“高级计算机网络技术”课程计划

PAGEPAGE9课程教学计划1.教学目标向学生提供现代数据通信网络，Internet体系结构及其应用的理论知识与实践经验，使学生理解和掌握：计算机网络的本质特征，网络的组成、基本概念、工作原理与技术，Internet相关应用的工作原理与实用知识，相关的安全因素与安全技术，典型网络的基本设计方法，典型网络环境的安装、配置与调试。2.教学内容（1）理论教学（含自学）单元1计算机网络概述单元2数据通信基础与物理层单元3数据链路层协议单元4局域网单元5广域网单元6TCP/IP单元7网络互连单元8典型应用层协议单元9网络安全（2）案例分析通过进行案例分析与设计（分组实施），培养综合应用所学知识进行网络分析与设计的动手能力。案例包括： （1）对等网（工作组网）设计（2）大型本地网（Intranet内部网）的设计 （3）Intranet广域互联网的设计（3）小论文要求中文不少于5千字（含图表）。通过对计算机网络学科领域某一方向的新理论、新方法、新技术进行综述（单人实施），培养对文献的检索、分析、判别、综合能力和撰写学术论文的能力，并通过相互交流了解本学科领域的前沿理论与技术发展。3.教学形式和时间分配 本课程计划教学时数为54课时，采取讲课、案例分析、综述交流相结合的教学形式。提供3个网络建设的案例，学生对案例进行需求分析，提出自己的网络设计方案，在案例分析课上进行方案的论证和讨论。有些案例要求学生给出详细的方案设计，包括网络建设方案、产品的选型和论证、产品报价等。要求学生利用各种资源和手段进行资料收集、产品询价并动手进行实验。 时间分配：讲课：30小时（共分9讲，每讲3小时） 案例分析：12小时综述交流：12小时4.成绩评定 根据课堂提问、课程测验、设计方案及案例分析课表现、综述报告及其交流的表现，进行成绩的综合评定。5.主要参考书AndrewS.Tanenbaum.计算机网络（第四版）.熊桂喜等译.清华大学出版社,1998高传善等.数据通信与计算机网络.高等教育出版社，2001谢希仁.计算机网络（第四版）.大连理工大学出版社，2004李腊元等.计算机网络技术..国防工业出版社，2001刘有信.计算机联网手册.中国电力出版社，2000佟震亚等.现代计算机网络教程（第二版）.电子工业出版社，2001史忠植.高级计算机网络技术.电子工业出版社，2002[8]王虹等.Windows2000Server实用组网技术.中国水利水电出版社，2001教学内容与知识要点单元1计算机网络概述教学目标：熟悉计算机网络的组成，拓扑结构，体系结构，分类与基本功能等概念。教学内容与知识要点：·计算机网络及其发展·计算机网络的定义、功能与应用分类·网络组成与结构：物理组成，逻辑结构，拓扑结构，体系结构，常用的拓扑结构。·计算机网络的分类：LAN、MAN、WAN。·网络体系结构：ISO/OSI参考模型，TCP/IP参考模型，OSI与TCP/IP结合的原理参考模型，IEEE802参考模型。单元2数据通信基础与物理层教学目标：熟悉和掌握数据通信的基本概念与基本技术，物理层的典型协议标准。教学内容与知识要点：·基本概念：数据通信模型，模拟、数字，数据、信号，衰减，失真，噪声，干扰，差错及其与传输距离和传输速率的关系。编码，调制/解调，MODEM。信号传输速率，数据传输速率，信噪比，香农定理。模拟传输系统与数字传输系统。全双工与半双工，基带传输与宽带传输，点到点连接与多点连接。·传输介质：有线介质——双绞线、同轴电缆、光纤。无线介质——微波、卫星、蜂窝无线通信。·信道复用技术：FDMA，TDMA，WDMA，CDMA。·数据交换技术：电路交换，报文交换，报文分组交换。·同步技术：比特同步，幀同步。·差错与差错纠正：前向纠错与纠错码，自动重发纠错与检错码，CRC。·物理层标准举例：EIARS-232，EIARS-449，X.21。单元3数据链路层协议教学目标：熟悉和掌握数据链路层的工作原理，基本技术，典型协议标准。教学内容与知识要点：·停止-等待协议：流量控制，确认，差错控制，超时重发，重复幀，幀序号。·连续ARQ协议：滑动窗口协议。·选择重传ARQ协议·典型的链路层协议标准：HDLC，PPP。单元4局域网教学目标：熟悉局域网协议与工作原理，掌握以太网的标准与组网技术。了解局域网操作系统、高速局域网和VLAN。教学内容与知识要点：·概述：常用拓扑结构，传输技术，介质访问控制技术，IEEE802协议，MAC地址。·IEEE802.2：幀结构，操作类型。·IEEE802.3与以太网：ALOHA、CSMA与CSMA/CD，幀结构。以太网的工程标准，共享式以太网及小型以太网的组网技术。交换式以太网与大型本地网，存储-转发与快速分组交换。第三层交换与第四层交换技术。·IEEE802.4与802.5·IEEE802.11与无线局域网：系统组成，技术特征。·局域网操作系统：Netware，Windows2000,UNIX,Linux。·高速局域网：100M以太网，FDDI，1000M以太网，ATMLAN。·虚拟局域网VLAN。单元5广域网教学目标：熟悉广域网的组成与工作原理，典型广域网和Internet接入网的原理、特性与应用。教学内容与知识要点：·概述：系统组成，数据报服务与虚电路服务，寻址与转发。·路由选择算法：自适应与非自适应，分层系统，最短路径算法。·拥塞控制：资源，拥塞，时延，吞吐量，死锁。·X.25建议：技术特征与应用。·ISDN：技术特征与应用。·幀中继FR：技术特征与应用。·ATM：B-ISDN，SONET与SDH，信元，技术特征与应用。参考模型，信元格式。IPOA，LANE（LAN仿真），MPOA，MPLS。·Internet接入网：PSTN，xDSL，HFC，HTTx。单元6TCP/IP教学目标：全面理解和掌握TCP/IP协议组的组成、原理、格式和应用，以及IPV6的特征。教学内容与知识要点：·网络服务类型：面向连接的与无连接的服务。·IPV4：服务类型，报头，IP地址，IP子网，地址掩码，报文分段与重组，ARP，ICMP，IGMP，CIDR，NAT。·IPV6：报头，选项，地址格式，过渡策略。·TCP协议：服务类型，TCP报头，端口与套接字，连接管理。·UDP协议：服务类型，报头。单元7网络互连教学目标：熟悉实现网络互连的技术与设备，Internet典型路由协议的原理、特性与应用。教学内容与知识要点：·网络互连的层次与设备：物理层与中继器，链路层与网桥，网络层与路由器，更高层与网关。Internet的实现方法，路由器的功能、工作、结构与使用。·内部网关协议：RIP，技术特征与应用，缺陷。OSPF，技术特征与应用，自治系统AS，区域与分层结构。Cisco的EIGRP。·外部网关协议：BGP的技术特征。单元8典型应用层协议教学目标：熟悉Internet典型应用与服务的原理、特性与使用，移动Internet概念、技术与实现。教学内容与知识要点：·域名与域名系统：域名，DNS服务器，DNS系统组成，DNS解析原理。·电子邮件：SMTP，MIME，POP，IMAP，电子邮件的发送与接收。·FTP：基本原理，匿名FTP，TFTP。·TELNET：虚拟终端VT。·WWW：HTTP，HTML，XML，CGI，ASP，JAVA。·网络管理：SNMP，网管主机与代理，MIB，SMI。·网络服务质量：QoS的定义与分类。，·移动Internet：移动IP组成，协议，代理发现，隧道技术。单元9网络安全教学目标：熟悉网络信息安全的基本概念、技术与协议。教学内容与知识要点：·网络安全问题：网络信息安全的威胁与漏洞，安全性目标与标准。·防火墙：功能，原则，包过滤，代理服务，系统结构，基本构件。·密码技术：数据加密模型，网络加密方式，密钥密码体制，分组密码算法。对称密码算法，DES，IDEA。公钥密码算法，RSA。HASH函数。认证，数字签名，报文鉴别。SSL，IPSec，PKI。·虚拟专网VPN：IP隧道，SOCKSv5，PPTP/L2TP。·入侵检测：需求，功能，系统及其组成。案例说明案例1：对等网（工作组网）设计1、主要目的 (1)了解对等网的概念，利用对等网实现在一个小型办公环境下的资源共享和文件传输等功能；(2)掌握建立一个简单的计算机局域网的全过程，包括网络硬件设备的选购、安装和Windows环境下网络软件的设置；(3)实现基于LAN的电子邮件功能。2、主要需求 设某公司销售部共有人员8人，其中部门经理1人，销售人员7人。销售部又分为销售1部（3人：A、B、C）和销售2部（4人：D、E、F、G）。部门经理、销售1部和销售2部分别在三个不同的办公室办公（相距不超过100米）。8个人每人都配备有一台电脑（每台机器都安装有WindowsXP），且每个办公室各配备一台打印机（分别连接在部门经理、A、D的机器上）。现需要将销售部的这8台电脑连成一个局域网，且要求：（1）销售1部A、B、C的3台电脑能共享A的打印机，销售2部D、E、F、G的4台电脑能共享D的打印机。（2）销售1部A、B、C的3台电脑能互相共享磁盘资源（只读），销售2部D、E、F、G的4台电脑能互相共享磁盘资源（只读）。但销售1部和销售2部之间不进行资源的共享。（3）部门经理可以共享任一位销售人员的磁盘资源（只读）。（4）销售部的局域网能进行内部的Email通信（该网未接入Internet）。根据以上需求，要求每个学生给出一个该公司销售部局域网的建设方案（对等网），主要包括以下内容：·网络的连接拓扑结构图·网络设备及选型·网络系统安装详细说明（包括网络硬件的安装和软件的设置）·实现以上对等网的Windows的设置·LAN下Email的实现及详细步骤。案例2：大型Intranet本地网设计1、主要目的 通过对一个从实际案例中提取的模拟案例的设计过程，熟悉多局域网组成的大型Intranet本地网的基本组成与设计方法，了解相关网络平台的架构，网络设备与平台软件的性能与选型，以及Intranet主要服务功能的实现。2、主要需求该Intranet的应用对象为一个大型政务机构，其组织机构包括1个总部、11个分部和109个基层单位，地理分布范围达上千公里，需在总部和各分部均组建本地局域网，各本地网之间经远程通信链路互联，各基层单位则分别接入所属分部。其中，本案例要求给出总部中心网的设计方案，其主要需求如下：（1）内部共有4个一级部门，各自对应1个局域网（IP子网），并要求能够灵活配置。（2）全网需要配置中心服务器组，为整个机构提供数据库服务、内部电子邮件服务。（3）各一级部门需要配置本地服务器，为部门内部提供专门业务和管理服务。各部门的联网设备数不超过200台。（4）内部网络需要传输多媒体信息。（5）对外需要向社会提供外部电子邮件、FTP、Web等服务。（6）较高的安全性要求。（7）要求系统提供7×24小时的全天候服务。（8）整个机构使用的IP地址为。3、设计要求（1）给出网络拓扑图、设备连接示意图、IP地址规划及其描述，IP。（2）主要网络硬件的选型与配置及其理由。（3）主要网络平台软件和服务软件的选型及其理由。（4）主要网络软硬件的参考报价。（5）系统安全性与可靠性措施及其描述。案例3：大型Intranet广域网设计1、主要目的 通过对一个从实际案例中提取的模拟案例的设计过程，熟悉大型Intranet广域互连网的基本组成与设计方法，了解相关网络平台的架构，网络设备与网络互连技术的性能与选型。2、主要需求该Intranet的应用对象为一个大型政务机构，其组织机构包括1个总部、11个分部和109个基层单位，地理分布范围达上千公里，需在总部和各分部均组建本地局域网，各本地网之间经远程通信链路互联，各基层单位则分别接入所属分部。其中，本案例要求给出实现总部与各分部、分部与各基层单位互连通信的设计方案，其主要需求如下：（1）总部和各分部均为本地局域网，各基层单位为单机工作站。（2）高可靠性要求：任意链路或节点失效，系统其余部分的主路由仍可以正常运行。（3）信息传输的低时延，高带宽利用率需求。（4）较高的安全性要求。（5）尽可能低的构建与运行成本。（6）信息流量的性质：主要是具有突发性特征的数据，预期以后将加入语音和静止图像信息。（7）整个机构使用的IP地址为。3、设计要求（1）给出网络拓扑图、设备连接示意图及其描述。（2）主要网络硬件的选型与配置及其理由。（3）路由协议的选型及其理由。（4）远程通信链路的选型及其理由。（5）主要网络设备的参考报价与租用价。（5）系统安全性与可靠性措施及其描述。习题与思考题1、AndrewS.Tanenbaum.计算机网络（第三版）第一章：8、13、14、11、21、18、20、22、26第二章：2、4、22、23、29、30、41、42第三章：5、14、16、17、29、31、36、37第四章：14、16、17、21、22、