Computer Network

项目背景

计算机网络课程要求通过编程实践深入理解网络协议。本项目包含 8 个递进式实验，从基础的 Socket 编程到复杂的拥塞控制模拟，覆盖了网络编程的核心知识点。

核心功能

• Socket 基础：TCP/UDP 客户端-服务器通信
• 协议实现：自定义应用层协议设计与实现
• HTTP 解析：实现简易 HTTP 客户端和服务器
• 网络安全：端口扫描、数据包嗅探、ARP 欺骗检测
• 拥塞控制：RED（Random Early Detection）算法模拟与可视化
• 路由算法：Dijkstra 最短路径算法实现

系统架构

graph TD
  A[Application Layer] -->|HTTP/FTP| B[Transport Layer]
  B -->|TCP/UDP| C[Network Layer]
  C -->|IP/ICMP| D[Link Layer]
  D -->|Ethernet| E[Physical Layer]
  
  subgraph "Experiments"
      A1[Socket Programming] --> A2[Custom Protocol]
      A2 --> A3[HTTP Server]
      A3 --> A4[Network Security]
      A4 --> A5[RED Simulation]
  end

项目结构

computer-network/
├── experiment1/          # Socket编程基础
├── experiment2/          # TCP/UDP实现
├── experiment3/          # HTTP协议
├── experiment4/          # 网络安全
├── experiment5/          # 路由算法
├── experiment6/          # 拥塞控制
├── experiment7/          # DNS解析
├── experiment8/          # 综合实验
├── Improve_RED/          # RED算法优化
└── README.md

核心代码

RED 拥塞控制模拟器

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效果展示

技术要点

Socket 编程模型

• 阻塞/非阻塞 IO、多路复用 select/poll
• 并发服务器：多进程 vs 多线程 vs 线程池

RED 拥塞控制

• 早期随机丢包机制
• 平均队列长度的指数加权移动平均
• 参数：min_th、max_th、max_p

Scapy 网络编程

• 构造任意协议层的数据包
• 发送/接收、嗅探、Traceroute 实现