计算机通信与网络

Computer Communications and Networks

一、课程的性质和目的

课程性质：本课程是计算机及相关专业的专业基础必修课。

目的：通过本课程的学习，使学生较全面地掌握计算机通信与网络的基本原理，培养学生建立计算机网络体系机构的概念，掌握数据通信的基本概念和计算机网络的工作原理，掌握计算机基础知识在通信子网及终端系统中的应用，并能够进行简单的网络实验，使学生会对实验结果进行分析，并使学生了解计算机网络技术发展的前沿和趋势。该课程是《TCP/IP网络设计与实现(双语)》、《现代通信技术》、《网络与信息安全B》、《计算机通信与网络实验》等课程的先修课程，也是学生自学其他通信网络技术的基础。

二、课程教学内容及基本要求

本课程的主要教学内容有：计算机网络体系结构（OSI参考模型，TCP/IP协议栈），数据传输与通信接口，数据链路控制，局域网与广域网（LAN & WAN），因特网技术和IPv6，传输层协议控制机制，计算机网络服务和应用以及网络管理与网络安全技术。实验部分在内容上主要是配合理论课程的教学，见配套开设的《计算机通信与网络实验》课程，在本课程的教学过程中，为了帮助同学们理解网络中的基本概念和基本工作原理，在课堂上会有一些演示性的实验，如数据包的捕获、路由器的配置等，并引导学生对实验的结果进行分析。通过学习本课程，学生应达到：理解和掌握计算机通信与网络的基本概念和原理，能够解决和分析网络应用问题，并能够跟踪网络技术发展的前沿和趋势。

（一）课程教学内容及知识模块顺序

1.知识单元一：计算机通信与网络概述  (6学时)

（1）知识点一：计算机通信与网络发展过程

（2）知识点二：计算机通信与网络基本概念

（3）知识点三：网络的类型及其特征

（4）知识点四：计算机通信协议与网络体系结构

教学基本要求：

了解计算机通信与网络的基本概念，计算机通信与网络的发展历史，计算机通信与网络在我国的发展，因特网的发展和组成，了解计算机网络技术发展的前沿和趋势，掌握计算机网络的分类方法和主要分类，各种类型计算机网络的主要特点，理解计算机网络主要性能指标的意义。了解计算机网络体系结构的概念，掌握开放系统互连参考模型、TCP/IP体系结构的构成和功能层的基本功能，以及两者之间的主要差别，了解计算机通信与网络技术发展的方向和重要特点。

2.知识单元二：数据通信技术基础  （8学时）

（1）知识点一：数据通信的基本概念

（2）知识点二：传输介质

（3）知识点三：多路复用技术

（4）知识点四：数据交换技术

（5）知识点五：差错控制技术

（6）知识点六：物理层设备与接口

教学基本要求：

掌握数据通信的基本概念，了解各种数据传输方式，理解模拟传输和数字传输技术及信道复用技术，掌握各种交换方式和差错控制的基本原理和方法，理解和掌握通信接口的各种特性，了解常用的物理层标准，以及常见的接口标准之间的区别和相互联系。

3.知识单元三：数据链路层 （8学时）

（1）知识点一：数据链路层的基本概念

（2）知识点二：流量控制和差错控制

（3）知识点三：点对点信道的数据链路层

（4）知识点四：多路访问信道的数据链路层

教学基本要求：

掌握数据链路层的基本概念，深刻理解停止－等待方式和滑动窗口流量控制方法，以及数据链路层透明传输的实现方法。理解高级数据链路控制规程和点到点协议，学习相关协议中链路层功能的具体实现方法。理解多路访问信道的数据链路层的基本概念，掌握CSMA/CD协议，了解环型、令牌总线、CSMA/CA的介质访问控制方法。

4.知识单元四：局域网与广域网 （8学时）

（1）知识点一：局域网概述

（2）知识点二：以太网技术

（3）知识点三：以太网的MAC层

（4）知识点四：以太网的连接方式

（5）知识点五：局域网的扩展

（6）知识点六：高速以太网

（7）知识点七：虚拟局域网

（8）知识点八：无线局域网

（9）知识点九：广域网

教学基本要求：

了解局域网的体系结构标准、组成和拓扑结构，局域网的介质访问控制方法和局域网技术的发展等。着重掌握以太网介质访问控制方法，交换以太网技术及虚拟局域网的原理和实现，了解高速局域网、无线局域网技术的发展及应用。掌握网络层的基本概念，网络层的路由选择技术和流量控制、拥塞控制方法，了解分组交换X.25 建议标准及帧中继、ATM的概念，掌握其基本原理和主要技术、实现机制，了解广域网技术与局域网技术的差别和特点。

5.知识单元五：网络层与网络互连  （11学时）

（1）知识点一：网络层概念

（2）知识点二：网络互连

（3）知识点三：数据报传送与差错处理

（4）知识点四：子网编址及无分类编址与CIDR

（5）知识点五：因特网的路由选择协议

（6）知识点六：IP组播

（7）知识点七：移动IP

（8）知识点八：专用网络互连（VPN和NAT）

（9）知识点九：下一代网际协议IPv6

教学基本要求：

掌握Internet地址分类和子网划分技术，无类别地址方案，着重掌握IP协议的原理和工作机制，以及网络控制协议和路由协议的原理，掌握路由协议的实现方法，在网络通信中的作用，以及各种协议之间的关系，了解IP协议的发展，掌握IPv6的主要特点。

6.知识单元六：传输层  （5学时）

（1）知识点一：传输服务

（2）知识点二：无连接的传输层协议UDP

（3）知识点三：面向连接的传输层协议TCP

（4）知识点四：套接字

教学基本要求：

掌握传输层协议的原理和功能，掌握TCP的三次握手机制、流量控制和重发机制等传输控制过程，理解TCP报文段编号，确认往返时间测量等实现方法，了解UDP的工作机制及特点，理解和掌握传输层端口的意义和作用。

7.知识单元七：应用层  （6学时）

（1）知识点一：网络应用模式

（2）知识点二：网络基本服务

（3）知识点三：电子邮件系统与SMTP

（4）知识点四：万维网与HTTP

教学基本要求：

了解OSI 的高层协议和TCP/IP 体系的应用层的概念和应用，了解计算机网络的各种应用服务，掌握不同网络服务模式的原理，各种网络应用服务的基本原理，实现机制和相关协议，了解计算机网络技术和应用的发展方向。

8.知识单元八：网络管理与网络安全  （4学时）

（1）知识点一：网络管理的基本概念

（2）知识点二：网络管理的主要功能

（3）知识点三：网络管理协议

（4）知识点四：网络安全概述

（5）知识点五：数据加密技术

（6）知识点六：用户身份认证

（7）知识点七：访问控制

（8）知识点八：虚拟专用网

（9）知识点九：高层安全

教学基本要求：

了解计算机网络管理的基本原理和主要功能，掌握计算机网络管理协议的工作机制和网络管理技术的应用，深刻理解基于TCP/IP的简单网络管理协议的原理，组成工作机制，以及相关网管技术的发展。了解计算机网络的安全问题，掌握数据加密技术的基本原理，理解对称加密，非对称加密的原理和实现机制，以及相关的网络安全技术的基本原理，了解计算机网络安全体系结构和网络安全技术的应用。

（二）课程的重点、难点及解决办法

课程的重点包括计算机通信与网络的体系结构、数据链路层协议、局域网、网络互联、传输层等内容。解决办法是运用多媒体课件演示、课堂上演示实验，引导学生课后自己去做一些简单的网络实验并分析实验结果，加深学生对知识点的理解和掌握。

难点包括对计算机网络体系结构的理解、数据链路层协议效率的分析、局域网MAC协议工作原理、路由协议、应用层协议工作原理等。解决的办法是针对难点问题，加强与学生的互动环节，利用习题课加深学生对难点的掌握。

三、实验实践环节及基本要求

因与本课程配套开设有《计算机通信与网络实验》，实验实践环节及基本要求详见《计算机通信与网络实验》教学大纲。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：《通信原理》、《操作系统》

后续课程：《TCP/IP网络设计及实现》

本课程主要侧重计算机网络的基本原理，计算机网络的物理层部分的内容依赖于先修课程《通信原理》；计算机网络协议和应用的实现部分依赖于先修课程《操作系统》；后续课程《TCP/IP网络设计及实现》主要侧重因特网TCP/IP协议的设计，是计算机网络原理部分内容的深入。

五、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通信与网络的基本原理的基础上，能够进行简单的网络实验，并会对实验结果进行分析；通过本课程学习，使学生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。

六、课程学时分配

总学时56，其中讲课50学时，上机0学时，实验0学时, 习题及讨论6学时。