《计算机网络》教学大纲

课程代码

045101052

课程名称

计算机网络

英文名称

Computer Networks

课程类别

专业基础课

课程性质

必修

学时

总学时：64 实验学时：16实习学时：0其他学时：0

学分

3.5

开课学期

第五学期

开课单位

计算机科学与工程学院

适用专业

计算机科学与技术、网络工程、信息安全

授课语言

英文授课

先修课程

计算机科学概论，计算机组成与体系结构

课程对毕业要求的支撑

本课程对学生达到如下毕业要求有如下贡献：

№1.1掌握数学、自然科学、工程基础和计算机专业知识，并能够用这些知识表述计算机工程问题，并建立具体对象的数学模型以及求解。

№2.3 能认识到解决复杂工程问题有多种方案可选择，能通过文献寻求可能的解决方案。

№3.1 能够设计满足计算机复杂工程特定需求和功能的系统、单元（部件）或计算机系统研发的全生命周期过程。

№5.3能够开发或者选用满足特定需求的现代工具，仿真和模拟计算机工程问题，并能够分析其局限性。

课程目标

完成课程后，学生将具备以下能力：

1. 要求学生掌握互联网络的基础知识、基本原理和重要的协议。主要包括网络相关术语和协议（TCP/IP协议）、网络标准、OSI参考模型、局域网技术（重点以太网）、物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的基本功能，重点学习网络层内容，包括各种路由协议的工作原理及其特点。

2. 要求学生在学习上述理论的基础上，初步培养网络编程、网络抓包工具、交换机和路由器等实际动手能力。

课程简介

本课程是计算机科学与技术专业的一门专业课。课程介绍了计算机网络及其新技术和新发展，内容包括：计算机网络的协议与体系结构、物理层、数据链路层、局域网、广域网、网络层、传输层、应用层。

教学内容与学时分配

1. 概述  4学时

 1.1 计算机网络的应用 0.5学时

 1.2 网络硬件0.5学时

 1.3 网络软件0.5学时

 1.4 参考模型 2学时

 1.5 网络标准化0.5学时

教学要求：要求了解掌握网络历史和发展、网络类型、对等通信、封装、参考模型。

重点：参考模型及两种参考模型的比较

难点：封装的概念以及参考模型。

2. 物理层 6学时

 2.1 数据通信的理论基础1学时

 2.2 有导向的传输介质1学时

 2.3 公共交换电话网络2学时

 2.4 移动电话系统2学时

教学要求：要求学生掌握奈奎斯特定理、香农定理、传输介质、PSTN结构、干线复用技术、调制解调技术、CDMA原理、1G/2G/3G移动电话系统

重点：干线复用技术、调制解调技术、传输介质

难点：CDMA、奈奎斯特定理、香农定理

3. 数据链路层 6学时

 3.1 数据链路层设计要点 1学时

 3.2 错误检测和纠正 1学时

 3.3 基本数据链路协议 1学时

 3.4 滑动窗口协议 1学时

 3.5 协议验证 1学时

 3.6 数据链路层协议实例 1学时

教学要求：要求学生掌握成帧方法、检错纠错方法（海明码、CRC）、数据链路层的6个协议、协议验证方法、HDLC、PPP

重点：可靠传输的保证技术，主要包括肯定确认重传、载道确认等、回退n帧、选择性重传等、纠错码、检错码

难点：成帧方法、海明码、CRC、滑动窗口协议

4. 介质访问控制子层  6学时

 4.1 信道分配问题 1学时

 4.2 多路访问协议 2学时

 4.3 以太网 2学时

 4.4 数据链路层交换 1学时

课程要求：掌握信道分配方法、多路访问协议（ALOHA、CSMA、WDMA）、以太网技术、数据链路层交换

重点：信道分配方法、CSMA/CD、以太网技术、网桥原理

难点：各项多路访问协议

5. 网络层   16学时

 5.1 网络层设计要点 1学时

 5.2 路由算法 6学时

 5.3 拥塞控制算法  1学时

 5.4 网络互联  4学时

 5.5 internet上的网络层  4学时

课程要求：网络层的主要功能、路由选择算法、OSPF协议、RIP协议、拥塞控制策略、网络互联技术、IP协议、

重点：路由选择协议、IP协议

难点：路由选择协议、IP协议

6. 传输层  6学时

 6.1 传输服务  1学时

 6.2 传输协议的要素  1学时

 6.3 internet传输协议-UDP  2学时

 6.4 internet传输协议-TCP  2学时

课程要求：要求学生掌握传输层的主要功能、TCP协议、主要包括段格式、传输技术等，UDP协议

重点：TCP及可靠保证传输技术、Socket编程技术

难点：TCP协议、UDP协议

7. 应用层  4学时

 7.1 DNS域名系统  2学时

 7.2 电子邮件  1学时

 7.3 万维网  1学时

课程要求：要求学生掌握DNS系统、域名解析方法、资源记录、电子邮件传输、万维网、HTTP

重点：DNS域名解析、电子邮件

难点：DNS工作原理

实验教学（包括上机学时、实验学时、实践学时）

• 实验一：DLL协议验证（2学时）：要求学生将教材提供的源码编译、运行，验证链路层的前4个协议，提交实验报告。

• 实验二：抓包分析（2学时）：要求学生学会使用抓包工具，如：wireshark、 windump、tcpdump，分析ARP请求应答中的数据报文内容，解释重要的字段，提交实验报告。

• 实验三：网线制作和路由器基本操作（4学时）：要求学生学习制作直通线和交叉线，学习路由器的基本操作，提交实验报告。

• 实验四：socket编程（8学时）：要求学生利用socket编制简单的网络通信程序，要求学生独立编制运行，提交实验报告。

教学方法

课程教学以MOOC教学、翻转课堂、课堂教学、课外作业、综合讨论等为主。

考核方式

本课程注重过程考核，成绩比例为：

平时课堂表现：30%

实验考评：30%

期末考试（闭卷）：40%

教材及参考书

现用教材：(荷)Andrew S. Tanenbaum，(美)David J. Wetherall，Computer Networks Fifth Edition机械工业出版社，2011

主要参考资料：

[1] (美)Larry L.Peterson，Bruce S.Davie，Computer Networks: A Systems Approach, Fifth Edition，机械工业出版社，2012

[2] (美)Behrouz A. Forouzan，Firouz Mosharraf，Computer Networks: A Top-Down Approach，机械工业出版社，2013

制定人及制定时间

王昊翔，2019年10月12日

课程代码

045101052

课程名称

计算机网络

英文名称

Computer Networks

课程类别

专业基础课

课程性质

必修

学时

总学时：64实验：16上机：0

学分

3.5

开课学期

第五学期

开课单位

计算机科学与工程学院

适用专业

计算机科学与技术、网络工程、信息安全

授课语言

英文授课

先修课程

计算机科学概论，计算机组成与体系结构

课程对毕业要求的支撑

本课程对学生达到如下毕业要求有如下贡献：

№1.1掌握数学、自然科学、工程基础和计算机专业知识，并能够用这些知识表述计算机工程问题，并建立具体对象的数学模型以及求解。

№2.3 能认识到解决复杂工程问题有多种方案可选择，能通过文献寻求可能的解决方案。

№3.1 能够设计满足计算机复杂工程特定需求和功能的系统、单元（部件）或计算机系统研发的全生命周期过程。

№5.3能够开发或者选用满足特定需求的现代工具，仿真和模拟计算机工程问题，并能够分析其局限性。

课程目标

完成课程后，学生将具备以下能力：

1. 要求学生掌握互联网络的基础知识、基本原理和重要的协议。主要包括网络相关术语和协议（TCP/IP协议）、网络标准、OSI参考模型、局域网技术（重点以太网）、物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的基本功能，重点学习网络层内容，包括各种路由协议的工作原理及其特点。

2. 要求学生在学习上述理论的基础上，初步培养网络编程、网络抓包工具、交换机和路由器等实际动手能力。

课程简介

本课程是计算机科学与技术专业的一门专业课。课程介绍了计算机网络及其新技术和新发展，内容包括：计算机网络的协议与体系结构、物理层、数据链路层、局域网、广域网、网络层、传输层、应用层。

主要仪器设备与软件

计算机、交换机、路由器、网络实验模拟系统、wireshark

实验报告

独立完成实验报告，每项实验一份报告。

考核方式

本课程注重过程考核，成绩比例为：

考勤和MOOC线上作业：10%

平时实验：20%

期末机试：10%

期末考试（闭卷）：60%

其中实验部分主要进行现场检查，实验报告检查。

教材、实验指导书及教学参考书目

[1] (荷)Andrew S. Tanenbaum，(美)David J. Wetherall，Computer Networks Fifth Edition机械工业出版社，2011

[2] (美)Larry L.Peterson，Bruce S.Davie，Computer Networks: A Systems Approach, Fifth Edition，机械工业出版社，2012

[3] (美)Behrouz A. Forouzan，Firouz Mosharraf，Computer Networks: A Top-Down Approach，机械工业出版社，2013

制定人及发布时间

王昊翔，2019年10月12日

实验项目编号

实验项目名称

实验学时

实验内容提要

实验类型

实验要求

每组人数

主要仪器设备与软件

1

DLL协议验证

2

要求学生将教材提供的源码编译、运行，验证链路层的前4个协议，提交实验报告。

验证性

必做

1

计算机

2

抓包分析

2

要求学生学会使用抓包工具，如：wireshark、 windump、tcpdump，分析ARP请求应答中的数据报文内容，解释重要的字段，提交实验报告。

验证性

必做

1

计算机、Wireshark

3

网线制作和路由器基本操作

4

要求学生学习制作直通线和交叉线，学习路由器的基本操作和组网实验，提交实验报告。

设计性

必做

2

网线，网线夹、路由器、交换机等

4

socket编程

8

要求学生利用socket编制简单的网络通信程序，要求学生独立编制运行，提交实验报告。

探索性

必做

1

计算机