数据通信与计算机网络教学大纲

《数据通信与计算机网络》教学大纲1课程基本信息课程名称课程性质课程类别适用专业学分建议总学时：48开课学期理论实践数据通信与计算机网络必修课专业教育课程通信工程、信息工程、电子信息工程、物联网、计算机科学与技术、电气工程、自动化、机器人工程、智能制造工程等340852课程教学目标、基本要求与课程定位课程教学目标通过本课程的学习，使学生对数据通信与计算机网络技术有一个全面系统的了解，掌握网络体系结构与网络协议的基本知识;掌握局域网、广域网和无线网络基本原理和应用技术；熟悉计算机网络应用与开发的基本方法和思路。课程的基本要求掌握数据通信与计算机网络的基础知识；准确理解网络体系结构、网络协议的基本内容和应用；掌握以太网、因特网、现代通信网的技术特点和应用；掌握网络接口与互连设备技术标准和应用；熟悉网络互连技术和接入技术；具有初步的计算机网络规划、设计、应用的基础知识与能力。课程定位数据通信是高等学校电气信息类专业的一门重要的专业基础课。本课程的先修课是计算机实用基础、数字电子技术、信号与系统、微型计算机原理及应用等，它是后续课是现代交换技术、移动通信技术、工业控制网络等专业课。本课程注重分析问题和解决问题能力的培养；注重理论联系实际；注重新知识和新技术的学习。通过本课程的学习，使学生牢固掌握基本概念、基本理论和基本技能，为后续专业课的学习打下良好的基础。3课程教学内容、知识点与学时分配绪论（2学时）计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，绪论要概述计算机网络的发展、功能、特点、组成、分类以及拓扑结构等基础知识。（2学时）了解：计算机网络的发展概况和相关的标准化组织；理解：计算机网络的定义、功能、组成、特点和分类，计算机网络的和拓扑结构；运用：对本门课程学习内容有初步了解，为后续内容学习打好基础。数据通信基础（6学时）数据通信是计算机网络的基础。本部分内容主要介绍数据通信的基本概念、数据编码与传输技术、通信的传输介质及特性以及数据交换技术、多路复用技术、数据压缩技术以及差错控制技术等。.数据通信基本概念，数据传输和编码（2学时）了解：数据通信系统的基本模型；理解：数据通信方式，数据编码与传输，重点是信道容量、带宽、比特率和波特率的概念和计算，曼彻斯特和差分曼彻斯特编码；运用：数据通信的技术指标，并根据公式求出具体量值。.传输介质、交换技术（2学时）了解：无线传输介质，ATM交换、光交换和软交换技术；理解：双绞线，电路交换和分组交换技术；运用：各类传输介质和交换技术的特性和应用。.复用技术、压缩技术、差错控制和校验码（2学时）了解：数据压缩技术；理解：频分复用、时分复用、波分复用和码分复用的特性及应用，循环冗余校验码CRC；运用：掌握各类复用技术的特性和应用，会进行差错校验和计算。计算机网络体系结构（4学时）计算机网络体系结构是现代计算机网络的核心。本部分内容主要介绍计算机网络体系结构的概念和内容；分层原理和通信协议；OSI/RM、TCP/IP参考模型各层的功能及及提供的服务。.网络体系结构、OSI/RM低三层功能（2学时）了解：网络分层的原则和优点；理解：计算机网络体系结构，网络协议，物理层和数据链路层的特性；运用：深刻理解ISO的开放式系统互连参考模型并会活学活用，这是其它通信网络模型的基础。2.OSI/RM高层功能、TCP/IP体系结构（2学时）了解：会话层和表示层的功能，应用层模型和协议类型；理解：传输层的功能和作用，OSI/RM与TCP/IP参考模型的区别；运用：掌握OSI/RM和TCP/IP体系结构各层功能和在网络中发挥的作用。计算机网络接口及其通信设备（4学时）网络接口及通信设备主要用于计算机网络的连接，也是计算机网络的重要组成部分。本部分内容主要介绍网络接口类型及中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关等网络设备的功能和工作原理。.网络接口、中继器、网桥和交换机（2学时）了解：网卡的分类和作用，集线器和网桥的工作原理和功能；理解：局域网和广域网接口类型，中继器和交换机的工作原理和功能；运用：掌握网络接口及通信设备的工作原理，并能正确使用这些接口和通信设备。.路由器、网关和各种常用设备比较（2学时）了解：路由协议，常用的各种网络连接设备的比较；理解：路由的概念和路由器工作过程，网关的分类；运用：熟悉路由器和网关在网络中发挥的作用和具体应用。局域网（8学时）局域网是计算机网络的基础和重要组成部分。部分内容从局域网的特点、体系结构、协议标准、拓扑结构入手，主要介绍介质访问控制法、以太网、交换式以太网、虚拟局域网和无线局域网的基本概念和应用。.局域网概述，介质访问控制方法（2学时）了解：局域网的特点和分类、IEEE802参考模型；理解：CSMA/CD、TokenRing、TokenBus三种介质访问控制方法；运用：掌握局域网的体系结构和介质访问控制方法的实际应用。.以太网（2学时）了解：传统以太网组网技术；理解：以太网帧结构、以太网帧的发送和接收过程，以太网基本工作原理；运用：掌握高速以太网和交换式以太网的相关知识和应用。.虚拟局域网（2学时）了解：虚拟局域网基本概念；理解：虚拟局域网的功能、组网技术；运用：掌握虚拟局域网的实际应用。.无线局域网（2学时）了解：无线网络技术的概念、无线网络的发展和应用；理解：无线信道的接入技术、多址技术、无线局域网的基本技术；运用：掌握无线局域网的协议及应用。通信网与广域网（6学时）通信网和广域网是一种地域分布极其广大的网络，现在已经成为信息化社会的命脉和发展的重要基础。本部分内容主要介绍通信网和广域网的基本构成、分类，典型的通信网和广域网的原理、结构、功能和业务应用。.通信网概述（2学时）了解：SDH/PDH、MSTP、MSAP、PTN与卫星通信网；理解：公共交换电话网PSTN、移动通信网与3G；运用：掌握通信网的构成与分类，通信网的基本原理和应用。.广域网、分组交换网（2学时）了解：帧中继网FR、广域网提供的服务；理解：X.25协议、虚电路服务与数据报服务的主要区别；运用：掌握广域网，分组交换网的基本原理和应用。3.ISDN、DDN（2学时）了解：虚信道和虚通路、B-ISDN交换网的网络结构与参考模型、DDN；理解：ATM的网络结构、N-ISDN的信道类型和接口；运用：掌握ISDN技术指标和实际应用。3.7因特网（6学时）因特网是目前世界上规模最大和最具影响力的计算机互连网络，TCP/IP协议是Internet发展的基础。本部分内容主要介绍Internet和TCP/IP协议的的基本概念，网际层协议，传输层协议，Internet提供的服务及应用，IPv6及物联网等内容。.因特网概述、网络层协议（2学时）了解：熟悉TCP/IP协议体系结构；理解：IP协议的功能和特点，IP地址分类，子网划分技术；运用：根据要求确定子网掩码和划分子网。.传输层协议、因特网服务和应用（2学时）了解：端口的概念，TCP协议的主要机制；理解：TCP、UDP协议的特点及应用；运用：掌握WWW、HTTTP、DNS等高层协议的特点和应用。PV6、物联网（2学时）了解：物联网的相关技术和发展前景；理解：IPv6的编址方案和路由协议；运用：熟悉IPv4如何向IPv6过渡方法。3.8网络互连与皿彼皿或接入技术（4学时）计算机网络往往是由众多不同类型的网络互连而成。本部分内容主要介绍网络互连技术，接入网的概念和接口技术，Internet接入技术。.网络互连技术、接入网（2学时）了解：网络互连的目的和要求；理解：网络互连的形式和方法；运用：根据不同条件和要求能设计网络互连方案。.因特网接入技术（2学时）了解：核心网、用户驻地网、接入网的基本概念，接入网的的特点与分类；理解：Internet专线接入和无线接入的类型；运用：掌握ADSL、LAN、PON接入方法和应用。4建议教学方法教学方法上建议以讲授法为主，在每个章节完成后，要布置多种题型的作业，要求学生多做习题，加深对所学知识的理解掌握。结合授课内容，建议采取以下辅助的授课方法：.演示法。利用教学软件向学生演示仿真结果，如数据通信方式、数据编码方式、网线制作、局域网组网方法、交换机和路由器的工作过程等，增加学生的感性认识。.案例法。利用典型或成功案例讲授课程内容，如校园网组建、网络互联和接入方法等，使授课内容和实际应用紧密结合。.讨论法。加强课堂互动，让学生发表自己的见解，如结合授课内容组织学生讨论如何选择网络拓扑结构、如何选用传输介质、哪种因特网的接入方式性价比更高、因特网各种服务的优点和不足、IPv4向IPv6的平滑过渡问题，以激发学生学习的积极性和主动性。5实践教学内容与要求序号实验项目名称内容与要求实验学时实验类型主要仪器设备1交换机、路由器设备的基本操作和日常维护熟悉ZXR10二层交换机、三层交换机、路由器的工作原理和配置方式。.显示文件目录.退出并查看文件内容.设置系统名称.设置设备特权模式密码.显示启动配置文件4综合性计算机交换机路由器2三层交换机vlan配置实验熟悉三层交换机vlan配置命令.在交换机全局配置模式下创建vlan。.向vlan中添加端口。.在接口模式下创建交换机Trunk端口。.向Trunk端口加载vlan。4设计性计算机交换机6建议教材或参考材料建议教材邢彦辰.《数据通信与计算机网络》（第3版）.北京:人民邮电出版社，2020.07参考材料.杨心强.数据通信与计算机网络教程（第2版）.北京：清华大学出版社，2016.06.谢希仁.计算机网络教程（第5版）.北京：人民邮电出版社，2018.02.刘化君.计算机网络与通信（第3版）.北京：高等教育出版社，2018.127考核与成绩评定办法考核方式考试课或考查课，试卷或大作业方式成绩评定.课程总评成绩=平时（20%）+实验（40%）+期末（40%）,采用百分制或五分制。.平时成绩包括：课堂出勤、课内测验、课后作业、