《网络协议分析与设计》课程教学大纲

1、网络协议分析与设计课程教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）网络协议分析与设计课程名称（英文）Network Protocol Analysis and Design课程类别1：专业主干课课程性质2必修授课语言3全英文授课学期5学分3课程学时及分配总学时讲课实验课外483216适用专业网络工程教材网络协议分析，寇晓蕤、罗军勇、蔡延荣，机械工业出版社，2018年9月1日第2版授课学院计算机与软件学院先修课程计算机网络，计算机组成与系统结构后续课程路由与交换技术，网络攻防技术，网络系统设计与管理，现代通信技术课程简介课程基本定位：网络协议分析与设计是网络工程专业重要专业主干必修课程，是一门既有理

2、论又有实践的计算机应用技术课。通过本课程的学习学生能够建立网络协议分析与设计的概念，初步掌握计算机网络经典传输分发协议的分析和设计能力，并能熟练运用网络各层协议相关知识、方法和工具设计计算机网络系统相关的复杂工程问题解决方案。核心学习结果：通过本课程的学习，学生应该能够了解多个物理网络为什么能够互连成为一个协调得很好得系统，互连网络协议是怎样工作的，应用程序怎样使用互连网络系统。学生还可以了解到TCP/IP协议的许多技术细节：网际协议、路由选择协议、Internet控制协议、多播和Internet组管理协议、用户数据报协议、传输控制协议、面向应用的协议、简单网络管理协议、网络安全协议等。主要教

3、学方法：课程基础理论和概念、基本分析与设计方法等内容以讲授和讨论为主，IP协议、路由协议、网络通信协议、协议报文格式分析等内容采取讲授、讨论、案例分析、演示等教学手段进行。大纲更新时间2020年8月23日注：1.课程类别：选填“通识核心课/通识拓展课/通修课/学科基础课/专业主干课/专业选修课/专业实践/素质拓展”2.课程性质：选填“选修/必修”3.授课语言：选填“中文/双语/全英文或其他语种”二、课程目标序号课程目标（参考培养目标、毕业要求、课程定位）支撑毕业要求指标点1达成途径1.1理解掌握网络互联与TCP/IP协议族、网络分层思想和标准化等基本概念；掌握因特网IP互联协议、路由建配、路由

4、发现与路径确定等基本知识；掌握UDP报文、校验与计算原理，以及TCP连接机制、传输控制、报文格式等知识；掌握应用层协议基本报文格式、传输机制等知识。讲授、讨论、案例和演示教学、课后仿真2.1能够应用计算机网络的基本概念和知识分析网络协议报文结构、传控机制；能够分析用户需求，提出相应的解决方法和流程，设计简单的网络通信协议。讲授、讨论、案例和演示教学、课后实践3.1掌握网络进程通信原理和相关编程工具和开发技术，具有团队合作和组织管理能力，能够针对复杂工程问题和需求，完成网络通信协议的分析、设计和开发等任务。讲授、讨论、案例和演示教学、课后实践注：1.支撑毕业要求指标点：选填项。需要进行专业认证，

5、有毕业要求指标点可参照的课程必填，无明确毕业要求指标点可参照的可不填。三、理论教学内容章标题教学内容学时思政融入点1学生学习预期成果2教学方式3课程目标第一章网络协议概述1.网络互连与TCP/IP0.5要合理运用我党“党的建设”法宝，树立正确的人生观、价值观和世界观，将课程所学与自我成长相结合了解网络互连的实质；理解IP在网络互连过程中的作用；掌握TCP/IP协议族核心思想；理解通用协议分层的思想与原理；理解TCP/IP的分层模型；掌握多路复用和多路分解的含义；了解TCP/IP的发展过程；了解TCP/IP协议的标准化讲授1.12.网络协议分层1讲授、讨论1.11.23.TCP/IP的发展过程与

6、标准化1讲授、案例演示1.1第二章网络协议1.互联网协议IP1掌握IP数据报的格式、各字段的用途；掌握IP数据报的分片与重组的思想；了解已有的分片重组算法；掌握IP数据报选路算法；了解IPV6的产生背景；理解IPV6与IPV4的区别；理解IPV6的数据报格式；掌握移动IP的应用场景、工作模型和机制；掌握移动IP的三项基本功能和相应的报文类型；了解隧道技术讲授、讨论、课后仿真1.11.22.下一代IP：IPV61讲授、案例演示1.13.移动IP1讲授、讨论1.1第三章路由选择协议1.路由表的建立与维护1要发挥我党“武装斗争”法宝，即关注路由协议最新前沿，与时俱进，扎实掌握路由协议的原理、思想、使

7、用场景和发展方向了解静态路由配置的方式；掌握动态路由信息交换原理；了解路由技术的分类；理解向量距离算法、链路状态算法的思想及使用场合；了解Internet路由体现结构的发展；掌握Internet 路由体系结构讲授、案例1.11.22.路径确定方法和路由算法2讲授、案例1.11.23.Internet路由体现结构2讲授1.1第四章Internet控制协议1.IP数据报投递中的问题1了解配置错误造成的选路回路；了解分片与重组过程中数据报的丢失现象；了解数据报丢弃成因；掌握Internet编址思想、地址格式以及地址分类；掌握ARP的应用场合、思想、流程及报文格式；了解RARP的应用场合、思想及工作流

8、程；掌握ICMP协议的作用和报文类型；掌握各种报文的应用场合及格式；了解ping和Traceroute的应用原理；了解ICMP的拥塞控制和路径控制思想讲授、讨论1.11.22.Internet地址及地址解析协议1讲授、案例演示、课后练习3.Internet控制报文协议1讲授、讨论1.11.2第五章UDP用户数据报协议1.传输层的引入0.5了解传输层的承上启下的作用；掌握网络应用的标识；了解UDP在传输数据时的基本机制；掌握UDP报文格式；掌握计算UDP报文校验和计算的原理；理解UDP端口的多路复用与多路分解；掌握C/S模型以及端口的使用方法讲授1.12.UDP报文及校验和计算

9、2讲授、讨论1.11.23.UDP端口及多路复用与多路分解2讲授、讨论第六章TCP传输控制协议1.TCP连接与保证可靠性机制2掌握TCP的特点；掌握TCP连接的建立和关闭过程；理解TCP相关的网络安全问题；掌握TCP保证可靠性的机制；掌握可靠的数据流交付必须要解决的问题；理解超时重传定时器的思想、算法；掌握提高传输效率与流量控制的方法；理解TCP解决拥塞控制的原因；掌握TCP拥塞控制的方法；了解相关拥塞控制方法的改进算法；理解TCP报文段各字段的含义；掌握TCP码元比特的含义与功能；掌握TCP校验和的计算方式；理解TCP选项功能讲授、讨论1.11.22.TCP提高传输效率及流

10、量控制机制2讲授、课后仿真3.TCP的拥塞控制机制2讲授、案例1.11.24.TCP报文格式2要学会“理论联系实际”，能够运用课程所学知识解决实际需求和复杂工程问题讲授、讨论1.11.2第七章简单网络管理协议1.简单网络管理协议简介0.5了解网络管理的需求；理解SNMP标准的框架及组成；了解SNMP的发展历史；了解SNMP MIB对象的主要分支；理解MIB的作用及对象命名方式；了解SNMP通信协议的规定内容；掌握SNMP通信协议流程及报文格式；理解请求报文的处理过程讲授1.12.管理信息库MIB1讲授、讨论1.13.SNMP通信协议1讲授、讨论1.1第八章面向应用的协议1.文

11、件共享和FTP1了解FTP的特点；掌握FTP模型；了解万维网发展历史与组成；掌握访问WWW服务器web页面的工作原理；掌握HTTP客户端与服务器交互方式；了解电子邮件的组成；掌握电子邮件系统中涉及的各种协议及作用；理解Whois的功能和使用方法；了解Whois与WWW的关系讲授、案例演示、课后实践2.万维网WWW和超文本传输协议HTTP1讲授、案例演示、课后实践3.电子邮件系统1讲授、案例演示、课后实践4.信息查询Whois0.5讲授、案例演示、课后实践1.11.2注：1.思政融入点：至少写3条，简述该课程教学中将思政教育内容与专业教育内容

12、有机融合的知识点（下同）。 2.学生学习预期成果：描述学生在学完本节内容后应获得的知识、能力或素养水平（下同） 3.教学方式:包括讲授、讨论、案例、演示等，但不限于所列，根据课程实际需要列举四、实践（实验或实习）教学1编号实验或实习项目名称教学内容学时实验或实习类型2思政融入点学生学习预期成果课程目标1IP协议配置与路由表的使用IPv4协议配置与管理；Ipv6协议配置与管理；路由表的访问和更新、管理2验证性掌握网络层IP协议的配置管理和路由表相关技术1.11.22ICMP与ARP协议数据包的监控与管理网络控制与管理协议数据包的抓取、分析；地址解析协议数据包的抓取、分析2验证性掌握ICMP和AR

13、P协议的数据包格式和分析方法1.11.23UDP与TCP协议数据包的监控与管理用户数据报协议(UDP)数据包的抓取、分析和管理；传输控制协议(TCP)数据包的抓取、分析和管理2验证性掌握UDP和TCP协议的数据包格式和分析方法1.11.24文件传输协议（FTP）及HTTP协议练习文件传输协议（FTP）的使用，服务器的建立和管理。HTTP协议的使用，服务器的建立和管理。2验证性掌握FTP和HTTP服务相关知识和技术1.11.25构建工作型局域网在工作组中指定的基于计算机上分别安装操作系统、TCP/IP协议，配置IP地址、掩码和网关等参数。4综合性能够创建一个简单的WEB服务器，并制作一些网页，放

14、入WEB服务器内以及一个FTP服务器，实现文件的上、下传6简单通信协议设计分析通信协议需求，设计简单的通信协议4设计性能够分析和设计一个简单的通信协议注：1.此表可用于课内实践教学环节或某门综合实践课程2.实验类型：选填”验证性/综合性/设计性”；实习类型：选填“认识实习/生产实习/毕业实习”五、课程评价（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系课程目标考核内容课程目标在各考核方式中占比1平时表现课程作业期中考试期末考试1.1网络互联与TCP/IP协议族概念知识，网络“简化问题，分而治之”策略，TCP/IP分层模型以及协议间的依赖关系；IP分片与重组，静态路

15、由表的建立与维护，ICMP差错报告报文、请求/应答类报文、单向通知的控制类报文以及实验性报文；UDP报文格式、封装、最大用户数据报长度，进程与端口号的关系；TCP确认机制，慢启动与拥塞避免；SNMP参考模型、报文格式；HTTP报文格式，SMTP运行过程。30%20%60%60%2.1分析网络协议报文结构、传控机制，移动IP的原理及工作机制，移动IP路由技术；动态路由信息交换的工作机制，向量距离算法与链路状态算法步骤；分析用户通信需求，提出相应的解决方法和流程，网络通信协议设计。30%40%20%30%3.1网络进程通信原理：地址解析协议ARP，ICMP应用；进程与端口号的关系及其应用，三次握手

16、过程及其实现；FTP访问控制，邮件收发设计。40%40%20%10%合计100%100%100%100%各考核方式占总成绩权重（自行赋值）10%10%20%60%注：1. 课程目标在考核方式及占比：主要根据课程目标自行设计和制定多元化考核方式，表中所列仅为参考（红色数据可删除）。但所列考核方式必须覆盖全体学生，可根据当学期具体教学情况酌情调整。2. 各考核方式占总成绩权重：根据课程实际情况对各考核方式占总成绩的权重予以赋值。（二）考核方式评分标准1课程作业评分标准课程目标评分标准占比90-100（优）80-89（良）60-79（中）0-59（差）1.1按时完成教师布置的等数量作业题目答题，字迹

17、清楚、答题或计算过程的思路清晰，结论正确。按时完成教师布置的等数量作业题目答题，有答题或计算过程，结论较正确。按时完成教师布置的等数量作业题目答题，有答题或计算过程和结论，但部分存在错误问题。未能全部完成教师布置的作业题目，答题或答题过程及答案均错误。未交作业为0分。20%2.1按时完成教师布置的等数量作业题目答题，字迹清楚，能根据不同的工程需求，提出对应网络协议分析复杂问题的合理解决方案和技术路线，体现一定的创新性。按时完成教师布置的等数量作业题目答题，字迹清楚，能根据不同的工程需求，提出对应网络协议分析复杂问题的较为合理解决方案和技术路线。按时完成教师布置的等数量作业题目答题，能针对网络协

18、议分析复杂问题，提出相应的解决方案和技术路线，但是合理性一般，与工程需求有些偏差。未能全部完成教师布置的作业题目，针对网络协议分析复杂问题，不能提出合理的解决方案和技术路线，或存在严重的错误。未交作业为0分。40%3.1按时完成教师布置的等数量作业题目答题，字迹清楚，答题设计过程和思路清晰，网络协议分析与设计，及相关开发工具使用符合要求。按时完成教师布置的等数量作业题目答题，答题或设计的过程和思路清晰，网络协议分析与设计，及相关开发工具使用较符合要求。按时完成教师布置的等数量作业题目答题，有答题过程，但网络协议分析与设计，及相关开发工具使用存在不当之处。未能全部完成教师布置的作业题目，答题或答题过程及网络协议分析与设计，及相关开发工具使用均存在错误。未交作业为0分。40%2期中/期末考试评分标准（笔试类评分标准可在大纲中按以下格式予以说明，也可在通过“试卷分析表”予以说明）网络协议分析与设计期中/期末考试内容和考试题目针对课程目标设计，具体评分标准参考开课学期网络协议分析与设计期中/