TCPIP协议教学大纲+教学规范（陈年）

《TCI/IP协议》课程教学规范课程编号：b1008105学时（理论/实验）：30（30/0）课程性质：专业限选课学分：2适用专业：网络工程第一部分教学基本要求一、课程性质和任务“TCP/IP协议”是计算机网络工程专业的一门专业技术选修课程，也是计算机网络工程专业的重要专业课程之一。通过这门课程的学习，要使学生系统的获得TCP/IP协议族的基础理论和对最常用的一些协议的掌握。培养学生对网络的实用性和系统性的注重，学会许多网络系统协议方面的知识与技巧，从抽象的概念和深奥的知识中提炼出适合当前TCP/IP网络协议的系统性。提高学生分析问题的理论基础，解决实际问题的动手能力，能够在解决一般网络设计中的问题的基础上对一些涉及到网络各层次的协议内核问题有一定的解决办法，同时为后续网络课程以及将来进一步对计算机网络研究奠定必要的基础知识和系统方法。本课程各部分内容既相对独立又前后交叉联系，课程中既有TCP/IP各层协议的原理，又有针对性的协议分析工具的使用，理论与实际必须同时兼顾，对初学者是一门有一定难度的课程。二、其他相关课程学生在学习本课程之前应当具有计算机网络通信基础、网络工程以及计算机操作系统方面的预备知识。三、对学生能力培养要求本课程理论性较强，技术细节较多，要求学生在学完本课程后，能够分析通常的网络系统结构，并能独立完成简单的网络系统设计。因此，教学中在深入阐述有关原理的基础上，应重视协议分析方法和综合设计的能力培养，教学中重点强调与实际相关的应用举例。四、教学方法和教学形式建议整个教学过程由授课、自学、实验和作业四个环节组成。作业及实验未完成者不得参加该课程的考核。作业、课余实验情况与平时测试成绩共同评定为课程总成绩。作业和实验成绩占课程总成绩的50%，平时考勤和测试成绩占总成绩的50%。教学参考书（3~5本教材参考书） 1.陈年.TCP/IP协议分析教程与实验.北京：清华大学出版社，2016.2.WRechardSteven.TCP/IP详解卷1：协议.范建华，胥光辉，张涛，等译.北京：机械工业出版社，2000.3.DouglasEComer.用TCP/IP进行网际互联第一卷：原理、协议与结构.第4版.林瑶，蒋慧，杜蔚轩，等译.北京：电子工业出版社，2001.4.谢希仁.计算机网络.第五版.北京：电子工业出版社，2007.5.杨功元.PacketTracer使用指南及实验实训教程，北京：电子工业出版社，2012.六、课程教学基本要求基本要求的高低用下列三级词汇区分，从高到低，概念分“理解”，“了解”，“知道”三级；运用方法分“熟练掌握”，“掌握”，“会”三级。第1章概述1、理解协议分层,封装,分用,客户-服务器模型,；2、了解RFC和网络协议的标准；3、会使用主要的协议分析工具。第2章链路层1、理解以太网和IEEE802封装；2、了解SLIP、PPP协议的封装；3、理解环回接口和MTU的概念；4、掌握分析链路层帧的方法。第3章IP：网际协议1、理解IP数据报的首部格式和类型；2、理解IP地址的种类和特殊地址；3、了解IP选路原理；4、熟练掌握ifconfig,netstat命令的用法。第4章ARP和RARP1、理解ARP的基本原理和ARP报文格式；2、理解ARP代理的原理和特点；3、理解免费ARP的原理和报文特点；4、掌握arp命令；5、掌握分析各类ARP协议报文的方法；6、了解RARP的基本原理。第5章ICMP1、理解ICMP报文的类型和结构；2、了解ICMP端口不可达差错和报文格式；3、知道地址掩码请求与应答,时间戳请求与应答第6章Ping程序和Traceroute程序1、理解ICMP回显请求和应答服务的原理及报文结构；2、理解IP记录路由选项和时间戳选项的原理及报文结构；3、理解Traceroute程序的实现原理和不同实现方法；4、了解源站选路的原理和类型；掌握分析ICMP回显服务、记录路由和记录时间戳报文的方法；掌握分析Traceroute工作过程和源站选路报文的方法。第7章IP选路1、理解IP选路机制和IP选路策略；2、理解路由表维护的方法；3、理解ICMP主机不可达和ICMP重定向差错的原理；4、掌握分析ICMP主机不可达和ICMP重定向差错报文的方法。第8章动态选路协议1、理解内部和外部路由选择；2、理解RIP距离向量路由协议；3、了解OSPF路由选择；4、掌握分析RIP协议报文的方法。第9章UDP1、理解用户数据报的格式；2、理解UDP的校验和计算；3、理解IP分片和路径MTU；4、掌握PMTU探查的方法。第10章TCP1、理解TCP的服务和报文段；2、理解TCP的连接和终止；第11章应用层1、理解DHCP（BOOTP）报文的类型和格式及原理；2、了解DNS的解析过程和DNS报文使用；3、理解Telnet的工作原理和过程；4、了解HTTP的工作过程和报文格式；5、掌握分析DHCP、DNS、HTTP、Telnet报文的方法。第12章Socket编程方法1、理解客户服务器模型和并发原理；掌握socket编程的基本方法。第二部分教学大纲（一）理论课教学大纲第一章概述（共4学时）（一）内容概要§1分层§2封装和分用§3客户-服务器模型§4RFC和网络协议标准§5协议分析工具介绍（二）学时安排§1—4，2学时§5，2学时第二章链路层（共3学时）（一）内容概要§1以太网和IEEE802封装§2SLIP协议和PPP协议§3环回接口§4MTU§5各种链路层帧分析（二）学时安排§1，1学时§2-4，1学时§5，1学时第三章网际协议（共1学时）（一）内容概要§1IP首部§2IP路由选择§3ifconfig,netstat命令（二）学时安排§1—3，1学时第四章ARP和RARP（共3学时）（一）内容概要§1地址解析协议例子§2ARP高速缓存和ARP的分组格式§3ARP代理和免费ARP§4arp命令§5RARP原理和分组格式§6各类ARP报文分析（二）学时安排§1—2，1学时§3-5，1学时§6，1学时第五章Internet控制报文协议（共1学时）（一）内容概要§1ICMP报文的类型§2地址掩码请求与应答,时间戳请求与应答§3ICMP端口不可达差错和报文格式（二）学时安排§1—3，1学时第六章Ping程序和Traceroute程序（共4学时）（一）内容概要§1Ping程序工作机制§2IP记录路由选项,IP时间戳选项§3Traceroute程序§4IP源站选路选项§5ICMP回显服务、记录路由、记录时间戳、Traceroute工作报文和源站选路报文分析。（二）学时安排§1—2（含§5相应内容），2学时§3—4（含§5相应内容），2学时第七章IP选路（共2学时）（一）内容概要§1选路的原理§2route命令§3ICMP主机不可达差错§4ICMP重定向差错§5ICMP主机不可达和ICMP重定向差错报文分析（二）学时安排§1—3，1学时§4—5，1学时第八章动态选路协议（共2学时）（一）内容概要§1动态选路原理§2RIP的原理§3OSPF原理§4RIP协议报文分析学时 §1-3，1学时 §4，1学时第九章UDP（共2学时）（一）内容概要§1用户数据报首部§2UDP校验和§3IP分片§4路径MTP发现§5IP分片和路径MTP发现报文分析 （二）学时安排§1—4，2学时§5,1学时第十章TCP（共1学时）（一）内容概要§1TCP报文§2TCP连接的建立和终止§3TCP连接建立和终止报文分析（二）学时安排§1—2，1学时§3，1学时第十一章应用层协议（共3学时）（一）内容概要§1DNS的解析§2DHCP与BOOTP的工作过程§3DNS和DHCP报文分析§4Telnet协议工作原理§5HTTP§6Telnet和HTTP协议报文分析（二）学时安排§1—3，1学时§4—5，1学时§6，1学时第十二章Socket编程方法（共4学时）（一）内容概要§1客户服务器模型和并发原理§2socket编程基础§3TCP程序和UDP程序设计§4socket高级编程基础（二）学时安排§1—2，2学时§3—4，2学时第三部分教学实施细则（一）课程重点、难点及处理办法主讲教师在授课中应突出重点、分散难点，使学生对主要的内容有清晰、深刻的印象，牢固掌握所学知识。第一章引言重点：协议、封装和分用、标准RFC；PacketTracer和Wireshark的用法。本章是这门课程的引导，对协议和标准的概念要准确掌握，对分用要有一定的理解，以便学生能继续本课程的后继内容。协议分析工具是学习的基础。第二章链路层重点：以太网封装格式、IEEE802封装格式；抓包分析方法。这一章内容主要介绍以太网和IEEE802封装格式、对SLIP、PPP协议的封装也要有了解；准确理解环回接口和MTU的概念；进一步掌握协议分析工具的用法。第三章网际协议重点：IP数据报的首部格式和类型本章还需要复习IP地址的种类和特殊地址，强化对CIDR的认识；对IP选路原理做进一步理解；对常用命令ifconfig和netstat做掌握练习。第四章ARP和RARP重点：地址解析原理和分组格式；ARP代理和免费ARP本章要通过实际操作来分析各种ARP现象和协议工作过程。第五章ICMP重点：ICMP报文的类型和结构分类介绍ICMP报文类型。具体内容需结合其他协议工作过程在后续章节介绍。第六章Ping程序和Traceroute程序重点：ICMP回显请求和应答服务，Traceroute程序的实现原理本章的主要内容是ICMP协议的应用，重点分析ICMP回显请求和应答服务的原理及报文结构、Traceroute程序的实现原理和不同实现方法，同时通过程序功能的扩展对IP选项的用法做进一步学习。难点：Traceroute的不同实现方法和源站选路报文的分析；第七章IP选路重点：IP选路机制和IP选路策略，路由表；ICMP重定向本章要理解IP选路机制和IP选路策略，理解维护路由表的方式，对ICMP主机不可达和ICMP重定向差错发生的原理和应用要有认识。难点：ICMP重定向差错报文分析；第八章动态选路协议重点：RIP的原理本章主要通过在内部和外部路由选择的基础上，对RIP距离向量路由协议进行分析来达成对动态选路的认识。第九章UDP重点：UDP报文格式；IP分片；PMTU本章要理解UDP的首部构成、协议的适用特点，分析IP分片，掌握PMTU探查的方法。难点：IP分片的报文分析第10章TCP重点：TCP报文、TCP连接、终止和复位TCP协议是传输层最主要的协议之一，应用非常广泛，是整个TCP/IP协议族的核心协议之一，本章对仅从协议分析的角度对整个TCP协议的机理做学习。难点：TCP连接、终止对TCP的连接和终止的详细过程介绍，要让学生对这一流程非常熟悉，这是理解TCP协议机理的基础，在此基础上对复位的过程也重点介绍，使学生能对这一过程熟练掌握。第11章应用层重点：DHCP、DNS、Telnet和HTTP协议的工作特点本章分别选取基于UDP和TCP的典型应用层协议进行分析，目的是对主要的网络应用协议有进一步认识。难点：各个应用层协议的工作过程以及相应的报文结构。第12章Socket编程方法重点：socket编程的基本方法和主要函数用法难点：编程函数较多，掌握需要练习过程。（二）作业要求一、作业要求：每次上课布置作业，下一次上课前交作业，防止缺交或迟交。作业做在作业本上，用钢笔圆珠笔按一定规格书写，字迹力求清晰，防止漏题不做。教师每次登记作业情况，期末计算作业成绩，按十分制记分。二、批改要求：教师至少批改收交作业的三分之一。简单的计算题（不超过作业量的四分之一）教师可以不改。三、作业次数、作业量、类型、要求：次数1，习题量2+1；次数1，习题量1+1；次数1，习题量2；次数1，习题量2+1；次数1，习题量1；次数1，习题量1+1+1；次数1，习题量1+1。次数1，习题量1+1。次数1，习题量1+1。次数1，习题量1+1。次数1，习题量2+1+1。次数1，习题量1。说明：习题量A+B+C，全部习题量总数9+6+6，其中A为课外题数，B为课堂练习数，C为浮动数。（三）实现教学目标的措施、办法一．“TCP/IP协议”课程的主讲教师应为受学院聘请任课的教师，其中副教授与讲师应占绝大多数，本科毕业的助教在担任主讲教师之前须担任过一年以上教学辅导工作（包括批改作业、上习题课、答疑等）并经过试讲及教研室有关主讲教师评议认可，经系主任同意后才能为主讲教师。二.“TCP/IP协议”课程主讲教师须按“TCP/IP协议”课程教学基本要求与教学大纲规定的要求内容与