مقدمه‌ای بر شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت

لایه کاربرد

لایه انتقال

لایه شبکه

لایه پیوند، لینک ها، شبکه دسترسی و LAN

کلاس شبکه های کامپیوتری و شبکه های کامپیوتری پیشرفته دکتر حقیقت با 28 سال تجربه تدریس این درس در دانشگاه ها و موسسات مختلف آموزش عالی، نویسنده پر تیراژترین کتاب در حوزه شبکه به همه علاقه مندان این درس و داوطلبان کنکور های کارشناسی ارشد و دکترای مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات اکیداً توصیه می شود. 

در جلسه پانزدهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «محاسبات زمانی HTTP و و معرفی پروتکل‌های مدرن HTTP/2 و HTTP/3»، ابتدا نحوه محاسبه تأخیر در HTTP و روابط مربوطه به طور مفصل ارائه شده و برای درک آن 6 تست محاسباتی متنوع مطرح و حل تشریحی آن با جزئیات کامل و به صورت مصور ارائه می‌شود. در انتها دو پروتکل جدید HTTP / 2 و HTTP /3 و تفاوت‌های آنها با HTTP 1.1 با جزئیات کامل تشریح می‌گردد.

محاسبات زمانی HTTP و معرفی پروتکل‌های مدرن  HTTP/2 و HTTP/3

در این جلسه، اهداف درس، سر فصل ها، منابع درس و میزان اهمیت درس گفته می شود.  همچنین مفاهیم پایه ای مثل تعریف شبکه های کامپیوتری و انتقال داده ارائه می شود. دو روش انتقال داده دیجیتال و آنالوگ با هم مقایسه شده و مفاهیم موج، رسانه انتقال و انواع موج و خواص مهم آن شرح داده می شود. کاربردهای شبکه، اجزای شبکه، طبقه بندی شبکه ها از نظر گسترش جغرافیایی مطالب دیگر این جلسه را تشکیل می دهند. همچنین انواع هم بندی و انواع تکنولوژی انتقال مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در جلسه دوم درس شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته، ابتدا اینترنت به عنوان شبکه ای از شبکه ها معرفی شده و سپس سیستم توزیع شده وب مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه به اینترنت از دو منظر نگاه می شود: یکی از منظر اجزای اصلی تشکیل دهنده شبکه مثل سوئیچ ها، مسیریاب ها و لینک ها و دیگر از منظر شبکه زیرساخت ارائه دهنده سرویس به کاربردهای شبکه. سپس به بررسی مفهوم سیستم های بسته و باز و معرفی استانداردهای گوناگون شبکه پرداخته می شود. استانداردهای ITU-T  و IETF و IEEE و سایر استانداردهای شبکه ای مورد مطالعه قرار گرفته و دو مفهوم مهم سرویس و پروتکل تبیین می شود.

اینترنت، وب و استانداردها

در جلسه سوم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته با عنوان «لبه شبکه»، مسائل مرتبط با لبه شبکه از سیستم های انتهایی مشتری یا سرویس دهنده تا شبکه های دسترسی و مسیریاب های لبه ای مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. انواع مختلف شبکه های دسترسی خانگی، شرکتی و بی سیم مورد مطالعه قرار می گیرند. انواع مختلف شبکه های دسترسی خانگی شامل  Dial up، FTTH، HFC، DSL و Sat شرح داده می شوند. همچنین انواع شبکه های دسترسی سازمانی باسیم مثل اترنت و بی سیم مثل WiFi مورد مطالعه قرار می گیرند. همچنین شبکه های بی سیم گسترده شهری مثل 4G، LTE، 3G و 5G بررسی می شوند. همچنین انواع رسانه های انتقال شبکه های دسترسی مانند زوج سیم به هم تابیده، کابل کواکسیال، فیبر نوری، کانال های رادیویی و کانال های مایکروویو زمینی و مایکروویو ماهواره ای شرح داده می شوند.

لبه شبکه

در جلسه چهارم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت با عنوان «کیفیت سرویس (QoS)»، مسائل مرتبط با تضمین کیفیت خدمات و معیارهای مختلف QoS در شبکه های کامپیوتری مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. قرارداد سطح سرویس (SLA: Service Level Agreement) مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس معیارهای کیفیت سرویس شامل تأخیر (Delay)، نوسان تأخیر یا لرزش (Jitter)، نسبت تلفات بسته (PLR: Packet Loss Ratio)، گذردهی (Throughput) و قابلیت اطمینان (Reliability) تعریف شده و روابط ریاضی مربوطه شرح داده می شوند. همچنین عوامل تأخیر و انواع آن مانند تأخیر صف (Queuing Delay)، تأخیر پردازش (Processing Delay)، تأخیر انتقال (Transmission Delay) و تأخیر انتشار (Propagation Delay) مورد مطالعه قرار می گیرند و روابط ریاضی محاسبه تأخیر انتقال، تأخیر انتشار و تأخیر کل ارائه می گردد. همچنین با مثال و تست، این مطالب بهتر در ذهن مخاطب جا انداخته می شود.

کیفیت سرویس (QoS)

در جلسه پنجم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «کیفیت سرویس (QoS) انتها به انتها»، مسائل مرتبط با تأخیر انتها به انتها در شبکه های کامپیوتری مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. مقایسه تأخیر انتقال و انتشار و نقش آنها در تأخیر هر لینک به همراه روابط مربوطه مورد مطالعه قرار می‌گیرد و با حل یک تست، این آموزش تکمیل می‌شود. سپس مفاهیم مربوط به تئوری صف از جمله تأخیر صف در سیستم‌های قطعی و میانگین تأخیر صف در سیستم‌های تصادفی، میانگین طول صف‌های تصادفی، شدت ترافیک و غیره و تمامی روابط مهم آن مورد بررسی عمیق قرار می‌گیرد.  چند معیار دیگر کیفیت سرویس انتها به انتها مثل نسبت تلفات بسته (PLR: Packet Loss Ratio) انتها به انتها و روابط ریاضی مربوطه شرح داده می شوند. همچنین با چندین تست محاسباتی، این مطالب بهتر در ذهن مخاطب جا انداخته می شود.

کیفیت سرویس (QoS) انتها به انتها

در جلسه ششم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «هسته شبکه و سوئیچینگ»، دو ديدگاه پايه‌ای و يک ايده ترکیبی در مورد حرکت داده‌ها از طريق شبکه‌ای از لینک‌ها و سوئیچ‌ها مطرح می‌شود: 1) سوئیچینگ بسته‌ای (Packet switching) 2) سوئیچینگ مداری (Circuit switching) 3) روش ترکیبی مدار مجازی (Virtual circuit). در روش سوئیچینگ بسته‌ای (Packet switching)، انتقال به شیوه ذخیره و هدایت، جداول هدایت و مسیریابی مورد بحث قرار می‌گیرد. سپس روش سوئیچینگ مداری (Circuit switching) به طور کامل با جزئیات مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس انواع روش‌های مالتی پلکسینگ مانند TDM و FDM و WDM و CDM با رویکرد حل مسئله و تست مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

هسته شبکه و سوئیچینگ

در جلسه هفتم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «مقایسه روش‌های سوئیچینگ»، ابتدا دو ديدگاه پايه‌ای سوئیچینگ بسته‌ای (Packet switching) و سوئیچینگ مداری (Circuit switching) به طور دقیق و ریاضی مورد مقایسه قرار می‌گیرد. 5 تست تحلیلی گام به گام و محاسباتی برای درک عمیق تفاوت این دو روش، مطرح و به صورت کاملاٌ تشریحی حل و آنالیز می‌شوند. سپس ایده ترکیبی مدار مجازی را مطرح و سه روش سوئیچینگ بسته‌ای، مداری و مدار مجازی مورد مقایسه دقیق قرار می‌گیرند و خلاصه مقایسه آنها در یک جدول ارائه می‌شود.

مقایسه روش‌های سوئیچینگ

در جلسه هشتم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «تأخیر و گذردهی انتها به انتها»، روابط محاسبه تأخیر انتها به انتها در دو روش سوئیچینگ بسته‌ای (Packet switching) و سوئیچینگ مداری (Circuit switching) به طور دقیق و ریاضی استخراج می‌شود. در این بخش با طرح چند مسئله و حل آن، روابط مهمی در محاسبه تأخیر انتها به
انتها در شبکه‌های سوئیچینگ بسته‌ای و سوئیچینگ مداری به دست می‌آید. سپس دو مفهوم گذردهی انتها به انتها و تأخیر تقریبی انتها به انتها و ارتباط این دو به هم مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس برای اینکه نشان دهیم عامل محدودکننده گذردهی در شبکه اینترنت امروزی، به طور معمول شبکه دسترسی آن می‌باشد، مثال‌هایی با چند مشتری در حال دانلود از چند سرویس‌دهنده مورد تحلیل قرار می‌گیرند. در این جلسه برای جا انداختن مطلب 6 تست تحلیلی سنگین که 4 مورد از آنها مربوط به کنکورهای ارشد و دکترای سال‌های 1401 و 1402 است با جزئیات ریز و کامل آنالیز می‌شود. 

تأخیر و گذردهی انتها به انتها

در جلسه نهم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «استانداردهای لایه‌ای، پروتکل‌ها و سرويس‌ها»، مدل 7 لایه‌ ISO/OSI و مدل لایه‌ای اینترنت (TCP/IP) به طور کاملاً مفصل و به همراه مثال‌های متعدد ملموس شرح داده می‌شود. همچنین مفاهیم مهمی مانند پروتکل، سرویس و علت معرفی معماری لایه‌ای (Layered) مطرح شده و در مورد آنها بحث می‌شود. سپس با ارائه مفهوم پشته پروتکلی، وظیفه و عملکرد تک تک لایه‌ها با مثال‌های متعدد و متنوع مورد بررسی عمیق و دقیق قرار می‌گیرد. مفاهیم Header و Trailer و سربار آنها در پشته پروتکلی مطرح شده و تعاریف مهمی مانند پیام (Message)، قطعه (Segment)، بسته (Packet)، دیتاگرام (Datagram) و فریم (Frame) ارائه شده و با یکدیگر مقایسه می‌شود. در انتها برای جا انداختن مطلب 2 تست از مسائل تحلیلی با جزئیات کامل تشریح و آنالیز می‌شود. 

استانداردهای لایه‌ای، پروتکل‌ها و سرويس‌ها

در جلسه دهم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «اینترنت و امنیت آن»، آخرین مفاهیم از فصل اول درس شبکه، یعنی فصل «مقدمه‌ای بر شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت»، شرح داده می‌شود. ابتدا اینترنت به عنوان شبکه‌ای از شبکه‌ها معرفی می‌گردد. سپس ساختار سلسله مراتبی چند رده‌ای (Multi-tier hierarchy) ISPها ارائه می‌گردد. جایگاه و نقش ISPهای منطقه‌ای، استانی، کشوری و رده 1 جهانی مورد بحث قرار می‌گیرد. همچنین مفهوم نقطه حضور (PoP: Points of Presence) ارائه می‌شود. سپس مشکلات این رویکردهای ساده یک به یک مطرح شده و بعد از آن، راهکارهای چندخانه‌ای (Multi-homing)، نقطه تبادل اينترنتی (IXP: Internet eXchange Point) و شبکه‌های ارائه‌دهنده محتوا (Content Provider Network) برای حل این مشکلات مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد. سپس به مسئله حفظ امنیت شبکه‌ها در مقابل حملات پرداخته می‌شود و مفاهیم مهم امنيت شبکه (Network Security) مانند حمله (Attack) مورد بحث قرار می‌گیرد. آنگاه در مورد اینکه مهاجمان چگونه می‌توانند از طریق اینترنت، بدافزارها را در میزبان شما قرار دهند صحبت می‌شود. پس از آن بدافزارهای (Malware) خود تکرارگر (Self-replicating)، ویروس‌ها (Viruses) و کرم‌ها (Worms) معرفی می‌گردند. آنگاه انواع حملات بدافزارها از جمله حملات آسيب‌رسان (Vulnerability attack)، سیلابی نمودن پهنای باند(Bandwidth flooding) و نیز اتصال سیلابی یا سیلابی نمودن اتصال (Connecting flooding) مورد بحث و بررسی دقیق قرار می‌گیرند. سپس حملات DoS و DOS توزيع‌شده (DDoS: Distributed DoS) مورد بررسی قرار داده می‌شود. آنگاه در مورد شنودگر بسته (Packet sniffer) و راهکار رمزگذاری و رمزگشایی صحبت می‌شود. در انتها در باره جعل آدرس IP یا IP spoofing، جعل (Masquerade) هویت کاربران دیگر و راه حل اين مشکلات، یعنی احراز هويت (Authentication) بحث و گفتگو می‌شود.

اینترنت و امنیت آن

در جلسه یازدهم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «لایه کاربرد»، فصل دوم درس شبکه، یعنی فصل «لابه کاربرد»، آغاز می‌شود. ابتدا 
چند مورد از برنامه‌های كاربردی اينترنت معرفی می‌شوند. سپس اصول برنامه‌های کاربردی شبكه‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرند. در ادامه، معماری برنامه‌های کاربردی شبكه‌ای مورد بحث واقع شده و دو نوع معماری 1) مشتري-سرويس‌دهنده (Client-Server) 2) معماری همتا به همتا (peer-to-Peer) معرفی می‌گردند. سپس داستان ارتباط فرایندها مطرح می‌شود و نیز در مورد فرایندهای مشتری و سرویس‌دهنده و ویژگی‌های آنها صحبت به میان می‌آید. آنگاه مبحث واسط بين فرایند و شبكه کامپيوتری مورد بررسی قرار می‌گیرد. در انتها به آدرس‌دهی فرایندها و بحث شناسه فرایند و به طور خاص سوکت و شماره سوکت یا شماره پورت (Port number) پرداخته می‌شود.

در جلسه دوازدهم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «سرویس‌های لایه انتقال به لایه کاربرد»، ابتدا سرويس‌های يک پروتكل لايه انتقال به لایه کاربرد از چهار منظر دسته‌بندی می‌شود: 1) انتقال مطمئن داده 2) گذردهی 3) هماهنگی زمانی 4) امنيت. سپس سرويس‌های انتقال اينترنت یعنی TCP و UDP مورد بررسی قرار می‌گیرند. سرویس‌ اتصال گرای (Connection-oriented) TCP که مطمئن بوده و كنترل خطا و تلفات دارد و داراي مكانيزم كنترل جريان و مكانيزم كنترل ازدحام (Congestion Control) می‌باشد در مقابل سرويس حداقلی بدون اتصال (Connectionless) UDP که يک سرويس انتقال داده نامطمئن فاقد مكانيزم‌های كنترل خطا و كنترل جريان و كنترل ازدحام است، مقایسه می‌شود. در انتها پروتکل‌های لايه کاربرد معرفی شده و همه مواردی که در طراحی یک پروتكل لايه كاربردباید مشخص شود مطرح می‌گردد. این موارد شامل انواع پيام‌های مبادله شده، ساختار نحوی (Syntax) انواع پيام‌های مختلف، نحوه چيدمان فيلدهای درون پيام و چگونگی متمايز کردن اين فيلدها از يكديگر و تعيين قالب فيلدها، معنای (Semantic) فيلدها و نیز قوانينی برای تعيين زمان و نحوه ارسال پيام‌های درخواست و پاسخ توسط فرايندها مطرح و مورد بحث قرار داده می‌شود. در انتها به تفاوت بين برنامه‌های كاربردی شبكه‌ای و پروتكل‌های لايه كاربرد اشاره شده و با دو مثال از پروتكل‌های لايه کاربرد عمومی یعنی HTTP و SMTP مختصراً شرح داده می‌شود.

سرویس‌های لایه انتقال به لایه کاربرد

در جلسه سیزدهم شبکه های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «وب و HTTP»، برنامه کاربردی بسیار مهم دنیای اینترنت، يعنی وب گسترده جهانی (WWW: World Wide Web) که نخستين برنامه کاربردی اينترنت بود که مورد توجه عموم مردم قرار گرفت، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این راستا، ابتدا پروتکل انتقال فرامتن (HTTP: HyperText Transfer Protocol) مورد بحث و بررسی قرار داده می‌شود  که يک پروتکل لايه کاربردمی‌باشد که در قلب وب قرار دارد و در [RFC 1945] و [RFC 2616] توصيف شده است. HTTP نحوه ارتباط دو برنامه مشتری و سرور را مشخص می‌کند. در طی این بحث، مفاهیم مهمی مثل Hyper link، صفحه وب، اشیاء درون صفحه وب، URL اشیاء و فایل HTML پایه تعریف و تشریح می‌شوند. همچنین پیام‌های درخواست و پاسخ HTTP و ترتیب رد و بدل شدن این پیام‌ها شرح داده می‌شوند. سپس سرورها از منظر نگهداری اطلاعات حالت مشتریان به سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند: 1) پروتکل‌های بدون حالت (Stateless protocols) 2) پروتکل‌های حالت نرم (Soft state protocols) 3) پروتکل‌های با حالت (Stateful protocols). سپس اتصالات غير ماندگار (None persistent connection) و اتصالات ماندگار (Persistent connection) با یکدیگر مقایسه می‌شوند. آنگاه مراحل انتقال يک صفحه وب از سرويس دهنده به مشتری در هنگام استفاده از اتصالات غير ماندگار به صورت گام به گام بررسی می‌گردد و پشت پرده محاسبه زمان مورد نياز برای درخواست و دریافت یک فایل HTML شامل دست‌تکانی سه مرحله‌ای (3way Handshake) در این روش نمایش داده می‌شود. سپس این نکته که مسائل HTTP به سه صورت مطرح می‌شوند صحبت می‌شود: (1) بر روی اتصاالت غير ماندگار بدون توازی و به صورت سريالی (2) بر روی اتصالات غير ماندگار با امکان ايجاد اتصالات موازی (3) بر روی یک اتصال ماندگار. در انتها قالب پیام‌های درخواست و قالب پیام‌های پاسخ HTTP به طور جداگانه آموزش داده می‌شود.

وب و HTTP

در جلسه چهاردهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «کوکی‌ها، پروکسی سرور و Get شرطی»، ابتدا مبحث تعامل کاربر و سرويس دهنده و نقش کوکی‌ها در آن مورد بحث قرار می‌گیرد و چهار جزء فناوری کوکی‌ها مطرح و تشریح می‌گردد: (1) يک خط سرآيند کوکی (Cookie header line) در پيام پاسخHTTP و (2) يک خط سرآيند کوکی در پيام درخواست HTTP و (3) يک فايل کوکی در سيستم انتهایی کاربر تحت مديريت مرورگر کاربر و (4) يک پايگاه داده پشت صحنه (Back end database) در وب سايت. سپس ذخيره‌سازی نهان وب (Web cache) که به آن سرويس دهنده پروکسی (Proxy server) هم می‌گويند، به طور عمیق مورد مطالعه قرار گرفته و روابط ریاضی مورد نیاز برای حل تست‌های آن تحلیل و ارائه می‌گردد و برای درک آن سه تست محاسباتی مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌شود. در انتها GET شرطی و کاربرد آن در Proxy Server با جزئیات کامل تشریح می‌گردد.

کوکی‌ها، پروکسی سرور و Get شرطی

در جلسه شانزدهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «انتقال فایل و پست الکترونیکی»، ابتدا پروتکل FTP و اجزای آن معرفی و تفاوت‌های آن با HTTP با جزئیات کامل تشریح می‌گردد و شرح داده می‌شود که FTP برای انتقال يک فايل از دو اتصال TCPموازی استفاده مي‌کند: يک اتصال کنترلی (Control connection) ماندگار بر روی پورت 21 و يک اتصال داده (Data connection) غير ماندگار بر روی پورت 20. سپس مراحل برقراری یک نشست FTP گفته می‌شود. پس از آن فرامین FTP و پاسخ‌های مربوطه با جزئیات کامل ارائه می‌شود. سپس نوبت به مبحث بعدی، یعنی پست الکترونیکی در اینترنت می‌رسد و اجزای آن معرفی و با جزئیات کامل تشریح می‌گردد. اين سيستم دارای سه بخش اصلی است: 1) عامل‌های کاربر (User agents) 2) سرويس‌دهنده‌های ايميل (Mail servers) 3) پروتکل انتقال ساده ايميل (SMTP: Simple Mail Transfer Protocol). در ادامه این سه بخش به طور مفصل ارائه می‌شود. تفاوت‌های SMTP با HTTP و جزئیات این پروتکل شامل نحوه عملکرد آن و قالب پیام‌های درخواست و پاسخ آن با مثال‌های متنوع تشریح می‌شود. سپس پروتکل‌های دسترسی به ایمیل مانند POP3 و IMAP با جزئیات کامل ارائه می‌شود. در انتها نیز ایمیل مبتنی بر وب شرح داده می‌شود.

انتقال فایل و پست الکترونیکی

در جلسه هفدهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «سیستم نام‌گذاری دامنه (DNS)»، ابتدا DNS به عنوان سرويس دايرکتوری اينترنت معرفی و دلایل نیاز به این سرویس و ساختار سلسله مراتبی و توزیع شده آن تشریح می‌گردد.  در این خصوص DNS،  هم به عنوان یک پایگاه داده توزیع شده و هم به عنوان یک پروتکل لایه کاربرد از دو منظر مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. سپس نام‌های مستعار میزبان‌ها (Host aliasing) و نام‌های کانونی و تفاوت و کاربرد آنها معرفی می‌شود و اختصاص نام مستعار به سرور ايميل(Mail server aliasing) تشریح می‌گردد. آنگاه مبحث توزيع بار (Load distribution) شرح داده می‌شود. سپس نحوه عملکرد پروتکل DNS توضیح داده شده و در ادامه، پايگاه داده سلسله مراتبی توزيع شده DNS و سه کلاس از سرورهای DNS که به صورت سلسله مراتبی سازماندهی شده‌اند، معرفی می‌شوند:  1) سرورهای DNS ريشه (Root DNS servers) 2) سرورهای DNS دامنه سطح بالا (TLD: Top Level Domain DNS servers) 3) سرورهای DNS مرجع (معتبر) (Authoritative DNS servers). سپس مبحث ذخيره‌سازی نهان DNS  شرح داده می‌شود. در انتها رکوردها و پيام‌های DNS و همچنین نحوه وارد کردن رکوردها به پايگاه داده DNS مورد بحث قرار می‌گیرد.

سیستم نام‌گذاری دامنه (DNS)

در جلسه هجدهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «برنامه‌های کاربردی همتا به همتا (P2P)»، ابتدا معماری کاربردی همتا به همتا و پس از آن توزيع فايل P2P مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند. در ادامه، مقياس‌پذيری معماری‌های P2P با معرفی معیار زمان توزیع مورد ارزیابی و مقایسه با معماری‌های C/S قرار می‌گیرد. نتیجه محاسبه زمان توزيع در معماری مشتری-سرويس‌دهنده (C/S)  و مقایسه آن با نتیجه محاسبه زمان توزيع در معماری همتا به همتا (P2P) مقياس‌پذيری معماری‌های P2P را نشان می‌دهد. سپس BitTorrent به عنوان یک پروتکل P2P پرطرفدار برای توزیع فایل معرفی و جزئیات پروتکل آن شرح داده می‌شود. بعد از آن، جداول درهم‌سازی توزيع‌شده (DHTs) و نیز جدول درهم‌سازی توزيع شده چرخشی (Circular DHT) با جزئیات کامل تشریح می‌گردد. در انتها بحث ورود و خروج همتا به شبکه بدون دادن اطلاع مورد بررسی قرار می‌گیرد. حل تشریحی یک تست کنکور دکترای شبکه و رایانش، تکمیل‌کننده مبحث شیرین معماری P2P است.

برنامه‌های کاربردی همتا به همتا (P2P)

در جلسه نوزدهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «پخش جریانی ویدئو و شبکه‌های توزیع محتوا (CDNs)»، ابتدا پخش جریانی (استریم) ویدئوی ذخیره شده و پس از آن شبکه‌های توزیع محتوا (CDNs) مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند. ابتدا مبحث ویدئوهای درخواستی (VOD: Video On Demand) و کیفیت سرویس آن (مثلاً میانگین گذردهی انتها به انتها) با یک مسئله نمونه شرح داده می‌شود. سپس در مورد تکنیک‌های  Video Streaming بحث شده و ابتدا استریم HTTP و سپس استریم پویای تطبیقی روی HTTP با تکنیک DASH مورد بحث و بررسی دقیق قرار گرفته و جزییات این تکنولوژی قدرتمند تشریح می‌شود. پس از آن مفهوم فایل مانیفست (Manifest file) و سایر نکات لازم برای حل مسائل مربوطه شرح داده می‌شود و HLS شرکت اپل نیز مورد بحث قرار می‌گیرد. 
برای یک شرکت ویدئویی اینترنتی، شایدساده‌ترین روش ارائه خدمات استریم ویدئو، ساخت یک مرکز داده عظیم و ذخیره همه ویدئوهای خود در آن مرکز داده، و پخش مستقیم ویدئوها از مرکز داده به مشتریان پراکنده در سراسر جهان باشد. اماسه مشکل عمده در این رویکرد وجود دارد: 1) اول اینکه اگر مشتری از مرکز داده دور باشد، بسته‌های ارسالی سرویس‌دهنده به سمت مشتری از تعداد زیادی از پیوندهای ارتباطی و احتمالاً از طریق چندین ISP که شاید در قاره‌های مختلف قرار داشته باشند، عبور می‌کنند. اگر یکی از این پیوندها گذردهی کمتری نسبت به میزان مصرف ویدئو ارائه دهد، گذردهی سرتاسری نیز کمتر از میزان نرخ مورد نیاز مصرفی خواهد بود. 2) دومین ایراد روش فوق، این است که یک ویدئوی محبوب، احتمالاً  چندین بار از یک مسیر یکسان و پیوندهای ارتباطی درون آن عبور می‌کند و پهنای باند شبکه را هدر می‌دهد، 3) مشکل سوم راه حل یک مرکز داده واحد این است که یک نقطه شکست واحددارد. بنابراین برای حل این سه مشکل،  شبکه‌های توزیع محتوا (CDNs) به وجود آمده‌اند. در ادامه انواع CDN شرح داده شده و به دنبال آن نحوه عملکرد CDN با جزئیات مراحل کار مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند. در انتها درباره استراتژی‌های انتخاب خوشه در CDNها بحث می‌شود.

پخش جریانی ویدئو و شبکه‌های توزیع محتوا (CDNs)

در جلسه بیستم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «برنامه‌نویسی سوکت (Socket Programming)»، آخرین مبحث فصل دوم شبکه (لایه کاربرد) تدریس می‌شود. برنامه‌نويسی سوکت برای ايجاد برنامه‌های کاربردی شبکه موضوع بحث این جلسه است که اخیراً در کنکورهای ارشد و دکترا مهم شده و از آن سؤال می‌آید. دو نوع از برنامه‌های کاربردی شبکه وجود دارد: 1) برخی از آنها از پروتکل‌های عمومی واستاندارد مانند HTTP استفاده می‌کنند که «open» و شناخته شده‌اند. 2) نوع ديگر برنامه‌های کاربردی شبکه مانند Skype اختصاصی بوده و از پروتکل‌های اختصاصی بهره می‌گیرند. در ادامه، دو برنامه کاربردی ساده در Python ارائه می‌شود: 1) يکی بر روی UDP و 2) ديگری بر روی TCP. زبان Python برای کدها انتخاب شده است (مثل کتاب راس) تا اولاً مفاهيم کليدی سوکت بهتر نشان داده شود و دوماً به این دلیل که در Python تعداد خطوط کد کمتر است. پس از شرح کدها و جزئیات برنامه‌ها دو تست کنکور کارشناسی ارشد از سال‌های اخیر مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌شود.

برنامه‌نویسی سوکت (Socket Programming)

در جلسه بیست و یکم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «وظایف لایه انتقال»، فصل سوم شبکه (لایه انتقال) آغاز می‌شود. ابتدا در مورد جایگاه لایه انتقال بين لایه‌های کاربرد و شبکه صحبت می‌شود و بر نقش حیاتی این لایه در ارائه مستقيم سرويس‌های ارتباطی به فرايندهای کاربردی گفتگو می‌شود. در این فصل، تأکيد ويژه روی پروتکل‌های لايه انتقال اينترنت، به خصوص پروتکل‌های TCP و UDP خواهد بود. سپس وظائف مهم لايه انتقال تشریح می‌شود. این وظایف عبارتند از: 1) جمع‌آوری پيام‌ها از کاربردها در مبدأ (مالتی پلکسينگ) و تحويل آنها به کاربردهای مورد نظر در مقصد (دی مالتی پلکسینگ) 2) قطعه‌بندی پیام‌ها در مبدأ و سرهم کردن قطعات در مقصد 3) کنترل خطای انتها به انتها 4) کنترل جريان انتها به انتها 5) کنترل ازدحام. سپس در مورد ارتباط ميان لایه‌های انتقال و شبکه بحث و گفتگو می‌شود و با یک مثال عامیانه و قیاس ارتباط پستی انسان‌ها با دنیای شبکه نقش دو نوع پروتکل مطمئن و نامطمئن در لایه انتقال کاملاً برای مخاطب باز می‌شود. پس از آن مروری خواهیم داشت بر لایه انتقال در اینترنت و معرفی پروتکل‌های اتصال‌گرا (Connection Oriented) مثل TCP و غیر متصل (Connectionless) مثل UDP و مقایسه این دو نوع سرویس. سپس مالتی‌پلکسينگ و دی‌مالتی‌پلکسينگ لایه انتقال و نقش شماره سوکت یا شماره پورت در آن به تفصیل مورد بحث قرار می‌گیرد. در انتها مالتی‌پلکسينگ و دی‌مالتی‌پلکسينگ غیر متصل UDP و مجموعه شناسه دوبخشی آن و نیز مالتی‌پلکسينگ و دی‌مالتی‌پلکسينگ اتصالگرای TCP و مجموعه شناسه چهاربخشی آن به طور مفصل شرح داده می‌شود.  نهایتاً یک تست در این خصوص مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌شود.

وظایف لایه انتقال

در جلسه بیست و دوم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «انتقال بدون اتصال در UDP»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. ابتدا سرويس‌دهنده‌های وب و TCP و تفاوت آن با UDP مورد مطالعه قرار می‌گیرد. سپس انتقال بدون اتصال UDP معرفی می‌شود. در UDP هيچ‌گونه دست‌تکانی (Hand shaking) اوليه ميان موجوديت‌های فرستنده و گيرنده لايه انتقال، قبل از فرستادن يک قطعه وجود ندارد. به همين دليل به UDP پروتکل «بدون اتصال» (Connectionless) گفته می‌شود. بعد از آن DNS به عنوان مثالی از يک پروتکل لایه کاربرد که معمولاً از UDP استفاده می‌کند، معرفی می‌شود. سپس 4 دليل اینکه چرا برای بسياری از برنامه‌های کاربردی، UDP گزينه مناسب‌تری از TCP است، بحث و گفتگو می‌شود. این دلایل عبارتند از: 1) کنترل بهتر در سطح برنامه کاربردی روی محتوا و زمان ارسال داده 2) نداشتن فاز اوليه برقراری اتصال 3) عدم نگهداری حالت اتصال (Connection state) 4) سربار کم سرآيند بسته. بعد از آن برنامه‌های کاربردی متداول اينترنت و پروتکل‌های انتقال زيرساخت آنها مطرح می‌شود. سپس مشکلات UDP ارائه می‌شود: افزايش شديد نرخ از دست رفتن بسته‌ها که ناشی از عدم کنترل ازدحام در UDP است، سبب خواهد شد که فرستنده‌های TCP نيز به علت بروز ازدحام، نرخ ارسال خود را به طور چشمگيری کاهش دهند. بنابراين عدم کنترل ازدحام در UDP می‌تواند منجر به 1)  افزايش جدی نرخ از دست رفتن بسته بين فرستنده و گيرنده خود UDP و 2) باعث بيرون انداختن نشست‌های TCP شود که دو مشکل جدی هستند. بعد از آن ساختار قطعه UDP مورد بررسی قرار می‌گیرد. در انتها نیز روش وارسی مجموع (Checksum) در UDP به دقت با جزئیات کامل تشریح می‌شود و یک تست محاسباتی در این خصوص مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌شود. همچنین یک پرسش در خصوص مطالب این جلسه مطرح و پاسخ آن به تفصیل بیان می‌شود.

انتقال بدون اتصال در UDP

در جلسه بیست و سوم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «اصول انتقال مطمئن داده»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. در اين درس، به بررسی كلی مسئله انتقال مطمئن داده می‌پردازیم. در اين درس به طور تدريجي، يك پروتکل انتقال مطمئن داده را در سمت فرستنده و گيرنده توسعه خواهيم داد. ابتدا از يک مدل ساده شروع می‌كنیم و كم كم به مدل‌های پيچيده‌تر می‌رسیم تادر نهايت به يك پروتکل انتقال مطمئن داده بی‌نقص برسیم. در گام اول، انتقال داده مطمئن روی يک کانال کانال مطمئن (rdt  1.0) شامل مالتی پلکسینگ و دی مالتی پلکسینگ ارائه می‌شود. سپس انتقال مطمئن داده روی يک کانال با خطاهای بيتی بدون تلفات (rdt2.0) طراحی شده و FSM فرستنده و گیرنده آن شرح داده می‌شود و در طی آن سه تکنیک تشخیص خطا با Checksum و فیدبک گیرنده با ACK و NAK و ارسال مجدد به تفصیل مورد بحث قرار می‌گیرند. سپس مشخص می‌شود که متأسفانه پروتکل rdt2.0 به درستی كار نمی‌كند. چون احتمال خرابی بسته ACK يا NAK را در نظر نگرفته‌ايم! در ادامه ابتدا بيت‌های كنترلی Checksum را برای تشخيص خطای ACK/NAK اضافه می‌كنيم. در اين روش، فرستنده بايد در صورت نامفهوم بودن بسته ACK/NAK، بسته داده فعلی رامجدداً ارسال كند (مانند حالتی كه NAK دريافت شده است) و چون مشکل مشکل ارسال مجدد بسته پیش می‌آید، از یک راه حل ساده شماره ترتیب (Sequence number) استفاده می‌شود  و پروتکل rdt2.1 خلق می‌شود. می‌توانیم به جای فرستادن يک NAK،  يک ACK شماره‌دار با شماره آخرين بسته سالم دريافت شده بفرستیم. فرستنده‌ای كه دو تا ACK برای يك بسته دريافت می‌نمايد از اين دريافت ACK تکراری (Duplicate ACK) می‌فهمد كه گيرنده بسته بعد از آنرا صحيح دريافت نکرده است. ما این پروتکل بدونNAK را با نام rdt2.2 مطرح کرده و FSM آن را شرح می‌دهیم. در انتها پروتکل انتقال مطمئن داده روی يک کانال با امکان خطای بيتی و تلفات (loss) بسته را طراحی و نام آن را rdt3.0 می‌گذاریم و در طی آن تکنیک Timeout را معرفی می‌نماییم. شرح جزییات FSM آن پایان بخش طراحی پروتکل‌های انتقال مطمئن داده به شیوه بیت تناوبی (Alternating bit) یا توقف و انتظار (Stop and wait) خواهد بود. حل تشریحی یک تست کنکور دکترای شبکه و رایانش پایان بخش این درس بسیار مهم است.

اصول انتقال مطمئن داده

در جلسه بیست و چهارم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «پروتکل‌های انتقال داده خط لوله‌ای»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. ابتدا مشکل بهره‌وری پروتکل توقف و انتظار (بیت تناوبی) rdt 3.0 به کمک طرح یک تست محاسباتی مطرح می‌شود و ضمن پاسخ کاملاً تشریحی این تست، رابطه ساده محاسبه بهره‌وری پروتکل توقف و انتظار (بیت تناوبی) استخراج می‌شود. راه حل مشکل کارايی فوق بسيار ساده است: به جای رفتار توقف و انتظار، فرستنده می‌تواند به طور پيوسته و پشت سر هم چندين بسته را بدون انتظار برای دريافت پيام‌های تأیید قبلی ارسال کند که  اين تکنيک خط لوله (Pipeline) نامیده می‌شود. دو روش اساسی ترميم خطای خط لوله‌ای وجود دارد: الف) Go-back-N (GBN) ب) Selective Repeat/Reject (SR): تکرار/رد انتخابی. در ادامه این دو روش به تفصیل با طرح FSM یا در مواردی شبه‌کد شرح داده شده و با یکدیگر مقایسه می‌شوند و روابط مهمی برای حل سؤالات و مسائل مربوطه استخراج و با مثال عددی آموزش داده می‌شوند.

پروتکل‌های انتقال داده خط لوله‌ای

در جلسه بیست و پنجم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «انتقال اتصال‌گرای TCP»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. TCP برای ارائه انتقال مطمئن داده، به بسياری از اصول اساسی بحث شده در جلسات قبلی تکيه دارد، از جمله: تشخيص خطا با Checksum، ارسال مجدد، ACK شماره‌دار، ACK تجمعی، ACK تکراری به جای NAK، زمان‌سنج‌ها، فيلدهای سرآيند مربوط به شماره ترتيب بسته‌ها و شماره ترتيب تأييدها، خط لوله، پنجره ارسال با اندازهN (محدود شده توسط کنترل جريان و کنترل ازدحام) و بافر کردن در مبدأ و مقصد. مطالب مهمی که در ادامه این جلسه تدریس می‌شوند عبارتند از  اتصال TCP، ساختار قطعه TCP، شماره‌های ترتیب و تأیید در TCP و بررسی جزئیات این موارد.سپس با مثال پروتکل Telnet رفتار TCP مورد بررسی قرار می‌گیرد. در ادامه، تخمين زمان رفت و برگشت (RTT) و زمان انقضاء (Timeout) در TCP به کمک روش تخمین سالمندی یا ميانگين پويای وزن‌دار نمایی (EWMA : Exponential Weighted Moving Average) ارائه و مثال مورد بررسی دقیق قرار داده می‌شود. آنگاه در باره تنظيم و مديريت بازه زمان انقضاء برای ارسال مجدد کفتگو می‌شود. در انتها یک تست در باره زمان‌سنج های منطقی مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌گردد.

انتقال اتصال‌گرای TCP

در جلسه بیست و ششم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «انتقال مطمئن داده در TCP»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. ابتدا توصيف بسيار ساد‌ه‌ای از يک فرستنده TCP با شبه‌کد مربوطه و شرح کاملی از آن  ارائه می‌شود. سپس . برای درک بهتر عملکرد اين پروتکل، چند سناريوی ساده مورد بررسی قرار می‌گیرند. در مورد هر سناریو شکل دقیقی از پیام‌های رد و بدل شده توسط فرستنده و گیرنده TCP با ترتیب دقیق زمانی به نمایش در می‌آید. سپس مطالب مفیدی در باره دو برابر کردن بازه زمان انقضاء و نیز رسال مجدد سريع (Fast Retransmit) مورد بحث قرار می‌گیرند. سپس شبه‌کد ساد‌ه‌ فرستنده TCP کامل‌تر می‌شود. در انتها نشان داده می‌شود که چونه دو پروتکل SR و GBN  با هم ترکیب شده و با ایده‌های دیگر در آمیخته تا پروتکل قدرتمند TCP متولد شود.

انتقال مطمئن داده در TCP

در جلسه بیست و هفتم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «کنترل جریان و مدیریت اتصال در TCP»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. ابتدا کنترل جریان (Flow Control) در TCP تدریس می‌شود و مفاهیمی همچون پنجره دریافت (Received Window) و نحوه فیدبک گیرنده به فرستنده و نیز قانون اساسی کنترل جریان که در فرستنده اجرا می‌شود، مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس مديريت ایجاد اتصال و قطع اتصال TCP، مراحل آن، بحث مقابله با حملات DoS و دیاگرام حالت مشتری و سرور مورد بحث و بررسی دقیق قرار می‌گیرد. در انتها مبحث پويشگر پورت nmap ارائه می‌شود و یک تست دکترای شبکه و رایانش در مورد مدیریت اتصال مطرح شده و پاسخ آن به تفصیل ارائه می‌گردد.

کنترل جریان و مدیریت اتصال در TCP

در جلسه بیست و هشتم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «اصول کنترل ازدحام»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. ابتدا دلايل و هزينه‌های ازدحام بررسی می‌شود. سپس رويکردهای کنترل ازدحام شامل کنترل ازدحام انتها به انتها و کنترل ازدحام به کمک شبکه با مثال مورد بررسی قرار می‌گیرند. بعد از آن کنترل ازدحام به کمک شبکه به دو دسته با بازخورد مستقيم به ميزبان فرستنده و با  بازخورد غير مستقيم به فرستنده از طریق گيرنده تقسیم می‌شود و در مورد هر کدام مثال‌هایی مطرح می‌شود. سپس مثالی از کنترل ازدحام به کمک شبکه، یعنی کنترل ازدحام ATM ABR و تمامی تکنیک‌های مختلف به کار رفته در آن به تفصیل بحث و بررسی می‌شود.

اصول کنترل ازدحام

در جلسه بیست و نهم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «کنترل ازدحام TCP»، ادامه فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. مؤلفه کليدی ديگر TCP، مکانيزم کنترل ازدحام است. چون لايه IP هيچ بازخورد صريحی را در مورد ازدحام شبکه به سيستم‌های انتهایی نمی‌دهد، TCP بايد به جای کنترل ازدحام با کمک شبکه، از کنترل ازدحام انتها به انتها (E2E Congestion Control) استفاده کند. ابتدا برای درک این نوع کنترل ازدحام به سه پرسش زیر پاسخ داده می‌شود: 1) چگونه فرستنده TCP نرخ انتقال ترافيک به درون اتصال را محدود می‌نمايد؟ 2) چگونه یک فرستنده TCP متوجه وجود ازدحام در مسير بين خود و مقصد می‌شود؟ 3) فرستنده بايد از چه الگوريتمی برای تغيير نرخ انتقال خود به عنوان تابعی از ميزان ازدحام مشاهده شده انتها به انتها استفاده کند؟ سپس سه مؤلفه کليدی کنترل ازدحام TCP مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند: 1) شروع آهسته (SLow Start) که یک مؤلفه ضروری در همه نسخه های TCP است. 2) اجتناب از ازدحام (Congestion Avoidance) که آن هم که یک مؤلفه ضروری در همه نسخه های TCP است. 3) بازيابی سريع (Fast Recovery) که یک مؤلفه اختياری است و در برخی از نسخه های جدید TCP مثل Reno وجود دارد.

کنترل ازدحام TCP

در جلسه سی‌ام شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «بازنگری کنترل ازدحام TCP و پروتکل QUIC و HTTP/3»، آخرین جلسه از فصل سوم شبکه (لایه انتقال) تدریس می‌شود. چون کنترل ازدحام TCP، اندازه پنجره ازدحام cwnd را به شکل جمع شونده (Additive)، به اندازه يک MSS در هر RTT افزايش داده و سپس مقدار آن را با دريافت سه پيام ACK تکراری، به شکل کاهش ضربی، نصف می‌کند، کنترل ازدحام TCP، اغلب به عنوان يک کنترل ازدحام افزايش جمعی  و کاهش ضربی (AIMD: Additive Increase Multiplicative Decrease) شناخته می‌شود. در این جلسه، ابتدا این رفتار به دقت بررسی می‌شود. سپس ايده اساسی الگوريتم وگاس مطرح و رفتار این الگوریتم تشریح می‌شود. بعد از آن توصيف درشت نما (ماکروسکوپی) از گذردهی TCP بر اساس یک مدل ساده ریاضی ارائه می‌شود. با توجه به رفتار «دندانه‌ اره‌ای» TCP، به دست آوردن ميانگين گذردهی (به عبارت ديگر ميانگين نرخ) يک اتصال TCP با طول عمر بالا ساده است. سپس یک مدل دیگر برای TCP بر بستر مسيرهایی با پهنای باند بالا مطرح و رابطه دیگری برای محاسبه ميانگين گذردهی TCP ارائه و تشریح می‌شود. سپس مبحث عدالت در TCP و UDP به تفصیل بررسی می‌شود. در انتها دو پروتکل مدرن QUIC  و HTTP/3 به تفصیل ارائه می‌شوند و دلایل پیدایش آنها بررسی می‌گردد. تمامی ویژگی های QUIC و نحوه حل مشکل HOL در Streamهای Interleave شده در QUIC مورد بحث قرار می‌گیرد. نشان داده می‌شود که چگونه QUIC جای TCP و TLS را با هم می‌گیرد و همه ویژگی‌ها و قابلیت‌های هر دو شامل کنترل ازدحام و انتقال RDT مطمئن و نیز امنیت را در خود گنجانده است و نهایتاً چگونه HTTP /3 همه این موارد را در بر می‌گیرد.

بازنگری کنترل ازدحام TCP و پروتکل QUIC و HTTP/3

در جلسه سی و یکم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «مفاهیم پایه لایه شبکه»، فصل چهارم شبکه (لایه شبکه) آغاز می‌شود. در فصل گذشته دریافتیم که لایه انتقال، با تکیه بر سرویس ارتباط میزبان به میزبان لایه شبکه، اشکال مختلفی از ارتباط فرآیند به فرآیند را ارائه می‌دهد. حال در این فصل، به پشت صحنه سرویس ارتباطی میزبان به میزبان می‌پردازیم. برخلاف لایه انتقال و  کاربرد، در هر میزبان و مسیریاب متعلق به شبکه، بخشی از لایه شبکه وجوددارد. به همین دلیل، پروتکل‌های لایه شبکه چالش‌برانگیزترین (و بنابراین جالبترین) و در عین حال یکی از پیچیده‌ترین موارد در پشته پروتکلی محسوب می‌شوند. ابتدا تفاوت اساسی بین عملیات هدایت یا پیش‌بری (Forwarding) و مسیریابی (Routing) لایه شبکه مورد بحث قرار می‌گیرد. سپس در مورد برقراری اتصال و دست‌تکانی در لایه شبکه صحبت می‌کنیم. آنگاه مدل‌های سرویس لایه شبکه مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند. به خصوص در مورد مدل سرویس بهترین تلاش (Best Effort) در IP و دو مدل سرویس ATM CBR و ATM ABR و مقایسه آن سخن به میان می‌آید.

مفاهیم پایه لایه شبکه

در جلسه سی و دوم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «شبکه‌های مدار مجازی و دیتاگرام»، ادامه فصل چهارم شبکه (لایه شبکه) تدریس می‌شود. در این جلسه دو رویکرد پرکاربرد در زمینه ساختار تحویل بسته در لایه شبکه را بررسی می‌کنیم و نقش اساسی آدرسدهی در تحویل بسته به میزبان مقصد را مشاهده خواهیم کرد. این دو رویکرد عبارتند از: 1) مدل دیتاگرام 2) مدل مدار مجازی. ابتدا درباره تفاوت‌های سرویس‌های اتصال‌گرا و بدون اتصال لایه شبکه با همین سرویس‌ها در لایه انتقال صحبت می‌شود. سپس در مورد شبکه‌های مدار مجازی (VC) بحث می‌شود. دیدیم به اتصالات لایه شبکه، مدارهای مجازی (VCs) گفته می‌شود. در این جلسه نحوه پیاده‌سازی یک سرویس مدار مجازی در شبکه‌های کامپیوتری را با یک مثال دقیق و کامل بررسی می‌کنیم و نحوه فورواردینگ بسته‌ها (یا سلول‌ها) در این شبکه‌ها بر اساس شناسه مدار مجازی (VCI یا VCID یا #VC) بر روی همان مثال ارائه شده و دلایل متعدد تغییر VCI در هر گام از مسیر مدار مجازی با جزئیات کامل بیان می‌گردد. همچنین سه فاز اساسی عملیات مدار مجازی (برقراری VC، انتقال داده، حذف VC) تشریح می‌گردد. در انتها شبکه‌های دیتاگرام و نحوه آدرس‌دهی مقصد و نیز چگونگی فورواردینگ دیتاگرام‌های IP مورد بحث قرار داده می‌شود. جدول هدایت و قانون مهم طولانی‌ترین تطابق پیشوند (Longest Prefix Matching (LPM) rule) با مثال شرح داده می‌شود. در این جلسه به خوبی می‌فهمیم که هدایت در مسیریاب‌های شبکه‌های دیتاگرام بر اساس (بخشی از) آدرس میزبان مقصد و با قانون طولانی‌ترین تطابق پیشوند و به روش جستجوی موازی صورت می‌گیرد، در حالی‌که در شبکه‌های مدار مجازی بر اساس شناسه یا شماره مدار مجازی و به روش شاخص‌گذاری (Index) صورت می‌گیرد که اساس Tag Switching یا Label Switching سخت‌افزاری پرسرعت است.

شبکه‌های مدار مجازی و دیتاگرام

در جلسه سی و سوم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «نگاهی به درون مسیریاب‌ها»، ادامه فصل چهارم شبکه (لایه شبکه) تدریس می‌شود. در این جلسه ابتدا چهار مؤلفه یک مسیریاب شامل 1) پورت‌های ورودی 2) زیربنای (Fabric) سوئیچ 3) پورت‌های خروجی و 4) پردازنده مسیریابی مورد بحث و بررسی قرار گرفته و وظایف هر یک شرح داده می‌شود. سپس مفهوم صفحه داده (Data Plane) یا صفحه هدایت (Forwarding Plane) در مقابل صفحه کنترل (Control Plane) مسیریاب‌های سنتی و جداسازی صفحه کنترل در SDN (Software Defined Network) مورد بحث قرار داده می‌شود.  سپس در مورد حافظه‌های CAM یا TCAM (Associative Memory) برای جستجوی (Lookup) پیشوند آدرس به صورت موازی و سخت‌افزاری و سریع در سوئیچ‌های مدرن صحبت می‌شود. سپس در باره انتزاع تطابق بعلاوه عمل (Match plus action) در سوئیچ‌های SDN صحبت به میان می‌آید. آنگاه در مورد انواع زیربنای سوئیچینگ (Switching Fabrics) سخن به میان آمده و 3 روش آن مفصلاض تشریح می‌شود: 1) Memory based Switching  (مبتنی بر حافظه) و  2) BUS based Switching (مبتنی بر گذزگاه) و  3) Interconnection Network Switching (سوئیچینگ با شبکه میان ارتباطی). سپس در مورد صف بندی (Queueing) در پورت‌های خروجی سوئیچ‌ها صحبت شده و دو رابطه برای محاسبه اندازه بافر آن ارائه شده و یک تست نیز در این رابطه مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌شود. همچنین در رابطه با صف‌بندی پورتهای ورودی و مشکل HOL (Head of Line) بحث می‌شود. در ادامه الگوریتم‌های صف‌بندی بافر خروجی مطرح و 5 الگوریتم با مثال‌های مفصل ارائه می‌گردد: 1) FCFS و 2) Priority Scheduling و 3) WFQ (Waited Fair Queueing) و 4) RR و DRR (Deficit Round Robin).  در انتها در مورد سیاست‌های دورانداختن بسته و نشانه‌گذاری آنها وجود صحبت می‌شود که در مجموع، الگوریتم‌های مدیریت صف فعال (AQM) نامیده می‌شوند. یکی از الگوریتم‌های AQMکه به طور گسترده مورد مورد مطالعه و پیاده سازی قرار گرفته است الگوریتم کشف زودهنگام تصادفی (RED: Random Early Detection) است که در مورد آن مفصلاً صحبت می‌شود.

نگاهی به درون مسیریاب‌ها

در جلسه سی و چهارم شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت، ویژه کنکور کامپیوتر و کنکور آی تی (کنکور ارشد و کنکور دکترا) با عنوان «نپروتکل اینترنت (IP)»، ادامه فصل چهارم شبکه (لایه شبکه) تدریس می‌شود. در این جلسه در باره نحوه آدرس‌دهی و هدایت در اینترنت صحبت می‌شود. هدایت و آدرس‌دهی در اینترنت مؤلفه‌های مهم پرتکل اینترنت (IP)هستند. امروزه از دو نسخه IP استفاده می‌شود.  در این جلسه، نسخه چهارم پروتکل IP که به طور گسترده استفاده شده و معمولاً به عنوان IPv4 شناخته می‌شود، بررسی خواهد شد. ابتدا قالب دیتاگرام IPv4  و فیلدهای آن بررسی می‌شود. سپس مسئله تکه تکه کردن (Fragmentation) در IPv4 تدریس و پس از بیان جزئیات و نکات کنکوری مربوطه یک مسئله در مورد آن حل می‌شود. آنگاه نوبت به آدرس‌دهی IPv4 می‌رسد و چهار کلاس آدرس A و B و C و D و همه نکات مربوطه تدریس می‌شود. آدرس‌های خاص نیز مطرح و شرح داده می‌شوند. سپس مفهوم زیرشبکه (Subnet) و مفهوم الگوی زیرشبکه (Subnet mask) استاندارد و غیر استاندارد و کاربرد آنها و نحوه حل مسائل مربوطه تدریس می‌شوند.

محاسبات زمانی HTTP و معرفی پروتکل‌های مدرن HTTP/2 و HTTP/3

جزوه

حل تمرین

آزمونک

اتاق بحث

رفع اشکال (سوال از استاد)

مشاوره

توضیحات

شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته

محاسبات زمانی HTTP و معرفی پروتکل‌های مدرن HTTP/2 و HTTP/3

جزوه

حل تمرین

آزمونک

اتاق بحث

رفع اشکال (سوال از استاد)

مشاوره

توضیحات

شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته

1. مقدمه‌ای بر شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت

2. لایه کاربرد

3. لایه انتقال

4. لایه شبکه

5. لایه پیوند، لینک ها، شبکه دسترسی و LAN