课程概述

本课程是理工科各专业的专业基础核心课程,是面向高校理工科专业的学生开设的一门计算机基础课程。通过本课程的学习,学生可以对计算机网络有一个基本的认识,了解当今计算机网络的现状和发展趋势,掌握计算机网络涉及的基本概念,掌握计算机网络应用基础知识,理解和掌握Internet的工作原理,熟练应用Internet提供的各种服务,从而掌握计算机网络的技术原理和综合应用。本课程培养学生的思维能力和实践动手能力,为学生学习后续课程以及解决生活、工作中遇到的相关问题提供技术和应用能力的支撑。

课程内容框架为:

(1)计算机网络基本概念;

(2)物理层;

(3)数据链路层;

(4)网络层

(5)运输层;

(6)应用层;

(7)下一代因特网。

证书要求

    课程成绩满分100分,由3部分组成,期末+理论平时+实验,其比例分别是60%、20%、20%。




预备知识

    1.极限及向量运算:需要提前学习学习极限的基本概念,线性代数向量的内积的运算法则,在第三章会用到相关知识;

   2.逻辑运算:需要提前学习一些基本的逻辑运算,如:与、或、非、异或,在课程的第四章会用到相关知识;

   3.计算机中的数制及转换:需要提前学习数的不同进制表示方法,如二进制、十进制、 十六进制,在第四章及第七章将会用到相关知识。



授课大纲


一、课程的性质和目的

课程性质:本课程是理工科各专业的专业基础核心课程,是面向高校理工科专业的学生开设的一门专业基础课程。                               

目的:通过本课程的学习,学生可以学习到复杂问题的解决方法和技巧,对计算机网络有一个基本的认识,了解当今计算机网络的现状和发展趋势,掌握计算机网络涉及的相关技术,了解计算机网络应用基础知识,满足日常工作中对计算机网络应用的一般需求,理解和掌握Internet的工作原理,理解Internet服务和应用的基本概念,能够熟练应用Internet提供的各种服务。让非计算机专业的学生接受抽象的网络概念,构建计算机网络的知识层面,从而掌握计算网络的基础知识、基本理论。 

二、课程教学内容及基本要求

本课程以网络应用作为着力点来介绍计算机网络知识,使之具有更强的实用性。主要介绍网络体系结构、局域网、万维网及应用、网页制作与发布等方面的知识。通过学习本课程,使学生了解计算机网络的基础知识,理解计算机网络的基本概念,熟悉网络互连和Internet基本操作,掌握Internet基本应用技术,培养学生的思维能力和实践动手能力,为学生学习后续课程以及在生活、工作中提供技术和应用能力的支撑。

(一)课程教学内容及知识模块顺序

1、概述(8学时/课内)

本课程概论,介绍算机网络的历史与发展过程;计算机网络的分类;关于计算机网络的若干术语,网络体系结构概述;开放系统互连参考模型中的重要概念;其他著名体系结构简介以及课程的学习要求等。

2、物理层(6学时/课内)

物理层的基本概念;信道的极限容量;传输媒体;模拟传输与数字传输;几种常用的物理层标准等。

3、数据链路层(8学时/课内)

数据链路层的基本概念;PPP协议;信道共享技术概述;受控多点接入:轮询;随机接入技术:CSMA和CD;IEEE802标准;局域网的扩展等。

4、网络层(10学时/课内)

网络层所提供的服务;IP地址;子网和超网;流量控制;网络互连;OSI的网络层标准;Internet的互连网协议IP;几种常用的互连网选路协议;IP多播;虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT等。

5、运输层(8学时/课内)

OSI运输层协议;TCP/IP体系中的运输层;用户数据报协议UDP;传输控制协议TCP等。

6、应用层(8学时/课内)

域名系统DNS;文件传送协议FTP;远程终端协议TELNET;万维网WWW;电子邮件E_mail;动态主机配置协议DHCP;简单网络管理协议SNMP;应用进程跨越网络的通信等。

7、下一代因特网(8学时/课内)

网际协议IPv6(IPng);多协议标记交换MPLS; P2P应用等。

8、期末考试(2小时/课外)

 9、实验(8学时/实验课程)

IP配置

常用网络测试命令

网络协议分析

    网络服务器的配置 

(二)课程的重点、难点及解决办法

本课程的重点内容是计算机网络的定义;计算机网络的发展过程、分类;网络体系结构;开放系统互连参考模型的五层结构;开放系统互连参考模型中的重要概念和TCP/IP协议族的相关知识点。

教学重点:计算机网络的定义,开放系统互连参考模型的层次结构,物理层的功能、香农公式,数据链路层的功能、停止等待协议、连续ARQ协议 载波监听多点接入/冲突检测,局域网的体系结构,IEEE802标准,网络层的功能、网络互连的基本概念、IP协议,运输层的功能,域名系统DNS,万维网WWW。

    教学难点:物理层的几种调制方法、面向比特的链路控制规程、路由选择、流量控制、OSI的网络层标准、 传输控制协议TCP、DNS命名系统,必须通过学生自己多做分析和实践,才能更好地掌握。 

解决的办法

首先在教学过程中,注重粗线条,突出重点和难点,以基础为主,理解基本概念和工作原理,理顺通信和网络的关键技术。避免混淆不清,切忌照本宣讲。

其次,充分利用现有的网络技术,建设配套的课程网站,提供网络教学和交互的手段,安排教师定期查看网站相关栏目并答复,作为课堂教学的补充。编制配套的幻灯片课件,将教学内容按知识单元进行结构化,使学生能根据自己的需要、兴趣进行主动学习,并在此基础上做有选择的深化和发展。

最后,可以编制与课程配套的复习要点、例题分析、习题与思考,以组合方式提供给学生,使学生能发挥学习的自主性、启发性以及研究性,思考如何引导学生深入进行研究。再针对难点问题,加强与学生的互动环节,加深学生对难点的掌握。 

三、实验实践环节及基本要求

主要安排在理论课程相应内容讲完之后进行,用4周的时间来实施,共4个实验,每周一个实验,每个实验2学时。通过实验,掌握主机的TCP/IP配置方法、常用的网络测试命令、使用Wireshark ( Ethereal ) 分析网络协议的方法、WEB服务器、FTP服务器的设置方法;加深对各种协议格式,协议层次和协议交互过程的理解,理解WEB服务、FTP服务的工作过程。

四、对学生能力培养的要求

通过课程学习,使学生在较全面地掌握计算机网络的基本原理的基础上,具有计算机网络协议设计和开发的能力,以及计算机网络应用开发的能力,具有终身学习能力和创新意识及团队协作精神、良好的工程素养。

 

   

 

参考资料

教材:

谢希仁等. 计算机网络(第7版). 电子工业出版社,2017.1.


参考书:

[1] 杨庚,章韵等.计算机通信与网络(第2版). 北京:清华大学出版社,2015. 

[2] 冯先成等.网络技术与应用.北京:电子工业出版社,2014.

[3] 张基温等.计算机网络技术与应用教程北京:人民邮电出版社,2013.