计算机网络课程设计要求.doc

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计算机网络课程设计

指导老师：袁华 hyuan@scut。edu。cn

2013年3月
目 录

1．课程目标 3
2．主要内容和要求 3
2.1 中国web的结构分析 3
2.1.1 用户需求和目标 3
2.1.2 主要内容 4
2。2 报文抓取和分析系统的设计 4
2。2。1 用户需求和目标 4
2.2.2 主要研发内容 5
2。3 网络规划和应用 5
2.3。1用户的原始需求 5
2。3。2 主要完成的内容 5
2.3.2.1 网络规划要求 5
2.3。2。2 应用部署要求 6
2.4 基于内容的服装图像检索系统 6
2.4.1 需求描述 6
2.4。2 主要研发的内容 7
2。5 进度安排 7
3．提交内容和期限 8
3。1 课程原则 8
3。2 提交要件 8
3。2.1 DOC文档目录 8
3。2。2 SRC源码目录 9
3。2.3 Bin执行文件目录 9
3.3 提交期限 9
4 参考资料 9
附录：颜色和形状特征计算 11
1．课程目标
除了继续深造或作网络技术研究之外，本科生就业的方向有：网络应用研发、网络运维和网络升级改造等。本课程设计可选择围绕网络应用研发或网络规划展开。
利用已经掌握的计算机网络及套接字编程基本知识和技能，根据课程设计要求，编写网络通信程序；利用已经掌握的网络原理和技术，根据需求，规划网络。
在整个课程设计的过程中，充分发挥个人主观能动性，主动积极参与，有意识培养自己的分析问题解决问题的能力；碰到不太熟悉的东西，查资料、学习和讨论，采用各种手段直到问题解决。以组为单位开展设计，有组织能力和意愿的同学担任组长，协调工作，培养大家的团队合作精神.
所以，课程设计的主要内容归纳如下：
（1）自由成组,确定题目;
（2)讨论、分析需求并分工，形成需求分析文档;
（3）概要设计和详细设计,形成设计文档；
（3）编码、调试、修改;
（4)制作安装文档；
（5）撰写使用手册;

2．主要内容和要求
根据自己的兴趣、基础和对未来的规划，选择下面的一个任务来进行。
2.1 中国web的结构分析
2.1.1 用户需求和目标
全球万维网呈现如下的结构：

Web的结构

设计一个网页爬虫，抓取中国网页，分析抓取到的网页的统计值：如多少、出度、入度，中国web的大小、形状等信息.
2.1.2 主要内容
ü 设计一个爬虫；
ü 设计一个合理可行的起始地址池；
ü 设计一种去重方法进行去重，展示去重效果；
ü 分析抓取到的网页的统计信息，数量、平均出度、平均入度等;
ü 通过网页分析中国web的大小和形状
ü 设计GUI界面展示效果
注意：(1）爬虫可并行爬取；注意礼貌原则。参考CNNIC的统计报告，检查程序工作的情况,推断结果的合理性。(2）请阅读参考文献:闫宏飞，李晓明,关于中国Web 的大小、形状和结构，计算机研究和发展，2002，39（8）:958~967

2。2 报文抓取和分析系统的设计
2。2。1 用户需求和目标
该系统可安装在个人电脑上，抓取进出该机的报文，并做统计分析。
2。2.2 主要研发内容
（1） 必须完成的基本功能
研发的嗅探工具必须包含如下功能：
ü 具有可视化界面（GUI）；
ü 能够将报文在网络层和传输层逐字段展开。
ü 具有简单的过滤器设计功能；
ü 统计数据并表格显示,如统计IPv4报文、IPv6报文、UDP报文、TCP报文、ARP报文等;
ü 上述数据的图形化显示；
（2） 可选择的扩展功能
ü 复杂过滤器的设计
ü 异常数据的检测和报警
ü 其它
注意:可选择winPCap（http://www.winpcap.org/ ）或LIbPcap（http://www.tcpdump.org/ ）或JPCap（http：//netresearch。ics。uci。edu/kfujii/Jpcap/doc/index。html ），或者直接使用套接字。
2。3 网络规划和应用
2.3。1用户的原始需求
有个高校因招生要扩展校园网络，扩展部分的网络需要容纳3000名学生在宿舍上网，共有宿舍楼两栋，每层15间宿舍，宿舍300间，每间10人。提供电子邮件、FTP、web应用等基本服务。
设计时，考虑可用性、扩展性和先进性。
2。3。2 主要完成的内容
2.3.2。1 网络规划要求
为了满足用户的需求，网络规划要求完成如下这些工作：
（1）需求分析，从用户的原始需求,分析所需网络个数、IP地址个数、跟主网的连接方式、采用什么网络拓扑、采用的组网技术、设备选型、网络安全方案、采用什么应用技术搭建应用、如何进行网络运行管理，如何体现可用性、扩展性和先进性.
（2）根据上述需求分析,申请IP地址(假设申请马上批准），做出子网规划,画出网络拓扑，初步预算、绘制相关表格。
（3）在B3实验室（或PacketTracer）上面部署网络，完成基本配置,让网络安全（设计ACL）和通畅.
2.3。2。2 应用部署要求
为了向学生提供常见的应用服务，要求完成如下这些工作（在学生宿舍网络上完成）：
（1）调研至少两种电子邮件服务器，选择一个，如Postfix，部署,学会管理使用，为至少本组同学建立帐号，配额,建立域名，基本要求：邮箱可用。
(2）调研至少两种web服务器,搭建web服务器，设计至少一张页面(介绍本组项目情况、分工等），供web访问。
（3）调研至少两种FTP服务器,选择一个，搭建FTP服务器,供上传下载资料之用。
（4)调研至少两种流媒体服务器，选择一个，搭建流媒体服务器，提供流媒体点播服务.（可使用P2P）。
注意：（1）建议同学们使用linux操作系统下的开源软件完成课程任务；（2）保证服务器可用，答辩时演示。

2.4 基于内容的服装图像检索系统
2。4。1 需求描述
为用户提供一个可以在浏览器上使用的基于内容的服装图像检索系统，可以按照例子服装的颜色、形状等特征来检索服装图像，也可以按照传统的关键字来检索图像。有浏览器管理端，可通过管理端建设图像库。
2.4。2 主要研发的内容
（1） 必须完成的基本功能
客户功能（通过浏览器）：
ü 图形用户界面;
ü 可分类浏览图像；
ü 可按照图例的颜色查找图像；
ü 可按照图例的形状查找图像；
ü 可按照关键词查找图像;
ü 可组合条件查找图像；
ü 可在结果中进一步搜索；
服务器功能（通过浏览器）：
ü 可分类管理图像，可增删改类别；
ü 可为某类图像中增加和删除图像;
ü 可调用后台程序计算特征值。 （特征计算参考附录)
ü 建设一个服装图像库
（2） 可扩展的功能
ü 为用户提供一个易用的调色板，可提供图像的颜色组成;
ü 为用户提供一个绘图板，可绘制例图；
ü 提供更多特征计算和检索方法。
注意：开发环境、应用服务器自选、不限。
2。5 进度安排
自由成组（每组不超过3人），组长协调合理分工，扬长避短，注意团队共进退，互帮互助。每组自行定制进度安排。下面是建议的进度，仅供参考：
(1）3月15日~3月20日：调研，需求分析,分工。（教学在线提交题目和分工）
（2）3月21~3月31日：开始设计，编写文档.
（3）4月1日～4月15日：动手编写、搭建等具体工作，反复完善.
（4）4月16日~4月23日：修改完善各种待提交的文档.
（5）4月24日～4月25日：制作答辩PPT
（6)4月26日（周五)上午:分组答辩。
注意:根据组内成员的特长和兴趣,分工合作，每个人都要完成既定的任务.
3．提交内容和期限
3。1 课程原则
（1）以组为单位独立完成，不得抄袭。
（2)文档撰写规范，格式整齐,图文并茂。
（2）完成上述基本要求的前提下，鼓励不同凡想(think different），并付诸实施。
3。2 提交要件
建立三个目录，DOC、SRC、BIN，分别存放文档、源码和执行文件，一齐打成RAR压缩包，提交到教学在线，压缩包命名方式：第＊组_组长姓名,如第一组_叶子良.
3.2。1 DOC文档目录
所有的文档放到DOC目录之下,主要包括设计报告课程设计报告；如果有其它的文档, 比如使用手册、设计说明等，可放在该目录.
课程设计报告包括但不限于如下这些内容：
n 共同的内容
Ø 课程设计报告的封面自行设计，包括项目名称、姓名、学号、组长、组成员，分工，以表格的形式出现,如下:
姓名
学号
角色
主要分工
完成工作量
张三

组长、系统设计、程序员
总体设计、**模块编码
40％
李四

组成员、程序员
*＊＊模块编码、
30%
。。。

注意：（1）完成工作量指的是完成工作占总工作量的比率估计；（2）组内所有人员的工作量加起来等于100％;每个人的工作量由组长分配并取得成员的同意。
n 程序或设计部分
Ø 请采用软件工程的方法进行课程设计
Ø 开发环境的选择和搭建
Ø 采用的主要接口的介绍
Ø 代码的流程、分析和解释说明
Ø 调试过程遇到的问题及解决的方法
Ø 测试及测试分析
Ø 使用手册，介绍清楚如何使用提供的执行程序
Ø 详细的开发和编码心得

3.2.2 SRC源码目录
放置应用程序源码;或页面程序,配置文件。
注意：编码遵循编码规范，如命名方式等；源码须有注释。
3。2.3 Bin执行文件目录
放置应用执行程序或安装程序，或者URL列表。
3。3 提交期限
(1）标题、分组及分工：3月20日
（2）其余：4月23日
4 参考资料
n 吴功宜,胡晓英，张仁，计算机网络课程设计，机械工业出版社,2007
n 李向丽,李磊，陈静，计算机网络技术与应用,机械工业出版社，2007
n 董守斌，袁华，网络信息检索，西安电子大学出版社，2009
n 闫宏飞，李晓明，关于中国Web 的大小、形状和结构，计算机研究和发展，2002，39（8）：958～967
n WinPCap:http://www。winpcap。org/
n LIbPcap：http://www。tcpdump。org/
n JPCap：http：//netresearch。ics.uci。edu/kfujii/Jpcap/doc/index。html

附录:颜色和形状特征计算
颜色空间模型的转换
RGB空间的彩色图像可以方便地转换到HSI空间。如果一帧图像的R、G、B分量都已经归一化到了[0，1]区间，则其对应的HSI模型中的H、S、I分量可由下面的公式计算求得：

颜色特征提取
颜色直方图:颜色直方图是表示图像颜色统计特征的最直观的方法,就是在选定颜色模型的基础上，统计出每种分量在各个颜色级别的像素数占图像像素总数的比例，得到图像各种颜色分量的比例分布,即直方图.直方图可以用数学公式表示为：

建议可将H量化为16级,I量化为4级,S量化为2级.
形状特征提取

大小为M×N的二维图像，，其（p+q）阶矩定义如下式所示：

p和q可取所有的非负整数值。特殊地，当时，其零阶矩为:

对于二值图像，令其背景值为0，形状区域内值为1，则零阶矩表示该形状区域的面积。
图像的（p+q)阶中心矩:为了保证形状特征的位置不变性，还必须计算中心矩,即以物体的质心为原点计算图像的不变矩值,（p+q)阶中心矩定义如下：

上式中,(,）是图像的质心，其定义如下：

再利用下式对中心矩进行归一化处理，得到归一化的中心矩:

Hu将中心矩进行不同的组合，得到7个具有平移、旋转和尺度不变性的矩，如式（10-12）所示[9]：

（2） 匹配
可用欧式距离比较两幅图像的一致性: