【课程目的】本课程的教学目的是使学生掌握计算机网络的基础理论、基本原理、基本技术，掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，理解典型网络设备的工作原理，了解典型网络设备的组成和特点，能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用，为学习其他课程以及从事计算机网络的研究、开发、管理和使用打下坚实的基础。
【课程内容简介】《计算机网络》主要讲述网络运行原理、数据通讯模型和一些成熟的网络技术。着重介绍了数据通讯模型，网络的分层体系结构，主要的网络协议，局域网、广域网和网络互连的原理、技术和设备，各种网络服务的内部运行原理和应用，网络安全，网络发展方向和趋势等内容。全课程以讲述网络和通讯技术的基本原理、基本概念和基本技术为主。
【教学要求】网络技术日新月异，通过本课程的教学，使学生对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解，了解计算机网络的基本概念，了解网络新技术的新发展，从网络层次结构模型的应用层到物理层来对计算机网络体系结构进行描述，掌握计算机网络各层协议的基本工作原理及其所采用的技术，对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念，学会计算机网络的一些基本设计方法。通过本课程，还要掌握网络技术的学习方法，为以后从事相关的应用和科研工作打下坚实的基础。
本课程总学时为54学时 ，其中课堂讲授44学时，实验（实践）10学时。
教学目的要求和内容
第一章 概 述
【目的要求】
1.了解计算机网络在信息时代中的作用以及计算机网络在我国的发展。
2.熟悉互联网各部分的工作方式、OSI与TCP/IP的分层结构。
3.掌握计算机网络的定义、组成、分类、网络通信中的三种数据交换方式、计算机网络的性能指标、计算机网络体系结构。
【教学内容】
1.三网融合。
2.计算机网络的功能。
3.网络的组成。
4.互联网发展的三个阶段。
5.互联网的组成。
6.边缘部分的工作方式。
7.核心部分的工作方式。
8.三种数据交换方式(电路交换、分组交换、报文交换)。
9.计算机网络在我国的发展历程。
10.计算机网络的定义。
11.计算机网络的分类。
12.计算机网络的性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率。
13.计算机网络的非性能指标。
14.网络体系结构的形成。
15.协议的概念、协议的三个组成要素。
16.OSI的七层结构以及每一层提供的服务。
17.TCP/IP的体系结构。
【授课方法与学时】
课堂讲授4学时。
第二章 物理层
【目的要求】
1.了解物理层的基本概念、数字传输系统。
2.熟悉数据通信系统的模型、信道的极限信息传输速率的计算、导向传输媒体的特点、波分复用的原理、常见的宽带接入技术。
3.掌握有关信道的几个基本概念、双绞线的制作方法、频分复用、时分复用、统计时分复用和码分复用的原理。
【教学内容】
1.物理层基本概念：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性、并行传输、串行传输。
2.数据通信系统的模型。
3.三种通信方式。
4.基带信号与调制信号。
5.常用编码方式。
6.基本的带通调制方法。
7.信道的极限容量。
8.极限传输速率计算。
9.传输介质的分类以及各自的特性。
10.双绞线和直连线的制作方法。
11.同轴电缆和光纤的结构与特点。
12.非引导性传输媒体的特点。
13.复用与分用的概念。
14.频分多路复用。
15.时分多路复用。
16.波分多路复用。
17.码分复用和CDMA。
18.SDH/SONET标准。
19.ADSL技术。
20.光纤同轴混合网（HFC网）。
21.FTTx技术。
【授课方法与学时】
课堂讲授4学时。
第三章 数据链路层
【目的要求】
1.了解数据链路层的基本概念、PPP协议的特点、组成、工作状态、以太网的信道利用率、高速以太网技术。
2.熟悉PPP协议的帧格式、以太网在物理层和数据链路层的扩展方式、适配器、转发器、集线器、网桥、以太网交换机的作用及使用的场合、VLAN技术。
3.掌握数据链路层点对点信道和广播信道的特点、数据链路层三个基本问题的解决方法、以太网MAC层的硬件地址、CSMA/CD协议的原理、透明网桥的工作原理。
【教学内容】
1.链路与数据链路。
2.封装成帧。
3.透明传输（字符填充）。
4.差错检测（CRC循环冗余检验）。
5.PPP协议的组成与特点。
6.PPP协议帧格式（字节填充、零比特填充）。
7.PPP协议的工作状态。
8.计算机网络的拓扑结构。
9.适配器的作用。
10.CSMA/CD协议原理。
11.集线器的特点。
12.以太网的信道利用率。
13.MAC层的硬件地址。
14.MAC帧格式。
15.碰撞域。
16.透明网桥和源路由网桥的工作原理。
17.二层交换机、VLAN。
18.高速以太网的主要特征。
19.高速以太网的工作原理和扩展技术。
【授课方法与学时】
课堂讲授6学时，实验2学时。
第四章 网络层
【目的要求】
1.了解虚电路服务和数据包服务的特点、网络层与网络互联的基本概念。
2.熟悉Internet控制报文协议的报文类型与相关网络命令、IP地址的配置方法、常用网络命令的使用方法、路由器的基本配置方法。
3.掌握传统IP地址分类及无类域间路由选择CIDR、IP分组的交互与路由选择、路由器与三层交换机的概念、IP协议的基本内容、IP地址和物理地址的关系、地址解析协议的要点、路由选择协议的原理。
4.掌握VPN和NAT的工作原理。
5.了解解决IP地址耗尽的措施，IPv6的基本首部，IPv6的地址空间，ICMPv6的原理。
6.了解多播工作方式。
7.了解MPLS的工作原理。
【教学内容】
1.虚电路服务。
2.数据报服务。
3.虚拟互连网络。
4.分类的IP地址。
5.常用及特殊IP地址。
6.IP地址和物理地址。
7.地址解析协议ARP的要点。
8.IP数据报的格式。
9.IP层转发分组的流程。
10.子网划分的概念。
11.子网掩码。
12.路由器转发分组算法。
13.CIDR。
14.ICMP报文的种类。
15.ICMP的应用举例（ping、tracert命令）。
16.内部网关协议RIP。
17.内部网关协议OSPF。
18.外部网关协议BGP。
19.路由器的结构及工作原理。
20.IP多播的基本概念。
21.网际组管理协议IGMP。
22.多播路由选择协议。
23.解决 IP 地址耗尽的措施。
24.IPv6 的基本首部。
25.IPv6 的地址空间。
26.ICMPv6简介。
27.VPN和NAT原理。
28.MPLS工作原理。
【授课方法与学时】
课堂讲授14学时，实验6学时。
第五章 运输层
【目的要求】
1.了解随机早期检测RED、TCP的有限状态机。
2.熟悉UDP用户数据报的首部格式。
3.掌握运输层中的两个协议的特点与原理、端口的概念、停止等待协议的原理、TCP的数据编号与确认机制、连续ARQ协议、TCP报文段的首部格式、TCP可靠传输的实现、TCP的流量控制与拥塞控制方法、TCP的运输连接管理。
【教学内容】
1.进程之间的通信。
2.运输层的两个主要协议。
3.复用和分用。
4.端口号。
5.UDP协议的特点。
6.UDP报头格式。
7.TCP最主要的特点。
8.停止等待协议。
9.超时重传机制。
10.信道利用率。
11.连续ARQ协议。
12.累积确认机制、回退N。
13.TCP报文段的首部各字段的含义。
14.以字节为单位的滑动窗口。
15.选择确认SACK。
16.流量控制的定义。
17.利用滑动窗口实现流量控制。
18.拥塞控制的定义。
19.拥塞控制与流量控制的比较。
20.几种拥塞避免算法（慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复）。
21.随机早期检测RED。
22.TCP连接建立三次握手。
23.TCP连接释放四次握手。
24.TCP 的有限状态机。
【授课方法与学时】
课堂讲授6学时，实验2学时。
第六章 应用层
【目的要求】
1.了解简单文件传送协议TFTP、登录TELNET的特点、超文本标记语言HTML、万维网页面中的超链接、搜索引擎、电子邮件信息格式、通用因特网邮件扩充MIME、系统调用和应用编程接口。
2.熟悉域名系统基本概念、因特网的域名结构、域名服务器的分类、WWW相关概念、超文本传送协议HTTP工作过程。
3.掌握用域名服务器进行域名解析、FTP的基本工作原理、统一资源定位URL、电子邮件系统的组成部分、电子邮件协议SMTP和POP3原理及配置方法、动态主机配置协议DHCP的原理、简单网络管理协议SNMP的三个组成部分。
4.熟悉P2P应用的工作方式。
【教学内容】
1.域名系统概述。
2.因特网的域名结构。
3.域名服务器。
4.域名服务器对域名的解析。
5.FTP的工作原理。
6.FTP的两个连接。
7.Telnet的工作原理。
8.万维网概述。
9.统一资源定位符URL的格式。
10.超文本传送协议HTTP的工作过程。
11.代理服务器。
12.搜索引擎。
13.博客。
14.电子邮件系统的组成部分。
15.电子邮件的信息格式。
16.电子邮件协议SMTP
17.电子邮件协议POP3和IMAP。
18.基于万维网的电子邮件。
19.通用因特网邮件扩充MIME。
20.DHCP的工作原理。
21.DHCP报文。
22.网络管理的基本概念。
23.管理信息结构SMI和管理信息库MIB。
24.SNMP的协议数据单元和报文。
25.P2P工作方式概述。
【授课方法与学时】
课堂讲授6学时。
第七章 网络安全
【目的要求】
1.了解被动攻击方式、网络层安全协议IPsec、运输层安全协议SSL、SET。
2.了解报文鉴别，密钥分配的基本概念与原理；计算机网络面临的安全性威胁。
3.掌握主动攻击方式、对称/公钥密码体制的基本概念及特点、数字签名的概念、防火墙的基本概念、网络入侵检测的基本概念与方法。
【教学内容】
1.计算机网络面临的安全性威胁。
2.网络安全的内容。
3.一般数据加密模型。
4.对称密钥密码系统。
5.非对称密钥密码系统。
6.数字签名的功能。
7.数字签名的原理。
8.报文鉴别的原理。
9.实体鉴别的原理。
10.对称密钥的分配的原理。
11.公钥的分配的原理。
12.网络层安全协议IPsec。
13.运输层安全协议SSL、SET。
14.应用层安全协议。
15.防火墙的定义。
16.入侵检测方法。
【授课方法与学时】
课堂讲授4学时。
课时分配表
章 序 |
教学内容 |
理论学时 |
实验（实践）学时 |
一 |
概述 |
4 |
|
二 |
物理层 |
4 |
|
三 |
数据链路层 |
6 |
2 |
四 |
网络层 |
14 |
6 |
五 |
运输层 |
6 |
2 |
六 |
应用层 |
6 |
|
七 |
网络安全 |
4 |
|
合 计 |
44 |
10 |
教材及教学参考资料
【教材】
《计算机网络（第7版）》谢希仁编著，电子工业出版社，2017年1月
【教学参考资料】
1.《计算机网络释疑与习题解答（第七版）》．谢希仁编著，电子工业出版社，2017年7月
2.计算机网络：自顶向下方法（第6版）．James F.Kurose，Keith W.Ross著；陈鸣译．机械工业出版．2014年10月
