Sehemu ya A – Miradi ya Mtandao – Tekeleza Rafu ya TCP/IP katika C

Kiwango cha Mwanafunzi: Wataalamu wa kati hadi wa Juu hadi Wanaofanya Kazi, Wanaoanza katika Usimbaji pls samahani kozi hii.

Zungumza na Prof: Tumia Mradi huu kama yako Mradi wa Mwaka wa Mwisho wa Under-Grad

Kumbuka: Ikiwa unununua kozi hii, pls usinunue kozi yangu nyingine – “Unganisha kiolesura cha CLI kwako Mradi wa C/C+++”. Ni video zote ambazo tayari zimejumuishwa katika kozi hii.

Ushawishi 100% Kozi ya Msingi ya Usimbaji katika C ambayo tutatengeneza Rafu ya TCP/IP kutoka mwanzo yenye Tabaka la Kiungo cha Data., Safu ya Mtandao na Tabaka la Maombi katika Uendeshaji. Huu ni mradi mmoja mkubwa uliogawanywa 6 mini-miradi. Maendeleo ya kozi ya dada (Sehemu-B) inaendelea.

Kozi hii itakuweka tayari kwa jukumu kuu la msanidi mtandao katika tasnia. Ikiwa unafahamu misingi ya L2 Routing ikijumuisha ARP, Njia ya L3, basi labda tayari una maarifa yanayohitajika kwa kozi hii inayotegemea mradi. Ikiwa sivyo, unapaswa kujiandikisha kwenye kozi yangu – “Dhana za Mtandao na Upangaji kutoka Mwanzo” na angalau fanya nambari ya sehemu : 3 kwa 5. Kwa sehemu ya utekelezaji wa VLAN 6,7, na 8 inahitajika. Tutatekeleza nadharia hii katika C sasa. Ikiwa una lugha nyingine unayopenda, jisikie huru kufanya kozi hii katika hilo, sijali, lakini nitakuwa nikielezea mantiki na kuonyesha demos katika C pekee.

Katika kozi hii, Tutakuwa tukitekeleza onyesho la Rafu la TCP/IP kupitia 6 Miradi ya Mtandao. Miradi yote iliyo Chini inapaswa kufanywa kwa mlolongo sawa na ulioorodheshwa.

Mradi 1 : Jenga Uigaji wa Topolojia wa MultiNode wa Vipanga njia na Swichi

Mradi 2 : Tekeleza Tabaka la Kiungo cha Data (Njia ya L2), ikiwa ni pamoja na ARP

Mradi 3 : Tekeleza Kubadilisha L2 (Kujifunza na Usambazaji kwa msingi wa Mac)

Mradi 4 : Tekeleza ujifunzaji na Usambazaji wa Vlan Based Mac

Mradi 5 : Tekeleza Tabaka la Mtandao (Njia ya L3)

Mradi 6 : Uchunguzi kifani : Tekeleza Usambazaji wa IP-Tunnel (Hiari)

Katika Miradi hii ndogo, tutakuwa tukitekeleza pakiti ya Safari ya Juu na Chini kupitia safu za TCP/IP Stack (= Mfano wa OSI). Tutakuwa tukitekeleza Mkusanyiko wa TCP/IP !! Kuna Upangaji Soketi mdogo katika kozi hii. Sio kila mradi wa Mtandao lazima uwe wa programu ya soketi.

Njiani, tutakuwa tukijadili na kutekeleza utatuzi wa changamoto mpya tunazokutana nazo wakati wa kutatua tatizo. Kulingana na jinsi kozi hii inakubaliwa na wanafunzi, Ningeongeza miradi zaidi kwenye kozi hii kulingana na maoni ya mwanafunzi.

Baada ya Kufanya Miradi Hii, utaweza :

1. Eleza kwa nini unahitaji safu ya kiungo cha Data na Tabaka la Mtandao

2. Jinsi ya kuunda itifaki mpya ya Maombi kwenye mrundikano wa TCP/IP (kama vile ICMP, HTTP, nk zote zinafanya kazi kwenye TCP/IP Stack)

3. Ichafue mikono yako ukitumia programu za mtandao za kiwango cha tasnia.

4. Jifunze kupika, kuchanganua na kusoma vibafa vya pakiti

5. Fahamu Usanifu wa Mwisho-hadi-Mwisho na Usanifu wa Utumizi wa Mtandao na Rafu ya TCP/IP

6. Shinda Mahojiano kwa nafasi ya Mhandisi wa Msanidi Programu wa Mtandao

7. Pamba GitHub yako, na uongeze mradi dhabiti kwenye KOFIA yako, LOCs zinazotarajiwa za kozi hii itazidi 10k !

Mradi huu utajaza pengo kati ya maarifa ya kinadharia na toleo la Utekelezaji wake. Inasikikaje kuwa umeandika msimbo kwa mikono yako mwenyewe ili kutatua ARP, usambazaji wa pakiti, na kadhalika. Pamba wasifu wako na GitHub na mradi huu.

Kozi hii imegawanywa katika Mbili Sehemu :

Sehemu ya A – Katika sehemu hii ya kozi, tutakuwa tunaunda Miundombinu ya topolojia ya Mtandao inayojumuisha vipanga njia, swichi, na viungo vinavyowaunganisha. Nodi pia zinaweza kubadilishana pakiti na majirani zao. Kimsingi, tunataka kuiga topolojia ya mtandao inayoweza kuratibiwa kikamilifu na inayoweza kusanidiwa katika sehemu hii ya kozi. Huu ni Mradi 1.

Sehemu ya B – Topolojia ya Mtandao Inayoweza Kusanidiwa katika Sehemu A ya kozi itatumika kutekeleza Miradi mitano Iliyosalia [2-6] kama ilivyoorodheshwa hapo juu.

Tutakuwa tukiweka miundombinu yote inayohitajika ili kuiga topolojia ya mtandao – na huo wenyewe ni mradi mdogo kabisa. Tutakuwa tunaunda nodi, viungo vya kuunganisha nodi, kusanidi vigezo vya mtandao kwenye nodi, kutuma na kupokea mitiririko ya trafiki – Yote katika mradi mmoja. Hii ni Megaproject, LOC inayotarajiwa inaweza kwenda kwa makumi ya maelfu ikiwa tutaendelea kuongeza vipengele vya mrundikano wa TCP/IP ndani yake. Anga ndio ukomo.

Jambo bora katika mradi huu ni – Utajifunza mambo mengine mengi safarini, ikiwa ni pamoja na kuweka Vipima Muda, Ujenzi wa Topolojia ya Mtandao, Glthreads – Njia ya Gundi ya orodha zilizounganishwa, Kujenga Mradi kwa kutumia Makefile na hata sizungumzii kuhusu kujifunza ujuzi wa Kubuni Programu. Nyenzo ya ziada imeongezwa katika Nyongeza Sehemu ya kozi. Tutakuwa tukirekebisha mradi katika folda tofauti, kila folda ina msimbo wa kutekeleza utendakazi fulani wa Tabaka la OSI, na Ndiyo, Tutakuwa tukifanya yote kutoka mwanzo.

Onyo :

1. Mfumo wa Umwagiliaji wa Smart, inakabiliwa na miundo ya msingi ya data na viashiria, pls samahani kozi hii. Huko tayari kwa mradi huu. Pls, wekeza muda wako katika kujifunza mambo ya msingi kwanza.

2. Mashine Iliyotumika: Sakinisha na upeleke mfumo kamili na 19.04, Mkusanyaji wa GCC. Kwa hivyo nambari zangu haziwezi kujumuisha kwenye mashine yako ikiwa unatumia mkusanyaji au mashine nyingine.

Jedwali la Yaliyomo :

********

SEHEMU A

********

[ PROJECT 1]

Sehemu 1. KYC (Jua Kozi yako)

Sehemu 2. Kukuza Topolojia ya Grafu ya Kawaida

• Miundo ya Data ya Grafu

• API zinazohusiana na grafu

• Kuunda grafu yetu ya kwanza tuli

Sehemu 3. Ujenzi wa Topolojia ya Grafu ya Mtandao

• Kuongeza maelezo ya topolojia ya Mtandao kwenye grafu

• API za kusanidi Topolojia ya Mtandao

• Jitayarishe bila Topolojia ya Mtandao wa Hello World kwanza

Sehemu 4. Ujumuishaji wa Mstari wa Amri

• Unganisha Kiolesura cha CLI kwenye mradi

• Andika Amri Maalum ili Kuonyesha maelezo ya Topolojia ya Mtandao

Sehemu 5. Mpangilio wa Mawasiliano

• Inatuma pakiti kwa nodi ya Nbr kwenye kiolesura kinachotoka

• Kusikiliza na Kufuatilia Soketi Nyingi

• Kupokea pakiti kwenye kiolesura

********

SEHEMU B

********

Sehemu 6. Ajenda ya Sehemu B

[ PROJECT 2]

Sehemu 7. Kuanza na Maendeleo ya Stack ya TCP/IP

• Njia za Kiolesura

• Umbizo la Kichwa cha Ethernet

• Kazi juu ya Udhibiti wa Kichwa cha Ethernet

• Vigezo vya Usindikaji wa Pakiti

• Usimamizi wa Bafa ya Pakiti

Sehemu 8. Tekeleza Tabaka 2 (Safu ya DataLink) – ARP

• Anza na Utekelezaji wa ARP

• Umbizo la Ujumbe wa ARP na Mfano

• Kuunda Jedwali la ARP

• API za CRUD kwenye Majedwali ya ARP

• CLIs kufanya kazi na ARP

• Mzunguko wa ARP na API za ARP

• Kuandaa na Kutuma ujumbe wa ombi la Matangazo ya ARP

• Inachakata msg wa Ombi la Matangazo ya ARP

• Inatuma jibu la ARP Ms

• API ya Kuanzisha Safari ya Kuingia kwenye Fremu

• Inachakata msg wa majibu ya ARP na uunde ingizo la ARP katika jedwali la ARP

• ARP in Action

[ PROJECT 3]

Sehemu 9. Tekeleza Tabaka 2 (Safu ya DataLink) – Kubadilisha L2

• API za kusanidi nodi kama swichi za L2

• Kuweka Topolojia mpya kwa swichi za L2 na mashine za kupangisha

• Utekelezaji wa ujifunzaji wa MAC na Usambazaji wa algoriti

• Usimamizi wa Jedwali la MAC la swichi za L2

• Kujaribu tabia ya kubadilisha L2 kwa kutumia ARP

[ PROJECT 4]

Sehemu 10. Tabaka 2 – Utekelezaji wa Usambazaji Kulingana na Vlan

• Malengo na Mahitaji ya awali

• 802.1Umbizo la HD Vlan

• Vlan Tagged Ethernet Header Data Muundo

• API ya kubainisha fremu Zilizotambulishwa Vs Zisizotambulishwa

• Imewekwa alama <--> Ubadilishaji wa Fremu Usio na lebo

• Vlan Based MAC Usambazaji – Ramani ya Barabara zaidi

• Jedwali la Hali ya Kuingia kwa Fremu

• Kukamilika kwa Kuingia kwa Fremu

• Jedwali la Hali ya Frame Egress

• Kukamilika kwa Fremu ya Egress

• Jaribu Usambazaji Kulingana na Vlan

[ PROJECT 5]

Sehemu 11. Kuweka Tabaka 3 Miundombinu ya Njia (Safu ya Mtandao)

• Malengo na Mahitaji ya awali

• Usanidi wa Jedwali la Kuelekeza la L3

• API za CRUD za Jedwali la Uelekezaji Mgmt

• Ufungaji wa Njia ya L3

• Inafafanua umbizo la IP HDr

• Kuongeza Ping CLI

• Mwingiliano wa Tabaka la Mtandao na Programu

• Dhana za Uelekezaji wa L3 Zimepitiwa upya

  • Kesi ya Kusambaza

  • Kesi ya Uwasilishaji ya Mwenyeji wa Moja kwa Moja

  • Kesi ya Uwasilishaji ya Karibu

  • Kesi ya Kujifunga

• Chati za mtiririko wa L3

Sehemu 12. Tabaka 3 Utekelezaji wa Chati za Uelekezaji

• Uhamisho wa Data ya Upakiaji kutoka L2 hadi L3

• Tabaka 3 Utekelezaji wa Chati mtiririko – Hatua kwa hatua

• Tabaka 3 Utekelezaji wa Chati mtiririko wa Uendeshaji

• Tabaka 2 Utekelezaji wa Chati mtiririko wa Uendeshaji

• Inajaribu Toleo la Beta la Mradi wetu

Sehemu 13. Azimio la ARP la Mahitaji

• Taarifa ya Tatizo

• Mkakati wa Ufumbuzi

• Uboreshaji wa Muundo wa Data

• Uundaji wa Kuingia kwa ARP Sane

• Uchakataji wa Orodha Inasubiri ya ARP

• Onyesho la Mwisho la Mradi wetu Kamili

[Mradi 6]

Sehemu 14. Tekeleza Ufungaji wa IP-IN-IP (Kuweka vichuguu)

• Tekeleza Ufungaji wa IP-IN-IP (Kuweka vichuguu)

Upanuzi wa Baadaye wa Mradi. Wanafunzi wanapaswa kuchukua hii mbele peke yao.

Sehemu 15. Njia kati ya Vlans mbili (Inter Vlan Routing)