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1、网络工程 专业 课程教学大纲【 课程名称 】 计算机网络（Computer Network）【 课程编码 】 【 课程类别 】 专业基础课【 课 时 】 68学时【 学 分 】 4学分【 课程性质、目标和要求】我们正在进入一个以Internet为基石的崭新的计算时代，基于网络的通信、各种各样的网络服务的应用和分布式计算技术，是现在乃至将来人类社会信息沟通的桥梁和基石。计算机网络课程就是为学习、设计、管理和构建强大的通信应用系统而设置的重要专业课程，是计算机科学、网络工程、软件工程及其相关专业的重要专业必修课程之一。它是为培养在各领域中研究、管理、开发、设计及教学中应用计算机网络技术的高级技术人
2、才的需要而设置的，同时又是为适应整个社会不断演进的信息化所必需的。通过本课程的学习，能够掌握计算机网络的基本理论、基本原理，以及在计算机网络环境中实现通信和数据传输的一系列方法、过程的基本概念和基本技术，并掌握对网络设备、网络软件熟练的操作和应用技术，为进一步从事计算机及其网络技术在本专业的高级应用打下坚实的基础。课程学习中特别注重深入浅出的介绍计算机网络中数据通信的基本概念，数据传输所采用的一系列方法和技术对信号、数据和数据分组进行的相应处理，实现透明传输的工作过程与处理技术，并特别重视对传输过程中各种网络协议及网络服务的分析与理解。本课程是一门兼具计算机网络基本理论和计算机网络技术与操作应
3、用密切结合的、实用性很强的课程，因此，课程中同步进行利用计算机主机和网络设备熟练进行网络组建、基本网络通讯程序的设计、各种Internet应用软件系统的安装配置和管理技术的教学，教学自始至终贯穿理论与实践结合的重要性。实践中重点掌握熟悉各种软件系统，操作各种网络设备，如Modem、交换机、路由器、访问服务器等，了解它们的结构、工作原理、应用管理配置、实用命令、安全性及权限管理等的操作技术，达到掌握技术提高技能的目的。本课程的先修课程是数字逻辑、电子技术、程序设计和操作系统。学习本课程前具有一定的电子技术基础能很快掌握数据通信概念；具有一定的程序设计基础能很好的分析协议工作程序代码；具有操作系统
4、基础能很好的理解网络环境下网络体系的分层结构和并发性、安全性和管理等问题。【 教学时间安排 】本课程计4学分，学时68学时，其中，理论学时34学时，实验学时34学时，学时分配如下：章次课程内容课时备注（教学形式）1计算机网络概述（绪论）4重点讲授+课堂练习+课外作业+实验2物理层 4重点讲授+课堂练习+课外作业+实验3数据链路层6重点讲授+课堂练习+课外作业+实验4网络层8重点讲授+课堂练习+课外作业+实验5运输层4重点讲授+课堂练习+课外作业+实验6应用层4重点讲授+课堂练习+课外作业+实验7计算机网络安全0.5重点讲授+课堂练习+课外作业+实验8Internet 上的音视频服务0.5重点讲
5、授+课堂练习+课外作业+实验9无线网络2重点讲授+课堂练习+课外作业+实验10下一代因特网1重点讲授+课堂练习+课外作业+实验实验34合计 68【教学内容要点】第一章 计算机网络概述一、 学习目的要求通过对计算机网络基础知识的介绍，了解计算机网络在信息时代的作用，它的发展与演进，分组交换技术的产生及应用，重点掌握计算机网络的体系结构，从而为学习整体而完整的计算机网络知识打下重要基础。二、 主要教学内容1、计算机网络基础知识；2、什么是计算机网络，计算机网络的发展及应用；3、计算机网络性能指标：带宽与时延；4、计算机网络体系结构及开放系统互连基础；5、实体、协议、服务和接口等概念；6、交换技术：
6、电路交换、报文交换、分组交换。三、 课堂讨论选题1、什么是计算机网络？两个计算机点对点连接？多台计算机通过中间设备连接？多个网络通过路由设备连接；2、电路交换、报文交换、虚电路交换、分组交换的利弊及其应用；3、计算机网络体系结构，OSI模型、TCP/IP模型或其他参考模型；4、网络通信过程与现实生活中邮局通信过程的类别，协议的类比。四、 课外作业选题1、分组交换技术的掌握和巩固；2、计算机网络提供的服务；3、协议、接口、服务等概念术语的理解；4、计算机网络体系结构的理解，TCP/IP的熟悉和掌握。第二章 物理层一、学习目的要求了解物理层的功能、相关协议及其工作原理和过程；通过对数字通信基础知识
7、的学习，了解并掌握数字通信的基本原理及数字通信中的一系列知识：传输媒体、传输信道与传输率、模拟传输与数字传输、调制解调技术及信道复用技术等，达到对它们工作原理的理解和采取的相应技术的掌握，从而对二进制数据的传输实现过程建立起一个清晰的认识。二、主要教学内容1、数字通信基本原理及基础知识：2、传输媒体、传输信道与传输率；3、模拟传输与数字传输：调制解调(调频、调幅、调相、正交调制)；4、信道复用技术：时分复用、频分复用、波分复用、密集波分复用、码分复用；5、 光纤通信基础；6、 能进行基本的数据通信相关的程序设计，或提高性质的多信道复用的程序设计。三、课堂讨论选题1、 讨论常见的RS232接口的
8、物理层特性；2、基础通信模型套用到各个现有网络系统的讨论；3、传输介质的变迁和当前主流传输媒介质；4、信道复用技术；5、当前家庭上网的核心技术和网络形态。四、课外作业选题1、物理层解决的问题，物理层接口与协议的特性；2、数据通信模型的理解；3、奈氏准则、香农公式的掌握；4、常用的传输媒体；5、信道复用技术，尤其是CDMA通信编码与计算。第三章 数据链路层一、学习目的要求学习并掌握数据链路层的基本工作原理，掌握点对点通信与广播通信两种模式下的数据链路层工作原理。了解并掌握链路管理、数据成帧、差错检测与控制、透明传输等，从而建立起网络数据传输的初始而基本的概念，这是整个课程中的重要环节之一。了解并
9、掌握局域网的信道及争用问题，不同拓扑结构局域网工作原理及协议和技术。在掌握计算机局域网的工作原理和技术基础上，在实验中重点结合以太网的实际技术，操作各种网络设备，如Modem、交换机、路由器、访问服务器等，了解它们的结构、工作原理、应用管理配置、实用命令、安全性及权限管理等等，达到掌握并熟悉对网络设备的使用。另外，同时配合进行网络操作系统的体系结构、工作原理、安装操作、实用命令、用户管理、安全性及权限管理等实验。能进行基本的局域网数据链路层相关程序设计，是其中的重要的环节之一。二、主要教学内容1、数据链路层基本工作原理：链路管理、数据成帧、差错检测与控制、透明传输；2、PPP与HDLC协议；3
10、、能进行基本的数据通信程序设计； 4、什么是计算机局域网，局域网的信道及争用，CSMA/CD协议原理；5、MAC地址、MAC帧、交换机工作原理；6、局域网扩展技术，特别是虚拟局域网VLAN的原理及应用；7、不同拓扑结构局域网工作原理及协议：局域网物理层、数据链路层（重点掌握IEEE 802.2，802.3，802.4， 802.5）；8、局域网技术：快速以太网、千兆以太网、万兆以太网技术；9、局域网应用技术实训；10、能进行基本的局域网读IP、从网络中捕获数据包相关的程序设计。 三、课堂讨论选题1、 常用的局域网及其存在形态，常见的点对点网络讨论；2、以太网的信道竞争问题、CSMA/CD协议及
11、其可能的性能改进方法；3、为什么集线器会被淘汰而大量使用交换机？4、利用交换机进行网络组建的常见网络形态和拓扑结构；5、交换机是如何对数据进行转发过滤的？6、虚拟局域网主要解决什么问题？校园网哪些区域适合应用虚拟局域网技术？虚拟局域网如何配置？7、当前局域网发展的最新形态，从哪些参数和指标上去评价一个局域网的性能？8、点对点网络及经典协议对网络差错检测、帧定界和透明传输问题的解决及其应用情况。四、课外作业选题1、数据链路概念的理解，数据链路层的链路控制功能把握；2、PPP协议的原理、协议封装及应用范围等；3、以太网的竞争机制及CSMA/CD协议的掌握；4、交换机工作原理及数据过滤机制的理解；5
12、、虚拟局域网的掌握。第四章 网络层一、 学习目的要求学习并掌握网络互连的基本结构，认识IP地址及IP数据包在网络中的重要地位和重要作用，数据分组通过路由器进行路由选择的工作原理、协议及算法。只有深入了解并掌握IP协议的工作原理，对TCP/IP，ARP，IGP，EGP，RIP，OSPF，ICMP，IGMP，VPN，NAT，等一系列知识点的了解，才能理解Internet网络的工作原理。教学中同时注重应用技术实训，在实践中了解掌握各种交换机、路由器等网络通讯设备的结构、工作原理、软件管理配置操作，进一步增强对原理和技术的掌握。二、主要教学内容1、网络层功能及相关服务、网络互连技术；2、TCP/IP协
13、议族中的IP协议：IP协议封装格式、IP地址及其分类、无分类编址技术、分组转发技术；3、IP协议辅助协议：ARP、RARP、ICMP、IGMP；4、子网划分技术；5、路由选择协议及算法：内部网关协议RIP、OSPF；外部网关协议BGP；6、IP多播（组播）技术；7、虚拟专用网VPN与网络地址转换技术；8、网络互连、交换机及路由器应用技术实训：掌握并熟悉各种交换机、路由器等网络通讯设备的结构、工作原理、软件管理配置操作、实用命令、用户管理、安全性及权限管理等的实验，学会网络互连及路由协议的配置；9、进行基本的网络层相关程序设计。三、课堂讨论选题1、 互联网中，针对不同网络所带来的异构性和差异，网
14、络层及IP协议如何解决该问题，对用户实现黑匣子式的通信；2、 为什么要进行IP地址分类？为何后期又要采用无分类编址CIDR技术？3、 为什么从网络层到数据链路层，需要进行地址的转换？4、 子网划分技术用于解决什么问题？主要用在什么领域？如何划分？5、 划分子网和没有划分子网情况下，分组的转发有什么不同？6、 路由选择协议，网关在这里是什么概念？内部网关协议和边界路由协议的理解；7、 地址转换技术的应用。四、课外作业选题1、网络互联的概念、意义、需解决的问题；2、IP地址分类及无分类编址CIDR；3、网络地址（网络前缀）、主机地址的计算；3、子网掩码、子网划分的理解与掌握；4、IP数据报的转发过
15、程；5、路由表的建立与更新、查询；6、路由协议RIP、OSPF、BGP的理解与掌握。第五章 运输层一、学习目的要求通过学习网络中运输层的概念，TCP/IP体系中的TCP协议、UDP协议，以及端口的概念。并掌握什么是面向连接，什么是无连接。重点弄清TCP的工作机制,以及序号、确认、窗口、可靠服务、流量控制和拥塞控制等概念，这些是运输层中的重要内容。要特别注意到运输层是为支持它之上的应用层，为其提供通信服务而设立的关键层次之一，通过本章的学习后，基本上能把握计算机网络的整体内涵。二、主要教学内容1、运输层概念及功能、进程、端口等概念；2、TCP协议；3、UDP协议；4、TCP可靠传输机制；5、TCP流量控制机制；6、TCP拥塞控制机制；7、TCP重传与连接，三次握手机制；8、网络运输层技术实训：掌握并熟悉Windows、Linux(Unix)操作系
