计算机网络讲义1

1、,计算机网络课程Computer Networks,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-2,概要,第一讲 课程组织与实施建议 第二讲 课程要点 第三讲 课程要点 课程研讨,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-3,第一讲,课程的地位和任务 课程组织与实施 教材 课程中的基本问题,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-4,Computer Engineering 2004,IEEE Computer Society和 Association for Computing Machinery于2004年12月推出的“Computer Engineering 2004”课程系

2、列报告 邀请美国著名大学的著名教育专家为计算机工程专业方向本科生制定的课程指南,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-5,计算机工程,Computer engineering is a discipline that embodies the science and technology of design, construction, implementation, and maintenance of software and hardware components of modern computing systems and computer-controlled equipm

3、ent. Computer engineering has traditionally been viewed as a combination of both computer science (CS) and electrical engineering (EE). Computer Engineering Computer Science Information Systems Information Technology Software Engineering,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-6,主干课程,Algorithms Computer Architecture

4、 and Organization Computer Systems Engineering Circuits and Signals Database Systems Digital Logic Discrete Structures Digital Signal Processing Electronics Embedded Systems Human-Computer Interaction Computer Networks Operating Systems Programming Fundamentals Probability and Statistics Social and

5、Professional Issues Software Engineering VLSI Design and Fabrication,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-7,关于计算机网络课程的评论,The number of computer networks is increasing dramatically. From small offices to entire countries, computer networks have become the heart of electronic communication today. Using established

6、protocols, these local and wide area networks have become the conduit for servers and clients.,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-8,主要知识点,Computer Networks 21 core hours CE-NWK0 History and overview 1 CE-NWK1 Communications network architecture 3 CE-NWK2 Communications network protocols 4 CE-NWK3 Local and wide

7、 area networks 4 CE-NWK4 Client-server computing 3 CE-NWK5 Data security and integrity 4 CE-NWK6 Wireless and mobile computing 2 CE-NWK7 Performance evaluation CE-NWK8 Data communications CE-NWK9 Network management CE-NWK10 Compression and decompression,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-9,各学科对计算机网络能力的要求,Area P

8、erformance Capability CE CS IS IT SE Design network configuration 4 4 3 2 3 Select network components 2 2 4 5 2 Install computer network 2 1 3 5 2 Manage computer networks 3 3 3 5 3 Implement communication software 5 4 1 0 4 Manage communication resources 1 0 3 5 0 Implement mobile computing system

9、5 3 0 0 3 Manage mobile computing resources 3 2 2 4 2,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-10,第一讲,课程的地位和任务 课程组织与实施 教材 课程中的基本问题,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-11,网络课程考虑,我校开设的与“计算机网络”相关的课程 计算机网络原理 学时：50/10学分：2.5/0.25 互联网应用与维护 学时： 10/40学分：0.25/2 网络应用编程 学时：40/20学分：2/05 网络安全 学时：40/10学分：2/0.25 网络工程设计 学时：30/10学分：1.5/0.25 网络管理 学

10、时：40/10学分：2/0.25,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-12,计算机网络原理内容简介,是计算机、通信等专业的一门重要专业基础课，主要介绍因特网工作原理和协议。 内容包括因特网结构、常用应用层协议、套接字、可靠数据传送原理、TCP拥塞控制和流量控制方法、路由器、路由选择算法和IP协议、分组交换机、共享多址技术和以太网以及无线移动网络。实验包括协议分析仪使用、TCP协议与拥塞控制、IP协议与选路、ARP原理等。通过本课程的学习，理解利用IP协议互连通信网的原理和TCP/IP的体系结构，理解因特网关键设备的工作原理，掌握套接字的工作原理，掌握TCP协议、IP协议和重要的应用层

11、协议工作原理，了解因特网的扩展能力。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-13,互联网应用与维护 内容简介,是计算机、通信等专业的一门重要的专业课，主要介绍因特网工作原理和协议。 主要介绍因特网上的各种常用应用服务器的配置、维护和使用，内容包括实际配置与使用DNS、Web、FTP、Telnet、DHCP、Oracle、媒体、打印等服务器，管理用户帐户、备份文件和数据、监视服务器性能及使用一些重要的网络应用软件。通过本课程的学习，加深对因特网各种应用服务器工作原理的理解，掌握使用这些应用服务器和重要网络软件的技能。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-14,网络应用编程 内容

12、简介,是计算机、通信等专业的一门重要的专业课，主要介绍因特网工作原理和协议。 主要介绍IP网络的套接字编程、网络应用编程和Web编程方法与技术，内容包括基于UDP Socket的不可靠/可靠消息传输编程，基于TCP Socket的文件传输编程，Socket阻塞和异步I/O 模型和多线程编程技术，电子邮件收发程序编程，网站制作，基于ASP.NET的Web应用程序开发和部署，ASP.NET数据库编程。通过本课程学习，掌握Socket编程方法和ASP.NET编程方法，能够编制通信程序、网站程序和电子邮件收发程序。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-15,网络安全内容简介,是网络工程等专业

13、的一门重要的专业课，也是通信与计算机等专业的选修课，主要介绍网络攻击和防护的基本原理与手段。 内容包括网络安全的机密性、鉴别、完整性和可用性，密码学简介，防火墙原理，常用网络攻击方法，访问控制，审计，防范黑客程序和相关技术发展动向。实验包括使用网络扫描器，修改网卡MIC地址，编制DoS攻击程序等。通过本课程学习，理解网络攻击和网络防护的基本原理与方法，了解技术发展动向，掌握网络攻击和网络防护的一些基本技能。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-16,网络工程设计 内容简介,是网络工程等专业的一门重要的专业课，也是其他专业的选修课，主要介绍利用系统集成的思想设计网络系统的方法。 内容包

14、括系统集成模型、制作网络设计文档、分析网络需求、选用网络基本构件、设计逻辑网络、规划IP地址、设计物理网络、网络测试与排错等。实验包括用Project软件规划项目，制作双绞线RJ45接头，用Visio软件绘制网络图，交换机和路由器配置，网络测试等。通过本课程学习，了解网络工程设计的一般步骤和方法，掌握设计中小型以太网的基本技术并能够加以实现。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-17,网络管理内容简介,是网络工程等专业的一门重要的专业课，也是相关专业的选修课，主要介绍基于因特网简单网络管理协议(SNMP)原理和一些常用的网络管理工具。 内容包括SNMP的管理模型、因特网管理的基本概念

15、(命名树、SMI、MIB)、抽象语法记法ASN.1、SNMPv1-SMI、SNMPv2-SMI、SNMPv1、SNMPv2、远程监视MIB和SNMP版本3和其他进展。实验包括使用MIB浏览器、编制SNMP Get程序、远程管理、安装配置使用网管系统和网络监测系统等。通过本课程的学习，了解网络管理系统的基本结构和方法，理解因特网SNMP协议的工作原理，能够使用常用网络管理工具配置和管理IP网络。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-18,第一讲,课程的地位和任务 课程组织与实施 教材 课程中的基本问题,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-19,从研究到教学,1986年研读An

16、drew S. Tanenbaum教授著的计算机网络时，计算机网络在我国尚未出现。 现在，因特网已经进入千家万户，计算机网络这门课程逐步走向研究生的课堂，走向计算机和通信大学生的课堂，直至走向许多专业大学生的课堂。 国内外网络教材的数量不断增加，但质量良莠不齐；讲解著名的ISO OSI的七层体系结构逐步被讲解因特网体系结构所替代；网络新技术不断出现，知识点不断增多，网络书不断加厚，但随之而来出现了教学重点被冲淡的问题,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-20,需要好的教科书和教学法,计算机网络是计算机和通信两个领域的交叉学科，内容极为复杂，涉及到以错综复杂的方式彼此交织的许多概念、协

17、议和技术，计算机网络原理是一门公认较难教授和学好的课程。 因此，很多教授和学者都致力于改进计算机网络的教材和教学法。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-21,著名网络教科书点评,知识全面、学术严谨是Andrew S. Tanenbaum教授网络教科书(一至四版)的风格； Douglas E. Comer教授网络教科书(一至四版)对TCP/IP联网基本思想和实现技术有深刻的诠释； Larry L. Peterson教授等的网络教科书(一至三版)则强调网络整体的系统性和普遍原则，有大家风范； 谢希仁教授的网络教科书注重网络知识点之间的联系，并与中文读者有天然沟通； James F. K

18、urose和Keith W. Rose教授的网络教科书(一至三版)的最大亮点则在于精心选择教学内容和独具匠心的教学法，是高质量的入门级经典之作。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-22,革命性变化必然导致教科书的变化,因特网已经接掌了计算机网络，因此今天有关计算机网络问题都必须与因特网联系起来。 在网络中“高增长领域”目前是网络服务和应用程序，因此必须强调网络应用程序开发。 Kurose和Ross博士长期参与并见证了这种变化，在教学实践中以独创的自顶向下教学法解决现有网络教科书存在的问题。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-23,国内外使用情况,自从该书的第1版于200

19、1年问世以来，这本书已经被数以百计的大学和学院采用，被译为10多种语言并被世界上数以万计的学生和专业人士使用。在国内，已被许多著名高校选为计算机、通信等专业的本科生和研究生教材。 国内，解放军理工大学计算机与网络工程专业本科生自2002年起陆续使用该书第一版、第二版教材和第三版。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-24,Top-Down一书的显著特点,独创的“自顶向下”教学法。由于计算机网络的复杂性，长期以来按分层体系结构自下而上讲授网络课程内容似乎已成一种定式。该书特别强调应用层，及早激发学生们的学习热情，及早强调DIY(Do-It-Youself) 开发网络应用程序。 以因特网

20、为研究对象。由于因特网的成功，因特网已经成为计算机网络的代名词。该书以因特网体系结构的5层模型来组织材料，为学生们的学习热情提供原动力。 着眼原理。计算机网络领域的许多基础性的重要问题已经研究得较为清楚，重点研究这些原则，将使学生获得长“保质期”的知识，在飞速发展的网络研究开发中保持判断力和启发创造力。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-25,Top-Down一书的显著特点(续),注重教学法。为帮助学生们理解关键的技术概念和激发学习积极性，本书包括了许多类比、幽默和实际的例子，引人入胜的历史事件和实践原则，对网络领域声名卓著的创新家们的专访，以及网站上翔实的教学资料和实验内容等。

21、及时更新教学内容。从2001年第一版到2003年的第二版，至2004年的第三版，本书及时引入重要的最新知识和放弃了许多过时的内容。本书第三版反映了网络领域的最新进展，如增加了包括无线网络和移动网络一章，扩充了对等网络、BGP、MPLS、网络安全、广播选路和因特网编址及转发方面的新材料，并修订了习题。 强调实验教学。新版教材增加了一套实用的Ethereal实验，讲解学生们如何亲眼观察网络协议的运行过程和产生的结果的方法；对多个难以理解的网络问题给出了原理性示教；给出编制网络应用程序的具体建议和部分源程序，鼓励大家用多实践的观点来解决网络教学要求理论联系实践的问题。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大

22、学计算机系,1-26,书评,“这本书是书中珍品Kurose和Ross采用了一种新颖的自顶向下方法，使得复杂的网络问题变得井井有条！无论对学生们还是对专业人士，该书的价值将是无法估量的。” LEONARD KLEINROCK 加利福尼亚大学洛杉矶分校,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-27,书评,“我认为Kurose/Ross与学生们沟通的很好，同时将重点放在基本概念和原则上，而基本概念和原则从长远来看才是真正要紧的。“ SHIVKUMAR KALYANARAMAN Rensselaer Polytechnic Institute,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-28,

23、书评,“对于希望理解因特网实际是如何运行的网络专业人士而言，这本书是一个无价的资源。作者们的解释在多种多样今天的通信服务下面技术的方法，既引人入胜又易于理解。这是一本必备书籍。” JENNIFER REXFORD AT&T实验室，IP网络管理和性能部,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-29,解放军理工大学网络教材建设,原解放军通信工程学院谢希仁教授于1981年为网络专业硕士研究生开设计算机网络课程，并逐步成为各研究方向的基础课程。 1989年11月谢希仁教授撰写国内为数不多的计算机网络教材，大连理工出版社出版，风靡一时，于1992年获国家优秀教材奖。 1991年为硕士计算机网络课程

24、开设实验课程，1994年为本科生开设计算机网络课程。 1994年电子工业出版社出版谢希仁、陈鸣和张兴元编著的计算机网络。 后继谢希仁教授平均两年更新一个版本,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-30,国外著名计算机网络教材,1 TCP/IP Illustrated Vol. I-III, W. R. Stevens等 TCP/IP详解，机械工业出版社2004年出版，范建华等译，谢希仁校 2 Internetworking with TCP/IP, Vol.I-III, D. E. Comer等（第2、3版） 用TCP/IP进行网络互联电子工业出版社，2001年出版 林瑶等译，谢希仁校

25、 3 Cryptography and Network Security, Principles and Practice，W. Stallings 密码编码学有网络安全：原理与实践(第2版)，电子工业出版社，2001年出版，杨明等译，谢希仁校 4 Data and Computer Communications, W Stallings， 数据与计算机与通信第5、6、7版），电子工业出版社，2004年出版 王海等译，谢希仁校 5 High-Speed Networks and Internet, Performance and Quality of Service，W Stallings 高

26、速网络与互联网性能与服务质量（第1、2版），电子工业出版社，2003年出版，齐望东等译，谢希仁校,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-31,国外著名计算机网络教材,6 Total SNMP, Sean Harnedy 简单网络管理协议教程（第2版），电子工业出版社，1999年出版，胡谷雨等译，谢希仁校 7 TCP/IP Protocol Suite, B. A. Forouzan等 TCP/IP协议族（第1、2版），清华大学出版社2003年出版， 谢希仁译 8 The World Wide Web 1996, J. December等 World Wide Web百科全书，电子工业出

27、版社1997年出版， 范建华等译，谢希仁校 9 Integrating NetWare into the Enterprise Network, K. Ziegler 使用NetWare的综合企业网，电子工业出版社1995年出版，谢希仁等译，谢希仁校 10 Computer Networking Top-down Approach Featuring Internet, 2nd Edition, James F. Kurose Keith W. Ross 计算机网络用自顶向下方法描述因特网特色 ，邮电出版社2003年, 陈鸣等译 11 Computer Networking Top-down

28、Approach Featuring Internet, 3rd Edition, James F. Kurose Keith W. Ross 计算机网络自顶向下方法和因特网特色 ，机械工业出版社2005年, 陈鸣等译,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-32,解放军理工大学网络教材现状,2002年前用谢希仁教授书 2003年计算机本科生用“自顶向下”第一版原文 2004年计算机本科生用“自顶向下”第二版原文 2005年 计算机、通信本科生使用该书第三版原文前6章内容作为本科“计算机网络原理”课程的教材 计算机、通信硕士研究生使用后4章内容及前5章要点作为教材 配合相关实验均取得了良

29、好的教学效果,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-33,原版书与中文译本,在本书的教学中，由于学时有限和专业词汇的艰涩，学生们普遍感到使用原版教材经过老师讲解，虽然能够理解课程内容但却难以在短期内记住其中的内容，从而导致学习效果不佳。 该书的中译本能够为缓解在有限时间内有效地学习计算机网络知识（而不是英文本身）的矛盾能起到重要作用。,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-34,第一讲,课程的地位和任务 课程组织与实施 教材 课程中的基本问题,陈鸣：计算机网络,解放军理工大学计算机系,1-35,第16章原理性内容,计算机网络领域已经发展得相当成熟，许多基础性的重要问题已经研究得较为清楚。在指明基础性网络问题的同时，应学习解决这些问题的方法。 学习这些原则的学生将获得具有长“保质期”的知识，在今天的网络标准和协议已经变得过时很长时间后，其中的原则将仍然重要和中肯。 用因特网将学生引入网络之门后，再结合强调网络基础性问题及其解决方案的方法，会使他们迅速地理解几乎任何网络技术。,陈鸣：计算机网络,