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/IPOSI/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、ARPIP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,ARPIP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,RIPOSPF

6IP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TCPUDP工作原理;教学难点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。

5TCP报文段的首部格式

主要知识点:TCP报文的首部格式。

6TCP可靠传输的实现

主要知识点:用滑动窗口实现TCP可靠传输。

7TCP的流量控制

主要知识点:用滑动窗口控制流量。

8TCP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。

9TCP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

URLHTTPHTML、域名系统DNS

2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理

了解FTPSNMP的基本工作原理。掌握DNSWWW服务、E-mailDHCP的基本工作原理。

3.教学重点和难点

教学重点DNSFTPE-mailDHCP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:URLHTTPHTML

4)电子邮件

主要知识点:电子邮件概述;SMTPPOP3

四、学时分配

1.讲授内容及学时分配

章序

内容

课时

备注

计算机网络概述

6

 

物理层

6

 

数据链路层

8

 

网络层

14

 

运输层

6

 

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

/选开

1

网线制作

掌握网线的制作和测试方法,了解标准568A568B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VLANVLAN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 出版社:清华大学出版社  出版时间:2012年。