2009-10《计算机网络》教学大纲

1、计算机网络教学大纲课程编码：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，高等教育出版社主要参考书：1. Computer Networks（第4版），Andrew S. Tanebaum，2004。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，2

2、002。4. TCP/IP详解（卷3：TCP事物协议、HTTP、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，2001。5. 计算机网络（第二版），国家“十五”规划教材，面向21 世纪课程教材，冯博琴等主编，高等教育出版社，2004。6. 信息安全原理及应用，阙喜戎等编著，21世纪大学本科计算机专业系列教材，清华大学出版社，2003。7. IPv6精髓，Silvia Hangen著，技桥译，清华大学出版社，2004。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

3、术。该课程为学生进一步深入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，学生应熟悉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，并深入了解数据通信基础，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网络程序设计等知识点。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安全、数据压缩的基本原理，以及进行简单网络程序设计的

4、能力。二、 教学基本要求 本课程对知识点的教学要求大体上分为三个档次，基本了解，理解和掌握。要求学生掌握的知识点有：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，错误检测和纠正技术等；要求学生掌握深入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，局域网协议并重点掌握以太网协议，广域网协议，传输层协议，TCP/IP协议等；要求学生了解的知识点有：OSI高层协议，SNMP网络管理协议，一些网络新技术象IPV6等。需要学生掌握的知识点，要求学生能够全面理解和记忆；需要学生理解的知识点，要求学生能够深入理

5、解，并能够灵活地应用；需要学生了解的知识点，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、 各章节内容及学时分配本课程设置为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1.4.1 全连接形拓扑1.4.2 星形拓扑1.4.3 树形拓扑1.4.4 总线形拓扑1.4.5 环形拓扑1.4.6 混合形拓扑1.4.7 网络类型1.5 计算机网络性能第二章， 计算

6、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2.1.1 网络分层体系结构2.1.2 分层的原则和目标2.2 ISO OSI/RM2.3 通信方式与服务2.3.1 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 面向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，错误检测和纠正技术，传输介质类型。教学内容3.1 数据通信系统3.1

7、.1 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 错误检测和纠正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3.7.2 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

8、、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控制，以BSC为例介绍了面向字符的数据链路层通信协议，以HDLC为例介绍了面向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 流量控制与差错控制5.3.1 停止等待协议5.3.2 滑动窗口协议5.4 信道的利用率与最佳帧长5.5 面向字符的数据链路层通信

9、协议5.5.1 BSC中的控制字符5.5.2 BSC协议帧5.5.3 数据透明性5.6 面向比特的数据链路层通信协议5.6.1 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-帧的使用方式5.6.4 U-帧的种类及意义5.6.5 HDLC协议通信实例5.6.6 其他面向比特的数据链路控制协议第六章， 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控制。教学内容6.1 网络层概述6.2 传统交换方式6.2.1 电路交换6.2.2 报文交换6.2.3 分组交换6.3 OSI网络层定义的

10、服务6.4 包交换网络中包的传输6.5 路由选择策略6.5.1 路由选择的基本要求6.5.2 路由选择策略6.6 拥塞控制和流量控制6.6.1 拥塞控制6.6.2 流量控制6.7 网络互连6.7.1 网络互连概述6.7.2 重发器6.7.3 网桥6.7.4 路由器6.7.5 网关6.8 路由算法6.8.1 距离向量路由6.8.2 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7.1.1 IEEE局域网标准7.1.2

11、IEEE局域网参考模型7.1.3 逻辑链路控制LLC7.2 以太网7.2.1以太网的物理地址和电气规范7.2.2以太网访问模式:CSMA/CD7.2.3以太网MAC帧格式7.2.4以太网种类(或物理规范)7.3 令牌环网7.3.1令牌环网的物理地址和电气规范7.3.2令牌环网访问模式:令牌传递7.3.3 令牌环网MAC帧格式7.3.4 站点的优先级和预留功能7.3.5 环维护7.3.6 令牌环的物理实现7.4 令牌总线网7.4.1令牌总线网工作原理7.4.2 令牌总线MAC帧格式7.4.3 令牌总线中的控制帧7.4.4 移去站点和添加站点7.4.5 令牌帧丢失处理7.4.6 逻辑环初始化7.4

12、.7 帧的优先级7.5 FDDI7.5.1 FDDI的电气规范7.5.2 FDDI的网络访问模式7.5.3 FDDI的MAC帧格式7.5.4 FDDI的物理实现7.6 分布式队列双总线(DQDB)7.6.1 DQDB网络配置7.6.2 DQDB网络访问模式7.6.3 DQDB 报文格式7.7 局域网互连7.7.1 第一层的连接7.7.2第二层的连接7.7.3 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)8.1.1 ISDN提供的服务8.1.2 ISDN的发展8.1.3 ISDN信道类型8.1.4 数字

13、用户接口类型8.1.5 ISDN功能组8.1.6 ISDN参考点8.1.7 ISDN的层次8.1.8 宽带ISDN8.2 X.25协议8.2.1 X.25协议的层次8.2.2 X.25包交换层协议8.3 帧中继8.3.1帧中继的层次结构8.3.2帧中继的操作8.3.3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，传输层的流量控制，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 可靠传输9.5 传输层流量控制9.

14、6 传输连接9.7 OSI传输协议9.7.1 OSI传输协议的类型9.7.2 OSI传输协议数据单元9.7.3 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10.1.1 会话层与传输层之间的交互10.1.2 会话层管理10.1.3 OSI会话协议数据单元10.1.4 OSI会话服务10.2 表示层10.2.1 翻译10.2.2 加密和解密10.2.3 数据压缩10.3 应用层10.3.1 消息处理系

15、统10.3.2 文件传输访问和管理10.3.3虚拟终端10.3.4目录系统10.3.5 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11.2.1 IP地址11.2.2 IP报文格式11.2.3 IP路由选择11.2.4 子网编址与子网掩码11.2.5 IP的未来发展11.3 ARP协议和RARP协议11.3.1 ARP(地址解析协议)11.3.2 RARP：反向地址解析协议11.4 BOOT

16、P：引导协议11.4.1 BOOTP重发策略11.4.2 BOOTP的分组格式11.4.3 BOOTP端口号11.4.4 BOOTP穿越路由器11.5 ICMP：Internet控制报文协议11.5.1 ICMP报文格式和类型11.5.2 ICMP地址掩码请求与应答11.5.3 ICMP时间戳请求与应答11.5.4 ICMP报文的BSD4.4实现11.6 广播和多播11.6.1 广播11.6.2 多播11.7 IGMP: Internet组管理协议11.7.1 IGMP报文格式11.7.2 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

17、相关协议：UDP协议和TCP协议，使用Socket进行网络程序设计。教学内容12.1 UDP：用户数据报协议12.1.1 UDP 报头12.1.2 UDP校验和12.2 TCP： 传输控制协议12.2.1 TCP提供的服务12.2.2 TCP的首部12.2.3 TCP连接的建立和释放12.2.4 最大报文段长度12.2.5 TCP的半关闭12.2.6 同时关闭12.2.7 TCP选项12.2.8 TCP的性能12.2.9 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/O12.3.2 管套调用类型12.3.3 管套地址12.3.4 Socket进