计算机网络基础教学大纲(2011秋)

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1、计算机网络基础课程教学大纲课程编号: 课程名称： 计算机网络基础 英文名称： Fundamentals of Computer Network 课程类型: 专业基础课 学时： 80学时 实验学时： 32学时 学分： 5 适用对象: 本科生 先修课程： 数据结构 、 计算机组成原理 内容简介： 计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，是 计算机发展的重要方向之一，也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一 门综合性学科。计算机网络课程是高校计算机科学与技术专业本科班必修的一 门专业核心重点课程，该课程在专业建设和课程体系中占据重要的地位和作用。 同时也是从事计算机研究和应用

2、人员必须掌握的重要知识。通过本课程的学习， 要求学生掌握计算机网络的基本原理和 计算机网络的新技术 。 本课程以计算机网络体系层次结构为总纲，系统地、分层次地讲述计算机 网络的基本概念和工作原理，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应 用层的主要协议，重点介绍Internet采用的TCP/IP体系结构。 本课程是计算机系本科高年级学生的必修课程。由于近年来网络技术的发 展异常迅猛，并且网络技术的应用几乎已经渗透到所有的行业，所以网络技术 的掌握和掌握得如何，对于一位计算机专业的毕业生将来能否很快适应社会的 需求来说是很重要的。 推荐教材或参考书目： 教材： 1 谢希仁， 计算机网络 （第5

3、版） ，电子工业出版社，2010.7 参考书： 1 熊桂喜等译，计算机网络（中文版） （第四版） ，清华大学出版社，2004 2 James F.Kurose,Keith W.Ross著,陈鸣等译,计算机网络用自 顶向下方法描述因特网特色（第二版） ,人民邮电出版社,2004计算机网络基础课程教学大纲 一、课程基本信息 课程性质：必修 开课专业：计算机本科 适应专业：计算机系相关专业 开课学期：3 总学时： 80（其中理论48学时，实验32学时 总学分：5 二、教学目的 通过学习计算机网络应了解有关计算机网络的基本概念，掌握计算机 网络的基本工作原理和主要技术，学会计算机网络应用原理及其方法。

4、应以计 算机网络体系结构的分层模型为基础，重点掌握Internet 采用的TCP/IP协议 族的分层，每层的主要协议及工作原理，为今后从事计算机网络的研究、开发、 管理和使用打下坚实的基础。 三、教学方法及手段 在教学方法上，采用课堂讲授、实验、课堂讨论和课后自学等教学形式。 学完本课程后，学生应该能够掌握数据通信网和协议体系结构的基本概念，掌 握基本的网络分析方法。并且能够掌握计算机网络各层的主要协议及工作机制。 每一章的具体要求请参考第四部分的介绍。 四、教学内容与学时分配 第1章 概述 1.1 计算机网络在信息时代中的作用 1.2 因特网概述 1.3 因特网的组成 1.4 计算机网络在我

5、国的发展 1.5 计算机网络的类别 1.6 计算机网络的性能1.7 计算机网络体系结构 基本要求 - 了解计算机网络发展历史。 - 掌握计算机网络的概念、功能、分类。 - 掌握计算机网络的主要性能指标（带宽、时延、时延带宽积格往返时延 的概念。 ） - 熟练掌握计算机网络五层协议体系结构参考模型，掌握服务、连接、对 等实体、服务访问点等重要概念。 - 理解分层原因及其好处。 - 掌握计算机网络协议的概念、要素和作用。 - 掌握协议和服务之间的关系。 重点、难点 - 分组交换技术 - 计算机网络的性能 - 计算机网络体系结构 第2章 物理层 2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信基础知识 2

6、.3 物理层下面的传输媒体 2.4 信道复用技术 2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术 基本要求 - 掌握物理层功能和定义的四个特性，Baud和bps的关系，奈奎斯特定理 和香农定理，及计算方法。 - 了解通信媒体的种类，双绞线、同轴电缆（基带、宽带） 、光纤（单模、 多模）的物理特性、传输性能和使用场合。 - 了解数据通信的基本概念和基本技术，掌握多路复用 （FDM、TDM、STDM、CDMA） 。- 熟悉对基带信号的调制方法。 - 理解PCM编码技术，以及T1和E1系统的特性。 重点、难点 - 物理层功能 - 信道最高传输速率计算 - 多路复用技术 - 编码技术 第3章 数据链路层

7、3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.2 点对点协议PPP 3.3 使用广播信道的数据链路层 3.4 使用广播信道的以太网 3.5 扩展的以太网 3.6 高速以太网 3.7 其他类型的高速局域网或接口 基本要求 - 理解数据链路层的功能。 - 理解数据链路层的数据传输透明性问题。 - 了解PPP协议的基本原理。 - 了解局域网的特点及拓扑分类。 - 掌握网卡的作用。 - 掌握以太网的工作原理MAC地址和MAC帧格式，CSMA/CD协议。 - 理解在物理层和在数据链路层扩展局域网的方法。 - 熟悉网桥的转发过滤机制，以及透明网桥转发表的建立过程。 重点、难点 - 数据链路层的功能 - 点对点协

8、议PPP工作机制 - 以太网工作原理 - 扩展局域网方法- 透明网桥工作原理 第4章 网络层 4.1 网络层提供的两种服务 4.2 网际协议IP 4.3 划分子网和构造超网 4.4 网际控制报文协议ICMP 4.5 因特网的路由选择协议 4.6 IP多播 4.7 虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT 基本要求 - 理解网络层的功能及其在网络参考模型中的位置。 - 掌握广域网向上层提供的数据报服务和虚电路服务的特点和区别。 - 了解路由器的作用和构成。理解网络互连的基本问题，网络互连设备及 如何实现网络互连。 - 掌握IP地址与物理地址之间的关系以及地址解析协议ARP和逆向地址解 析协议RARP

9、的作用。 - 熟悉IP分组格式，理解首部各字段的作用和意义。 - 掌握IP地址的相关知识（分类编址和无类型编址） 。 - 掌握子网划分的方法以及子网掩码的作用。 - 掌握CIDR技术的基本概念，以及CIDR地址块的分配方法。 - 掌握ICMP协议的作用以及报文类别。 - 掌握路由选择算法的分类，以及因特网的主要路由协议 （RIP、OSPF、BGP） 。 - 了解VPN和NAT基本概念。 重点、难点 - 数据报和虚电路 - 路由器的功能和构成 - IP协议及IP分组格式 - IP地址及相关技术- 因特网的主要路由协议相关算法 第5章 运输层 5.1 运输层协议概述 5.2 用户数据报协议UDP

10、5.3 传输控制协议TCP概述 5.4 可靠传输的工作原理 5.5 TCP报文段的首部格式 5.6 TCP可靠传输的实现 5.7 TCP的流量控制 5.8 TCP的拥塞控制 5.9 TCP的运输连接管理 基本要求 - 掌握传输层的功能及复用、分用、端口、插口、连接的含义。 - 掌握UDP协议的基本功能和UDP数据报格式。 - 掌握停止等待协议的工作原理。 - 熟练掌握滑动窗口协议，以及如何使用滑动窗口协议进行差错控制和流 量控制。 - 熟练掌握回退N连续ARQ协议和选择重传连续ARQ协议的工作原理。 - 了解TCP协议的首部中的重要字段的含义及作用。 - 掌握TCP协议中使用可变滑动窗口进行流

11、量控制的方法。 - 理解拥塞控制与流量控制的含义与区别 - 深入了解TCP拥塞控制机制慢开始和拥塞避免算法快重传和快恢复算 法，加性增和乘性减。 - 掌握TCP协议中进行连接建立时使用的三次握手的过程，以及连接释放 的过程。 重点、难点 - 相关概念，例如：端口套接字。 - 面向连接的和无连接。 - UDP和TCP报文段格式- TCP传输机制：可靠传输、连接管理、滑动窗口流量控制和拥塞控制机 制等。 第6章 应用层 6.1 域名系统DNS 6.2 文件传送协议 6.3 远程终端协议TELNET 6.4 万维网WWW 6.5 电子邮件 6.6 动态主机配置协议DHCP 6.7 简单网络管理协议S

12、NMP 6.8 应用进程跨越网络的通信 基本要求 - 了解下面英文符号所代表的应用层协议： DNS，FTP，TELNET，SMTP，POP3，WWW，DHCP等。 - 掌握域名地址空间结构，域名服务器的分类及功能、域名解析过程。 - 掌握电子邮件协议SMTP和POP3的作用。 - 掌握WWW中涉及到的基本技术和术语，HTTP协议功能。URL的组成部分。 - 掌握电子邮件传输的原理，电子邮件系统的组成部分，以及 SMTP、POP3、IMAP、MIME协议功能。 - 了解DHCP的作用。 重点、难点 - 各应用层协议的工作机制 - 各应用层协议与运输层的接口（端口） 第7章 计算机网络的安全 7.

13、1 网络安全问题概述 7.2 两类密码体制 7.3 数字签名 7.4 鉴别7.5 密钥分配 7.6 因特网使用的安全协议 7.7 链路加密与端到端加密 7.8 防火墙 基本要求 - 理解：数据加密模型，常规密钥密码体制(流密码、块密码、DES标准)， 公开密钥密码体制(RSA)，数字签名，报文鉴别，密钥分配，电子邮件的加密， Internet安全体系结构与相关协议，防火墙及代理服务器的工作原理与设计。 实现Internet安全的常用方法。 - 掌握：网络安全问题概述，常规密钥密码体制，公开密钥密码体制，数 字签名，密钥分配，Internet安全体系结构与协议。实现Internet安全的常 用方

14、法。 - 了解：电子邮件的加密，防火墙及代理服务器的工作原理与设计。 重点、难点 - 数据加密模型，常规密钥密码体制 - 公开密钥密码体制，数字签名，密钥分配 - Internet安全体系结构与相关协议 第8章 因特网上的音频/视频服务 8.1 概述 8.2 流式存储音频/视频 8.3 交互式音频/视频 8.4 改进“尽最大努力交付”的服务 本章内容自学 第9章 无线网络 9.1 无线局域网WLAN 9.2 无线个人区域网WPAN 9.3 无线城域网WMAN 本章内容自学 第10章 下一代因特网10.1 下一代网际协议IPv6 （IPng） 10.2 多协议标记交换MPLS 10.3 P2P文

15、件共享 基本要求： - 掌握IPv6的基本知识：IPv6的地址长度及表示方法，IPv6基本首部字 段意义，扩展首部的特点，从IPv4到IPv6过渡的两种方法。 - 了解多协议标记交换MPLS。 - 了解P2P工作方式。 重点、难点 - IPv6地址技术 - 多协议标记交换MPLS 理论课时分配如下表教学环 节 时数 课程内容 讲课 实验 习题 讨论 小计 第一章 概述 6 2 第二章 物理层 8 8 第三章 数据链路层 8 6 第四章 网络层 10 12 第五章 传输层 8 12 第六章 应用层 4 11 第七章 计算机网络的安全 4 11 总计 48 48 五、实验（或）上机内容 见实验教学大纲。 六、考试方式（说明，成绩评定方法） 本科课程采用笔试考试，期末闭卷考试占总成绩的50%，平时成绩（作业20%、上机实验20%、课堂考勤10%）占总成绩的50%（也可根据班级学生实际 情况稍作调整，但是幅度不能超过5%） 。 ，考试内容包括教学大纲所列讲授内容。七、课外自学要求（包含作业要求） 每章都留有习题，每章都有一个主题进行讨论。为达到本课程的教学基本 要求，课外习题（包括自测题）不应少于40题。