大三上课件汇总计算机网络大纲

1、“计算机网络”课程名称：计算机网络课程：2050495开课院系：计算机与通信课程类别：专业必修适用专业：计算机科学与技术课内总学时：64学分：4实验学时：16设计学时：0上机学时：0计算机系先修课程：大学计算机基础、程序设计基础、操作系统课程 执笔：审阅：，一、课程目标1本课程支撑的毕业要求（能力培养要求）指标点 3-1成需求分析。指标点 4-1指标点 5-3能进行计算问题调研并明确相关约束条件，针对计算机软硬件系统完能根据特定需求，完成实验/测试方案的选择与设计。能针对复杂系统研发需求，合理选择恰当的方法、技术、工具与信息资源，搭建有效的开发环境。2本课程拟达到的教学目标通过学习该门课程，使

2、学生掌握从整体上分析计算机网络的方法，掌握网络相关的系统和应用的分析与设计方法。具体来说，主要教学目标包括：（1）理解计算机网络体系结构的概念和分层，掌握网络互联的基本原理、各层典型协议的工作原理与协议之间的关系，掌握计算机网络系统分析、设计的基本方法，自行设计多种联网方式。理解连接与无连接下计算机之间消息传输的基本原理和适用场合，能用于计算机网络应用程序设计，能够使用基本网络工具，进行简单网络互联实验，完成静态和动态路由配置等。能针对计算机网络原理、设计方法与实现技术方面的特定问题进行分析。3课程教学目标-毕业要求关系表课程教学目标-毕业要求关系表见表 1。表 1 课程教学目标-毕业要求关系

3、表（1）通过课程目标 1，学生能够理解计算机网络体系结构的概念和分层，掌握网络互联的基本原理、各层典型协议的工作原理与协议之间的关系，掌握计算机网络系统分析、设计的基本方法，自行设计多种联网方式，从而具有“能根据特定需 求，完成实验/测试方案的选择与设计”的相应能力（指标点 4-1）。（2）通过课程目标 2，学生能够理解连接与无连接下计算机之间消息传输的基本原理和适用场合，能用于计算机网络应用程序设计，能够使用基本网络工具，进行简毕业要求课程目标指标点 2-4指标点 3-1指标点 5-3目标 1目标 2目标 3单网络互联实验，完成静态和动态路由配置等，从而具有“能针对复杂系统研发需 求，合理选

4、择恰当的方法、技术、工具与信息资源，搭建有效的开发环境”的一定能力（指标点 5-3）。（3）通过课程目标 3，学生能够针对计算机网络原理、设计方法与实现技术方面的特定问题进行分析，从而具有“能进行计算问题调研并明确相关约束条件，针对计算机软硬件系统完成需求分析”的一定能力（指标点 3-1）。二、课程教学基本要求与教学方法1课程重点计算机网络的体系结构和五层模型、各层的基本功能。点对点链路和广播式链路的区别，PPP 协议基本概念，局域网的基础知识和以太网的工作原理，CSMA/CD 方法，MAC地址网桥/交换机的长前缀匹配原则。习原理。网络互联的，网络层地址，IP 协议和路由原理，最层面向连接和无

5、连接两种模式的复用和分用，可靠传输原理，TCP协议，拥塞控制。DNS 和 HTTP 协议，套接字编程的方法。2课程难点各层地址概念、最长前缀匹配原则、网络互联的概念、交换机网桥的路由原理，ARP 协议，套接字编程的方法。习原理、三、课程教学内容与学时（一）课堂教学（48 学时）（一） 课堂教学（48 学时）计算机网络五个层次（物理层、链路层、网络层、层、应用层）的基本原理、主要协议和算法及其相互关系计算机网络课程的知识体系。主要围绕计算机网络的五个层次进行课堂教学，实例选择以 TCP/IP 协议族为主，适当介绍其他协议族中的重要设计。计算机网络概述（6 学时）理解计算机网络、互联网的概念，了解

6、因特网是互联网的实例。通过了解因特网的组成，理解计算机网络的硬件组成，理解主机和路由器在互联网中的不同作用，理解因特网的部分和边缘部分不同的功能。从计算机网络技术的发展出发，理解分组交换网传输计算机数据的优势，理解网络互联的原则，了解 ISP 及因特网的结构。通过对比分组交换和电路交换，深入理解面向连接和无连接两种服务的特点。理解计算机网络的分类方法，理解个人区域网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）的含义，能运用于生活中网络类别的划分。了解计算机网络的性能和非性能指标，掌握重要的性能指标速率、带宽、吞吐量和时延（delay）等，能运用到网络的性能分析中。通过类比或

7、举例的方式，使学生深入理解计算机网络的体系结构，理解物理层、数据链路层、网络层、层和应用层的功能。理解服务，协议，接口的概念，深入理解在数据传送过的封装和解封。1.7 明确课程学习要达到的目标以及能力要求物理层（2 学时）理解物理层的四个特性：机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。了解数据通信的基础知识，如信道、单工、半双工、全双工、编码的作用，了（Nyquist）准则和（Shannon）公式的意义等。了解常用传输介质（media）的特点。通过学习主要的信道复用技术，理解复用和分用的概念，。链路层（10 学时）掌握链路层的三个基本问题：封装成帧，透明传输和差错检测，并能运用到具体链路层协议的

8、分析中。理解点对点信道的主要特点，能结合 PPP 的基本设计需求体会网络设计中考虑的各种，理解PPP 协议的主要组成部分，了解 PPP 协议的状态变化。3.3 通过了解 IEEE 将局域网的数据链路层划分为逻辑链路控制（LLC）和介质控制（MAC）两个子层来加深理解网络体系结构中的服务被服务关系。理解介质控制方法，能理解受控和随机的区别，了解 ALOHA，Token Ring，Token Bus，CSMA/CD等介质 控制方法，能比较分析不同方法的特点和适用性。3.4 深入理解以太网的基本工作原理，理解 CSMA/CD 方法在以太网中的作用和扩展。理解 MAC 地址的含义，理解单播、广播、多播

9、的概念。掌握以太网帧格式，并能应用于协议分析中。3.5 理解使用集线器和网桥/交换机对以太网扩展的方法，理解域和广播域的概念，掌握网桥/交换机的习原理，能分析网桥/交换机的转形成过程和帧转发过程。了解 VLAN 的概念，了解高速以太网和以太网的发展趋势。3.6 了解 802.11 无线局域网中的主要网络元素，从无线通信和有线通信的区别为出发点，通过了解无线通信中RTS/CTS 对信道进行预约的技术。4网络层（12 学时）站和隐藏站，深入理解 CSMA/CA，理解使用理解网络层和网络互联的基本概念。了解虚电路和数据报是两种不同的网络层服务。理解因特网网络层的转发和路由两个基本功能，能分析一个网络

10、层协议支持哪种基本功能。掌握 IPv4 协议的基本内容，深入理解 IP 地址和子网（Subnet）的概念，并能应用于网络的分析和设计；掌握ernet 校验和的计算方法；深入理解路由的概念，掌握无类域间路由（CIDR）的基本原理，理解前缀的概念和最长前缀匹配原则的应用，能用于分析主机和路由器的路由表。理解 ICMP 协议的位置和作用，理解主要的 ICMP 包类型和功能，能使用 ICMP 相关命令用于具体网络的分析和调试。理解 MAC 地址和 IP 地址的不同作用和关系，理解 ARP 协议的必要性和适用场合。理解不同的路由类型，了解自治系统和 IGP/EGP 的概念，理解因特网中分层的路由选择策略

11、。掌握距离向量和链路状态路由算法的主要思路和特点，能分析一个具体路由选择协议主要使用了哪种算法。掌握 RIP 协议的基本工作原理，理解 OSPF 的主要内容，了解BGP 协议的工作思路。理解 IPv6 协议的主要特征，理解 IPv6 协议设计时考虑的主要问题；理解 IPv6的首部格式，了解 IPv6 的地址方案，理解常用的地址类型，并能用于分析和设计实际的 IPv6 网络。理解 IPv4 到 IPv6 过渡的基本方法。理解多播和多播 IP 地址的概念，了解 IGMP 协议和多播路由选择协议的基本思路。5层（10 学时）5.1 理解层的基本概念，理解面向连接和无连接的复用和分用。5.2 理解在网

12、络中标识进程的方法，理解端的概念和端只具有本地意义的含义。理解因特网中熟知端的意义。理解用户数据报协议 UDP 协议的基本内容和主要特点，并能在网络程序设计过考虑这些特点，合理的运用。理解可靠传输的概念，理解可靠传输协议和不可靠的信道间的关系，通过对停止等待协议，Go-Back-N，Selective Repeat 等可靠传输协议的分析，掌握序号、定时器、接受方反馈、差错检测和滑动窗口等可靠传输机制，能用于协议可靠性的分析和设计。掌握 TCP 协议的基本工作原理，理解字节流的概念，掌握 TCP 段首部中重要字段顺序号、确认号、窗口、端的含义，并理解其他字段的含义；了解 TCP 定时器的设置方法

13、；能分析 TCP 可靠传输的实现方法；理解 TCP 流量控制和拥塞控制方法；掌握TCP 的连接管理主要内容。应用层（7 学时）理解应用层的基本概念，掌握 C nt/Server 和P2P 两种网络应用模式的特点。掌握 DNS 协议的基本工作原理。理解 Web 应用和 HTTP 协议的关系，掌握 HTTP 的基本工作原理。6.4 理解动态主机配置（DHCP）、终端服务（NET）、文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP、POP、IMAP）、网络管理（SNMP）等网络应用和协议的主要内容。掌握应用层协议的分析方法，能体会根据网络应用的需求进行设计的需要考虑。了解主流 P2P 应用的工作机制，如 Bi

14、ttorrent，能体会其中的设计原则。理解套接字（Socket）的概念，掌握运用面向连接的流式套接字和无连接的数据报套接字进行网络程序设计的基本方法，掌握常用的套接字 API，能运用倒实际的程序设计中。总结（1 学时）从整体上理解计算机网络的设计目标、各层功能及其相互关系、概念抽象、实现技术，形成计算机网络的整体观，并能从发展的眼光看问题能从总体目标和应用环境对计算机网络的需求出发，将计算机网络基本原理、典型设计方法与实现技术以及计算机网络设计中考虑的各种机网络的分析、设计与实现综合运用于具体计算（二）实验（上机、设计）教学（16 学时）1实验目的通过使用计算机网络基本调试命令，配置路由器和

15、交换机，利用协议分析网络协议，及网络应用程序设计，使学生加深理解计算机网络原理和方法，进而达到能独立计算机网络的分析、设计2实验内容（1）基本网络工具的使用 熟悉常用网络命令 ipconfig，地址和静态路由，使用协议的能力。，tracert，route add/delete/pr等，配置主机的 IP，捕获数据报，分析主要协议数据的字段。理解不同操作在主机中产生的作用，并能通过测试验证结果。（3）简单网络互联实验进行两个网络互联，使用一台路由器和两台主机（可使用若干以太网交换机）构造两个以太网互联的互联网，设计接口的 IP 地址，进行 IP 地址和网关（缺省路由）的配置，使在两个网络中的主机可

16、以互相。加深理解 IP 地址、缺省路由、ARP 协议。使用协议分析实验数据，给出配置和验证过程的描述。（4）静态和动态路由配置三个以上网络的互联，自行设计联网方式和 IP 地址。手工配置 IP 地址和路由，使所构造网络中任意两台计算机都能互相，加深对IP 地址、路由、网络互联概念的理解。给出配置和验证过程的描述。分别使用 RIP 和 OSPF 配置动态路由协议，加深理解距离向量和链路状态的算法，。给出配置和验证过程的描述。（5）简单 C nt/Server 结构网络程序设计设计一个简单的 C nt/Server 应用，使用 TCP 协议，客户端向服务器发送任意字符串，服务器将其中的小写字面转为

17、大写字母，将修改后的字符串返回给客户端。理解面向连接的流式套接字程序设计的基本方法，给出实现方法的简要描述、源代码、测试和结果。（三）教学方法（1）以能力培养，注重理解（非、方法并能应用于解决实际问题；（2）采用“整体-局部-整体”的教学思路，注重学生对计算机网络的整体理解；引导学生形成“从计算机网络设计者的角度去思考”的学习方法；注重“是什么”、“为什么”、用”、“适用场合”、“如何实现”相呼应来引导学生思考，使学生深入理解概念的“实质并能灵活应用去解决实际问题；（3）多课件与板书结合，根据课程不同内容的特点进行选择。四、与参考书1 谢2. 计算机网络. 第 6 版. 电子工业. 计算机网络

18、. 第 3 版., 2013, 20133 James F. Kurose, Keith W. Ross. 计算机网络自顶向下方法. 第 4 版, 影印版. 高等教育参考书1 Douglas E. Comer. 用 TCP/IP 进行网际互连 第 1 卷：原理、协议与结构. 第 5 版., 2009电子工业, 20092 Tanenbaum. 计算机网络. 第 5 版. 机械工业, 20113 W.Richard Stevens, Bill Fenner. UNIX 网络编程 卷 1:套接字联网 API. 第 3 版. 人民邮电, 20104 吕雪峰, 彭. 网络分析技术. 机械工业, 20125 Michael J.Donahoo, Kenneth L.Calvert 著,译. TCP/IP Sockets 编程(C 语言实现). 第 2 版.，20096 Bob Quinn, Dave Shute 著,社, 2012五、课程考核内容及方式1. 课程考核内容等译. Windows Sockets 网络编程. 机械工业（1）工程知识：理解并运用计算机网络体系结构和分层、CSMA/CD、网桥/交换机习原理、无线局域网知识、IP、ICMP、ARP、RIP、TCP、UDP、DNS、HTTP 协议等进行设计与开发；设计/开发、研究：套接字编程基础、设计、实现与验