《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 |
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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。