CS144課程簡介

一、課程概述

CS144是《計算機網絡》的一門大型課程，涵蓋了計算機網絡領域的多個方面，包括網絡協議、網絡安全以及網絡編程等等。該課程的目標是通過讓學生學習和實踐網絡技術，讓他們更好地理解計算機網絡的原理和設計，為未來的網絡應用和系統開發提供紮實的基礎。

二、課程內容

1、網絡協議

網絡協議是計算機網絡中非常重要的一部分，它定義了網絡中各個設備之間的通信規則。在CS144的課程中，主要涵蓋TCP/IP協議、HTTP協議、DNS協議、SMTP協議等等。

/**
 * 一個簡單的TCP服務器
 */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    char buf[1024] = {0};

    // 創建socket
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) {
        perror("socket create error");
        exit(1);
    }

    // 設置reuseaddr
    int optval = 1;
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) == -1) {
        perror("setsockopt error");
        exit(1);
    }

    // 綁定地址
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        perror("bind error");
        exit(1);
    }

    // 監聽
    if (listen(server_fd, 10) == -1) {
        perror("listen error");
        exit(1);
    }

    // 接收客戶端連接
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len);
    if (client_fd == -1) {
        perror("accept error");
        exit(1);
    }

    // 接收數據
    int len = read(client_fd, buf, sizeof(buf));
    printf("recv: %s", buf);

    // 發送數據
    char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: text/plain\n\nHello world!";
    write(client_fd, response, sizeof(response));

    // 關閉連接
    close(client_fd);
    close(server_fd);

    return 0;
}

2、網絡安全

網絡安全是計算機網絡中不可或缺的一部分，它涵蓋了許多相關的技術和方案，如加密算法、網絡防火牆、反病毒軟件等等。在CS144的課程中，主要涵蓋一些基本的安全概念和技術，如SSL、TLS、VPN等等。

/**
 * 一個簡單的SSL客戶端
 */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int client_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    SSL_CTX *ctx;
    SSL *ssl;
    char buf[1024] = {0};

    // 初始化SSL庫
    SSL_library_init();
    ERR_load_crypto_strings();
    SSL_load_error_strings();

    // 創建SSL上下文
    ctx = SSL_CTX_new(TLS_client_method());
    if (ctx == NULL) {
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        exit(1);
    }

    // 創建socket
    client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (client_fd == -1) {
        perror("socket create error");
        exit(1);
    }

    // 連接服務器
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(443);
    inet_pton(AF_INET, "www.baidu.com", &server_addr.sin_addr);
    if (connect(client_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        perror("connect error");
        exit(1);
    }

    // 創建SSL對象
    ssl = SSL_new(ctx);
    if (ssl == NULL) {
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        exit(1);
    }

    // 將SSL與socket綁定
    SSL_set_fd(ssl, client_fd);

    // 建立SSL握手
    if (SSL_connect(ssl) != 1) {
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        exit(1);
    }

    // 發送數據
    char request[] = "GET /\r\n\r\n";
    SSL_write(ssl, request, sizeof(request));

    // 接收數據
    SSL_read(ssl, buf, sizeof(buf));
    printf("recv: %s", buf);

    // 關閉連接
    SSL_shutdown(ssl);
    close(client_fd);
    SSL_CTX_free(ctx);

    return 0;
}

3、網絡編程

網絡編程是一種非常重要的開發技能，它涉及到網絡應用的實現、網絡數據的交互、網絡性能的優化等等。在CS144的課程中，主要涵蓋一些基礎的網絡編程技術和框架，如Socket編程、HTTP服務器和客戶端的實現等等。

/**
 * 一個簡單的HTTP服務器
 */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    char buf[1024] = {0};

    // 創建socket
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) {
        perror("socket create error");
        exit(1);
    }

    // 設置reuseaddr
    int optval = 1;
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) == -1) {
        perror("setsockopt error");
        exit(1);
    }

    // 綁定地址
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        perror("bind error");
        exit(1);
    }

    // 監聽
    if (listen(server_fd, 10) == -1) {
        perror("listen error");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        // 接收客戶端連接
        socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
        client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len);
        if (client_fd == -1) {
            perror("accept error");
            continue;
        }

        // 接收數據
        int len = read(client_fd, buf, sizeof(buf));
        printf("recv: %s", buf);

        // 發送數據
        char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: text/plain\n\nHello world!";
        write(client_fd, response, sizeof(response));

        // 關閉連接
        close(client_fd);
    }

    close(server_fd);

    return 0;
}

三、結語

以上是對CS144課程的簡要介紹，希望對正在學習網絡編程的同學有所幫助。如果你對計算機網絡領域感興趣，那麼請不要錯過這門課程。祝大家學習愉快，取得更好的成績！