课程名称网络算法学

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1、课程名称：网络算法学英文名称：NetworkAlgorithmics学时：40/40学分：3开课对象：计算机学院三年级以上本科生、低年级研究生预修课程：计算机网络，操作系统，计算机系统结构教材及主要参考书：[1]GeorgeVarghese,NetworkAlgorithmics,MorganKaufmann,2004.（网上下载）[2]朱河清等,深入浅出DPDK,机械工业出版社,2016.（选课的学生免费赠送）作业：课程设计，进展报告，结题论文期末考试：开卷成绩组成：期末考试40%，课程设计30%，结题论文20%，考勤及课堂讨论10%教学目标：网络算法学是以

2、联网计算机系统实现为内容的课程。作为计算机网络的后续课程，网络算法学主要关注联网系统的高效实现而不是网络原理本身。网络算法学强调在系统实现过程中系统思维、全局观念、注重实效等思维方式和工作方式的重要性，因此是一门跨专业领域且理论与实践紧密结合的课程。通过这门课程，旨在培养学生跨领域的系统思维能力和综合运用计算机系统知识分析问题与解决问题的能力，并使学生得到初步的科研训练。基本要求：在理论学习方面，了解联网系统可能存在的各种性能瓶颈，了解去除这些性能瓶颈的一般性原则及典型技术，能够运用课程中学到的知识分析特定系统实现中的性能瓶颈，并给出解决思路。在实验方面，独立

3、完成一个综合性课程设计，在实践中领会课程中学到的知识，学会利用开源软件及工具来构建实用的联网系统，并优化其性能。课程简介：网络算法学是以联网系统的高效实现为内容的课程，主要关注由于系统实现不佳而产生的性能瓶颈，消除这些性能瓶颈所需要的跨领域的、系统的思维能力，以及综合运用计算机系统结构、操作系统、计算机网络、算法设计等多个领域的知识解决问题的方法。本课程理论部分包括两个部分的内容：（1）网络算法学原则及方法，（2）网络终端系统的性能瓶颈及实现技术。第一部分介绍网络算法学的基本概念、思维方式、系统建模、系统实现原则及原则应用示例。第二部分介绍以服务器为代表的网络

4、终端系统中从数据面到控制面、从驱动到操作系统到协议处理等多个方面的性能瓶颈，以及消除这些性能瓶颈的先进技术。实验部分是完成一个课程设计“DPDK与SNORT的集成接口DAQ-DPDK”。该课程设计利用目前工业界实现高性能联网计算机系统所采用的开源软件包DPDK，开发一个包输入/输出插件，与目前主流的开源入侵检测系统Snort相结合，使得Snort的速度有极大的提升。教学重点、难点：理论学习第一部分的教学重点是网络算法学的15条实现原则，难点是对于一个具体的问题，如何运用这些原则一步一步深入，找到解决问题的最有效方法。这里的困难在于学生必须要放开思路，从系统的角

5、度去寻找最有效的解决方案，而不是“就事论事”地解决问题。理论学习第二部分的教学重点是网络终端系统的性能瓶颈分析，以及消除这些瓶颈的有效方法。这里的难点是学生必须具有很好的操作系统知识和计算机系统结构的知识，才能很好地理解课程内容。实验部分的课程设计要求达到两个目标：一是通过阅读DPDK代码领会第二部分介绍的技术是如何应用在一个实际系统中的；二是按照助教分解的实验步骤完成插件的开发。这里的难点是学生需要根据助教的提示去阅读源代码，从提供的参考资料、用户手册、代码说明文档中去理解实现原理，代码能力较弱的学生会感觉到有难度。课程设计的基本要求：使用开源的DPDK软件

6、包、Snort软件包和DAQ软件包，开发包输入/输出插件DAQ-DPDK，将其集成到Snort中，测试集成该插件之前及之后Snort的吞吐量。该课程设计按照从易到难、循序渐近的原则分解成若干个实验，要求学生按顺序独立完成这些实验，并按要求提交进展报告和参加课堂讨论，最后提交完整的系统实现和结题论文。