《计算机网络》教学大纲Word文档格式.docx
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网络安全基本知识；
因特网上的音频视频服务原理；
无线网络基本原理；
下一代因特网协议；
双绞线的制作方法；
常用网络故障诊断工具；
常用网络协议分析工具及使用方法；
交换机路由器的基本配置方法。
学生通过学习该课程，应能达到以下要求：
（1）了解计算机网络及因特网的发展；
（2）熟悉计算机网络的基本概念、组成、分类及结构；
（3）掌握计算机网络系统的体系结构、分层和工作原理；
（4）熟悉计算机网络中的数据通信技术；
（5）掌握数据链路层、网络层及传输层的协议及工作原理；
（6）掌握计算机网络体系结构各层的硬件设备、工作原理及使用方法；
（7）熟悉以太网的工作原理及扩展方法；
（8）掌握应用层协议和因特网的有关概念及其应用；
熟悉网络管理的含义和简单网络管理协议原理；
（9）了解因特网上的音频视频服务；
了解网络安全的相关概念；
了解无线网络原理；
了解IPv6协议。
（10）熟悉常用网络故障诊断工具的适用方法；
熟悉网络协议分析工具的使用方法。
4.教学重点、难点
教学重点：
计算机网络的交换方式、主要性能指标、网络体系结构、数据通信的基础知识、信道复用技术、数据链路层解决的三个问题、CSMA/CD协议原理、网桥的工作原理、IP地址及IP协议原理、子网的划分方式、ICMP报文类型、常用网络命令、RIP协议原理、OSPF协议原理、UDP协议原理、TCP协议原理、DNS/WWW/DHCP/SMTP/POP等应用层协议原理、基本密码体制、防火墙与入侵检测原理、WLAN基本概念、IPv6协议。
教学难点：
分组交换方式、信道复用技术、数据链路层透明传输问题、CSMA/CD协议原理、网桥的工作原理、IP地址分类及IP协议原理、子网的划分方式及子网掩码的计算、RIP协议原理、OSPF协议原理、TCP协议原理、TCP的可靠传输原理、流量控制与拥塞控制、DNS域名系统的结构。
5．教学方法与手段
（1）多种媒体教学。
在课堂教学中，采用电子教案方式，电子教案中包含课本的梗概，提高时间利用效率，而且，对于操作的流程和数据的传输等过程，采用电子课件动态演示，既可调动学生的学习积极性，也能使学生对所学知识更易理解和接受。
（2）理论与实际结合，由于计算机网络是一个庞大而复杂的系统，其内容广泛且不太集中，是一种实用性的技术。
因此，本课程是一门在理论指导下需要实际应用的课程，本着理论联系实际的主导思想，需要采用内容与实际紧密联系的方式，要求学生在学习计算机网络基本概念和理论的基础上，重视实验环节，提高动手能力，以加深对计算机网络的理解和掌握。
在本课程的教学过程中，设定了18课时的实验课程，目的是培养学生的网络工程实践能力和创新能力，主要实验内容有：
双绞线的制作、网络协议地址配置及网络命令使用实验、VLAN与二层交换机实验、VLAN与路由器实验、重点网络协议分析实验、电子邮件协议配置等，并鼓励学生围绕网络技术进行综合性、设计性和创新性实验。
6．教材及主要参考书
教材：
谢希仁．计算机网络（第6版）．电子工业出版社．2012.6
参考书：
[1]王慧强等．计算机网络知识要点与习题解析．哈尔滨工程大学出版社．2009.10
[2]吴功宜，吴英．计算机网络教程（第5版）．电子工业出版社．2011.6
[3]AndrewS.Tanenbaum．计算机网络（第5版）．清华大学出版社．2012.03
[4]徐明伟徐恪．计算机网络原理实验教程．机械工业出版社．2008.4
7．其他
附：
学时分配（总学时：
72，实验学时18）
章节
内容
学时分配
合计
讲课
习题课
讨论课
实验
其他
第1章
概述
6
第2章
物理层
2
8
第3章
数据链路层
10
第4章
网络层
16
第5章
运输层
4
12
第6章
应用层
第7章
网络安全
第8章
因特网上的音频/视频服务
第9章
无线网络和移动网络
第10章
下一代因特网
54
二、正文部分
第一章概述
一、教学要求
了解计算机网络在信息时代中的作用以及计算机网络在我国的发展；
熟悉因特网各部分的工作方式、OSI与TCP/IP的分层结构；
掌握计算机网络的定义、组成、分类、网络通信中的三种数据交换方式、计算机网络的性能指标、计算机网络体系结构。
二、教学内容
第一节计算机网络在信息时代中的作用
知识要点：
三网融合、计算机网络的功能
第二节因特网概述
网络的组成、因特网发展的三个阶段
第三节因特网的组成
因特网的组成、边缘部分的工作方式、核心部分的工作方式、三种数据交换方式（电路交换、分组交换、报文交换）
第四节计算机网络在我国的发展
计算机网络在我国的发展历程
第五节计算机网络的类别
计算机网络的定义、局域网、城域网、广域网、个人区域网、公用网、专用网
第六节计算机网络的性能
速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率
第七节计算机网络体系结构
网络体系结构、协议的概念、协议的三个组成要素、OSI的七层结构以及每一层提供的服务、OSI和TCP/IP参考模型的比较
三、本章学时数
6学时（包括理论6课时）
第二章物理层
了解物理层的基本概念、数字传输系统；
熟悉数据通信系统的模型、信道的极限信息传输速率的计算、导向传输媒体的特点、波分复用的原理、常见的宽带接入技术；
掌握有关信道的几个基本概念、双绞线的制作方法、频分复用、时分复用、统计时分复用和码分复用的原理。
第一节物理层的基本概念
机械特性、电气特性、功能特性、过程特性、并行传输、串行传输
第二节数据通信的基础知识
数据通信系统的模型、三种通信方式、基带信号、调制信号、常用编码方式、基本的带通调制方法、信道的极限容量、极限传输速率计算
第三节物理层下面的传输媒体
传输介质的分类以及各自的特性、双绞线和直连线的制作方法、同轴电缆和光纤的结构、光线的特点、非引导性传输媒体的特点
第四节信道复用技术
复用与分用的概念、频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分复用的原理、CDMA的原理
第五节数字传输系统
SDH/SONET标准
第六节宽带接入技术
ADSL技术、光纤同轴混合网（HFC网）、FTTx技术
实验部分制作双绞线实验
学会两种双绞线制作方法、掌握剥线/压线钳和普通网线测试仪的使用方法、了解双绞线和水晶头的组成结构、了解各网络设备之间网线连接的特点。
8学时（包括理论6课时、实验2课时）
第三章数据链路层
了解数据链路层的基本概念、PPP协议的特点、组成、工作状态、以太网的信道利用率、高速以太网技术；
熟悉PPP协议的帧格式、以太网在物理层和数据链路层的扩展方式、适配器、转发器、集线器、网桥、以太网交换机的作用及使用的场合、VLAN技术；
掌握数据链路层点对点信道和广播信道的特点、数据链路层三个基本问题的解决方法、以太网MAC层的硬件地址、CSMA/CD协议的原理、透明网桥的工作原理。
第一节使用点对点信道的数据链路层
链路与数据链路、封装成帧、透明传输（字符填充）、差错检测（CRC循环冗余检验）
PPP协议的组成、特点、帧格式（字节填充、零比特填充）、PPP协议的工作状态
第三节使用广播信道的数据链路层
计算机网络的拓扑结构、适配器的作用、CSMA/CD协议原理
第四节使用广播信道的以太网
集线器的特点、以太网的信道利用率、MAC层的硬件地址、MAC帧格式
第五节扩展的以太网
碰撞域、透明网桥和源路由网桥的工作原理、二层交换机、VLAN
第六节高速以太网
高速以太网的主要特征、工作原理和扩展技术
实验部分VLAN实验（二层交换机）
熟悉二层交换机的配置方法；
掌握二层交换机与VLAN的结合技术及功能；
掌握二层交换机上的测试方法。
10学时（包括理论8课时、实验2课时）
第四章网络层
了解虚电路服务和数据包服务的特点、网络层与网络互联的基本概念；
熟悉Internet控制报文协议的报文类型与相关网络命令、IP地址的配置方法、常用网络命令的使用方法、路由器的基本配置方法；
掌握传统IP地址分类及无类域间路由选择CIDR、IP分组的交互与路由选择、路由器与三层交换机的概念、IP协议的基本内容、IP地址和物理地址的关系、地址解析协议的要点、路由选择协议的原理。
第一节网络层提供的两种服务
虚电路服务、数据报服务
第二节网际协议IP
虚拟互连网络、分类的IP地址、常用及特殊IP地址、IP地址和物理地址、地址解析协议ARP的要点、IP数据报的格式、IP层转发分组的流程
第三节划分子网和构造超网
子网划分的概念、子网掩码、路由器转发分组算法、CIDR
第四节网际控制报文协议ICMP
ICMP报文的种类、ICMP的应用举例（ping、tracert命令）
第五节因特网的路由选择协议
内部网关协议RIP、OSPF、外部网关协议BGP、距离向量算法、链路状态算法、路由器的结构及工作原理
第六节IP多播
IP多播的基本概念、网际组管理协议IGMP和多播路由选择协议
第七节虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT
隧道技术实现VPN、NAT路由器的工作原理
实验部分1IP地址的划分与配置实验
熟悉命令提示符的使用方法；
掌握IP地址、子网掩码、网关等的配置方法。
实验部分2常用网络命令实验
熟悉常用的网络命令的功能及配置参数。
实验部分3配置静态路由实验
熟悉路由器的配置方法；
掌握路由器条目的优先级。
16学时（包括理论10课时、实验6课时）
第五章运输层
了解随机早期检测RED、TCP的有限状态机；
熟悉UDP用户数据报的首部格式；
掌握运输层中的两个协议的特点与原理、端口的概念、停止等待协议的原理、TCP的数据编号与确认机制、连续ARQ协议、TCP报文段的首部格式、TCP可靠传输的实现、TCP的流量控制与拥塞控制方法、TCP的运输连接管理。
第一节运输层协议概述
进程之间的通信、运输层的两个主要协议、复用和分用、端口号
第二节用户数据报协议UDP
UDP协议的特点、UDP报头格式
第三节传输控制协议TCP概述
TCP最主要的特点
第四节可靠传输的工作原理
停止等待协议、超时重传机制、信道利用率、连续ARQ协议、累积确认机制、回退N
第五节TCP报文段的首部格式
TCP报文段的首部各字段的含义
第六节TCP可靠传输的实现
以字节为单位的滑动窗口、选择确认SACK
第七节TCP的流量控制
流量控制的定义、利用滑动窗口实现流量控制
第八节TCP的拥塞控制
拥塞控制的定义、拥塞控制与流量控制的比较、几种拥塞避免算法（慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复）、随机早期检测RED
第九节TCP的运输连接管理
三次握手、四次挥手、TCP的有限状态机
实验部分1UDP、TCP协议报文分析实验
利用网络协议分析工具Wireshark，获取网络上的UDP、TCP报文，从应用层、运输层、网络层和数据链路层分别分析该报文的报头信息和数据信息。
实验部分2TCP三次握手验证实验
利用网络协议分析工具Wireshark，在IE中进行上网操作，获取网络上的GET报文，分析TCP协议的三次握手相对应的报文信息。
12学时（包括理论8课时、实验4课时）
第六章应用层
了解简单文件传送协议TFTP、登录TELNET的特点、超文本标记语言HTML、万维网页面中的超链接、搜索引擎、电子邮件信息格式、通用因特网邮件扩充MIME、系统调用和应用编程接口；
熟悉域名系统基本概念、因特网的域名结构、域名服务器的分类、WWW相关概念、超文本传送协议HTTP工作过程；
掌握用域名服务器进行域名解析、FTP的基本工作原理、统一资源定位符URL、电子邮件系统的组成部分、电子邮件协议SMTP和POP3原理及配置方法、动态主机配置协议DHCP的原理、简单网络管理协议SNMP的三个组成部分。
第一节域名系统DNS
域名系统概述、因特网的域名结构、域名服务器、域名服务器对域名的解析
第二节文件传送协议
FTP的工作原理、FTP的两个连接
第三节远程终端协议TELNET
Telnet的工作原理
第四节万维网WWW
万维网概述、统一资源定位符URL的格式、超文本传送协议HTTP的工作过程、代理服务器、HTML语言、搜索引擎、博客
第五节电子邮件
电子邮件系统的组成部分、电子邮件的信息格式、电子邮件协议SMTP和POP3原理及配置方法、通用因特网邮件扩充MIME、电子邮件协议的配置
第六节动态主机配置协议DHCP
DHCP的工作原理、DHCP报文
第七节简单网络管理协议SNMP
网络管理的基本概念、管理信息结构SMI、管理信息库MIB、SNMP的协议数据单元和报文
第八节应用进程跨越网络的通信
系统调用和应用编程接口概念、几种常用的系统调用
实验部分1HTTP协议报文分析
利用网络协议分析工具Wireshark，获取网络上的HTTP数据包，从应用层、运输层、网络层和数据链路层分别分析该数据包的报头信息和数据信息。
实验部分2SMTP&
POP3协议配置实验
分别在foxmail和outlookexpress中配置邮件服务器，熟悉电子邮件协议SMTP、POP3协议的工作原理。
10学时（包括理论6课时、实验4课时）
第七章网络安全
了解被动攻击方式、网络层安全协议IPsec、运输层安全协议SSL、SET；
掌握主动攻击方式、对称/公钥密码体制的基本概念及特点、数字签名的概念、防火墙的基本概念、网络入侵检测的基本概念与方法。
第一节网络安全问题概述
计算机网络面临的安全性威胁、网络安全的内容、一般数据加密模型
第二节两类密码体制
对称密钥密码系统、非对称密钥密码系统
第三节数字签名
数字签名的功能、原理
第四节鉴别
报文鉴别和实体鉴别的原理
第五节密钥分配
对称密钥的分配和公钥的分配的原理
第六节因特网使用的安全协议
网络层安全协议IPsec、运输层安全协议SSL、SET
第七节系统安全：
防火墙与入侵检测
防火墙的定义、入侵检测方法
4学时（包括理论4课时）
第八章因特网上的音频/视频服务
了解实时流式协议RTSP、实时运输协议RSTP、实时运输控制协议RTCP、H.323、会话发起协议SIP；
掌握多媒体信息的特点、IP电话概述、改进“尽最大努力交付”的服务的方法。
第一节概述
多媒体信息的特点、因特网上的音频/视频服务的类型
第二节流式存储音频/视频
传统下载方法、具有元文件的万维网服务器、媒体服务器、实时流式协议RTSP
第三节交互式音频/视频
IP电话概述、IP电话所需要的几种应用协议（RTP、RTCP、H.323、会话发起协议SIP）
第四节改进“尽最大努力交付”的服务
服务质量的定义、调度和管制机制
2学时（包括理论2课时）
第九章无线网络和移动网络
了解WPAN、WMAN；
掌握无线局域网的组成、无线局域网使用的CSMA/CA协议、局域网的MAC帧、蜂窝移动通信网中对移动用户的路由选择问题。
第一节无线局域网WLAN
无线局域网的组成、CSMA/CA协议
第二节无线个人区域网WPAN
WPAN、蓝牙系统
第三节无线城域网WMAN
WMAN概述
第四节蜂窝移动通信网
蜂窝移动通信网概述、移动IP、移动用户的路由选择
第十章下一代因特网
了解解决IP地址耗尽的措施、IPv6的基本首部、IPv6的地址空间、ICMPv6的原理
第一节下一代网际协议IPv6
解决IP地址耗尽的措施、IPv6的基本首部、IPv6的地址空间
第二节多协议标记交换MPLS
MPLS的产生背景、MPLS的工作原理
第三节P2P应用
电骡、BT原理
教研室：
信息安全教研室 执笔人：
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