2024-10《计算机网络》教学大纲

计算机网络教学大纲课程编码：07153053课程名称：计算机网络英文名称：Computer Networks开课学期：第5学期学时/学分：56 / 3 课程类型：专业必修课开课专业：计算机科学与技术专业选用教材：计算机网络，高等教化出版社主要参考书：1. Computer Networks（第4版），Andrew S. Tanebaum，2024。2. Computer Networks and Internets, Douglas E. Comer，徐良贤译等，机械工业出版社，2000。3. TCP/IP详解（卷1：协议），（美）W. Richard Steven著，范建华等译，谢希仁校，机械工业出版社，2024。4. TCP/IP详解（卷3：TCP事物协议、 、NNTP和UNIX域协议），（美）W. Richard Steven著，胡谷雨等译，谢希仁校，机械工业出版社，2024。5. 计算机网络（其次版），国家“十五”规划教材，面对21 世纪课程教材，冯博琴等主编，高等教化出版社，2024。6. 信息平安原理及应用，阙喜戎等编著，21世纪高校本科计算机专业系列教材，清华高校出版社，2024。7. IPv6精髓，Silvia Hangen著，技桥译，清华高校出版社，2024。执笔人：魏晓辉一、 课程性质、目的与任务计算机是计算机本科专业的必选专业课程。该课程主要介绍计算机网络的基本原理和技术。该课程为学生进一步深化学习分布式计算与并行程序设计，各类与网络有关的课程如：网络管理协议、TCP/IP协议分析等打下理论基础。计算机网络与通信技术，是信息社会的主要支撑技术之一。通过对该课程的学习，学生应熟识计算机网络的基本概念，能够整体把握计算机网络的体系结构，并深化了解数据通信基础，编码技术，物理接口标准，数据链路层协议，网络层协议，传输层协议和高层协议，局域网技术和广域网技术，TCP/IP协议和socket网络程序设计等学问点。通过计算机网络课程的学习，学生应具有组建常用的计算机网络，分析各层网络协议的功能和性能，了解网络管理和网络平安、数据压缩的基本原理，以及进行简洁网络程序设计的实力。二、 教学基本要求 本课程对学问点的教学要求大体上分为三个档次，基本了解，理解和驾驭。要求学生驾驭的学问点有：计算机网络的定义, 网络体系结构，OSI参考模型，数据通信系统的构成，数据编码技术，数据传输方式，多路复用技术，错误检测和订正技术等；要求学生驾驭深化理解的是各种代表性的网络协议，如：物理接口和标准，数据链路层协议，网络层协议，局域网协议并重点驾驭以太网协议，广域网协议，传输层协议，TCP/IP协议等；要求学生了解的学问点有：OSI高层协议，SNMP网络管理协议，一些网络新技术象IPV6等。须要学生驾驭的学问点，要求学生能够全面理解和记忆；须要学生理解的学问点，要求学生能够深化理解，并能够敏捷地应用；须要学生了解的学问点，要求学生能够加深印象，为今后的进一步学习打下初步基础。三、 各章节内容及学时安排本课程设置为48学时，分13章讲授：第一章， 概论，2学时教学目的主要介绍计算机网络的发展过程、计算机网络的定义和应用，计算机网络的组成和拓扑结构，计算机网络的性能问题。教学内容1.1 计算机网络发展过程1.2 计算机网络定义和应用1.3 计算机网络组成和结构1.4 计算机网络拓扑结构及分类 全连接形拓扑 星形拓扑 树形拓扑 总线形拓扑 环形拓扑 混合形拓扑 网络类型1.5 计算机网络性能第二章， 计算机网络体系结构，4学时教学目的介绍网络的分层体系结构，ISO/OSI网络7层模型，对等层之间的通信关系和相邻层之间的通信关系，DNA网络体系结构。教学内容2.1 网络分层体系结构 网络分层体系结构 分层的原则和目标2.2 ISO OSI/RM2.3 通信方式与服务 层间通信与对等层间通信2.3.2 服务和数据单元2.3.3 服务原语2.3.4 面对连接的和无连接的服务2.4 网络体系结构实例第三章， 数据通信基础，5学时教学目的主要介绍数据通信系统的构成，数据编码技术，数据传输方式，多路复用技术，错误检测和订正技术，传输介质类型。教学内容3.1 数据通信系统 数据通信系统的组成3.1.2 数据通信系统应解决的主要问题3.2 信号3.2.1 模拟信号3.2.2 数字信号3.3 编码3.3.1 数字数字编码3.3.2 数字模拟编码3.4 线路配置和传输方式3.4.1 线路配置3.4.2 传输模式3.5 多路复用技术3.5.1 频分多路复用3.5.2 时分多路复用3.6 错误检测和订正3.6.1 奇偶校验码3.6.2 循环冗余校验（CRC）码3.6.3 检查和3.6.4 海明码3.7 传输介质3.7.1 双绞线 同轴电缆3.7.3 光缆第四章， 物理接口和标准，2学时教学目的以EIA-232和X.21为例介绍了物理接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。教学内容4.1 DTEDCE接口4.2 EIA-232接口4.2.1 EIA-232标准接口4.2.2 EIA-232的子集4.2.3 空调制解调器4.3 X.21接口第五章， 数据链路层，6学时教学目的介绍了数据链路层的线路规程，停止等待协议和滑动窗口协议的工作过程，数据链路层的差错和流量限制，以BSC为例介绍了面对字符的数据链路层通信协议，以HDLC为例介绍了面对比特的数据链路层通信协议。教学内容5.1 数据链路层概述5.2 线路规程5.3 流量限制与差错限制 停止等待协议 滑动窗口协议5.4 信道的利用率与最佳帧长5.5 面对字符的数据链路层通信协议 BSC中的限制字符 BSC协议帧 数据透亮性5.6 面对比特的数据链路层通信协议 HDLC支持的站点类型、链路配置和通信方式5.6.2 HDLC帧格式5.6.3 S-帧的运用方式5.6.4 U-帧的种类及意义 HDLC协议通信实例 其他面对比特的数据链路限制协议第六章， 网络层，6学时教学目的介绍了传统的三种交换方式：电路交换、消息交换和分组交换，路由选择策略和路由选择算法，网络层的拥塞和流量限制。教学内容6.1 网络层概述6.2 传统交换方式 电路交换 报文交换 分组交换6.3 OSI网络层定义的服务6.4 包交换网络中包的传输6.5 路由选择策略 路由选择的基本要求 路由选择策略6.6 拥塞限制和流量限制 拥塞限制 流量限制6.7 网络互连 网络互连概述 重发器 网桥 路由器 网关6.8 路由算法 距离向量路由 链路状态路由第七章， IEEE标准和局域网，7学时教学目的介绍IEEE标准，LLC和MAC，以太网技术和以太网种类，令牌环网络，令牌总线网络，FDDI网络和DQDB网络，网桥和局域网互连。教学内容7.1 IEEE局域网通信协议 IEEE局域网标准 IEEE局域网参考模型 逻辑链路限制LLC7.2 以太网以太网的物理地址和电气规范以太网访问模式:CSMA/CD以太网MAC帧格式以太网种类(或物理规范)7.3 令牌环网令牌环网的物理地址和电气规范令牌环网访问模式:令牌传递 令牌环网MAC帧格式 站点的优先级和预留功能 环维护 令牌环的物理实现7.4 令牌总线网令牌总线网工作原理 令牌总线MAC帧格式 令牌总线中的限制帧 移去站点和添加站点 令牌帧丢失处理 逻辑环初始化 帧的优先级7.5 FDDI FDDI的电气规范 FDDI的网络访问模式 FDDI的MAC帧格式 FDDI的物理实现7.6 分布式队列双总线(DQDB) DQDB网络配置 DQDB网络访问模式 DQDB 报文格式7.7 局域网互连 第一层的连接其次层的连接 网桥的路由选择第八章， 广域网技术，4学时教学目的介绍了ISDN、帧中继、X.25和ATM网络。教学内容8.1 综合业务数字网(ISDN) ISDN供应的服务 ISDN的发展 ISDN信道类型 数字用户接口类型 ISDN功能组 ISDN参考点 ISDN的层次 宽带ISDN8.2 X.25协议 X.25协议的层次 X.25包交换层协议8.3 帧中继帧中继的层次结构帧中继的操作帧中继的实现8.4 异步传输模式(ATM)8.4.1 ATM的设计目标8.4.2 ATM体系结构第九章， 传输层，4学时教学目的介绍传输层地址和传输层复用功能，传输层的流量限制，传输层的连接建立和释放过程，OSI的传输协议。教学内容9.1 传输层概述9.2 传输层地址9.3 传输层复用功能9.4 牢靠传输9.5 传输层流量限制9.6 传输连接9.7 OSI传输协议 OSI传输协议的类型 OSI传输协议数据单元 OSI传输服务类型和传输服务原语9.8 传输服务用户间的通信连接第十章， OSI高层协议，2学时教学目的介绍了会话层的主要功能，会话连接中的同步点问题，表示层的主要功能，ASN.1，数据压缩，数据加密，OSI应用系统。教学内容10.1 会话层 会话层与传输层之间的交互 会话层管理 OSI会话协议数据单元 OSI会话服务10.2 表示层 翻译 加密和解密 数据压缩10.3 应用层 消息处理系统 文件传输访问和管理虚拟终端书目系统 通用管理信息协议第十一章， TCP/IP基础，7学时教学目的介绍TCP/IP协议簇和INTERNET体系结构，TCP/IP中网络层相关协议，如：IP协议、ICMP、ARP、RARP、IGMP等。教学内容11.1 TCP/IP 协议栈11.2 IP协议 IP地址 IP报文格式 IP路由选择 子网编址与子网掩码 IP的将来发展11.3 ARP协议和RARP协议11.3.1 ARP(地址解析协议) RARP：反向地址解析协议11.4 BOOTP：引导协议 BOOTP重发策略 BOOTP的分组格式 BOOTP端口号 BOOTP穿越路由器11.5 ICMP：Internet限制报文协议 ICMP报文格式和类型 ICMP地址掩码恳求与应答 ICMP时间戳恳求与应答 ICMP报文的BSD4.4实现11.6 广播和多播 广播 多播11.7 IGMP: Internet组管理协议 IGMP报文格式 IGMP协议功能第十二章， UDP、TCP和Socket网络编程，4学时教学目的介绍TCP/IP中传输层相关协议：UDP协议和TCP协议，运用Socket进行网络程序设计。教学内容12.1 UDP：用户数据报协议 UDP 报头 UDP校验和12.2 TCP： 传输限制协议 TCP供应的服务 TCP的首部 TCP连接的建立和释放 最大报文段长度 TCP的半关闭 同时关闭 TCP选项 TCP的性能 T/TCP：为事务用的TCP扩展12.3 网络程序设计Socket12.3.l 文件 I/O和网络 I/O 管套调用类型 管套地址 Socket进程通信12.4 顾客/服务员程序设计 服务员结构 TCP服务员举例第十三章， SNMP网络管理协议，（1-2学时 - 机动）教学目的介绍网络管理功能和体系结构，SNMP管理模型，管理的信息结构，管理平台。教学内容13.1 网络管理功能和体系结构13.2 SNMP协议13.2.1 SNMP管理模型 管理信息结构 对象标识符 管理信息库 MIB组13.2.6 ASN.1和BER13.3 SNMPv213.4 网络管理平台四、 考核方式：笔试（闭卷）五、 备注：无