《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)I》教學(xué)大綱

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)I（Computer Networks I）課程代碼：3141036學(xué)分：3 學(xué)時：48 （其中：課程教學(xué)學(xué)時：36，實(shí)驗(yàn)學(xué)時：12）先修課程：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計基礎(chǔ)適用專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)技術(shù)教材：謝鈞，謝希仁編著，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程（第4版），人民郵電出版社，2014 開課學(xué)院：計算機(jī)與軟件學(xué)院一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門理論性與實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)必修課，也是本專業(yè)的主干課程之一，它建立在計算機(jī)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計基礎(chǔ)等先修課程知識的基礎(chǔ)上。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本工作原理，打下牢固

2、的網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)基礎(chǔ)，為學(xué)生以后從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作和研究奠定堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門應(yīng)用性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，本課程既培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，也培養(yǎng)學(xué)生具備一定的實(shí)踐能力。本課程重視理論與實(shí)際的結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)和后續(xù)的綜合課程設(shè)計來提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。（二）課程目標(biāo)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程主要介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、基本構(gòu)成，重點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)各層次的服務(wù)和協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)原理等。課程目標(biāo)包括知識目標(biāo)和能力目標(biāo)，具體如下：課程目標(biāo)1：掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，深入理解網(wǎng)絡(luò)的層次化概念，理解服務(wù)、協(xié)議的概念和關(guān)系；掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層次的服務(wù)和典型協(xié)議

3、，理解重要協(xié)議的工作原理，理解不同協(xié)議的聯(lián)系。課程目標(biāo)2：深入理解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的原理與方法，理解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備和IP協(xié)議的工作原理。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)用戶具體需求，規(guī)劃、設(shè)計計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使之能夠滿足具體的通信需要，提供必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并對之進(jìn)行有效分析和評價。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4、2.2和4.1。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4：系統(tǒng)掌握計算機(jī)基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識，包括計算機(jī)硬件、軟件及系統(tǒng)等方面內(nèi)容，具備理解計算機(jī)復(fù)雜工程問題的能力，能夠運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行計算機(jī)問題求解。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2：應(yīng)用計算機(jī)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，能夠根據(jù)給出的實(shí)際工程

4、案例，運(yùn)用圖表等工程方法發(fā)現(xiàn)問題、提出問題及分析問題；畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1：能夠針對計算機(jī)領(lǐng)域的問題，選擇合適的仿真實(shí)驗(yàn)或者測試方案。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3畢業(yè)要求1.4畢業(yè)要求2.2畢業(yè)要求4.1二、課程內(nèi)容及教學(xué)要求本課程教學(xué)內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層的服務(wù)，討論各層的典型協(xié)議的工作原理。本課程基本要求是：深入理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概念，理解并掌握網(wǎng)絡(luò)各層常見協(xié)議的工作原理，理解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本原理；針對常見的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施需求，能規(guī)劃、設(shè)計計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使之滿足通信和資源共享的需求，并能夠提供常見的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。第1章

5、緒論教學(xué)內(nèi)容計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分組交換技術(shù)的基本概念網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)要求了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代中的作用；了解因特網(wǎng)的發(fā)展階段；了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展情況；理解因特網(wǎng)的組成部分；理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類；理解網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)；掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)。掌握OSI七層模型和TCP/IP參考模型重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 重點(diǎn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。2. 難點(diǎn)距離尺度與傳輸技術(shù)的聯(lián)系；發(fā)送時延與帶寬；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概念；分層結(jié)構(gòu)中各層的服務(wù)及關(guān)系。第2章物理層（一）教學(xué)內(nèi)容物理層與物理層協(xié)議的基本概

6、念；數(shù)據(jù)通信的基本概念；頻帶傳輸技術(shù)；基帶傳輸技術(shù)；多路復(fù)用技術(shù)；同步光纖網(wǎng)與同步數(shù)字體系；接入技術(shù)。（二）教學(xué)要求了解各種常見有線傳輸介質(zhì)和無線頻譜；了解SDH和SONET，RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)理解物理層的基本概念和任務(wù)；理解數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識；理解信道復(fù)用技術(shù)；掌握常見的信號編碼技術(shù)；掌握信道的極限碼元傳輸速率、信息傳輸速率。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)物理層提供的服務(wù)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本模型、信道復(fù)用、信號編碼、香農(nóng)公式和恩奎斯特公式。2.難點(diǎn)傅立葉分析與傳輸速率、QAM技術(shù)。第3章數(shù)據(jù)鏈路層（一）教學(xué)內(nèi)容數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念；差錯產(chǎn)生的原因與差錯控制方法；幀管理方法；數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的演變與發(fā)

7、展；HDLC協(xié)議；PPP協(xié)議。（二）教學(xué)要求了解數(shù)據(jù)鏈層的三個基本問題；理解數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念和服務(wù)；理解點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP工作原理；理解HDLC協(xié)議工作原理；掌握錯誤檢測和糾正的基本原理；掌握ARQ、連續(xù)ARQ、選擇重傳ARQ協(xié)議的工作原理。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)、流量控制機(jī)制、錯誤控制機(jī)制2.難點(diǎn)滑動窗口原理、連續(xù)ARQ、選擇重傳ARQ第4章介質(zhì)訪問控制子層（一）教學(xué)內(nèi)容局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與演變；Ethernet基本工作原理；交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù)；高速Ethernet的研究與發(fā)展；局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋；無線局域網(wǎng)。（二）教學(xué)要求理解局域網(wǎng)的基本概念和特性；理解以太網(wǎng)的擴(kuò)

8、展技術(shù)；理解高速以太網(wǎng)；掌握無線局域網(wǎng)的特殊問題；掌握傳統(tǒng)以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理；掌握虛擬局域網(wǎng)；掌握以太網(wǎng)的MAC層；掌握無線局域網(wǎng)MAC協(xié)議。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn) 1.重點(diǎn)以太網(wǎng)MAC層、無線局域網(wǎng)MAC層。 2.難點(diǎn)CSMA/CA、早期退避機(jī)制。第5章網(wǎng)絡(luò)層（一）教學(xué)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)層基本概念；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與IP協(xié)議；IPv4協(xié)議的基本內(nèi)容；IPv4地址；路由選擇算法與分組交付；Internet控制報文協(xié)議；IP多播與IGMP協(xié)議；地址解析協(xié)議；IPv6協(xié)議。（二）教學(xué)要求了解因特網(wǎng)組中的多播：多播地址、多播路由選擇；了解虛擬專用網(wǎng)VPN和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT；了解IPv6：IPv6特點(diǎn)、IPv6地址

9、；理解網(wǎng)絡(luò)層的概念和服務(wù)；理解路由的概念和原理；理解因特網(wǎng)控制報文協(xié)議ICMP；掌握因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議：內(nèi)部路由協(xié)議RIP和OSPF、外部路由協(xié)議BGP；掌握網(wǎng)際協(xié)議IP：IP分組、IP地址；掌握ARP協(xié)議和RARP協(xié)議；掌握子網(wǎng)劃分和構(gòu)造超網(wǎng)技術(shù)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)IP協(xié)議、路由器的作用和工作原理、IP分組的分片2.難點(diǎn)路由協(xié)議。第6章傳輸層（一）教學(xué)內(nèi)容傳輸層與傳輸層協(xié)議；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP；傳輸控制協(xié)議TCP。（二）教學(xué)要求理解運(yùn)輸層協(xié)議的基本概念；理解用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP：UDP報文、UDP校驗(yàn)；掌握傳輸控制協(xié)議TCP：TCP段、TCP連接管理、TCP可靠傳輸、TCP流量控制

10、和擁塞控制。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)運(yùn)輸層提供的服務(wù)、UDP、TCP。2.難點(diǎn)TCP擁塞控制。第7章應(yīng)用層（一）教學(xué)內(nèi)容Internet應(yīng)用與應(yīng)用層協(xié)議的分類；域名系統(tǒng)；遠(yuǎn)程登錄服務(wù)與TELNET協(xié)議；電子郵件服務(wù)與SMTP協(xié)議；Web與基于Web的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；主機(jī)配置與動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議；文件傳輸協(xié)議。（二）教學(xué)要求理解網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型：客戶/服務(wù)器模型、P2P模型；掌握域名系統(tǒng)DNS：層次域名空間、域名服務(wù)器、域名解析過程；掌握文件傳輸協(xié)議FTP：FTP協(xié)議的工作原理、控制連接與數(shù)據(jù)連接；掌握電子郵件：電子郵件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、電子郵件格式與MIME、SMTP協(xié)議與POP3協(xié)議；掌握萬維網(wǎng)WWW：W

11、WW的概念與組成結(jié)構(gòu)、HTTP協(xié)議。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)HTTP、電子郵件、DNS、FTP。2.難點(diǎn)DNS查詢機(jī)制、WEB體系結(jié)構(gòu)。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時類型要求支撐的課程目標(biāo)1常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)1、32常用網(wǎng)絡(luò)命令實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)1、33交換機(jī)配置實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)1、34VLAN配置實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)1、35靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)2設(shè)計性必做課程目標(biāo)1、2、36動態(tài)路由實(shí)驗(yàn)2設(shè)計性必做課程目標(biāo)1、2、37TCP傳輸機(jī)制分析2綜合性必做課程目標(biāo)1、3實(shí)驗(yàn)1：常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笳J(rèn)識網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、雙絞線及其

12、附件等。了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的概念。了解網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成。掌握雙絞線電纜的連接制作方法掌握簡單的對等式局域網(wǎng)的應(yīng)用。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容觀察、認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；制作雙絞線和水晶頭；連接組建簡單的局域網(wǎng)；測試網(wǎng)絡(luò)連通性。3. 重難點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。實(shí)驗(yàn)2：常用網(wǎng)絡(luò)命令實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笳莆粘Ｓ玫木W(wǎng)絡(luò)命令；熟悉常見命令格式和執(zhí)行結(jié)果。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容ipconfig查看本地網(wǎng)絡(luò)配置；ping 測試網(wǎng)絡(luò)連通性；netstat 查看網(wǎng)絡(luò)連接信息；route 查看路由信息；arp 查看arp信息；tracert 跟蹤路由；nslookup 域名查找。3. 重難點(diǎn)Ipconfig命令、ping命令。實(shí)驗(yàn)3：交換機(jī)配

13、置實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?）掌握模擬器軟件的使用。2）熟悉交換機(jī)基本配置環(huán)境和配置模式。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）配置模式下，修改交換機(jī)名稱、查看當(dāng)前活動的交換機(jī)配置文件。2）查看交換機(jī)接口的統(tǒng)計和狀態(tài)信息。3）查看系統(tǒng)硬件的配置情況、引導(dǎo)鏡像等。4）配置主機(jī)名稱和控制端密碼。5）查看mac 地址表。3. 重難點(diǎn)模擬器軟件的操作。實(shí)驗(yàn)4. VLAN配置1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?）掌握交換機(jī)vlan 的基本操作；2）熟悉多交換機(jī)環(huán)境下組網(wǎng)的步驟。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）在模擬器中搭建好實(shí)驗(yàn)拓?fù)洵h(huán)境；2）交換機(jī)vlan端口的劃分和配置；3）交換機(jī)端口trunk 屬性的配置。3. 重難點(diǎn)1）VLAN的建立；

14、2）交換機(jī)端口的配置。實(shí)驗(yàn)5. 靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?）掌握路由器靜態(tài)路由配置的方法；2）熟練掌握靜態(tài)路由協(xié)議的使用。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）在模擬器中搭建好實(shí)驗(yàn)拓?fù)洵h(huán)境；2）配置每個路由器的端口參數(shù)；3）配置每個路由器的路由表。3. 重難點(diǎn)1）路由器的端口配置；2）靜態(tài)路由表的配置。實(shí)驗(yàn)6. 動態(tài)路由實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?）掌握動態(tài)路由協(xié)議的原理；2）掌握動態(tài)路由協(xié)議的基本配置。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）用模擬器制作網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?）配置每個路由器的端口參數(shù)；3）動態(tài)路由配置。3. 重難點(diǎn)路由器動態(tài)路由配置方法。實(shí)驗(yàn)7. TCP傳輸機(jī)制分析1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?) 進(jìn)一步深入理解TCP

15、工作原理；2）掌握數(shù)據(jù)包捕獲工具的操作；3）用數(shù)據(jù)包捕獲工具分析TCP傳輸過程。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）捕獲并分析TCP三次握手中的報文段；2）捕獲并分析TCP連接釋放中的報文段；3）捕獲并分析TCP報文段及該報文的確認(rèn)段；4）捕獲并分析TCP連接超時重傳所發(fā)送的報文段。3. 重難點(diǎn)TCP三次握手報文段分析。注：本課程為專業(yè)課，授課對象為大三學(xué)生，實(shí)驗(yàn)類型主要包括驗(yàn)證性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，均需要提交實(shí)驗(yàn)報告，實(shí)驗(yàn)報告主要包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和?nèi)容，數(shù)據(jù)的分析以及思考題的回答。實(shí)驗(yàn)評價內(nèi)容和評分細(xì)則參見附錄1。四、學(xué)時分配及教學(xué)方法章教學(xué)形式及學(xué)時分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程實(shí)踐小計

16、第一章緒論44講授、案例、演示、討論課程目標(biāo)1第二章物理層66講授、演示、自學(xué)、課程目標(biāo)1第三章數(shù)據(jù)鏈路層426講授、討論、自學(xué)課程目標(biāo)1、3第四章介質(zhì)訪問控制子層6410講授、演示、自學(xué)課程目標(biāo)1、3第五章網(wǎng)絡(luò)層6410講授、演示、自學(xué)課程目標(biāo)1-3第六章傳輸層628講授、討論課程目標(biāo)1、3第七章應(yīng)用層44講授、討論課程目標(biāo)1、3合計361248注：1.課程實(shí)踐學(xué)時按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格； 2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項(xiàng)目、案例等教學(xué)方法）等。五、課程考核課程考核方式包括期末考試、作業(yè)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、出勤?？己诵问娇己艘罂己藱?quán)重備注平時作業(yè)課后完成

17、1520個習(xí)題，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握度，計算全部作業(yè)的平均成績再按10%計入總成績。10%根據(jù)平時作業(yè)得分取平均值或結(jié)合平時測試情況上機(jī)實(shí)驗(yàn)完成5個實(shí)驗(yàn)，主要訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力，最后按10%計入課程總成績。10%評分細(xì)則見附錄1出勤情況點(diǎn)名5次以上，最后按10%計入課程總成績。10%期末考試試卷題型包括填空題、選擇題、問答題、分析題和計算題5大類，以卷面成績的70%計入課程總成績。其中考核計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用基礎(chǔ)知識及應(yīng)用能力的題占90%；考核能針對個人或職業(yè)發(fā)展的需求，采用合適的方法，自主學(xué)習(xí)，適應(yīng)發(fā)展占比10%。70%期末考試采用閉卷

18、筆試。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料1. Andrew s.tanenbaum;david j.wetherall(著) ，嚴(yán)偉，潘愛民(譯)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第五版），清華大學(xué)出版社，2012.03。 2. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第3版），吳功宜，清華大學(xué)出版社，2013年1月七、大綱說明1. 主要采用多媒體教學(xué)手段，主要知識點(diǎn)板書與多媒體相結(jié)合，多種教學(xué)手段綜合運(yùn)用。2. 課后共需完成近20道習(xí)題作業(yè)，以評價學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解和應(yīng)用情況。建議利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺自學(xué)相關(guān)內(nèi)容。附錄1：實(shí)驗(yàn)考核方式及評分細(xì)則本實(shí)驗(yàn)以考查為主，考核的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)過程的表現(xiàn)（其中包含分析與解決問題的能力）、實(shí)驗(yàn)報告的質(zhì)量等。分析與解決問題的能力采用提問和現(xiàn)場操作的方式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)成績中出勤、預(yù)習(xí)占10%，實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)占60、實(shí)驗(yàn)報告及思考題占30。成績組成考核/評價環(huán)節(jié)分