《計算機網絡》是計算機科學與技術/軟件工程專業本科生的必修課/選修課,也是計算機專業的核心專業基礎課程,該課程在計算機科學與技術/軟件工程專業建設和課程體系中占據重要的地位和作用。本課程將注重網絡基礎理論的教學,同時結合后續的計算機網絡實驗課程,向學生傳授基本的網絡理論及應用、組網技術和操作技能等。
為了保證計算機網絡教學的科學性與系統性,本門課程采納Andrew S.Tanenbaum建議的一種5層參考模型,包括有:物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、應用層。本門課程重點講授網絡的基本概念、網絡體系結構、網絡互聯和Internet應用;在系統講授網絡基本工作原理的同時,注重網絡應用系統與網絡應用以及實現方法的學習;在保持知識體系系統性的同時,教學內容貼近技術發展的前沿,包括SDN、IPv6、4G和LTE等。
通過本課程的學習,學生可以系統地掌握計算機網絡的基本概念和基本原理,理解網絡體系結構的有關理論、計算機網絡的主要協議的操作原理和有關標準、IEEE局域網標準及其應用、IPv4、IPv6和網絡互聯的原理,使學生能充分運用并掌握先進的網絡方法和手段,為后續專業課程的學習打下良好的基礎。
第01次課程:計算機網絡概論: 1、計算機網絡的形成與發展以及網絡技術發展的三條主線 2、計算機網絡定義、分類、組成與結構 3、計算機網絡拓撲結構 4、分組交換技術的基本概念 | 3學時 |
第02次課程:網絡體系結構與網絡協議: 1、網絡體系結構的基本概念 2、OSI參考模型、TCP/IP參考模型,以及這兩個參考模型的比較 3、網絡與Internet協議標準化組織與管理機構 | 3學時 |
第03次課程: 1、物理層與物理層協議的基本概念 2、數據通信的基本概念 3、頻帶傳輸技術:模擬數據編碼、波特率 4、基帶傳輸技術:定義、數字數據編碼方法、脈沖編碼調制方法、比特率、奈奎斯特準則與香農定理 | 3學時 |
第04次課程: 1、多路復用技術:基本概念、時分多路復用、頻分多路復用、波分多路復用 2、同步光纖網SONET與同步數字體系SDH:基本概念、基本速率標準的制定、SDH速率體系 3、接入技術:接入技術的分類、ADSL接入技術、HFC接入技術、光纖接入技術、移動通信接入技術 | 3學時 |
第05次課程: 1、數據鏈路層中差錯產生與差錯控制方法、差錯產生的原因和類型、誤碼率的定義、檢錯碼與糾錯碼、循環冗余編碼工作原理、差錯控制機制 2、數據鏈路層的基本概念、物理線路與數據鏈路、數據鏈路層的主要功能、數據鏈路層向網絡層提供的服務、數據鏈路層協議的分類 3、面向比特型數據鏈路層協議--HDLC協議、數據鏈路的配置方式和數據傳送方式、HDLC幀結構、HDLC協議工作原理、數據鏈路層與物理層的關系 | 3學時 |
第06次課程: 1、數據鏈路層滑動窗口協議與幀傳輸效率分析、數據鏈路層滑動窗口協議的分類、單幀停止等待協議、多幀連續發送協議 2、點-點協議PPP、PPP協議的主要特點、協議幀結構、協議工作過程 | 3學時 |
第07次課程: 1、介質訪問控制子層、局域網技術的發展與演變、三種常用介質訪問控制方法的比較、Ethernet技術的研究與發展、局域網參考模型與協議標準 2、Ethernet基本工作原理:Ethernet數據發送流程分析、幀結構、接收流程的分析、網卡設計與物理地址、物理層標準命名方法 | 3學時 |
第08次課程: 1、交換式局域網與虛擬局域網技術 2、高速Ethernet的研究與發展:Fast Ethernet、Gigabit Ethernet、10 Gigabit Ethernet、40 Gigabit Ethernet與100 Gigabit Ethernet、光以太網與城域以太網 3、Ethernet組網設備與組網方法、交換Ethernet與高速Ethernet組網方法、局域網結構化布線的基本概念 | 3學時 |
第09次課程: 1、局域網互聯與網橋:基本概念、網橋的工作流程、生成樹協議、網橋與中繼器、集線器、交換機的比較 2、無線局域網:擴頻無線局域網、無線局域網IEEE 802.11標準、 IEEE 802.11標準的 MAC層協議 | 3學時 |
第10次課程: 1、網絡層與IP協議的基本概念、IP協議的發展與演變 2、IPv4協議的基本內容及其主要特點、IPv4分組格式、IPv4地址、IP地址的基本概念、標準分類IP地址、劃分子網的三級地址結構 3、無類別域間路由CIDR、網絡地址轉換NAT 4、路由選擇算法與分組交付、分組交付和路由選擇的基本概念以及路由表的建立、更新與路由選擇協議 | 3學時 |
第11次課程: 1、SDN技術基礎 2、路由信息協議RIP、最短路徑優先協議OSPF、外部網關協議BGP、路由器與第三層交換技術 3、Internet控制報文協議--ICMP、ICMP協議的作用與特點、報文類型 4、IP多播與IGMP協議、基本概念、IP多播地址、IGMP協議的基本內容、多播路由器與IP多播中的隧道技術 | 3學時 |
第12次課程: 1、MPLS協議、資源預留協議RSVP與區分服務DiffServ、多協議標識交換MPLS、MPLS的應用、地址解析協議ARP、IP地址與物理地址的映射、地址解析工作過程 2、移動IP協議基本概念、設計目標與主要特征、協議的結構 3、移動IPv4協議的基本工作原理與移動節點和節點主機的基本操作 4、IPv6協議的基本概念、協議的主要特征、IPv6地址、分組結構與基本報頭、IPv4到IPv6過渡的基本方法 | 3學時 |
第13次課程: 1、傳輸層與傳輸層協議、傳輸層的基本功能、傳輸協議數據單元的基本概念、應用進程、傳輸層接口與套接字、網絡環境中分布式進程標識方法、傳輸層的多路復用與多路分解、TCP、UDP協議與應用層協議的關系 2、用戶數據報協議UDP、UDP協議的主要特點、UDP協議報文格式、UDP校驗和的基本概念與計算、UDP協議適用的范圍 | 3學時 |
第14次課程: 1、傳輸控制協議TCP、TCP協議的主要特點、協議報文格式 2、TCP連接建立與釋放、 TCP協議滑動窗口與確認、重傳機制 3、TCP協議滑動窗口與流量控制、擁塞控制 | 3學時 |
第15次課程: 1、應用層:Internet應用與應用層協議的分類、Internet應用技術發展的三個階段、C/S模式與P2P模式的比較、應用層協議的分類 2、域名系統DNS、DNS域名空間、域名服務器、域名解析、域名系統性能優化 3、電子郵件服務與SMTP協議、電子郵件服務的基本概念、工作過程、POP3與IMAP4協議以及基于Web的電子郵件 4、Web與基于Web的網絡應用、Web服務的基本概念、超文本傳輸協議HTTP、超文本標記語言HTML、Web瀏覽器、搜索引擎 | 3學時 |
第16次課程: 1、即時通信與會話初始化協議SIP、即時通信工作模型、SIP協議的基本內容 2、主機配置與動態主機配置協議DHCP、動態主機配置的基本概念、DHCP的基本內容 3、網絡管理與簡單網管協議SNMP協議、網絡管理的基本概念、SNMP協議的基本內容 4、典型應用層協議--區塊鏈 | 3學時 |
第17次課程: 1、網絡安全、網絡安全的基本概念、網絡安全服務功能與法律法規、網絡安全威脅的發展趨勢、網絡安全研究的主要問題、網絡攻擊的主要類型 2、加密與認證技術、密碼算法與密碼體制的基本概念、對稱密碼體系、數字簽名技術、身份認證技術的發展 3、網絡安全協議的基本概念、網絡層安全與IPSec協議、傳輸層安全與SSL、TLP協議 4、防火墻技術的基本概念 5、入侵檢測技術的基本概念、基本方法 6、網絡業務持續性規劃技術、網絡文件備份與恢復的重要性 7、惡意代碼與網絡防病毒技術、惡意代碼的定義、病毒的基本概念、蠕蟲的基本概念、特洛伊木馬的基本概念、垃圾郵件的基本概念、流氓軟件的基本概念、網絡防病毒軟件的應用 | 3學時 |