《计算机网络》教学大纲
(2013版)
课程编码:0611100704
课程名称:计算机网络
学时/学分:60/4
先修课程:《计算机导论》
适用专业:计算机科学与技术
开课教研室:网络工程教研室
执笔:
审定:
一、课程性质与任务
1.课程性质:《计算机网络》是高等学校中计算机科学与技术专业的专业必修课程。随着人类步入信息社会,在社会信息化和信息社会化的进程中,数据通信与计算机结合的产物,计算机网络的作用日显重要。作为计算机科学与技术专业的人才培养计划中的一个重要组成部分,计算机网络课程的开设,旨在使该学生能够学习和掌握计算机网络的基本概念、原理、方法,有利于计算机科学与技术理论知识的全面掌握。
2.课程任务:通过教学,使学生掌握计算机网络的基本原理和最新发展动态,为学生进一步学习基于网络的实际应用奠定坚实的理论基础。
二、课程教学基本要求
由于本课程主要介绍计算机网络的基本原理,所以,主要是课堂讲授,建议采用多媒体教学辅助手段,并辅以实验课;课堂讲授为48学时,实验课时为12课时。
每次课后均布置适当的作业,目的是加深对基本概念的理解,提高实际应用能力。作业量:结合每章内容布置一定量作业,作业内容要涵盖每个知识点。实验主要侧重于对计算机网络各层的深入理解和综合应用。
本课程共计学时:60,理论学时48,实践学时12。
成绩考核形式:末考成绩(闭卷考试)(70%)+平时成绩(平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等)(30%)。成绩评定采用百分制,60分为及格。
三、课程教学内容
第一章 计算机网络概述
1.教学基本要求
带宽、时延,因特网的边缘部分、核心部分,三种数据交换方式。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
了解计算机网络的形成、发展过程。掌握计算机网络的定义、重要功能与分类方法,计算机网络的性能及衡量标准和计算机网络体系结构。
3.教学重点和难点
教学重点是计算机网络的体系结构,教学难点是计算机网络协议。
4.教学内容
(1)计算机网络在信息时代中的作用
(2)因特网概述
主要知识点:因特网的定义;因特网发展的三个阶段;因特网标准。
(3)因特网的组成
主要知识点:因特网的边缘部分;核心部分;三种数据交换方式。
(4)计算机网络的类别
主要知识点:计算机网络的定义;拓扑结构;通信传播方式;交换功能。
(5)计算机网络的主要性能指标
主要知识点:带宽;时延;吞吐量;时延带宽积;往返时延。
(6)计算机网络的体系结构
主要知识点:TCP/IP;OSI/RM;协议;体系结构;分层。
第二章 物理层
1.教学基本要求
物理层的功能、数据编码、信道复用技术。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
掌握物理层的基本概念及其下的传输媒体,数据通信的基本知识,香农公式,信道复用的分类与特点,了解:宽带接入技术和数字传输系统。
3.教学重点和难点
教学重点是数据通信的基础知识,信道复用技术;教学难点是数据通信中的信道复用技术。
4.教学内容
(1)物理层的基本概念
(2)数据通信的基础知识
主要知识点:术语;系统模型;信道的极限传输速率。
(3)数据编码
主要知识点:数字数据—数字信号;数字数据—模拟信号。
(4)物理层下面的传输媒体
主要知识点:双绞线;同轴电缆;光纤;卫星通信。
(5)信道复用技术
主要知识点:频分;时分;波分;码分多路复用。
(6)宽带接入技术
主要知识点:xDSL技术;HFC网;FTTx技术
第三章 数据链路层
1.教学基本要求
MAC地址,MAC帧格式,以太网及其通信协议。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
掌握数据链路层的基本概念。差错检测的方法,PPP协议、 CSMA/CD协议,以太网工作原理。了解数据传输过程中差错产生的原因与性质、数据链路层设备。
3.教学重点和难点
教学重点是数据链路层数据传输的工作原理,教学难点是CSMA/CD协议
4.教学内容
(1)使用点对点信道的数据链路层
主要知识点:数据链路的定义;封装成帧;透明传输;差错检测。
(2)点对点协议PPP
主要知识点:PPP协议的特点;PPP帧格式。
(3)使用广播信道的数据链路层
主要知识点:局域网的数据链路层;CSMA/CD协议。
(4)使用广播信道的以太网
主要知识点:使用集线器的星形拓扑;MAC地址;MAC帧格式。
(5)扩展的以太网
主要知识点:集线器的优缺点;网桥的结构;以太网交换机;VLAN。
(6)高速以太网
主要知识点:100BASE-T以太网;吉比特以太网;10吉比特以太网。
第四章 网络层
1.教学基本要求
IP地址、ARP、IP数据报的格式,IP层转发分组的流程。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
了解网络层与网络互联的基本概念、ICMP协议。掌握网络层的功能和提供服务,IP协议的特点与基本内容,IP地址及子网编址的基本方法,地址解析的基本概念与方法,IP分组的转发与路由选择的概念,Internet路由选择协议的概念,路由器与三层交换的基本工作原理。
3.教学重点和难点
教学重点是IP协议及其工作原理,教学难点是子网划分及构造超网的方法。
4.教学内容
(1)网络层提供的两种服务
主要知识点:虚电路服务,数据报服务。
(2)网际协议IP
主要知识点:分类IP地址,硬件地址,ARP,IP数据报的格式,IP层转发分组的流程。
(3)划分子网和构造超网
主要知识点:三级IP编址,子网掩码,子网划分,划分子网后的数据报的转发流程,变长子网掩码,CIDR。
(4)因特网控制报文协议ICMP
主要知识点:ICMP功能与种类,ICMP的典型应用。
(5)因特网的路由选择协议
主要知识点:路由选择算法的特性,内部网关协议,外部网关协议,RIP,OSPF。
(6)IP多播
主要知识点:IP多播的基本概念,IGMP。
(7)虚拟专用网 VPN
主要知识点:功能,概念,基本工作原理。
第五章 运输层
1.教学基本要求
运输层协议、可靠传输的工作原理、TCP报文。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
了解网络环境中分布式进程通的基本概念。掌握传输层的基本功能与服务质量,UDP协议,TCP协议,可靠传输的工作原理。
3.教学重点和难点
教学重点是TCP、UDP工作原理;教学难点是可靠传输的工作原理
4.教学内容
(1)运输层协议概述
主要知识点:运输层的功能;端口;复用;分用。
(2)用户数据报协议UDP
主要知识点:UDP的特点;首部格式。
(3)传输控制协议TCP概述
主要知识点:TCP的套接字。
(4)可靠传输的工作原理
主要知识点:停止等待协议;连续ARQ协议。
(5)TCP报文段的首部格式
主要知识点:TCP报文的首部格式。
(6)TCP可靠传输的实现
主要知识点:用滑动窗口实现TCP可靠传输。
(7)TCP的流量控制
主要知识点:用滑动窗口控制流量。
(8)TCP的拥塞控制
主要知识点:拥塞控制原理;拥塞窗口;慢开始;拥塞避免;快重传;快恢复。
(9)TCP的运输连接管理
主要知识点:TCP的连接建立;连接释放。
第六章 应用层
1.教学基本要求
URL,HTTP,HTML、域名系统DNS。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
了解FTP、SNMP的基本工作原理。掌握DNS、WWW服务、E-mail、DHCP的基本工作原理。
3.教学重点和难点
教学重点是DNS、FTP、E-mail、DHCP协议的工作原理;教学难点是DNS工作原理。
4.教学内容
(1)域名系统DNS
主要知识点:域名的表示;常见顶级域名;域名解析的过程。
(2)文件传送协议
主要知识点:FTP的基本工作原理。
(3)万维网WWW
主要知识点:URL;HTTP;HTML。
(4)电子邮件
主要知识点:电子邮件概述;SMTP;POP3。
四、学时分配
1.讲授内容及学时分配
章序 |
内容 |
课时 |
备注 |
一 |
计算机网络概述 |
6 |
|
二 |
物理层 |
6 |
|
三 |
数据链路层 |
8 |
|
四 |
网络层 |
14 |
|
五 |
运输层 |
6 |
|
六 |
应用层 |
8 |
|
合计 |
48 |
|
2.实践内容及学时分配
序号 |
项目名称 |
内容提要 |
学时 |
必/选开 |
1 |
网线制作 |
掌握网线的制作和测试方法,了解标准568A与568B网线的线序。 |
2 |
必开 |
2 |
交换机路由器的基本配置 |
掌握四种配置模式,常用命令的使用方法,熟悉交换机和路由器的使用方法,掌握基本的配置命令。 |
2 |
必开 |
3 |
Vlan的基本配置 |
首先,验证广播风暴,体会广播和交换机环路的影响。然后,在一台交换机上划分VLAN,用ping命令测试在同一VLAN和VLAN中设备的连通性。最后,在交换机上配置Trunk端口,用ping命令测试在同一VLAN和不同VLAN中设备连通性。在上述过程中,均需要配置端口镜象,截获VLAN数据帧,分析VLAN数据帧的格式和VLAN标记添加与删除的过程。 |
2 |
必开 |
4 |
Vlan间通信 |
利用S3500交换机的三层功能,实现VLAN 间的路由,再次用ping命令测试其连通性。利用路由器实现VLAN间通信,并测试其连通性。
|
2 |
必开 |
5 |
静态路由和动态路由 |
了解路由器的作用,掌握通过静态路由实现网络的连接性;掌握在连续与不连续的子网通过动态路由协议RIP的配置实现网络的互连互通,从而实现信息的共享与传递。 |
2 |
必开 |
6 |
网络地址转换 |
掌握内网中的主机通过路由器连接到Internet时的静态地址转换方法;掌握内网中的主机通过路由器连接到Internet时的动态地址转换方法。 |
2 |
必开 |
合计 |
12 |
|
五、主用教材及参考书
(一)主用教材:
《计算机网络》(第3版)主编:吴功宜 出版社:清华大学出版社 出版时间:2012年。
(二)参考书:
1.《计算机网络》(第5版)主编:谢希仁 出版社:电子工业出版社 出版时间:2009年。
2.《用TCP/IP进行网际互连(第一卷):原理、协议与结构》主编:Douglas E. Comer
出版社:电子工业出版社 出版时间:2013年。
3.《计算机网络》(第4版)(中文版)主编:Andrew S.Tanenbaum等 出版社:清华大学出版社 出版时间:2012年。