计算机科学及技术网络协议分析教学大纲王祥.docx
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计算机科学及技术网络协议分析教学大纲王祥
《网络协议分析》教学大纲
课程编码：
221110160
课程性质：
专业方向限选课程
适用专业：
计算机科学与技术
学时学分：
48学时2学分
所需先修课：
计算机网络、组网实训、C语言等
编写单位：
计算机科学系
编写人：
王祥
审定人：
编写时间：
2014年5月
一、课程说明
1、课程简介
本课程是为计算机科学与技术专业本科生开设的专业方向选修课，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 Internet的许多技术细节。
2、教学目标要求
使学员具备网络理论知识，深入了解网络协议的概念，掌握TCP/IP协议族各协议的结构、工作原理和功能，为以后更好应用计算机网络、开发计算机网络应用系统打下坚实的基础。
3、教学重点难点
教学重点：
TCP/IP协议族各协议的结构、原理、功能和应用；路由选择协议；网络安全协议；
教学难点：
IP协议、TCP协议；路由选择协议；网络安全协议；网络协议的应用与开发；网络协议数据包的抓取与分析；
4、考核方式
考核方式：
根据平时考勤、实验成绩和期末考查成绩进行考核，其中，平时成绩根据课堂考勤，实验成绩进行考核，期末考查成绩根据平时实验项目的阶段报告和期末综合报告进行考评。
成绩评定办法：
平时成绩和期末考查成绩分别占课程期末总成绩的20％、80％。
5、学时分配表
章次
教学内容
理论课
学时数
实验（实践）课学时数
第一章
概述
0.5
0
第二章
TCP/IP协议族与OSI参考模型
0.5
0
第三章
网际协议（IP）
2
4
第四章
路由选择协议
2
4
第五章
Internet控制协议
1
2
第六章
多播和组播协议（IGMP）
1
2
第七章
用户数据报协议（UDP）
1
2
第八章
传输控制协议（TCP）
3
4
第九章
面向应用的协议
3
8
第十章
简单网络管理协议
1
2
第11章
网络安全协议
1
4
小计
总计
48
二、教学纲要
第一章概述（0.5学时）
教学目标
1、了解网络协议的概念；
本章重点
1、协议的概念；
2、网络标准；
3、网络标准化组织与机构；
4、标准化过程和RFC文档；
本章难点
网络协议的概念；
教学内容
1.协议和网络标准
1.1协议
1.2网络标准
2．网络标准化
2.1网络协议标准化组织
2.2Internet管理机构
3．标准化过程和RFC文档
第二章TCP/IP协议族与OSI参考模型（0.5学时）
教学目标
1、了解TCP/IP协议族；
2、了解OSI参考模型；
本章重点
1、TCP/IP协议族
2、客户-服务器模型；
本章难点
TCP/IP协议族；
教学内容
1.分层的体系结构与协议分层
2．OSI参考模型
3．TCP/IP协议族
4.客户-服务器模型
第三章网际协议（6学时）
教学目标
1、理解掌握IPv4与IPv6
2、理解移动IP
本章重点
1、掌握网络协议抓包工具的安装与使用（wireshark等）；
2、理解掌握IPv4（子网、超网、IP分组、分片）
3、理解掌握IPv6（地址、分组格式）
4、移动IP（工作原理、代理发现、代理注册）
本章难点
1、IP的分组格式；2、子网划分；3、移动IP
教学内容
1.IPv4
1.1IP分类编址
1.2子网划分
1.3IP分组
1.4分片
2．下一代IP（IPv6）
2.1IPv6地址
2.2IPv6分组格式
2.3IPv6向IPv4的过度
3．移动IP
3.1移动IP工作原理
3.2代理发现
3.3代理注册
3.4两次穿越的效率问题
第四章路由选择协议（6学时）
教学目标
1、理解掌握路由选择技术；
2、掌握路由表的结构；
3、理解掌握常用路由算法；
4、熟悉RIP、OSPF、BGP路由协议
本章重点
1、路由选择技术；
2、分类寻址路由表
3、无分类域间路由选择（CIDR）
4、内部和外部路由协议
本章难点
1、路由选择技术；2、路由算法；3、路由协议（RIP、OSPF、BGP）
教学内容
1、路由选择技术；
1.1下一跳路由选择
1.2特定网络路由选择
1.3特定主机路由选择
1.4默认路由选择
2、分类寻址路由表
2.1路由表表项
2.2路由选择流程
3、无分类域间路由选择（CIDR）
4、内部和外部路由协议
4.1理想的路由选择算法
4.2路由信息协议（RIP）
4.3开放最短路径优先（OSPF）协议
4.4边界网关协议BGP
第五章Internet控制协议（3学时）
教学目标
1、理解掌握地址解析协议（ARP）；
2、理解掌握逆地址解析协议（RARP）；
3、理解掌握Internet控制报文协议（ICMP）；
本章重点
1、ARP协议；2、ICMP协议
本章难点
1、ARP协议；2、ICMP协议
教学内容
1、地址解析协议（ARP）；
1.1ARP工作原理
1.2ARP的改进
1.3ARP的分组格式
1.4代理ARP
2、逆地址解析协议（RARP）
3、Internet控制报文协议（ICMP）
3.1ICMP报文类型
3.2ICMP报文格式
3.3PING程序
第六章多播和Internet组播管理协议（IGMP）（3学时）
教学目标
1、理解掌握多播概念；
2、掌握IGMP协议；
3、理解掌握多播路由选择；
本章重点
1、多播技术；2、IGMP
本章难点
1、多播技术；2、IGMP
教学内容
1、多播概念；
1.1以太网多播
1.2IP多播
1.3使用以太网多播实现IP多播
2、Internet组管理协议IGMP
2.1IGMP工作原理
2.2IGMP报文
3、多播路由选择
3.1多播路由特性
3.2多播路由实现目标
3.3多播转发树
3.4多播路由选择协议
第七章用户数据报协议（UDP）（3学时）
教学目标
1、理解掌握UDP服务；
2、掌握UDP的端口号和套接字地址；
3、理解掌握用户数据报；
4、熟悉UDP操作与应用；
本章重点
1、UDP报文格式；2、UDP端口号与套接字地址；
本章难点
1、UDP端口号与套接字地址；3、UDP应用与开发
教学内容
1、UDP服务；
2、UDP的端口号和套接字地址
2.1UDP的端口号
2.2套接字地址
3、用户数据报
4、UDP校验和
5、UDP的操作
5.1报文的封装与拆封
5.2多路复用与多路分用
6、UDP的应用
第八章传输控制协议（TCP）（7学时）
教学目标
1、理解掌握TCP服务；
2、理解掌握TCP端口号与套接字地址；
3、理解掌握TCP报文格式及其含义；
4、熟悉TCP操作与应用；
本章重点
1、面向连接的服务；2、TCP报文格式与含义；3、TCP的应用
本章难点
TCP连接、TCP应用
教学内容
1、TCP服务；
1.1面向连接的服务；
1.2全双工服务；
1.3字节流传递服务；
2、TCP端口号和套接字地址
2.1TCP端口号；
2.2套接字地址；
3、TCP报文段
4、TCP连接管理与释放
4.1建立连接
4.2连接释放
4.3连接复位
5、TCP连接管理状态转换图
6、流量控制
7、傻瓜窗口综合症
7.1Nagle算法
7.2Clark解决方案
7.3延迟发送确认
8、差错控制
8.1丢失或受到损伤的报文段
8.2重复的报文段
8.3失序的报文段
8.4丢失确认
9、拥塞控制
9.1接收端通知的窗口和拥塞窗口
9.2慢启动算法
9.3拥塞避免算法
10、定时器管理
第九章面向应用的协议（11学时）
教学目标
理解掌握FTP、DNS、TELNET、HTTP和SMTP；
本章重点
FTP、DNS、TELNET、HTTP、SMTP协议内容、工作原理与应用
本章难点
FTP、DNS、HTTP、SMTP协议工作原理与应用
教学内容
1、文件传输协议（FTP）；
1.1基本原理
1.2FTP命令
1.3应用实例
2、域名系统（DNS）
2.1名字空间
2.2域名空间
2.3域名地址解析
2.4DNS报文与记录类型
2.5应用实例
3、Telnet和Rlogin：
远程登录
3.1Telnet的基本原理
3.2Telnet的工作过程
3.3Windows2000的Telnet服务
3.4Rlogin
3.5在UNIX/Linux中配置Rlogin
4、超文本传输协议（HTTP）
4.1HTTP的工作过程
4.2HTTP的运作方式
4.3HTTP版本1.1的特点
4.4应用实例
5、简单邮件传输协议（SMTP）
5.1SMTP简介
5.2用户代理UA
5.3延迟交付
5.4别名
5.5邮件传送代理（MTA）
5.6命令和响应
5.7邮件传送阶段
5.8多功能的Internet邮件扩充协议（MIME）
5.9邮局协议（POP）和Internet邮件读取协议版本4（IMAP4）
第十章简单网络管理协议（3学时）
教学目标
1、理解并掌握网络管理的概念、目标与任务；
2、理解并掌握网络管理系统的功能；
3、理解并掌握SNMP协议与SNMP网络管理模型；
4、了解网络管理系统的发展方向
本章重点
1、网络管理系统的功能与要素；2、SMI与MIB；3、SNMP
本章难点
1、网络管理系统的功能与要素；2、SMI与MIB；3、SNMP
教学内容
1、网络管理概述；
1.1网络管理的目标与任务；
1.2网络管理的功能；
1.3网络管理系统的要素；
2、SNMP网络管理模型
3、管理信息结构（SMI）
3.1名字；
3.2数据类型；
3.3编码方法；
4、管理信息数据库（MIB）
5、简单网络管理协议（SNMP）
5.1报文格式；
5.2网络管理工具；
5.3在Windows2000中配置SNMP
6、SNMP的发展
6.1SNMPv1；
6.2SNMPv2；
6.3SNMPv3；
第十一章网络安全协议（3学时）
教学目标
1、理解并掌握网络安全的属性与结构；
2、理解并掌握网络层安全（IPSec）；
3、理解并掌握传输层安全协议SSL；
4、掌握应用层安全协议（PGP）
本章重点
1、网络层安全协议、传输层安全协议
本章难点
网络层安全协议、传输层安全协议、PGP
教学内容
1.网络安全属性与结构
1.1网络安全及其属性
1.2网络安全层次结构
2.网络层的安全（IPSec）
2.1IPSec基本工作原理
2.2IPSec的实现
2.3Windows环境下IPSec基本配置步骤
2.4Windows环境下IPSec实验
3.传输层安全协议（SSL）
3.1SSL主要特性
3.2SSL结构模型
3.3如何在服务器上配置SSL
4.应用层安全协议（PGP）
4.1PGP的工作原理
4.2PGP的密钥管理
4.3PGP的使用
三、使用教材及参考书
使用教材杨延双、张建标、王全民编著《TCP/IP协议分析与应用》（第一版）机械工业出版社2008年
参考书：
[1]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷1：
协议》机械工业出版社2000年
[2]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷2：
实现》机械工业出版社2000年
[3]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷3：
TCP事务协议、HTTP、NNT和UNI域协议》机械工业出版社2000年
[4]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷2：
实现》机械工业出版社2000年
[5][美]JeffDoyle著《TCP/IP路由技术》人民邮电出版社2007年
[6][美]RichardDeal著《CCNA学习指南》人民邮电出版社2007年
[7]孙卫琴著《Java网络编程精解》电子工业出版社2008年
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