网络程序设计——教学大纲.doc

网络程序设计课程教学大纲课程代码 课程名称网络程序设计 课程基本情况1、学分：2.5 学时：48（理论学时：32 实验学时：16）2、课程性质：专业必修课3、适用专业：网络工程4、适用对象：本科5、先修课程：计算机语言（C）、操作系统、计算机网络原理6、教材与参考书目：Windows网络程序设计, 夏靖波等编，西安电子科技大学出版社，2007网络程序设计教程，吴礼发编，北京希望电子出版社，2002TCP/IP协议详解卷一：协议，W.Richard Stevens，Addison Wesley/PearsonTCP/IP协议详解卷二：实现，W.Richard Stevens，Addison Wesley/PearsonTCP/IP协议详解卷三：事务协议，W.Richard Stevens，Addison Wesley/Pearson7、考核方式：考试，平时成绩30% ，期终考试70%。8、教学环境：课堂、多媒体，实验室课程教学目的介绍了网络编程的基本概念、基本知识和编程技术，主要内容包括TCP/IP网络基础知识、基于Socket 基础、流式Socket编程、数据报socket编程，多进程、多线程网络服务编写，以及基于pcap的直接网络编程等。通过课程教学，使学生掌握了解如何利用常用网络协议进行网络程序设计，以加深学生对网络原理、网络配置的理解，并提高学生的程序设计能力和网络应用能力。课程内容、学时分配及教学基本要求课程内容、学时分配及教学基本要求课程内容、学时分配及教学基本要求课程内容、学时分配及教学基本要求本课程的内容具体安排如下：第1章 绪论（4学时）1.1 概述（理解）1.2 网络服务（理解）1.2.1 运输层服务（理解）1.2.2 数据链路层服务1.3 网络应用编程接口1.3.1 Berkeley Socket接口（理解）1.3.3 WinSock（理解）1.3.4 可视化编程环境下的网络控件1.3.5 其他网络编程接口1.4 网络编程模式（理解）1.5 网络编程要考虑的问题（理解）1.5.1 并发环境下的网络编程1.5.2 异构环境下的网络编程1.5.3 阻塞与非阻塞通信1.5.4 服务类型的选择1.5.5 差错处理重点：网络编程概念及Socket的理解难点：网络编程需要考虑的问题第2章 Socket编程API简介（6+2学时）2.l 概述（理解）2.2 端口和接口（理解）2.3 基本数据结构（掌握）2.3.1 IPv4接口地址结构2.3.2 IPV6接口地址结构2.3.3 通用接口地址结构2.4 基本接口函数（掌握）2.4.1 socket函数2.4.2 bind函数2.4.3 connect函数2.4.4 listen函数2.4.5 accept函数2.4.6 getsockname函数2.4.7 getpeername函数2.4.8 shutdown函数2.4.9 close函数2.5 接口IO函数2.6 接口选项函数2.6.1 接口选项函数2.6.2 ioctl函数和fcntl函数2.7 字节排序函数（掌握）2.8 字节操纵函数（掌握）2.9 地址转换函数（掌握）2.10 网络信息查询函数（掌握）2.10.1 gethostbyname函数2.10.2 gethostbyaddr函数2.10.3 gethostname函数2.10.4 getservbyname函数2.10.5 getservbyport函数重点：Socket基本函数难点：基本数据结构、IO选项第3章 TCP接口编程（4+4学时）3.1 概述（理解）3.2 TCP协议机制（理解）3.2.1 TCP连接的建立和终止3.2.2 TCP的有限状态机3.2.3 TIME_WAIT状态3.2.4 TCP的数据输出过程3.3 基本TCP接口编程（掌握）3.3.1 TCP接口编程模式3.3.2 实例3.3.3 使用netstat观察TCP连接状态3.3.4 非阻塞方式下的客户一服务器程序3.3.5 发送数据大小的选择3.3.6 重要选项的设置3.4 异常情况的处理（理解）3.4.1 异常连接的处理3.4.2 服务器的异常终止3.5 TCP带外数据（了解）3.5.1 带外数据的基本原理3.5.2 带外数据的接口编程3.6 异种平台间的数据交换（理解）重点：TCP接口编程难点：TCP协议机制、异常情况处理第4章UDP接口编程（4+2学时）4.1 概述（理解）4.1.1 UDP协议概述4.1.2 UDP的数据输出过程4.2 基本UDP接口编程（掌握）4.2.1 UDP编程模式4.2.2 实例4.2.3 测试UDP的不可靠性4.2.4 调用connect()的UDP应用4.2.5 recvfrom的超时问题4.2.6 数据报的截断4.3 广播和多播（理解）4.3.1 广播4.3.2 广播地址4.3.3 广播例程4.3.4 多播4.3.5 多播例程4.4 比较TCP和UDP（理解）重点：UDP接口编程难点：recvfrom的超时问题第5章 网络服务器的设计模式（4+4学时）5.1 概述5.2 网络服务器的设计模式（理解）5.2.1 串行服务器5.2.2 并发服务器5.2 多进程环境下的网络编程（掌握）5.2.1 进程的基本概念5.2.2 多进程下的网络编程5.2.2 多进程下的网络编程5.3 多线程环境下的应用程序设计（掌握）5.3.1 线程的基本概念5.3.2 线程的基本编程接口5.3.3 多线程程序设计重点：多进程环境下的网络编程难点：多进程环境下的网络编程第6章 数据链路层的网络编程（6+4学时）6.1 概述（理解）6.2 WinPcap编程（理解）6.3 Pcap接口函数简介（理解）6.4 Pcap捕获数据包程序的编写（掌握）6.4.1 数据包捕获编写方法6.4.2 实例6.5 Pcap流量发送程序的编写（掌握）6.5.1 单个包的发送6.5.2 基于队列的发送6.5.3 实例6.6 基于WinPcap的Packet32程序设计（掌握）6.6.1 Packet32函数简介6.6.2 实例重点：基于Pcap数据的数据包捕获和发生难点：基于Pcap数据的数据包捕获和发生第7章 Windows环境下的网络程序设计（4学时）7.l 概述（了解）7.2 Winsock与Berkeley接口API的区别（了解）7.2.1 接口数据类型7.2.2 错误代码7.2.3 指针7.2.4 重命名的函数7.2.5 阻塞与非阻塞模式的选择7.2.6 WinSock支持的最大接口数目7.2.7 头文件7.2.8 原始接口7.3 Windows接口API对Berkeley接口API的扩展（了解）7.3.1基本的扩展函数7.3.2 Winsockc2中扩展的API函数7.4 基于WinSock API的网络编程7.4.1基于类的网络程序设计7.4.2基于控件的网络程序设计重点：Winsock与Berkeley接口API的区别难点：原始接口课内实验序号实验名称实验学时每组人数实验性质开出要求1WinSock基础21验证必做2TCP流式网络通信41验证必做3UDP数据报式网络通信21验证必做4多进程网络服务实现21验证必做5多线程网络服务实现21验证必做6PCap网络数据捕包21验证必做7PCap网络流量发生21验证必做注： 如果有实验条件，做实验4、5，实验学时各2个，如果没有实验条件，则做实验5，实验学时为4个学时。实验内容序号内容提要实验一1、 学会WinSock函数的装载和卸载。2、 编制程序，实现网卡、IP地址、协议等信息获取。3、 验证和掌握gethostname、gethostbyname、地址转换等简单函数的使用。实验二1、 编制console型的程序2、 用socket实现TCP流式通信3、 分别编写客户端和服务器，服务器实现监听4、 客户端发起通信，实现一句话的传送，比如“How are you”。5、 服务端接收后在屏幕显示接收内容，并同时对此作出回复，比如“Yes”6、 客户端收到回复后，也在屏幕显示回复内容。实验三1、 编制console型的程序2、 用socket实现UDP数据报通信3、 分别编写客户端和服务器，服务器实现监听。4、 客户端发起通信，实现一句话的传送，比如“How are you”。5、 服务端接收后在屏幕显示接收内容，并同时对此作出回复，比如“Yes”6、 客户端收到回复后，也在屏幕显示回复内容。实验四1、 学习Fork函数，学会多进程编程2、 用多进程改进实验2，实现并发的TCP服务器实验五1、 学习多线程编程2、 用多线改进