计算机网络原理课程教学大纲

1、计算机网络原理教学大纲课程编号：课程名称：计算机网络原理英文名称： Computer Network Principle学时： 64(理论教学 )+18( 课程实验 )学分： 4.5适用专业：计算机应用，通信工程类课程性质：必修（双语教学）先修课程：计算机原理 数据库原理 操作系统 数据通信原理一、课程教学目标计算机网络 是计算机科学一门重要专业课。 随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络的应用也越来越普及， 所以本课程是从事计算机和通信专业的工程技术人员所必须掌握的一门专业课。本课程的主要任务是：较全面地了解计算机通信网的基本概念级构成，掌握计算机通信网络的设计基础、计算机网络协议的

2、体系结构，掌握局域网和 Internet 的基本内容、基本原理，了解计算机网络的安全和管理、现代通信网络技术在计算机通信网中的应用。二、教学内容及基本要求课堂教学部分绪论 (2)计算机网络的发展与应用；什么是计算机互连网，什么是协议，什么是网络的边缘，什么是网络的核心，网络的访问，物理媒体，网络性能：丢包和延迟。应用层 (2)应用层协议：DNS， SNMP ，电子邮件 -SMTP/POP3 ， HTTP ， FTP一、域名解析原理及域名分类。二、电子邮件1） E-mail 地址组成2） E-mail 系统结构（ UA+MTA ）3） SMTP( 简单邮件传输协议 )4） POP3（邮局协议）5

3、） MIME （通用因特网邮件扩充）6） 电子邮件收发过程三、 FTP(1) FTP 工作过程（双连接）(2)FTP 分类（匿名与非匿名登录）(3) 文件上载与下载四、 WWW1） HTML （超文本标志语言）2） URL （统一资源定位地址）3） HTTP （超文本传输协议）4） WWW 工作原理 (Browser/Server)运输层 (3)理解运输层服务的原理：多路复用多路分解，可靠的数据传输。一、 Internet 中的传输层协议a. 分类及其作用（TCP 和 UDP ）b. TCP/IP 网络的可靠性实现c.a.a.端口与端口号（保留端口与自由端口）d. 网络进程间通信的二、用户数据

4、报协议（UDP）功能b.报文格式（ * 伪首部）三、传输控制协议（TCP）报文格式b. TCP 流量控制（可变发送窗口协议）*c. TCPSocket 机制连接建立与释放过程网络层和选路 (3)理解网络层服务的原理：选路算法（路径选择），网络的规模的描述。一、 IP 地址构成及其分类二、子网掩码及其作用（子网划分及其计算）*三、 无分类编址CIDR 及超网的概念四、地址解析分类（ARP 和 RARP ）及 ARP 工作原理五、 IP 数据报格式及其传输机制（封装、分组、重组、拆封）六、 ICMP （ Internet 控制报文协议）报文格式及其作用七、 Internet 中的路由选择协议自治系

5、统（ AS）2. Internet 路由选择协议分类：IGP 和 EGP两种常用内部网关协议： RIP （基于 D-V 法）和 OSPF（基于 L-S 法）八、下一代互联网协议（ IPng）IPv6 地址结构、 IPv4 到 IPv6 过渡策略。一、广域网基本概念二、广域网中的路由选择机制1. 结点路由表（转发表）的组成（目的站和下一站）2. 广域网的表示及路由表的简化三、路由选择及其算法路由选择算法及其分类2. D-V 法和 L-S 法 (距离矢量法和链路状态法)四、流量控制和拥塞控制流量控制和拥塞控制的联系与区别Internet 中的常用拥塞控制方法源抑制法实现过程五、 X.25 与帧中继

6、两种交换技术的比较六、 ATM 技术基本概念、信元结构及 ATM 协议参考模型。数据链路层和局域网 (8)理解在数据链路层中的服务原理： 错误的侦测和纠错， 共享的广播通道， 多路访问链路。一、基本概念局域网的定义、分类及其特点决定 LAN 特性的三个主要技术传输介质、拓扑结构、介质访问控制方法（MAC ）其中 MAC 最重要局域网拓扑结构二、信道分配方法：静态分配和动态分配。三、常用的多路访问控制协议载波监听 多路访问控制方法 CSMA （非坚持型、 1-坚持型和 p-坚持型 CSMA ）工作原理、特点2.带有碰撞（冲突）检测的载波监听多路访问控制方法工作原理、特点及二进制指数避让算法。CS

7、MA/CD四、 IEEE802 系列标准及局域网体系结构五、 LLC 层（逻辑链路控制子层）LLC 层服务访问点（ SAP ）2.LLC帧结构六、 MAC 层MAC 地址MAC 帧结构3.局域网进程间通信需要的两种地址（MAC 地址和 SAP 地址）七、以太网 (Ethernet)以太网 (Ethernet)和 IEEE802.3交换以太网特点及三种转发机制高速以太网（快速以太网、千兆以太网、万兆以太网）虚拟局域网（ VLAN ）技术的定义及分类八、无线局域网（ WLAN ）分类及扩频技术（ SS）九、局域网的扩展在物理层扩展局域网在数据链路层扩展局域网网桥功能、网桥分类、透明网桥工作原理、广

8、播风暴及使用网桥的优缺点。多媒体网络 (8)多媒体网络的应用。实时的交互应用的协议（RTP,H.323），综合服务，资源予留和区分服务计算机网络安全（ 3）。8.网络管理Network Managementintroduction to network managementmotivationmajor components Internet network management frameworkMIB: management information baseSMI: data definition languageSNMP: protocol for network三、教学安排及方法“计算

9、机网络原理 ”课程的课内学时为64 学时， 课内外学时之比为 1:1.5；实验为 18 学时，教学安排如下表：日节 周星章作业辅导内容 实验备注期节答疑1312,3,5,Network Introduction6,73,5what s the Internetwhat s a protocol?network edgenetwork coreaccess net, physical mediaperformance: loss, delay33,533,533,533,5Application Layerspecific protocols:http ftp smtp popdnsTransp

10、ort Layerunderstand principles behind transportlayer services:multiplexing/demultiplexingreliable data transferflow controlNetwork Layer: runderstandprinciples behind network layer services:routing (path selection)dealing with scalehow a router worksThe Data Link Layer:understand principles behind d

11、ata linklayer services:error detection,correction sharing a broadcast channel:multiple accesslink layer addressing2socket1,4,5Pop3/smtp31,9,13,16,17,21,22143,4,6Slidingwindowprotocal5Ns-21,4,8,121135The Data Link Layer123,Lan Network5133Physical Layer143,51538Network Management3, introduction to net

12、work management 5 motivationmajor components Internet network management frameworkMIB: management information baseSMI: data definition languageSNMP:protocolfornetworkProtocol21-6Reviewforall四、考核方法本课程通过四方面进行考核：实验： 20%，作业： 20%，期中： 20%，期末： 40%；期末考试采用闭卷方式。五、推荐教材与参考资料COMPUTERNETWORKING:A Top-DownApproach

13、 Featuring the Internet, James F.Kurose&Keith W. Ross参考书：1、 Computer Network (3rd edition), ANDREW S. TANENBAUM2、 计算机网络（第二版）高校规划教材，谢希仁第 1 章 计算机网络和因特网11.1 什么是因特网11.1.1 具体构成描述11.1.2 服务描述31.1.3 什么是协议41.2 网络边缘61.2.1端系统、客户机和服务器61.2.2无连接服务和面向连接服务81.3 网络核心 91.3.1电路交换和分组交换91.3.2分组交换网络：数据报网络和虚电路网络151.4 接入网和物

14、理媒体171.4.1网络接入171.4.2物理媒体211.5 ISP 和因特网主干231.6 分组交换网络中的时延和分组丢失251.6.1时延的类型251.6.2排队时延和分组丢失271.6.3因特网中的时延和路由291.7 协议层次和它们的服务模型301.7.1分层的体系结构301.7.2分层、报文、报文段、数据报和帧331.8 计算机网络和因特网的历史341.8.1分组交换的发展：1961 1972 341.8.2专用网络和网际互连：1972 1980 361.8.3网络的激增： 1980 1990 361.8.4因特网爆炸： 20世纪 90年代 371.8.5最新发展381.9 小结39

15、本书的路线图39课后习题和问题40复习题40习题41讨论题44Ethereal 实验 1 45人物专访46第2章应用层492.1 应用层协议原理492.1.1 网络应用程序体系结构502.1.2 进程通信522.1.3应用层协议 542.1.4应用需要什么样的服务552.1.5因特网运输协议提供的服务562.1.6本书涉及的网络应用582.2 Web 应用和 HTTP 协议 582.2.1HTTP 概况 592.2.2非持久连接和持久连接602.2.3HTTP 报文格式 622.2.4用户与服务器交互：Cookie 652.2.5HTTP 内容 672.2.6Web 缓存 672.2.7条件

16、GET 方法 692.3文件传送协议： FTP 702.4因特网中的电子邮件722.4.1 SMTP 742.4.2与 HTTP 的对比 762.4.3邮件报文格式和MIME 762.4.4邮件访问协议782.5 DNS ：因特网的目录服务822.5.1DNS 提供的服务822.5.2DNS 工作机理概述842.5.3DNS 记录和报文872.6 P2P 文件共享902.7 TCP 套接字编程972.7.1TCP 套接字编程982.7.2一个 Java 客户机 /服务器应用程序例子992.8 UDP 套接字编程1042.9 构造一个简单的Web 服务器 1092.10小结 112课后习题和问题

17、113复习题113习题114讨论题117套接字编程作业117Ethereal 实验119人物专访120第3章运输层 1213.1 概述和运输层服务1213.1.1 运输层和网络层的关系1223.1.2 因特网运输层概述1233.2 多路复用与多路分解1243.3 无连接运输：UDP 1293.3.1 UDP 报文段结构1323.3.2 UDP 检查和1323.4 可靠数据传输的原理1333.4.1构造可靠数据传输协议1343.4.2流水线可靠数据传输协议1413.4.3 Go-Back-N 1433.4.4 选择重传1473.5 面向连接的运输：TCP 1513.5.1 TCP 连接1513.

18、5.2 TCP 报文段结构1533.5.3 往返时延的估计与超时1563.5.4 可靠数据传输1583.5.5 流量控制1633.5.6 TCP 连接管理1643.6 拥塞控制原理1683.6.1拥塞原因与开销 1693.6.2拥塞控制方法1733.6.3网络辅助的拥塞控制例子：ATM ABR 拥塞控制 1743.7 TCP 拥塞控制1753.7.1公平性 1803.7.2 TCP 时延建模1823.8 小结 188课后习题和问题189复习题189习题190讨论题194编程作业195Ethereal 实验室：探究TCP 195人物专访196第4章网络层 1994.1 概述1994.1.1 转发

19、和选路2004.1.2 网络服务模型2024.2 虚电路和数据报网络2034.2.1 虚电路网络2044.2.2 数据报网络2064.2.3 虚电路和数据报网络的由来2084.3 路由器工作原理2084.3.1 输入端口2104.3.2 交换结构2114.3.3 输出端口2124.3.4 何时出现排队2134.4 网际协议：因特网中的转发和编址2154.4.1 数据报格式2154.4.2 IPv4 编址2194.4.3 ICMP ：网际控制报文协议2284.4.4 IPv6 2294.5 选路算法2334.5.1 链路状态选路算法2364.5.2 距离向量选路算法2384.5.3 层次选路24

20、44.6 因特网中的选路2474.6.1因特网中自治系统内部选路：RIP 2474.6.2因特网中 AS 内部选路： OSPF 2504.6.3自治系统间的选路： BGP 2524.7 广播和多播选路2564.7.1 广播选路算法2564.7.2 多播2604.8 小结266课后习题和问题267复习题267习题269讨论题274编程作业275Ethereal 实验275人物专访276第 5 章 链路层和局域网2775.1 数据链路层：概述和服务2785.1.1 链路层提供的服务2785.1.2 适配器通信2805.2 差错检测和纠错技术2815.2.1 奇偶校验2825.2.2 检查和方法28

21、35.2.3 循环冗余检测2845.3 多址访问协议2855.3.1 信道划分协议2875.3.2 随机访问协议2885.3.3 轮流协议2945.3.4 局域网2945.4 链路层编址2955.4.1 MAC 地址2955.4.2 地址解析协议2975.4.3 动态主机配置协议3005.5 以太网3025.5.1 以太网帧结构3035.5.2 CSMA/CD ：以太网的多址访问协议3065.5.3 以太网技术3085.6 互联：集线器和交换机3095.6.1 集线器3095.6.2 链路层交换机3115.7 PPP：点对点协议3175.7.1PPP 数据成帧3185.7.2PPP 链路控制协

22、议和网络控制协议3195.8链路虚拟化：网络作为链路层3215.8.1异步传送模式3215.8.2多协议标签交换3255.9小结 327课后习题和问题328复习题 328习题328讨论题 331Ethereal 实验 331人物专访 332第 6章 无线网络和移动网络3356.1概述 3356.2无线链路和网络特征3386.3 Wi-Fi ： 802.11无线 LAN 3416.3.1802.11 体系结构3426.3.2802.11 MAC协议 3446.3.3IEEE 802.11帧 3476.3.4在相同的 IP 子网中的移动性3506.3.5802.15 和蓝牙 3516.4蜂窝因特网

23、接入3526.4.1蜂窝网体系结构概述3536.4.2蜂窝网标准和技术：简要回顾3546.5移动管理：原理3566.5.1寻址 3586.5.2移动节点的选路3596.6移动 IP 3636.7蜂窝网中的移动性管理3666.7.1对移动用户呼叫的选路3676.7.2 GSM 中的切换3686.8无线和移动性：对高层协议的影响3716.9小结 372课后习题和问题372复习题 372习题373讨论题373Ethereal 实验374人物专访375第 7 章 多媒体网络 3777.1 多媒体网络应用 3777.1.1 多媒体应用的例子 3777.1.2 当今因特网上的多媒体障碍3797.1.3 因

24、特网应该如何演化才能更好地支持多媒体3807.1.4 音频和视频压缩3817.2 流式存储音频和视频3837.2.1通过 Web 服务器访问音频和视频3847.2.2从流式服务器向助手应用程序发送多媒体3857.2.3实时流协议 3877.3 充分利用尽力而为服务：一个因特网电话的例子3907.3.1尽力而为服务的限制3907.3.2在接收方消除音频的时延抖动3927.3.3从分组丢失中恢复3947.3.4流式存储音频和视频3967.4 实时交互应用的协议3967.4.1 RTP 3977.4.2RTP 控制协议4007.4.3SIP 4027.4.4H.323 4067.5多媒体分发：内容分

25、发网络4077.6超越尽力而为服务 4107.6.1情况 1：一个1 Mb/s 的音频应用和一个FTP 传输 4117.6.2情况 2：一个1 Mb/s 的音频应用和一个高优先级FTP 传输 4117.6.3情况 3：一个异常的音频应用和一个FTP 传输 4127.6.4情况 4：在一条过载的1.5Mb/s 链路上的两个1 Mb/s 音频应用 4137.7调度和监管机制4147.7.1 调度机制4147.7.2 监管：漏桶4187.8 综合服务和区分服务4207.8.1 Intserv 4207.8.2 区分服务4227.9 RSVP 4267.9.1 RSVP 的要点4267.9.2 一些简

26、单的例子4277.10 小结430课后习题和问题431复习题431习题431讨论题433编程作业434人物专访435第 8 章 计算机网络中的安全4378.1 什么是网络安全4378.2 密码学的原则4408.2.1 对称密钥密码学4418.2.2 公开密钥加密4458.3 鉴别4488.3.1 鉴别协议ap1.0 4498.3.2 鉴别协议ap2.0 4498.3.3 鉴别协议ap3.0 4508.3.4 鉴别协议ap3.1 4508.3.5 鉴别协议ap4.0 4518.3.6 鉴别协议ap5.0 4518.4 完整性4548.4.1 生成数字签名4548.4.2 报文摘要4558.4.3

27、 散列函数算法4578.5 密钥分发和认证4588.5.1 密钥分发中心4598.5.2 公钥认证4608.6 访问控制：防火墙4638.6.1 分组过滤4648.6.2 应用程序网关4668.7 攻击和对策4688.7.1映射 4688.7.2分组嗅探 4688.7.3哄骗 4698.7.4拒绝服务攻击和分布式拒绝服务攻击4708.7.5劫持 4718.8 多个层次中的安全性：案例研究4718.8.1安全电子邮件 4728.8.2安全套接字层和运输层安全性4768.8.3网络层安全性： IPsec 4788.8.4 IEEE 802.11 的安全性4818.9 小结484课后习题和问题485

28、复习题485习题 486讨论题487人物专访488第 9 章 网络管理4919.1什么是网络管理 4919.2网络管理的基础设施4949.3因特网标准的管理框架4979.3.1管理信息结构： SMI 4989.3.2管理信息库： MIB 5009.3.3 SNMP 协议运行和传输映射5029.3.4 安全性和管理5049.4 ASN.1 5069.5 小结510课后习题和问题510复习题510习题511讨论题511人物专访512参考文献515索引543赠送以下资料 3D 打印技术课程教学大纲课程名称： 3D 打印技术课程编码： 1100001120学分及学时：1 学分理论学时18 学时 (其中

29、理论课10 学时 )适用专业： 物联网应用技术开课学期： 第三学期开课部门 ：计算机与互联网学院先修课程： 物联网技术概论、电子技术、无线传感网、传感器原理及应用考核要求： 考查使用教材及主要参考书：作者 :高帆 3D 打印技术著出版社 :机械工业出版社出版时间 :2015 年 10 月 1本课程属于设计类的课程一、课程性质和任务走近 3D 打印技术课程是根据国家课程改革要求，结合我校学生发展的实际状况，教师的课程开发能力、兴趣、特长及本校的课程资源等要素而开发的设计课程。3D 打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它无需机

30、械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。与传统技术相比，三维打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且， 它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器。因此，3D 打印技术今后会在世界上替代大部分制造业；如果我们不能在3D 打印技术中占有一席之地，就将难以进入发达国家行列。因此，走近 3D打印技术，了解并学习3D 打印技术，对学生今后的学习与就业有非常重要的现实意义。本课程本着满足学生个性化发展的需要，融合本校办学理念和传统文化。旨在通过学生对世界制造业领域正在迅速发展的“具有工业革命意义的制造技术（3D 打印技术） ”的学习与实践；在 “挥动想象的翅膀”的过程中，体验创意的神奇和伟大；快速提高学生的空间思维能力和创造力；提高学生参与社会实践活动的积极性与合作、协调能力。同时也初步体会3D 制造技术将给社会带来的社会伦理困境。二、课程教学目的和要求通过学习，了解 3D 打印技术的现状，开阔学生的视野，丰富学生的生活，发展