Teaching
计算机网络（Computer Networks） — Undergraduate Course
Offered Semester：Spring 2016–2018, 2020–2025
Course Work & Evaluation
The final grade is composed of three components:
Assignments（作业）: 10% Lab Experiments（实验）: 20% Final Examination（期末）: 70%
The final exam is a 120-minute closed-book test（闭卷考试） conducted entirely in English（全英文试卷）.
Assignment Guidelines（作业规范）
- 使用统一作业本，不必誊写题目。
- 清晰呈现完整的解题过程（steps & reasoning）。
- 鼓励英文书写，允许出现非关键性语法错误。
- 严禁抄袭与任何形式的不当协作。
计算机网络实验
A. 链路层实验（2课时，验证型）
- 广播帧（broadcast frame）和单播帧（unicast frame）的区别是什么？
- 从实验中任选一个广播帧、一个单播帧，分析这两个帧帧头中每个字段的含义，并比较它们的区别。
- 什么是以太网的帧类型（Ethernet Type）？它的重要性是什么？
B. 网络层实验（2课时，综合型）
- 针对实验2.1，试着将ITS 1的interface 1的子网掩码（subnet mask）改为“255.255.255.255”或“255.255.0.0”。这样一来，ITS 1是否还能在该网络拓扑中传递IP数据报？
- 针对实验2.2，在路由规则中，如果Destination（目的网络）和Mask（掩码）字段都设为“0.0.0.0”，代表什么意思？
- 如果一个ISP（Internet Service Provider）要为数十万用户提供服务，静态路由（static routing）方式能否满足需求？是否存在其他类型的路由方式？
- 在实验2.1和2.2中，不同的拓扑结构下，路由表有何不同？
- 在IP数据报发送过程中，观察并比较每台主机和路由器收到的同一个IP数据报中TTL的变化。这种变化代表什么？
- 在IP数据报发送过程中，观察每台主机和路由器收到的同一个IP数据报的帧结构，比较每段链路上帧头的变化和区别，并解释原因。
- 针对实验2.3，ITS的网络路由表是否有错误或缺陷？如何解决步骤7与8中IP数据报陷入无限循环的问题？
- 针对实验2.2，重新连接网络，使任意两台机器作为主机，其余四台作为路由器，随机分配IP地址并重新配置路由表，完成实验。
- 发送一个长度小于46字节的IP数据报，观察接收方数据链路层的接收情况，并解释该现象。
C. 运输层实验（2课时，综合型）
- 针对实验3.3，如果在ITS 1尚未处于监听状态时从ITS 2连接到ITS 1，会发生什么？
- 找出TCP连接建立的三个报文，并说明理由。
- 观察发送窗口和接收窗口的变化。
- 根据数据发送和接收过程，理解TCP报文段首部序号和确认号的作用。
- 观察TCP连接释放过程。TCP连接半关闭状态下是否可以继续发送或接收数据？
D. 应用层实验（2课时，验证型）
- 针对实验4.1，当ITS与指定服务器建立TCP连接后，在编辑框输入的命令不正确时，网站会如何回复？
- 如果输入GET命令并成功收到服务器返回的页面，请在“Network Message Browser”窗口中，分析与GET命令及返回页面对应数据的链路层、网络层和运输层封装情况。
物联网概论（Introduction to Internet of Things） — Undergraduate Course
Offered Semester：Fall 2015-2017, Fall 2019-2024
| Item | Links & Description |
|---|---|
| Textbook | 《物联网导论》，第4版，刘云浩 著，科学出版社. 参考PPT(su3q), 在线阅读 |
| Reference | 1. 物联网前沿实践(来自清华大学) 2. 《从互联到新工业革命》, 刘云浩 著，清华大学出版社. 在线阅读 3. 《移动互联网导论》, 第3版，王新兵 著，清华大学出版社. 在线阅读 |
| RFID | RFID原理, RFID攻防 |
| 定位技术 | GPS定位基本原理, AGPS定位机制, LANDMARC室内定位算法 |
| 信息安全 | 私钥vs公钥vs地址, 加密vs签名, 哈希锁, 数字签名, 数字证书, HTTPS原理, 非对称加密, 认证(authentication)vs授权(authorization), 同态加密, 椭圆曲线密码, 安全多方计算(Yao’s两方协议), 私钥vs公钥vs地址, 拜占庭将军问题 |
| Google三剑客 | Google File System, Bigtable, MapReduce |
| 前沿技术&观点 | 无源感知网络, 物联网的连接引擎：无源感知网络, 无源物联网的求索–后向散射通信系统, 群智融合计算, 感知-协同融合计算：群智能体决策与控制, C-V2X车联网, 智能交通系统中的安全与隐私保护, 工业互联网：新兴技术展望, 边缘计算, 边缘计算的可靠性, 物联网时代的搜索引擎演进思考, 万物皆变，网络安全进入大安全时代, 工业互联网与新工业革命, 工业4.0：一次新的工业革命？, 软件定义时代的基础软件, 软件定义的云际存储 |
| 研究报告 | 请用指定模板(修改自计算机学报)(r31d), 长度不少于6页。 参考综述文献(7bri), 文献查阅。 范围包括但不限于此： 1. AI for Networks or Networks for AI 2. 网络体系架构和协议 3. 多媒体网络和服务质量 4. 网络安全与隐私计算 5. 无线网络与移动计算 6. 云计算、边缘计算和分散计算 7. 定位和基于位置的服务 8. 移动群智感知、参与式感知、众包 9. Software-Defined Networking and Network Functions Virtualization 10. 未来网络和新兴网络技术 |
高级计算机网络（Advanced Computer Networks） — 研究生课程（Graduate Course）
开课学期：Spring 2023–2025
| 教材 | None |
| 参考书目 | 1. 《Computer Networks》, Andrew S. Tanenbaum, 第5版 2. 《高级计算机网络(第2版)》, 徐恪 著，清华大学出版社 3. 《物联网导论(第4版)》, 刘云浩 著，科学出版社 4. 《移动互联网导论(第3版)》, 王新兵 著，清华大学出版社 5. 《从互联到新工业革命》, 刘云浩 著，清华大学出版社 |
| 基础课件资料 | CH1_Architecture-I, CH1_Architecture-II, CH1_Architecture-III |
网络流量分析与评价报告
本研究报告分析一个采集自 Web 浏览场景的
trace文件 （包含 TCP、DNS 与 HTTP 多层交互）。同学们需要从中挖掘网络链路质量、资源加载模式与用户体验相关的性能特征。 📄 数据与说明文件下载： trace 文件（.pcapng） 报告格式模板（.doc） 图片格式要求（.doc）
注：由于浏览器与 GitHub Pages 的限制，文件点击后可能不会自动下载。 如遇此情况，请 右键另存为 下载文件。
报告的结构和内容覆盖参考如下（但不限于此）：
1. 引言
引言部分用于描述研究的目的与意义，并说明你分析 trace 的手段（如 Wireshark、程序化提取与可视化）。可在引言中简要概括网页加载场景、跨层交互问题与性能分析思路。
- 研究目标与问题背景（链路质量、加载性能、协议交互）
- 分析工具与方法说明（Wireshark、可视化）
- 面向 trace 的性能分析目标与意义
2. TCP 行为分析
从 TCP 层入手，可以通过工具或编程观察连接建立、传输与关闭，再通过编程提取 RTT、吞吐率等定量指标，并以图表展示性能变化，从而诊断链路稳定性、拥塞或重传等问题。
- 连接建立与关闭（SYN、ACK、FIN、RST）
- 数据传输中的异常（重传、重复 ACK、乱序）
- 时间序列 RTT 提取与可视化（RTT vs Time）
- 固定时间窗口的吞吐率统计与可视化（Throughput vs Time）
- 链路稳定性与拥塞迹象（波动、峰值、下降段）
3. DNS 行为分析
分析 DNS 查询与响应过程，观察解析数量、缓存复用与响应时延，并结合统计与可视化判断 DNS 是否影响网页启动阶段的性能。
- DNS 请求与响应数量、解析的域名与 IP 映射
- DNS 是否单次解析后长期缓存复用
- DNS 响应时延统计与可视化（直方图或时间序列）
- DNS 在整体加载流程中的性能影响（是否成为启动瓶颈）
4. HTTP 对象加载分析
梳理 HTML、CSS、JS、图片等对象的加载结构与时间关系，并通过编程提取关键时间信息，构建瀑布图用于展示关键路径、阻塞情况与首屏加载体验。
- 主要 HTTP 对象的数量、类别、大小与加载顺序
- 并行请求与串行依赖关系分析
- 请求起始时间、首字节时间、完成时间提取（自动统计）
- 对象加载瀑布图或时间线可视化（Waterfall / Timeline）
- 关键路径识别、渲染阻塞与首屏体验影响
5. 综合性能分析（总结）
整合 TCP、DNS 与 HTTP 分析结果，通过延迟、异常、对象依赖等表现诊断网页加载瓶颈，并讨论用户体验表现、白屏等待与优化方向。
- 链路质量诊断（RTT 稳定性、抖动、重传）
- 加载瓶颈定位（DNS、慢启动、大对象、串行依赖）
- 页面渲染体验推断（是否出现等待、白屏、首屏延迟）
- 跨层性能影响讨论（TCP-DNS-HTTP）
- 优化建议或未来改进方向（可选）
6. 参考文献
列出在分析与撰写报告过程中参考的论文、技术文档或工具说明等资料。参考文献应与正文内容相关，并采用统一、规范的引用格式。
- TCP/IP、HTTP 协议相关资料
- RFC 文档（如 TCP、DNS、HTTP 等协议规范）
- Wireshark 官方文档或使用指南
- 与网络测量、性能分析相关的学术论文
【报告撰写注意事项】
篇幅不少于 5 页。鼓励大家从 trace 中尽可能多地挖掘各类性能特征，包括时间序列指标、异常行为、对象依赖关系以及可视化图表等；只要图表清晰、指标准确、解释合理，均认定为高质量分析成果。
篇幅不少于 5 页。鼓励大家从 trace 中尽可能多地挖掘各类性能特征，包括时间序列指标、异常行为、对象依赖关系以及可视化图表等；只要图表清晰、指标准确、解释合理，均认定为高质量分析成果。
【报告提交方式与时间】
- 计算机学院同学： 请于 1 月 8 日上午 将pdf电子版统一提交给班长， 文件命名为 “姓名-学号.pdf”。
辛苦班长将所有文件统一打包后发送给我。 - 非计算机学院同学： 请于 1 月 8 日 将pdf电子版直接发送至 hshen@njtech.edu.cn， 文件（作为附件）命名为 “姓名-学号.pdf”，邮件主题为 “网络流量分析与评价报告-姓名-学号”。
计算机专业写作 — Undergraduate Course
Offered Semester：Spring 2023
| Item | Description |
|---|---|
| 大作业要求 | 用Latex或overleaf(模板下载(zxwj))写一篇短文(不少于2000字)，覆盖如下内容： 1. 课题价值和意义 2. 当前研究进展（做了什么、怎么做的） 3. 当前方法存在的主要问题 4. 你的问题解决方案或思路 5. 所提方案的优越性 文章要有题目、摘要和结论！ |
Linux编程（Linux Programming） — Undergraduate course
Offered Semester：Spring 2015-2017
| Item | Links & Description |
|---|---|
| Textbook | 《Linux教程》，第4版，孟庆昌等 著，电子工业出版社 |
| Reference | 《UNIX编程艺术》，作者：Eric S·Raymond，出版社：电子工业出版社，译者：姜宏等 《TCP/IP详解》（共三卷），作者：W Richard Stevens等，出版社：机械工业出版社 《鸟哥的Linux私房菜》, C Library, C++ library, STL |
| Kernel data structure | Kernel Archives, Cross Reference, Interactive map, 内核中文手册, 链表数据结构, Linked List, 循环双向链表(上), 循环双向链表(下), 红黑树, ring buffer, 内存池, 编码风格, 设备驱动Hello World程序 |
| Process | Preliminary: fork函数详解, 使用GDB调试多进程程序 IPC: 管道, 信号(上), 信号(下), 消息队列, 信号灯, 共享内存(上), 共享内存(下), 套接口 |
| POIX Thread | Preliminary: Threads Programming, Pthreads Tutorial, GNU Portable Threads POSIX: 创建多线程, 互斥, 条件变量, 线程池 Timer: 实现方式, 时钟管理, 应用层编程, 硬件和GLibC库的细节, 内核工作1, 内核工作2 |
| Editor | VIM: 实用技巧, 常用插件, 定制VIM, Vimdiff使用, SpaceVim Emacs: Emacs Chat, Planet Emacsen, EmacsWiki, Emacs论坛 Flowchart: Drakon, FSME |
移动互联网（Mobile Internet） — Undergraduate course
Offered Semester：Fall 2019
| Item | Links & Description |
|---|---|
| Textbook | 《移动互联网》，第3版，王新兵 著，清华大学出版社 |
| 基本概念 | LTE基础概念, 天线科普, 信道极限容量 |
| 5G | 5G科普, 4G 5G区别, 5G接入网+承载网+核心网 |
| 关键技术 | 多址接入技术, OFDM原理, 移动IP, 数字签名, 哈希锁 |
| 作业&文献阅读 | 模板下载, 参考文献(sa7u) |
无线网络与移动计算（Wireless Networks & Mobile Computing） — Graduate course
Offered Semester：Spring 2016, Fall 2017
| Item | Description |
|---|---|
| Reference | 1. 《移动互联网导论（第3版）》, 王新兵 著，清华大学出版社 2. 《从互联到新工业革命》, 刘云浩 著，清华大学出版社 |