网络通信协议课程教学大纲.doc

网络通信协议课程教学大纲教学对象：硕士研究生学时：54学分：3要求与目的：通过对本课程的学习，使学生了解计算机网络通信协议领域内研究与发展的现状与动态。该课程主要是在本科生“计算机网络”课程的基础上，就网络协议的基础理论、体系结构、性能特性、技术方法和实现细节等方面进行扩展教学。其目的是使学生更加系统、深入地学习和掌握现代计算机网络协议的相关知识，为今后从事计算机网络通信方面有关的研究和应用开发工作打下坚实基础。同时，使学生学会用科学的、系统的方法分析和解决实际问题，培养学生的探索、创新精神。主要内容：第一章 概述11 计算机网络发展历程简介l 面向终端；l 面向通信子网；l 体协结构标准化；l Internet。 12 网络分类简述l 按覆盖范围划分；l 按拓扑结构划分（集中式、分布式）；l 典型的拓扑结构（通用结构：总线型、星型、树型、环型、网状型；专用结构：网环、网格、立方体等）。13 Internet概括分析l 传统Internet设计理念；l TCP/IP模型沙漏结构的优点；l 端到端模型存在的问题；l CQS结构简介。 第二章 网络基础理论21排队论l 排队论基础（排队模型与基本参数、排队系统特征）；l Little定律及推导；l 排队系统分类（Kendall标记法）；l Markov过程及生灭过程（状态转移图、流量守恒定律）；l 排队模型（单队列多服务器结构、多个单服务器结构、多个多服务器结构）；l 典型的排队模型（M/G/1、M/D/1、M/M/1）；l 排队网络（排队资源分类、通信流的分割与合并、串联队列、Jackson定律）；l 分组交换网中的应用（网络供给负载、内部总负载、路径的平均长度、每条链路的平均队长、网络的平均时延）；l 网络通信量分布特征。22 图论l 图论的基本概念（图的定义、链路、路径、回路、生成图）；l 树的基本概念（图的生成树、阶与空度）；l 割（割端与割端集、割边集与割集、连通度）。23 网络拓扑设计方法l 基本要求l 网络拓扑设计方法l 主干网设计（网络拓扑的产生、平均时延、链路容量分配、网络拓扑修改、扰动）。第三章 网络协议的体系结构31 网络体系结构概述l 基本定义；l OSI参考模型；l OSI环境与数据流；32 OSI模型特点l 服务与协议（子系统、实体、服务及其组成、协议、原语、通道、服务访问点）；l 数据单元（协议数据单元、服务数据单元、接口数据单元）；l 服务原语（服务原语类型、服务类型、原语的空间表示法和时间表示法）；l 通信服务种类。 33 协议开发与协议工程简介l 协议设计；l 协议模型与描述；l 协议验证与分析；l 协议实现；l 协议测试。 34 TCP/IP模型与OSI模型简要对比第四章 物理层协议分析41物理信令层与媒体连接件简述42 编码技术l Manchester编码（10BASE2/5/T/F）；l 4B/5B编码（100BASE-F）；l 8B/6T编码（100BASE-T2/T4）；l 8B/10B编码（1000BASE-L/S/C）；l 8B1Q4编码（1000BASE-T）。43复用技术l 多路复用技术简述；l 时分多路复用（同步复用、异步复用、有周期复用、无周期复用）；l 多级复用。第五章 数据链路层协议分析51 数据链路层的功能与原语简介52 链路层流量控制和差错控制协议l 流量控制机制；l 差错控制机制；l 性能分析（停止等待协议、滑动窗口的ARQ协议、性能比较）。53 HDLC协议特征简要分析54 PPP协议l 组帧与封装；l 链路和网络控制协议；l 多路PPP（多类型多路PPP、实时组帧协议）。第六章 局域网协议分析61 局域网参考模型简介l 参考模型（MAC子层、LLC子层）；l IEEE802标准。62 CSMA/CD协议的问题l 争用特性及二进制指数随机退后；l 捕获效应及改进措施。63 全双工交换式以太网技术l 交换机（网桥、交换机组成结构、交换模式）；l 自协商（适应）机制（流量控制、拥塞控制）；l 802.1d协议。64 虚拟局域网技术l VLAN标识与构造方法(802.1Q)；l VLAN通信技术；l VLAN主干协议（GVRP）。65 其它QoS支持技术l 信息流优先级（802.1p）；l 链路聚合（链路聚合子层结构、链路聚合控制协议）。第七章 网络层协议分析71 网络层的功能及原语（面向连接的服务、无连接服务，服务原语）72 路由选择策略简述l 路由策略分类（静态策略、动态策略）；l 典型路由策略（泛洪法、固定路由法、随机法、查表法、孤立路由法、集中式路由法、分布式路由法、混合法等）；l 最短路径算法（Dijkstra算法、Bellman算法）。73 IP协议设计特性简述l 地址的层次化分类及其存在问题解决方法；l ARP协议的功能及原理；l ICMP协议在拥塞管理中的作用。74 Internet单播路由协议l RIP（路由表更新过程、触发更新与毒性逆转）；l OSPF（链路状态数据库、建立相邻性、协议扩散、一致性更新、多重路径、路由计算）；l BGP(路径向量、路径属性、边界协议、与IGP同步、策略路由)。75 组播路由协议l 组播地址与动态登记（IGMP、GMRP）；l 组播路由策略（泛洪、反向路径转发、剪枝、Steiner树、有核树）；l 自治域内的组播协议（DVMRP、MOSPF、PIM-DM）；l 自治域间的组播协议（PIM-SM）；76 选播（anycast）路由简介77 第三层交换技术l 报文交换方式（第三层交换机）；l 流交换方式（端系统驱动交换Fast-IP、网络中心交换NetFlow、NHRP协议）；l 标记交换（基本概念、功能组建）；l MPLS标准（MPLS网络构成、MPLS层次化结构、交换路径的建立）。第八章 运输层协议分析81 运输层的功能及原语简介82 运输层协议的分类与实现机制简述l OSI网络服务质量分类及运输协议分类l 实现机制示例。83 TCP协议特性简要分析84 TCP的通信量控制l 流量控制（基本概念、窗口大小对性能的影响、重传策略）；l 拥塞控制（基本概念、控制措施、窗口管理）。第九章 网络的QoS特性需求91 综合服务l 综合服务体系结构（ISA构建、服务模型、信息流分类方法）；l 排队规则（公平队列、处理机共享、加权公平队列）；l 拥塞管理（管制与标记、随机早期探测、加权随机早期探测，自适应随机早期探测等）；l 调度（速率整形、调度策略）；92 区分服务l 区分服务体系结构；l 服务分类；l 配子和运行；l 每一跳行为。93 资源预留l 目标和特性；l RSVP数据流；l 协议控制机制。94 实时运输协议l RTR体系结构（基本概念、数据传输机制）；l RTR控制协议。 95 网络的动态效应和健壮性简介第十章 高层协议分析101 会话层构造特性l 会话层的主要功能；l 主要构件（会话、活动、对话单元、同步点、令牌）。102表示层构造特性l 表示层的主要功能；l 主要构件（传输语法、抽象语法、表示上下文）。103应用层构造特性l 应用层的主要功能；l 主要构件（用户元素、公共应用服务元素、特殊应用服务元素）。第十一章 高层交换技术 111 高层交换技术概述（基于内容的交换与过滤） 112 网络处理器技术l 产生背景；l 体系结构；l 主要应用。预修课程：计算机网络课程教材：自我组织参考资料：1、RFC文档，/rfc.html； 2、Grenville Armitage，IP网络的服务质量，隆克平等译，机械工业出版社，2001年出版； 3、William Stallings，High-speed Networks and Internet-Performance and Quality of Service，Published by arrangement with the original publisher，Pearson Education Inc，Publishing