.cam.ac.uk）是剑桥大学计算机实验室的教授（2007年入校），NetFPGA的联合创始人兼主任，EU、DARPA、NSF、和EPSRC的主要研究员。长期致力于研究网络和计算机体系结构，在网络测量、网络建模、缓解网络化计算机系统中的延迟、机器学习应用于自动化网络控制、光子系统系统集成到网络和互连结构等方向研究取得了一系列开拓性成果。期刊、会议论文100余篇，总引用数超过6800余次（Google Scholar），引用超过800次的论文2篇。是剑桥大学现任高等考试委员会委员，曾任教学委员会成员。现在于剑桥大学讲授Computer Networking和MPhil modules on network measurement and high-performance networking等课程。
杨仝，北京大学计算机系网络所副研究员。2013年清华计算机系博士毕业，毕业后在中科院计算所访问一年，研究方向包括网络流量测量、数据中心流量调度算法、路由器数据平面算法、机器学习加速算法等，负责国家重点研发计划子课题2项、国家自然基金课题2项，其他项目多项，发表CCF A类论文17篇，其中领域排名第一的会议SIGCOMM、SIGMOD、SIGKDD共5篇。多篇论文已经在工业界得到了部署和应用。
课程结束时，我们期待你:
- be able to analyse a communication system by separating out the different functions provided by the network
- understand that there are fundamental limits to any communications system
- understand the general principles behind multiplexing, addressing, routing, reliable transmission and other stateful protocols as well as specific examples of each
- understand what FEC is
- be able to compare communications systems in how they solve similar problems
- have an informed view of both the internal workings of the Internet and of a number of common Internet applications and protocols
内容提要及相应学时分配：
- Introduction. Overview of networking using the Internet as an example. LANs and WANs. OSI reference model, Internet TCP/IP Protocol Stack. Circuit-switching, packet-switching, Internet structure, networking delays and packet loss. [6学时]
- Link layer and local area networks. Link layer services, error detection and correction, Multiple Access Protocols, link layer addressing, Ethernet, hubs and switches, Point-to-Point Protocol. [4学时]
- Wireless and mobile networks. Wireless links and network characteristics, Wi-Fi: IEEE 802.11 wireless LANs. [2学时]
- Network layer addressing. Network layer services, IP, IP addressing, IPv4, DHCP, NAT, ICMP, IPv6. [6学时]
- Network layer routing. Routing and forwarding, routing algorithms, routing in the Internet, multicast. [6学时]
- Transport layer. Service models, multiplexing/demultiplexing, connection-less transport (UDP), principles of reliable data transfer, connection-oriented transport (TCP), TCP congestion control, TCP variants. [6学时]
- Application layer. Client/server paradigm, WWW, HTTP, Domain Name System, P2P. [2学时]
教学方式
课堂授课为主，课后练习、编程为辅。
学生成绩评定办法
平时（30%），编程（40%），考试（30％）
| 作者 | 书名/论文名称 | 出版社 | 出版年 | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Peterson, L.L. & Davie, B.S. | Computer networks: a systems approach | Morgan Kaufmann (5th ed.) |
2011 |
| 2 | Peterson, L.L. & Davie, B.S. | Computer networks: a systems approach (Latest Version) | https://book.systemsapproach.org/ |
2019 |
| 3 | Kurose, J.F. & Ross, K.W. | Computer networking: a top-down approach | Addison-Wesley (7th ed.) |
2016 |
| 4 | R Metcalfe and D Boggs | Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks | ACM Computer Systems |
1976 |
| 5 | Van Jacobson and Michael J. Karels | Congestion Aviodance and Control | SIGCOMM '88 Symposium proceedings on Communications |
1988 |
| 6 | Vern Paxson and Sally Floyd | Wide-Area Traffic: The Failure of Poisson Modeling | IEEE/ACM Transactions on Networking, 3(3) |
1995 |
| 7 | Vern Paxson and Sally Floyd | The synchronization of periodic routing messages | ACM SIGCOMM’93 |
1993 |
| 8 | Saltzer, J., Reed, D., and Clark, D.D. | End-to-End Arguments in System Design | ACM Transactions on Computer Systems, 1984, Vol. 2, No. 4 |
1984 |
| 9 | Andrew D. Birrell and Bruce Jay Nelson | Implementing remote procedure calls | ACM Transactions on Computer Systems 2(1) |
1984 |
| 10 | David Tennenhouse | Layered Multiplexing Considered Harmful | Protocols for High-Speed Networks NorthHolland, Amsterdam |
1989 |
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Wireshark软件PDF资料. 此资料来自：https://www.cl.cam.ac.uk/teaching/1819/CompNet/handson/
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PDF slides of how to use Wireshark. The slides are from https://www.cl.cam.ac.uk/teaching/1819/CompNet/handson/
“计算机网络前沿”暑期课圆满结束
2019年7月15至22日，北京大学信息科学技术学院邀请来自剑桥大学的Andrew W. Moore教授开设“计算机网络前沿”暑期课。该课程理论联系实际，介绍了计算机网络架构、协议和应用程序的实例，如TCP三次握手协议、MAC协议、IPv4、IPv6等其他相关的有线无线协议，同时，本课程涵盖了相关的网络管理问题，为学生们开拓了视野，培养了网络研究的兴趣。本次课程吸引了大量来自北京大学、伦敦大学学院、多伦多大学、香港大学、南京大学、宁波诺丁汉大学、等高校的学生积极参加。其中本校选课生17人，外校选课生59人，旁听生14人，共计90人。
图1:《计算机网络前沿》开课
Andrew W. Moore是剑桥大学计算机实验室的教授（2007年入校），NetFPGA的联合创始人兼主任，EU, DARPA, NSF, 和EPSRC的主要研究员。他的研究兴趣是网络和计算机体系结构，在网络测量、网络建模、缓解网络化计算机系统中的延迟等。
图2:《计算机网络前沿》课堂
Andrew W. Moore教授在课堂上不仅仅介绍了计算机网络的相关概念和原理，他结合了自顶向下和自下向上的方法讲解互联网及其协议，包括电子邮件、web和媒体流。此外，课程涵盖了支持此类网络应用程序所需的通信服务，如TCP/IP。在整个课程中，教授以互联网的架构和协议为主要例子来说明计算机网络的基本原理。经过八天的学习，同学们纷纷表示收获颇多。