آموزش مفاهیم شبکه با برنامه نویسی سوکت - سطح علمی

سرفصل ها و درس ها

معرفی Introduction

• فهرست مطالب Table Of Contents

• عضویت در گروه تلگرام Join Telegram Group

• معرفی مدل OSI OSI Model Introduction

• توابع لایه های مدل OSI OSI Model Layers Functions

• TCP IP Stack World Real Analogy TCP IP Stack real World Analogy

• کپسوله سازی داده ها و کپسولاسیون - مقدمه Data Encapsulation and Decapsulation - Introduction

• کپسوله سازی داده ها Data Encapsulation

• کپسول زدایی داده ها Data Decapsulation

• کپسوله‌سازی داده‌ها و کپسول‌زدایی در گره‌های Forwarding Data Encapsulation and Decapsulation on Forwarding nodes

• یک تصویر بزرگ A Big Picture

• درک خود را آزمایش کنید Test your Understanding

آزمایشگاه های شبکه Networking Labs

• در این بخش چیست؟ What in this Section ?

• هدف و اهداف Objective and Goals

• مراحل نصب Mininet Mininet Installation Procedure

• نصب ابزار اضافی Extra Tools Installation

• راه اندازی Mininet Launching Mininet

• Mininet TreeTopologies Mininet TreeTopologies

زیرشبکه IP IP Subnet

• زیرشبکه قسمت 1 Subnetting Part 1

• زیرشبکه قسمت 2 Subnetting Part 2

• تحویل داده ها Data Delivery

• مک و آدرس IP Mac and IP Address

• شناسه شبکه Network ID

• آدرس های پخش Broadcast Addresses

• حداکثر مقدار و بیت های کنترل Max Value and Control Bits

• پیکربندی آدرس IP IP Address Configuration

• ماسک پیوندهای نقطه به نقطه Point to Point Links Mask

• آدرس های پخش با جزئیات Broadcast Addresses In Detail

• تکالیف کدنویسی ریاضی IP IP Maths Coding Assignments

مسیریابی لایه 2 Layer 2 Routing

• L2 Routing مقدمه L2 Routing Introduction

• زیرشبکه های محلی و راه دور Local And Remote Subnets

• مسیریابی L2 - مبانی L2 Routing - Basics

• فرمت هدر اترنت Ethernet Header format

• مسیریابی لایه 2 چگونه انجام می شود؟ How Layer 2 Routing is done ?

• اهداف ARP ARP Goals

• فرمت پیام استاندارد ARP ARP Standard Message Format

• پروتکل حل آدرس قسمت 1 Address Resolution Protocol Part 1

• پروتکل حل آدرس قسمت 2 Address Resolution Protocol part 2

• نمایش پروتکل وضوح آدرس Address Resolution Protocol Demonstration

• مفهوم سوئیچ لایه 2 Layer 2 Switch Concept

• عملکرد سوئیچ L2 L2 Switch Functioning

• مثال سوئیچ لایه 2 Layer 2 Switch Example

• سوالات متداول FAQs

• جلسه آزمایشگاه Lab Session

• شرح توپولوژی تست Test Topology Description

• نسخه ی نمایشی توپولوژی L2 L2 Topology Demo

• تکلیف توپولوژی L2 L2 Topology Assignment

مسیریابی لایه 3 Layer 3 Routing

• بررسی اجمالی مسیریابی لایه 3 Layer 3 Routing Overview

• چرا به مسیرهای L3 نیاز داریم؟ Why we need L3 Routes ?

• معناشناسی مسیرهای لایه 3 Semantics of Layer 3 Routes

• جدول مسیریابی به بالا نگاه کنید Routing table Look up

• توپولوژی مسیریابی L3 L3 Routing Topology

• عملیات لایه 3 و نمودار جریان Layer 3 Operations and Flowchart

• مثال مسیریابی لایه 3 Layer 3 Routing Example

• رابط های Loopback - مقدمه Loopback interfaces - Introduction

• رابط های Loopback - خواص Loopback interfaces - properties

• مسیریابی با استفاده از آدرس IP Loopback به عنوان آدرس مقصد Routing using Loopback IP Address as Destination Address

• جلسه آزمایشگاه در مسیریابی L3 Lab Session on L3 Routing

• ساخت و نمایش توپولوژی L3 L3 Topology Construction and Demo

• درک خود را بررسی کنید Check your Understanding

ساختار داده برای جداول مسیریابی L3 Data Structure for L3 Routing Tables

• بخش برای توسعه دهندگان Section For Developers

• پیشوند ماسک ها و حروف عامیانه Prefix Masks and Wildcard

• ساختارهای داده Data Structures

• درج مسیر - مثال 1 Route Insertion - Example 1

• درج مسیر - مثال 2 Route Insertion - Example 2

• خلاصه Summary

• الگوریتم جستجوی مسیر Route Search Algorithm

• الگوریتم حذف مسیر Route Deletion Algorithm

• طولانی ترین تطابق پیشوند - جستجوی مسیر Longest Prefix Match - Route LookUp

• مثال 1 جستجوی مسیر Route Lookup Example 1

• مثال 2 جستجوی مسیر Route Lookup Example 2

ساخت دینامیک جدول مسیریابی لایه 3 Dynamic Construction of Layer 3 Routing Table

• معرفی Introduction

• اهداف و بیان مسئله Goals and Problem Statement

• فرمت ورودی جدول مسیریابی Routing Table Entry Format

• ECMP - مسیر چندگانه با هزینه برابر ECMP - Equal Cost Multiple Path

• همکاری دستگاه L3 L3 Device Collaboration

• مراحل عمومی برای ساخت جدول مسیریابی Generic Steps to Build Routing Table

قسمت 2 - ساخت دینامیک جدول مسیریابی لایه 3 Part2 - Dynamic Construction of Layer 3 Routing Table

• مراحل این بخش Phases of This Section

• مرحله 1 - 4 مرحله Phase 1 - 4 Steps

• فاز 1 - مرحله 1 و 2 Phase 1 - Step 1 and 2

• فاز 1 - مراحل 3 و 4 Phase 1 - Steps 3 and 4

• فاز 2 - الگوریتم Spf Phase 2 - Spf Algorithm

• فاز 2 - Spf Algo مثال 1 Phase 2 - Spf Algo Example 1

• فاز 2 - قوانین الگوی Spf Phase 2 - Spf Algo Rules

• فاز 2 - Spf Algo مثال 2 Phase 2 - Spf Algo Example 2

• فاز 3 - محاسبه جدول مسیریابی نهایی Phase 3 - Final Routing Table Computation

• Loop Free تضمین شده است Loop Free is Guaranteed

• همگرایی - خرابی گره/پیوند Convergence - Node/link Failures

• خلاصه Summary

دامنه پخش و دامنه برخورد Broadcast Domain and Collision Domain

• BD و CD - مقدمه BD and CD - Introduction

• کاهش دامنه برخورد توسط سوئیچ های L2 - مثال 1 Collision Domain reduction by L2 Switches - Example1

• کاهش دامنه پخش توسط روتر L3 - مثال 2 Broadcast Domain reduction by L3 router - Example2

شبکه های LAN و VLAN LANs and VLANs

• LAN و Use Cases چیست؟ What are LANs and Use Cases

• شبکه های محلی مشکل 1 - بی حرکتی LANs Problem 1 - Immobility

• شبکه های محلی مشکل 1 - بی حرکتی مثال دنیای واقعی LANs Problem 1 - Immobility Real World Example

• شبکه های محلی مشکل 2 - مسائل امنیتی LANs Problem 2 - Security Issues

• معرفی VLAN ها Introducing VLANs

• درگاه های دسترسی و ترانک سوئیچ L2 Access and Trunk Ports of L2 Switch

• 802.1Q VLAN Header 802.1Q VLAN Header

• قوانین برچسب گذاری VLAN VLAN Tagging Rules

• مثال مسیریابی VLAN L2 - قسمت 1 VLAN L2 Routing Example - Part1

• مثال مسیریابی VLAN L2 - قسمت 2 VLAN L2 Routing Example - Part2

• مثال مسیریابی VLAN L2 - قسمت 3 VLAN L2 Routing Example - Part3

• وظیفه Assignment

• مزایای VLAN 1 - بخش بندی VLAN Benefit 1 - Segmentation

• VLAN Benefit 2 - Resolve Thrashing VLAN Benefit 2 - Resolve Thrashing

• VLAN Benefit 3 - کاهش دامنه پخش VLAN Benefit 3 - Reduced Broadcast Domain

• VLAN Benefit 4 - تحرک VLAN Benefit 4 - Mobility

• VLAN ها خواندن اضافی VLANs Additional Reading

روتر - Vlan Routing Router - Vlan Routing

• مقدمه و بیان مسئله Introduction and Problem Statement

• مفهوم SVIs Concept of SVIs

• پیکربندی روتر L3 برای انتقال VLAN L3 Router Configuration for VLAN forwarding

• روتر به Vlan Forwarding - مثال Router to Vlan Forwarding - Example

مسیریابی اینتر ولان Inter Vlan Routing

• بیان مسأله Problem Statement

• مسیریابی سنتی L3 - خلاصه Traditional L3 Routing - Recap

• مسیرهای پیش فرض و وضوح ARP در شبکه مبتنی بر Vlan - Recap Default Routes and ARP Resolution in Vlan based Network - Recap

• مبانی مسیریابی Inter Vlan Inter Vlan Routing Basics

• مثال مسیریابی Inter Vlan - قسمت 1 Inter Vlan Routing Example - Part1

• مثال مسیریابی Inter Vlan - قسمت 2 Inter Vlan Routing Example - Part2

• خلاصه Summary

• تمرینات Exercises

لایه حمل و نقل Transport Layer

• معرفی لایه حمل و نقل Transport Layer Introduction

• اهداف لایه حمل و نقل Transport Layer Goals

• پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP) - part1 User Datagram Protocol (UDP) - part1

• پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP) - قسمت 2 User Datagram Protocol (UDP) - Part2

• سلب مسئولیت TCP TCP Disclaimer

• پروتکل کنترل انتقال (TCP) - اتصال گرا Transmission Control Protocol (TCP) - Connection Oriented

• TCP - پروتکل Stateful TCP - Stateful Protocol

• TCP - پروتکل بایت گرا TCP - Byte Oriented Protocol

• TCP - تحویل سفارش داده شده TCP - Ordered Delivery

• TCP - تحویل قابل اعتماد TCP - Reliable Delivery

• ابزارهای TCP برای شبکه های ضایع شده TCP tools for for Lossy Networks

• TCP در مقابل UDP TCP Vs UDP

• انباشته سربرگ Header Stacking

• شماره پورت لایه حمل و نقل Transport Layer Port Numbers

• رابط تماس سیستم System Call Interface

لایه حمل و نقل - مقدماتی TCP Transport Layer - TCP Preliminaries

• TCP در مقابل سایر پروتکل ها TCP Vs Other Protocols

• چالش های TCP ARQ TCP ARQ Challanges

• بافرهای دایره ای بایت TCP TCP Byte Circular Buffers

• بخش ها و شماره های دنباله ای - قسمت 1 Segments and Sequence Numbers - Part1

• بخش ها و شماره های دنباله ای - قسمت 2 Segments and Sequence Numbers - Part2

• TCP Hdr: Sequence Number و Acknowledge Number TCP Hdr : Sequence Number and Acknowledge Number

• نوع بخش TCP TCP Segments Type

• تحویل داده قابل اعتماد TCP - مورد بازبینی مجدد قرار گرفت TCP Reliable Data Delivery - Revisited

• تصویر تایمر ارسال مجدد TCP TCP Re-transmission Timer Illustration

• خلاصه Summary

برنامه نویسی سوکت Socket Programming

• کدهای این بخش Codes for this Section

• مقدمه ای بر برنامه نویسی سوکت Introduction to Socket Programming

• طراحی سرور Server Designing

• پذیرش تماس سیستمی Accept system call

• تماس سیستم را انتخاب کنید Select System Call

• پیاده سازی Multiplexing با پذیرش و انتخاب تماس های سیستمی Implementing Multiplexing with Accept & Select System Calls

• مثال سرور TCP - قسمت 1 TCP Server Example - part 1

• مثال سرور TCP - قسمت 2 TCP Server Example - part 2

• مثال سرور TCP - قسمت 3 TCP Server Example - part 3

• مشاهده طراحی سرور TCP TCP Server Design Observation

• طراحی و پیاده سازی مشتری TCP TCP Client Design and Implementation

• نمایش کلاینت سرور TCP TCP Server Client Demonstration

• سرور TCP با Multiplexing - طراحی سطح بالا - قسمت 1 TCP Server With Multiplexing - High Level Design - Part1

• سرور TCP با Multiplexing - پیاده سازی - قسمت 2 TCP Server With Multiplexing - Implementation - part 2

• TCP Server With Multiplexing - Demonstration - Part 3 TCP Server With Multiplexing - Demonstration - part 3

• نتیجه گیری برنامه نویسی سوکت Socket Programming Conclusion

لایه برنامه The Application Layer

• معرفی لایه کاربردی Application Layer Introduction

• طراحی و پیاده سازی سرور HTTP از ابتدا HTTP Server Design and Implementation from Scratch

• نمایش سرور HTTP HTTP Server Demonstration

• کد سرور HTTP Walk HTTP Server Code Walk

• تخصیص سرور HTTP HTTP Server Assignment

پروژه برنامه نویسی سوکت - حافظه شفاف توزیع شده را پیاده سازی کنید Socket Programming Project - Implement Distributed Transparent Memory

• اهداف پروژه Project Goals

• استقرار پروژه Project Deployment

• الگوریتم درخواست قرار دهید Put Request Algorithm

• دریافت الگوریتم درخواست Get Request Algorithm

• انواع پیام ها Messages Types

• پردازش پیام ها Messages Processing

• شبه کد پروژه Project Pseudocode

• کلمات پایانی قبل از کدنویسی Final Words before Coding

سیستم نام دامنه Domain Name System

• دستور کار DNS DNS Agenda

• DNS - مقدمه DNS - Introduction

• DNS - بیانیه مشکل DNS - Problem Statement

• DNS چیست؟ What is DNS ?

• معماری DNS و توزیع جغرافیایی DNS Architecture and Geographical Distribution

• DNS - یک سیستم سلسله مراتبی و غیرمتمرکز DNS - A Hierarchical and Decentralized System

• DNS - میزبانی وب سایت خود DNS - Hosting your Own website

• نام دامنه وب سایت و FQDN Website Domain Name and FQDN

• طبقه بندی سرورهای دامنه سطح بالا Top Level Domain Servers Classification

• حل کننده DNS DNS Resolver

• انواع پرس و جو DNS DNS Query types

• پرس و جو DNS - بازگشتی DNS Query - Recursive

• پرس و جو DNS - تکراری DNS Query - Iterative

• پرس و جو DNS معکوس Reverse DNS Query

• خلاصه Summary

کپسوله کردن بسته Packet Encapsulation

• IP در کپسولاسیون IP - مقدمه IP in IP Encapsulation - Introduction

• شبکه های ناهمگن چیست؟ What are Heterogeneous Networks ?

• سناریو 1 - بیان مشکل کپسولاسیون IPv6-in-IP Scenario 1 - IPv6-in-IP Encapsulation Problem Statement

• سناریو 1 - راه حل کپسوله سازی IPv6-in-IP Scenario 1 - IPv6-in-IP Encapsulation Solution

• سناریو 2 - بیان مشکل کپسولاسیون IP و راه حل Scenario 2 - IP Encapsulation Problem Statement and Solution

• سناریو 2 - مورد استفاده عملی کپسوله سازی IP Scenario 2 - IP Encapsulation Practical Use case

• جمع بندی IP نتیجه گیری و خلاصه IP Encapsulation Conclusion and Summary

مفهوم TLVs - مقدار طول نوع Concept of TLVs - Type Length Value

• TLVs - مقدمه TLVs - Introduction

• چرا ما به TLV نیاز داریم Why we need TLVs

• چرا ما به TLV نیاز داریم - یک سناریوی دیگر Why we need TLVs - Another scenario

• درک TLV ها Understanding TLVs

• TLV پرداختن به مشکل ناهمگنی TLV Addressing the problem of Heterogeniety

• TLV پرداختن به مشکل ارتقاء نرم افزار TLV Addressing the problem of Software Upgrade

سوال مصاحبه در مورد ساختار داده الگوریتم سیستم عامل و شبکه Interview Question on Data structures Algorithms OS and Networking

• تجربیات مصاحبه Interview Experiences

• سخنرانی جایزه - زمان برای گرفتن آب نبات! Bonus Lecture - Time to get some Candies !!