计算机网络教学大纲

《计算机网络》课程教学大纲课程代码：090142127课程英文名称：ComputerNetworks课程总学时：40讲课：32实验：8上机：0适用专业：信息与计算科学大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是信息与计算科学专业的一门重要专业课，通过本课程的学习，可以使学生掌握计算机网络技术的基本原理，对计算机技术及网络安全有一定的了解。熟练掌握局域网的配置与搭建，并能分析并处理常遇到的计算机网络问题。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1．知识方面的基本要求：通过本科程的学习，使学生了解计算机网络技术的发展过程及以后的发展方向。掌握计算机网络的理论基础：OSI参考模型及TCP/IP模型的异同，各层的功能及相关协议，数据报的格式，以及在网络里各层间是如何传输的。掌握编码技术的相关理论和信息安全的相关知识。2．能力方面的基本要求：培养学生分析问题、解决问题的能力；动手能力（搭建配置局域网及局域网的维护）；处理计算机在网络环境中使用出现的一些常见问题。3．技能方面的基本要求：通过本课程的学习，使学生获得通过网络获取资源的技能（网络代理等）；计算机使用技能（不同传输介质网络的配置连接，防止黑客入侵、对木马、病毒的有效预防等，以及网络资源的共享）。（三）实施说明1．教学方法：建议本课程采用课堂讲授与讨论相结合的方法，通过讨论等方式强化重点。在教学中要注意由易到难，循序渐进。2．教学手段：建议采用多媒体等现代化手段开展教学。（四）对先修课的要求学生应掌握基本的计算机基础知识。（五）对习题课的要求1．至少两章安排一次习题课，总学时在4学时左右。2．习题课的教学内容要配合主讲课程的教学进度，由老师和同学们在课堂上通过讲、练结合的方式进行。（六）课程考核方式1.考核方式：考查。2.考核目标：在考核学生基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核计算机网络的理论知识以及其解决实际应用问题的能力。3.成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩占30%(平时成绩包括平时出勤和实验，以及平时课堂表现)，期末考试成绩占70%（期末成绩包括期末大作业，报告以及期末考试）。（七）主要参考书目1．《计算机网络》第7版，谢希仁编，电子工业出版社，2017.2．《深入理解计算机网络》,王达著水利水电出版社2017.3.《计算机网络（第5版）》，特南鲍姆著，严伟，潘爱民译,清华大学出版社,2012.二、中文摘要计算机网络主要介绍计算机网络结构与工作原理。通过五层体系结构从横向和纵向两个角度来介绍计算机网络通信和连接的原理与工作机理，纵向通过对网络中传输的数据来认识层与层之间的数据交换，横向通过认识各层的数据封装特点来认识数据的结构。教学应突出计算机网络基础理论和实用技术，并介绍网络的最新技术和发展的趋势。通过实验，要求学生掌握计算机网络的基本操作和配置、各类网络服务的设置，以及组建局域网的基本技能。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1计算机网络概述221.1计算机网络的形成与发展;计算机网络的定义与分类;计算机网络组成;计算机网络的类别;分组交换技术的基本概念;计算机网络的性能;网络体系结构的基本概念;OSI参考模型；TCP/IP参考模型;22物理层442.1物理层的基本概念数据通信的基本概念物理层下面的传输媒体22.2基带传输技术信道复用技术宽带接入技术23数据链路层8623.1数据链路层的基本概念点对点信道与点对点协议23.2广播信道的数据链路层广播信道的以太网局域网互联与网桥的基本工作原理23.3Ethernet局域网高速局域网的工作原理交换式局域网的工作原理虚拟局域网的工作原理无线局域网WLAN无线城域网WMAN2实验1认识网络设备与制作网线24网络层8624.1网络层与网络互联的基本概念网际协议IpIp分组交付与路由选择24.2Internet的路由选择协议Ip协议；地址解析协议24.3划分子网和构造超网路由器与第三层交换网际报文控制协议ICMPIp多播与IGMP协议虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT2实验2网络连通性测试与网络命令验证25运输层665.1运输层协议概述用户数据报协议UDP25.2传输控制协议可靠传输的工作原理25.3TCP报文段的格式TCP的运输连接管理26应用层8446.1域名系统DNS文件传送协议FTP26.2www服务电子邮件动态主机配置协议DHCP2实验3FTP服务配置2实验4网络协议与网络服务的配置与管理27下一代因特网447.1下一代网际协议IPV627.2复习考试2合计40328四、教学内容及基本要求第1部分计算机网络概述总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：1）了解计算机网络的形成与发展过程。OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。网络研究与应用的发展。2）掌握计算机网络的定义与分类方法；计算机网络的及组成与结构的基本概念；计算机网络体系结构与参考模型与特点。重点：OSI参考模型和TCP/IP模型。难点：计算机网层次结构划分的依据以及不同模型结构的区别。习题：此部分应布置一次至少两道题的课后习题，内容可覆盖网络的构成，分类，结构等相关概念性问题；各种时延的计算。第2部分物理层总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第2.1部分物理层的基本概念（讲课2学时）具体内容：(1)了解数据通信的基本概念,无线与卫星通信技术的基本概念，基带传输的基本概念。(2)掌握物理层下面的传输媒体,物理层与物理层协议的基本概念，数据通信的基本概念。数据编码的类型和基本方法。第2.2部分通信技术（讲课2学时）具体内容：(1)了解基带传输技术,频带传输的基本概念。(2)掌握信道复用技术,多路复用的分类与特点。(3)了解宽带接入技术,同步数字体系SDH的基本概念。重点：数据编码的类型和基本方法；多路复用的分类与特点；广域网中的数据交换技术。难点：数据编码与数据交换技术。习题:香农定理及相关计算问题第3部分数据链路层总学时(单位：学时):8讲课:6实验:2上机:0第3.1部分数据链路层的基本概念（讲课2学时）具体内容：掌握数据链路层的基本概念；了解数据传输过程中差错产生的原因与性质。3）掌握点对点信道与点对点协议；第3.2部分广播信道的数据链路层（讲课2学时）具体内容：了解广播信道的以太网；了解面向字符型数据链路层协议实例；3）理解局域网互联与网桥的基本工作原理；第3.3部分局域网（讲课2学时）具体内容：了解误码率的定义与差错控制方法；掌握Ethernet局域网的基本工作原理。高速局域网、交换局域网与虚拟局域网的基本工作原理。重点：数据链路层的的主要功能；局域网的工作原理。难点：面向比特型数据链路层协议实例。习题:CRC冗余编码的相关练习实验:认识网络设备与制作网线（2学时）第4部分网络层总学时(单位：学时):8讲课:6实验:2上机:0第4.1部分网络层的概念（讲课2学时）具体内容：1）了解网络层与网络互联的基本概念；2）掌握网际协议；3）掌握Ip分组交付与路由选择；第4.2部分路由协议与IP协议（讲课2学时）具体内容：1）掌握Internet的路由选择协议；2）掌握Ip协议；地址解析协议；第4.3部分子网的划分与构造超网（讲课2学时）具体内容：1）掌握划分子网和构造超网；2)了解路由器与第三层交换的基本工作原理；3）了解网际报文控制协议ICMP；4）了解虚拟专用网VPN和掌握网络地址转换NAT；重点：IP地址及子网编址的基本方法。难点：路由器与第三层交换的基本工作原理。习题:课后的全部的选择题、问答题及应用题。实验:网络连通性测试与网络命令验证(2学时)第5部分运输层总学时(单位：学时):6讲课:6实验:0上机:0第5.1部分运输层协议概述（讲课2学时）具体内容：1）了解运输层的协议内容；传输层的基本功能与服务质量；2）掌握用户数据报协议UDP第5.2部分传输控制协议（讲课2学时）具体内容：1）掌握TCP协议；2）理解可靠传输的工作原理；了解进程相互作用的Client/Server模型。第5.3部分TCP数据报的格式（讲课2学时）具体内容：1）掌握TCP报文段的格式；2）了解TCP的运输连接管理；重点：进程相互作用的Client/Server模型；TCP数据报文结构。难点：用户数据报协议UDP、传输控制协议TCP。习题:课后关于面向连接的传输控制协议的应用题。第6部分应用层总学时(单位：学时):8讲课:4实验:4上机:0第6.1部分应用层协议1（讲课2学时）具体内容：1）TCP/IP协议栈与应用层协议之间的关系；2）域名系统DNS；3）文件传送协议FTP；第6.2部分应用层协议2（讲课2学时）具体内容：理解www服务，了解电子邮件工作协议构成，掌握动态主机配置协议DHCP；重点：FTP、WWW服务的基本工作原理。难点：应用层协议的分析方法。习题:课后关于HTTP与DNS接卸的问题的应用题。实验：1）FTP服务配置