آموزش قسمت A - پروژه های شبکه - پیاده سازی پشته TCP/IP در C

سرفصل ها و درس ها

این دوره در مورد چیست ؟ What is this Course About ?

• دستور جلسه Agenda

• دوره دنباله دار Sequel Course

• با تشکر دادن Thanks Giving

• پیش نیازها Pre-requisites

• برنامه های افزودنی پروژه های آینده Future Project Extensions

• اهداف پروژه Project Goals

• عضویت در گروه تلگرام Join Telegram Group

ساخت گراف عمومی Generic Graph Construction

• شروع با نمودارهای عمومی Starting With Generic Graphs

• محصول نهایی این دوره را احساس کنید Feel the End Product of this Course

• مدل سازی نمودار Graph Modelling

• Very Imp: برای این پروژه Git Repo خود را ایجاد کنید Very Imp : Create your own Git Repo for this Project

• ساختارهای داده گراف و دسترسی به مخزن Graph Data Structures and Repository Access

• تکلیف اجباری: نوشتن APIهای گراف عمومی Mandatory Assignment : Writing Generic Graph APIs

• ساخت نمودار Graph Construction

• API های گراف Graph APIs

• Makefile - تدوین پروژه Makefile - Project Compilation

• تکلیف اجباری: نوشتن APIهای نمودار عمومی - قسمت 2 Mandatory Assignment : Writing Generic Graph APIs - Part 2

ساخت توپولوژی شبکه Construction of Networking Topology

• افزودن ویژگی های شبکه به نمودار Adding Networking Properties to Graph

• API برای افزودن ویژگی های شبکه APIs to Add Networking Properties

• تکلیف اجباری: استفاده از API برای افزودن ویژگی های شبکه Mandatory Assignment : Using APIs to Add Networking Properties

• Code Walk برای ساختن شبکه گراف Code Walk to construct Network Graph

• تکلیف اجباری: نوشتن برخی از API های شبکه Mandatory Assignment : Writing Some Networking APIs

ادغام خط فرمان Command Line Integration

• معرفی کتابخانه LibCli Introducing LibCli Library

• مراحل ادغام کتابخانه LibCLI با پروژه ما Steps To Integrate LibCLI library with our Project

• در حال پیاده سازی اولین CLI ما Implementing our first CLI

• تکلیف اجباری - اضافه کردن CLI Mandatory Assignment - Adding CLI

راه اندازی ارتباط Communication Setup

• اهداف این بخش Goals of this Section

• بحث طراحی - نمای منطقی و فیزیکی Design Discussion - Logical and Physical View

• بحث طراحی - نمای فیزیکی با جزئیات Design Discussion - Physical View in Detail

• 8 مرحله پیاده سازی 8 steps of Implementation

• پیاده سازی مرحله 1 و 2 - ایجاد سوکت ها Implementing Step 1 and 2 - Sockets Creation

• پیاده سازی مرحله 3 - شروع یک موضوع نظارت سوکت Implementing Step 3 - Starting a Socket Monitoring Thread

• پیاده سازی مرحله 4 - انتقال بسته Implementing Step 4 - Packet Transmission

• مراحل پیاده سازی 5 - 8 Implementation Steps 5 - 8

• آزمایش نسخه ی نمایشی Test Demo

• خلاصه Summary

• تکلیف کدگذاری اجباری Mandatory Coding Assignment

• تکلیف: سوالات مرتبط با طراحی Assignment : Design Related Questions

قسمت ب - دستور کار Part B - Agenda

• قسمت ب - دستور کار Part B - Agenda

شروع با توسعه پشته TCP/IP Getting Started with TCP/IP Stack Development

• شروع پیاده سازی ARP Getting Started with ARP Implementation

• حالت های رابط Interface Modes

• فرمت هدر اترنت Ethernet Header Format

• تخصیص در سربرگ اترنت Assignment on Ethernet Header

• معیارهای پردازش بسته Packet Processing Criteria

• مدیریت بافر بسته Packet Buffer Management

• تغییر سمت راست بافرهای بسته Right Shift of Packet Buffers

• یک کلمه هشدار! A word of Warning !

• تکلیف - رفع اشکال Assignment - Bug Fix

لایه 2 - پیاده سازی ARP Layer 2 - Implementing ARP

• فرمت پیام ARP ARP Message Format

• نمونه فرمت پیام ARP ARP Message Format Example

• تخصیص - تبدیل آدرس IP Assignment - IP Address Conversions

• ایجاد جداول ARP Creating ARP Tables

• جدول ARP - نمونه های اولیه CRUD APIs ARP Table - CRUD APIs Prototypes

• جدول ARP - پیاده سازی CRUD APIs ARP Table - CRUD APIs Implementation

• API برای راه اندازی وضوح ARP API to trigger ARP Resolution

• ARP CLI برای افزودن ARP CLIs to Add

• چرخه ARP ARP Cycle

• تکلیف اجباری - نوشتن یک API Mandatory Assugnment - Writing an API

• ARP API - ارسال درخواست ARP ARP APIs - Sending ARP Request

• ARP های ARP - پردازش درخواست ARP ARP APIs - Processing ARP Request

• ARP API - ارسال پاسخ ARP ARP APIs - Sending ARP Reply

• ARP API - پردازش پاسخ ARP ARP APIs - Processing ARP Reply

• تئوری - شروع سفر ورودی فریم در پشته TCP/IP Theory - Starting a Frame's Ingress Journey in TCP/IP Stack

• پیاده سازی - شروع سفر ورودی فریم در پشته TCP/IP Implementation - Starting a Frame's Ingress Journey in TCP/IP Stack

• نسخه ی نمایشی - ARP در عمل Demo - ARP In Action

• خلاصه Summary

لایه 2 - اجرای سوئیچینگ L2 Layer 2 - Implementation of L2 Switching

• اهداف این بخش Goals of this Section

• پیش نیازها Pre-Requisites

• سوئیچ L2 در مقابل روتر L3 L2 Switch Vs L3 router

• دسترسی به کد برای این بخش Code Access For this Section

• حالت های رابط Interface Modes

• توپولوژی مبتنی بر سوئیچ L2 L2 Switch Based Topology

• راه اندازی جداول مک Mac Tables Setup

• یادگیری و ارسال مک - ویرایش سریع Mac Learning and Forwarding - Quick Revision

• نقطه ورود برای سوئیچینگ L2 Entry Point for L2 Switching

• تکلیف اجباری - Frame Flooding توسط L2 Switch Mandatory Assignment - Frame Flooding by L2 Switch

• پیاده سازی الگوریتم سوئیچینگ L2 Implementing L2 Switching Algorithm

لایه 2 - پیاده سازی Vlan Based Forwarding Layer 2 - Implementing Vlan Based Forwarding

• اهداف و پیش نیازها Goals and Pre-requisites

• تکلیف اجباری - تابع پاکت بسته را اجرا کنید Mandatory Assignment - Implement Packet Dump function

• فرمت 802.1Q Vlan hdr 802.1Q Vlan hdr format

• ساختار داده سربرگ اترنت با برچسب Vlan Vlan Tagged Ethernet Header Data Structure

• اجباری انتساب - API برای تعیین اینکه آیا فریم داده شده برچسب گذاری شده است یا خیر؟ Mandatory Assignment - API to determine whether given frame is tagged or not ?

• API برای تعیین فریم اترنت Tagged و Untagged API to determine Tagged Vs Untagged Ethernet frame

• تکلیف اجباری - بر اساس Vlan Tagging و Untagging Mandatory Assignment - Based on Vlan Tagging and Untagging

• برچسب شده <--> تبدیل فریم بدون برچسب Tagged <--> Untagged Frame Conversion

• برچسب شده <--> مراحل تبدیل فریم بدون برچسب Tagged <--> Untagged Frame Conversion Steps

• APIهایی برای پیکربندی عضویت های Vlan APIs to Configure Vlan Memberships

• توپولوژی سوئیچینگ L2 L2 Switching Topology

• MAC Forwarding مبتنی بر Vlan - نقشه راه بیشتر Vlan Based MAC Forwarding - Further Roadmap

• جدول شرایط ورود قاب Frame Ingress Condition Table

• تکلیف اجباری - نوشتن APIهای تست عضویت Vlan Mandatory Assignment - Writing Vlan Membership Test APIs

• Frame Ingress - Quick Code Walk Frame Ingress - Quick Code Walk

• تکمیل ورود فریم Frame Ingress Completion

• شروع با فریم Egress Starting with Frame Egress

• جدول شرایط خروج قاب Frame Egress Condition Table

• جدول شرایط خروج قاب - پیاده روی سریع با کد Frame Egress Condition Table - A Quick Code Walk

• تکلیف اجباری - API به L2 قاب را پر می کند Mandatory Assignment - API to L2 flood the frame

• تکمیل فریم خروج Egress Frame Completion

• تکلیف اجباری - آزمایش اجرای Vlan ما Mandatory Assignment - Testing our Vlan Implementation

• رفع اشکال - پورت ACCESS باید در Vlan کار کند Bug Fix - ACCESS port must operate in a Vlan

• مشکل حلقه های لایه 2 Problem of Layer 2 Loops

• تکلیف اجباری بر اساس Vlan Forwarding Mandatory Assignment on Vlan Based Forwarding

لایه 3 - راه اندازی زیرساخت مسیریابی L3 Layer 3 - Setting up L3 Routing Infrastructure

• اهداف و پیش نیازها Goals and Pre-requisites

• مراحل این بخش Phases of This Section

• دسترسی به کد برای این بخش Code Access For this Section

• رفع: سازماندهی مجدد کد کمی Fix : Slight Code Reorganization

• فاز 1: راه اندازی جدول مسیریابی L3 - ساختارهای داده Phase 1 : L3 Routing Table Setup - Data Structures

• فاز 1: APIهای CRUD برای جدول مسیریابی Phase 1 : CRUD APIs for Routing Table

• فاز 2: نصب مسیر L3 - CLI و API Phase 2 : L3 Route Installation - CLIs and APIs

• فاز 2: پیکربندی مسیر L3 Phase 2 : L3 Route Configuration

• فاز 3: تعریف سربرگ IP Phase 3 : Defining IP Header

• تکلیف اجباری - نوشتن ماکروها برای دستکاری IP hdr Mandatory Assignment - Writing Macros to manipulate IP hdr

• فاز 4: توپولوژی مورد استفاده و فرض ARP Phase 4 : Topology Used and ARP Assumption

• فاز 5: معرفی برنامه پینگ Phase 5 : Introducing Ping Application

• فاز 5: CLI ها را پینگ کنید Phase 5 : Ping CLIs

• فاز 5: طرح بندی بسته پینگ Phase 5 : Ping packet Layout

• فاز 5: سفر بسته پینگ از Src به Dst Phase 5 : Ping Packet Journey from Src to Dst

• فاز 6: برنامه <--> تعامل لایه شبکه Phase 6 : Application <--> Network Layer Interaction

• فاز 6: لایه شبکه <--> تعامل لایه پیوند داده Phase 6 : Network Layer <--> Data Link Layer Interaction

• فاز 6: قرار دادن امضاهای API در کد پروژه Phase 6 : Placing API Signatures in Project Code

• فاز 7: مسیریابی لایه 3 - تجدید نظر در 4 مورد Phase 7 : Layer 3 Routing - Revision of 4 Cases

• فاز 7: بازبینی مسیریابی L3: مورد 1: ارسال Phase 7 : L3 Routing Revision : Case 1 : Forwarding

• فاز 7: بازبینی مسیریابی L3: مورد 2: تحویل مستقیم میزبان Phase 7 : L3 Routing Revision : Case 2 : Direct Host Delivery

• فاز 7: بازبینی مسیریابی L3: مورد 3: تحویل محلی Phase 7 : L3 Routing Revision : Case 3 : Local Delivery

• فاز 7: بازبینی مسیریابی L3: مورد 4: پینگ خودکار Phase 7 : L3 Routing Revision : Case 4 : Self-Ping

• فاز 8: فلوچارت های مسیریابی لایه 3 Phase 8 : Layer 3 Routing Flowcharts

فشار نهایی - پیاده سازی فلوچارت های مسیریابی لایه 2 و 3 Final Push - Implementing Layer 2 & 3 Routing flowcharts

• دسترسی به کد برای این بخش Code Access For this Section

• انتقال داده محموله از L2 به L3 Payload Data Transfer from L2 to L3

• تکلیف اجباری - چند API بنویسید تا در ویدیوهای سخنرانی بعدی استفاده شود Mandatory Assignment - Write some APIs to be used in the next lecture Videos

• پیاده سازی فلوچارت 1 عملیات لایه 3 Layer 3 Operation Flowchart 1 Implementation

• پیاده سازی فلوچارت 2 عملیات لایه 3 Layer 3 Operation Flowchart 2 Implementation

• مسیریابی لایه 2 - بحث الگوریتم/فلوچارت Layer 2 Routing - Algorithm/Flowchart Discussion

• قسمت 1 - مسیریابی لایه 2 - پیاده سازی الگوریتم/فلوچارت Part 1 - Layer 2 Routing - Algorithm/Flowchart Implementation

• قسمت 2 - مسیریابی لایه 2 - پیاده سازی الگوریتم/فلوچارت Part 2 - Layer 2 Routing - Algorithm/Flowchart Implementation

• نسخه ی نمایشی - آزمایش نسخه بتا پروژه ما Demo - Testing Beta Version of our Project

• تکلیف اجباری - در مسیریابی L3 Mandatory Assignment - On L3 Routing

• رفع اشکال - rt_table_add_route( ) Bug Fix - rt_table_add_route( )

وضوح ARP بر اساس تقاضا On-Demand ARP Resolution

• بیان مسأله Problem Statement

• استراتژی راه حل Solution Strategy

• تکلیف اجباری - عملکرد پردازش ورودی در انتظار ARP را اجرا کنید Mandatory Assignment - Implement the ARP pending entry processing function

• بهبود ساختارهای داده Data Structures Enhancements

• ایجاد ورود سالم ARP ARP Sane Entry Creation

• ARP در حال پردازش لیست معلق ARP Pending List Processing

• نسخه ی نمایشی پروژه نهایی Final Project Demo

پروژه - پیاده سازی IP-In-IP encapsulation Project - Implement IP-In-IP encapsulation

• کپسوله سازی IP-IN-IP - اجرا در 3 مرحله IP-IN-IP Encapsulation - Implement in 3 Steps

• مرحله 1/3 - مورد نیاز CLI Step 1/3 - CLI Requirement

• مرحله 2/3 - مدیریت پشتیبان Step 2/3 - Backend Handler

• مرحله 3/3 - تغییرات پشته TCP/IP Step 3/3 - TCP/IP Stack Changes

توسعه پروژه و کار خانگی برای شما! Project Extension and Home Work for you !

• مسیریابی Inter-Vlan Inter-Vlan Routing

• جدول مسیریابی استاندارد صنعت را پیاده سازی کنید Implement Industry standard Routing Table

پیوست A: Makefile - آموزش سریع Appendix A : Makefile - Quick Tutorial

• Makefile - آموزش سریع Makefile - Quick Tutorial

• Makefile Analogy - Dependency Tree Makefile Analogy - Dependency Tree

• تکلیف Makefile - part1 Makefile Assignment - part1

• تکلیف Makefile - part2 Makefile Assignment - part2

• فایل نهایی نهایی Final Makefile

ضمیمه B: GLThreads - یک راه چسب برای لیست پیوندی Appendix B : GLThreads - a Glue way of Linked List

• معرفی Introduction

• تعریف Glthreads Glthreads Definition

• تفاوت - DLL سنتی در مقابل چسب مبتنی بر چسب Difference - Traditional Vs Glue Based DLL

• آفست فیلد ساختار Structure Field Offset

• درج GLNode GLNode Insertion

• تکرار GLThread GLThread Iteration

• حذف GLNode GLNode Removal

• Code Walk - نسخه ی نمایشی Code Walk - Demo

• مشکلات فهرست سنتی Traditional List Problems

• مزایای GLThread GLThread Benefits

پیوست ج: ایجاد و پیوند کتابخانه ها Appendix C : Creation and Linking of Libraries

• از سرگیری با کتابخانه فهرست پیوندی دوگانه Resuming with Doubly Linked List Library

• کتابخانه های ایستا و پویا - ایجاد سریع Static and Dynamic Libraries - Quick Creation

• پیوند با کتابخانه استاتیک Linking with Static Library

• پیوند با کتابخانه پویا Linking with Dynamic Library

• خلاصه Summary

پیوست D: مدیریت فایل سربرگ Appendix D : The Header File Management

• درج تکراری فایل هدر - مشکل Duplicate Inclusion of Header File - The Problem

• گنجاندن تکراری فایل هدر - راه حل Duplicate Inclusion of Header File - Solution

• وابستگی بازگشتی - بیان مسئله Recursive Dependency - The Problem Statement

• راه حل وابستگی بازگشتی Solution to Recursive Dependency

پیوست E: بخش 1 - رابط CLI را با پروژه های C/C++ خود یکپارچه کنید Appendix E : Section 1 - Integrate CLI interface to your C/C++ Projects

• مقدمه - این دوره در مورد چیست؟ Introduction - What is this Course all about ?

• انواع دستورات Command Types

• درخت فرمان Command Tree

• انواع پارام Param Types

• محدودیت پارام برگ Leaf Param Constraint

• قابلیت های کتابخانه Library Capabilities

پیوست E: بخش 2 - رابط CLI را با پروژه های C/C++ خود یکپارچه کنید Appendix E : Section 2 - Integrate CLI interface to your C/C++ Projects

• ساخت کتابخانه LibCli Building A LibCli Library

• از جمله فایل‌های هدر و قلاب‌های وارداتی Including Header Files and Importing Hooks

• نمایش مثال اضافه کردن فرمان Show Command Addition Example

• نمایش نسخه ی نمایشی فرمان Show Command Demo

• درک DataFlow از CLI به Backend Understanding DataFlow from CLI to Backend

• پیاده سازی کنترل کننده فرمان Backend Backend Command Handler Implementation

• مثال اضافه کردن فرمان پیکربندی Config Command Addition Example

پیوست F: زیرشبکه های محلی و راه دور Appendix F : Local and Remote Subnets

• زیرشبکه های محلی و راه دور Local and Remote Subnets

پیوست G: تئوری کپسولاسیون IP-in-IP Appendix G : IP-in-IP Encapsulation Theory

• معرفی Introduction

• چگونه IP-in-IP Encapsulation کار می کند How IP-in-IP Encapsulation works

پاداش - دوره های دیگر من را به صورت رایگان دریافت کنید. Bonus - Get my other courses for free.

• پاداش - دوره های دیگر من را به صورت رایگان دریافت کنید. Bonus - Get my other courses for free.