《计算机网络B》教学大纲

《计算机网络B》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：08130241课程性质：学科基础必修课学分：4学分学时：64学时（理论48学时，实验16学时）先修课程：C程序设计后续课程：大数据平台与架构适用专业：数据科学与大数据技术开课单位：计算机科学与技术学院一、课程说明该课程是数据科学与大数据技术专业的学科基础必修课，其任务主要是讲授计算机网络的基本理论和实现方法。通过本课程的学习，结合对应的实验，使学生掌握计算机网络的基本概念、计算机网络的组建、使用与维护，强化学生用分层次的体系结构来理解计算机网络通信的基本工作原理，提高利用计算机网络解决实际问题的能力。为将来数据科学与大数据技术专业领域提供必要的知识，打下良好的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法；熟悉计算机网络的体系结构，理解各层的功能、工作原理和相关协议；能够搭建简单的计算机网络，并进行相应的维护；熟悉计算机网络协议的实现。课程目标2：具备利用计算机网络解决网络领域相关问题的能力；具备初步计算机网络软硬件的安装、调试和运用能力。课程目标3：了解计算机网络领域有关的国际标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；了解计算机网络常见应用的实现方法；通过课程学习了解我国在计算机网络领域的发展，增强荣誉感和责任意识。三、课程目标与毕业要求《计算机网络B》课程教学目标对数据科学与大数据技术专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3能够运用相关知识和数学模型方法，对网络领域的复杂工程问题进行推理分析，并对问题的解决方案进行比较、综合与优化。课程目标1：掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法；熟悉计算机网络的体系结构，理解各层的功能、工作原理和相关协议；能够搭建简单的计算机网络，并进行相应的维护；熟悉计算机网络协议的实现。课程目标3：了解计算机网络领域有关的国际标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；了解计算机网络常见应用的实现方法；通过课程学习了解我国在计算机网络领域的发展，增强荣誉感和责任意识。M2.问题分析2.3能够运用工程和专业基本原理，借助文献研究，分析网络领域复杂工程问题解决过程中的影响因素，从而获得有效结论。课程目标2：具备利用计算机网络解决数据科学与大数据技术领域相关复杂问题的能力；具备初步计算机网络软硬件的安装、调试和运用能力。M3.设计/开发解决方案3.2能针对网络领域各个层次复杂工程问题的特定需求，进行网络系统的模块设计，进而完成系统设计。课程目标2：具备利用计算机网络解决数据科学与大数据技术领域复杂问题的能力；具备初步计算机网络软硬件的安装、调试和运用能力。课程目标3：了解计算机网络领域有关的国际标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；了解计算机网络常见应用的实现方法；通过课程学习了解我国在计算机网络领域的发展，增强荣誉感和责任意识。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.计算机网络概述1.1计算机网络的形成与发展；1.2计算机网络的基本概念；1.3计算机网络的拓扑结构；1.4计算机网络领域的新技术。教学要求：（1）掌握计算机网络的发展过程及各阶段特征；（2）掌握计算机网络的定义、组成、分类等基本概念；（3）掌握计算机网络常见的拓扑结构；（4）熟悉计算机网络新技术。重点：计算机网络的形成与发展；计算机网络的定义、组成、分类；拓扑结构及新技术。难点：计算机网络拓扑结构。21、22.数据通信基础知识2.1数据通信的基本概念及主要技术指标；2.2数据编码技术及基本方法；2.3数据传输技术；2.4数据交换技术。教学要求：（1）熟悉数据通信的基本概念及主要技术指标；（2）理解并掌握数据通信的编码类型和基本方法；（3）掌握数据传输技术及分类方法、同步技术的概念及分类、多路复用技术的概念及分类；（4）掌握电路交换和存储转发交换技术了；掌握广域网的数据链路层技术。重点：数据通信主要技术指标、数据编码技术、同步技术、多路复用技术，数据报和虚电路。难点：数据编码技术及基本方法。621、23.计算机网络体系结构3.1计算机网络的标准化组织；3.2网络体系结构的概述；3.3ISO/OSI参考模型；3.4TCP/IP体系结构。教学要求：（1）了解网络标准化组织；（2）熟悉网络体系结构的基本概念；（3）掌握ISO/OSI参考模型及各层的基本功能；（4）掌握TCP/IP体系结构及各层的基本功能、协议。重点：ISO/OSI参考模型、TCP/IP体系结构。难点：TCP/IP体系结构及各层的基本功能、协议。61、2、34.局域网技术4.1局域网技术概述；4.2局域网的模型与标准；4.3介质访问控制方法；4.4以太网技术；4.5虚拟局域网；4.6生成树协议；4.7链路聚合与端口镜像。教学要求：（1）掌握局域网的特点、体系结构和关键技术；（2）掌握IEEE802模型与标准；（3）掌握CSMA/CD、令牌环、令牌总线三种介质访问控制方法；（4）掌握以太网的产生与发展；（5）掌握VLAN的特点及其划分方法；（6）掌握生成树协议；（7）了解链路聚合与端口镜像。重点：局域网的关键技术、模型与标准；介质访问控制方法、交换式以太网技术、虚拟局域网、生成树协议。难点：虚拟局域网、生成树协议。861、2、35.IP与路由技术5.1IP地址的分类、子网规划与划分；5.2ARP与ICMP协议；5.3DHCP协议原理；5.4IPv6协议；5.5路由协议原理；5.6RIP协议；5.7OSPF协议5.8IP与路由实例教学要求：（1）掌握IP地址的分类、子网规划与划分；（2）掌握ARP与ICMP协议；（3）掌握DHCP协议的实现原理；（4）了解IPv6协议；（5）掌握路由原理、RIP路由协议、OSPF路由协议。重点：IP地址的分类、子网规划与划分、路由协议、ARP协议、DHCP协议。难点：子网规划与划分、路由协议、ARP协议、DHCP协议。1061、2、36.传输层与应用6.1TCP协议；6.2UDP协议；6.3VPN原理；6.4NAT原理。教学要求：（1）掌握TCP协议及实现原理；（2）掌握UDP协议；（3）了解VPN的实现原理；（4）了解NAT的实现原理。重点：TCP协议及实现原理、UDP协议、VPN原理、NAT原理。难点：TCP协议、NAT原理。41、2、37.计算机网络应用7.1网络应用概述；7.2DNS实现原理；7.3FTP实现原理；7.4电子邮件实现原理；7.5P2P协议及应用。教学要求：掌握DNS、FTP、电子邮件、电子邮件及P2P协议的工作原理。重点：DNS、FTP、电子邮件等服务的工作原理。难点：DNS、FTP等服务的工作原理。41、2、38.无线局域网技术8.1WLAN概念及其协议标准；8.2WLAN网络拓扑结构；8.3CSMA/CA协议8.4无线局域网组建与应用。教学要求：（1）掌握WLAN概念及其协议标准；（2）掌握WLAN的网络拓扑结构；（3）掌握CSMA/CA工作过程；（4）了解无线局域网组建与应用。重点：WLAN概念及其协议标准、WLAN网络拓扑结构、CSMA/CA协议。难点：CSMA/CA协议。41、2、39.网络安全9.1网络安全简介9.2内网安全技术9.3数据安全技术9.4常见网络安全威胁与防御技术教学要求：（1）掌握网络安全基本概念；（2）掌握内网安全相关的技术原理；（3）掌握保证数据安全的技术原理；（4）了解常见网络安全威胁与防御技术。重点：内网安全的相关技术、数据安全技术、常见网络安全威胁与防御技术。难点：数据安全技术。221、2、310.计算机网络领域新技术10.1SDN技术概述10.2NFV技术概述10.3Docker技术概述10.4OpenStack与云计算教学要求：（1）了解SDN技术；（2）了解NFV技术；（3）了解Docker技术与应用；（4）了解OpenStack与云计算。重点：SDN技术、NFV技术。难点：SDN技术、NFV技术。21、2、3合计48162.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.网络基础认知实验内容：学习网络基本元素、材料与设备；学习网络设备的操作系统以及基本操作方法。实验要求：了解常见传输介质的种类和性能、常见互联设备名称及主要性能特点，掌握常用网络命令的使用。41、2、32.交换机配置实验内容：完成STP和VLAN配置，并验证网络通信情况。实验要求：掌握STP和VLAN的配置方法41、2、33.网络规划与路由实验内容：完成子网规划与划分，并进行网络路由配置与测试。实验要求：掌握IP子网划分、相关接口的地址配置方式；掌握验证配置有效性的方法；掌握常见路由协议的配置方法。61、2、34.计算机网络安全实验内容：搜索网络信息安全相关内容例如：网络安全面临的主要威胁及解决措施、历史上重大的计算机病毒事件及未来10年互联网的发展趋势。实验要求：了解网络安全方面的相关知识和背景。21、2、3合计16五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，线上线下结合。通过讲授、讨论、案例、视频资源和实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。通过学习，学生能比较全面地理解计算机网络的基本原理和实现方法，在掌握计算机网络基本原理的基础上，具有计算机网络方案设计的初步能力。课程为线上线下混合式省级一流课程，提供灵活的自主学习平台。六、课程资源1.推荐教材（1）徐立新,吕书波等.计算机网络技术[M].北京:人民邮电出版社.2019.2.参考书（1）谢希仁.《计算机网络》（第8版）[M].北京:电子工业出版社.2021.（2）吴功宜,吴英.《计算机网络》（第5版）[M].北京:清华大学出版社.2021.（3）华为技术有限公司.《数据通信与网络技术》[M].北京:人民邮电出版社.2021.3.期刊（1）梅彬.基于人工智能理论的网络安全管理关键技术研究[J].信息网络安全,2021(S1):66-69（2）马琳,王云霄,赵丽娜,韩兴旺等.基于多模型判别的网络入侵检测系统[J].计算机科学,2021,48(S2):592-596（3）张琳娟,王利利,靳璐,高德云.电动汽车充换电网络系统的安全认证机制设计[J].计算机应用与软件,2021,38(11):338-343（4）冯登国,连一峰.网络安全空间面临的挑战与对策[J].中国科学院院刊,2021,36(10):1239-1245（5）ChartuniAndrés,MárquezJosé.Multi-ClassifierofDDoSAttacksinComputerNetworksBuiltonNeuralNetworks[J]AppliedSciences.2021,11(22):10609-106094.网络资源（1）中国大学MOOC.计算机网络基础及应用[EB/OL]./course//NJUST-1001755037?tid=1465442516,2022-02-10/2022-5-10（2）中国大学MOOC.计算机网络[EB/OL]./course/USTC-1463123169?tid=1466565453,2022-03-21/2022-5-10（3）学堂在线.计算机网络技术[EB/OL]./course/bjut08091002557/5883869,2022-01-1/2022-5-12七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442课程视频7.5（1）根据课程网站视频观看情况进行考核，满分100分；（2）以课程视频观看成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√331.5实验12.5（1）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩，满分100分。（2）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√73.52作业与测试20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次作业与测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业与测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√884期末考核50（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核计算机网络基本原理和组建方法、计算机网络应用等内容。（3）考试题型为：选择题、填空题、判断题、简答题和计算分析题等。√√√25205合计：100分4738.514.5八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、课程视频、实验、作业与测试、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重50%），试题类型为选择题、填空题、判断题、简答题、计算分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合型或分析型题目分值不低于50%；课堂表现、课程视频、实验、作业与测试等过程性考核成绩为100分（权重50%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核