軟體定義網路及網路功能虛擬化

Software Defined Networks and Network Function Virtualization

學期

115-1

學分

3 學分

當期課號

535606

永久課號

CSIC30127

開課單位

數據科學與工程研究所碩士班、多媒體工程研究所、資訊工程學系、資通安全碩士學位學程、資訊科學與工程研究所、智能系統研究所、資訊安全研究所、國際資訊碩士班、資訊學院博士班、網路工程研究所

授課教師

曾建超

校區

光復

類別

選修

上課時間表

節	週四
N 12:20–13:10	軟體定義網路及網路功能虛擬化 EC115（光復） 3 節連堂
5 13:20–14:10
6 14:20–15:10

* 根據陽明交大上課時間表所列

概述

本課程探討軟體定義網路(Software-Defined Networking, SDN)與網路功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)的核心原理與實作。內容涵蓋:高速網路的效能量測方法學、OpenFlow/match-action 統一抽象、Linux 核心資料路徑與調校(NAPI、RSS/RPS、offload、TCP/AQM)、核心旁路與可程式資料面(DPDK、eBPF/XDP、Open vSwitch、P4)，並延伸至 NFV 的 MANO 架構與電信/資料中心 NFV(CORD、service chaining)，說明如何把軟體資料面做到快到足以取代硬體。學生透過四個實驗與一個期末論文重現專題，建立「從封包旅程到線速轉發」的完整實作能力。目標: (1) 理解 control/data plane 分離與 SDN 的統一抽象 (2) 能量測與調校高速網路資料路徑 (3) 能用 OpenFlow/OVS/P4/XDP 實作並比較可程式資料面 (4) 理解 NFV 與 MANO,能實作 SDN 加速的網路功能(learning switch、virtual router) (5) 能重現並改進一篇系統網路論文。

先修科目

必備: 1. 計算機網路概論 2. C/C++/Java 或 Python 3. 作業系統。建議: 基本 Linux 與 command-line 操作

備註

無備註

教學方式

助教: sdnTA@win.cs.nycu.edu.tw 課程網站: new e3 參考網站: 1. ONF SDN Definition: https://www.opennetworking.org/sdn-definition/ 2. P4 Language https://p4.org/ 3. Open vSwitch — https://www.openvswitch.org/ 4. Linux XDP / eBPF — https://docs.kernel.org/networking/ 、 https://ebpf.io/ 5. DPDK — https://doc.dpdk.org/ 6. Scott Shenker, The Future of Networking, and the Past of Protocols — https://www.youtube.com/watch?v=YHeyuD89n1Y

評分方式

Lab Assignments 70% Final Project 30%(論文重現、報告與改進)。

課程大綱

教師未提供此項資料

週次計畫

週次	主題
第 1 週	1. Syllabus; 2 SDN/NFV Overview; 3 Ch1 起(softwarization、control/data plane); 4. Lab0/Lab1 Announce 2026-09-10(四)
第 2 週	Ch1 Foundations & The Packet's Journey (learning switch/router、RIB/FIB、封包旅程、sockets) 2026-09-17(四)
第 3 週	Ch2 Measurement Methodology(goodput/pps、RFC 2544、CDF、工具) 2026-09-24(四)
第 4 週	Ch3 Software-Defined Networking(控制/資料面分離、OpenFlow、pipeline、topology);Lab2 Announce 2026-10-01(四)
第 5 週	Ch4 Kernel Datapath & Tuning (NAPI、RSS/RPS、offload) 2026-10-08(四)
第 6 週	Ch5 TCP, Queueing & AQM (BBR、bufferbloat、fq_codel) 2026-10-15(四)
第 7 週	Ch6 Kernel Bypass & Programmable Kernel (DPDK、eBPF、XDP/AF_XDP);Lab3 Announce 2026-10-22(四)
第 8 週	Ch7 Open vSwitch (slow/fast path、OVSDB、offload) 2026-10-29(四)
第 9 週	Final Project 選題報告 2026-11-05(四)
第 10 週	Ch8 P4 & Programmable Data Plane (PISA、arser/MAT/deparser、P4Runtime、INT);Lab4 Announce 2026-11-12(四)
第 11 週	Ch9 NFV in Software (ETSI NFV、MANO、CUPS、vRouter、DPU offload) 2026-11-19(四)
第 12 週	Ch10 Telco NFV & Datacenter (CORD/vOLT、service chaining、VXLAN、in-network computing) 2026-11-26(四)
第 13 週	Ch11 Wrap-up & Open Problems 2026-12-03(四)
第 14 週	業師專題演講(其他) 2026-12-10(四)
第 15 週	業師專題演講(其他) 2026-12-17(四)
第 16 週	Final Project 報告 2026-12-24(四)

教科書

無指定教科書。參考書: J. Crichigno et al., High-Speed Networks: A Tutorial, Springer, 2022。

Office Hours

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