以层次模型为线索,一层一章(数据链路层两章),将内容有机地串在一起;主要包括网络相关术语和协议(TCP/IP协议栈)、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和基本原理;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。在学习理论的基础上,初步培养网络编程、网络抓包工具使用、交换机和路由器操作等实际动手能力。
7张(章)思维导图,既有清晰的脉络,又有技术细节,收放自如,带你深入计算机网络的背后,看清信息的流转,囊括重要的原理、技术和协议。
除了满满的干货,你还将在课程中了解到网络发展进程中的名人及背后的奇闻轶事,比如:互联网之父温顿•瑟夫(Vinton Gray Cerf)、以太网之父罗伯特•梅特卡夫(Robert Metcalfe)、万维网之父蒂姆•伯纳斯•李(Tim Berners Lee)、CDMA之母海蒂•拉玛(Hedy Lamarr)、第一台路由器发明者和思科创始者昂纳德•波萨克(Leonard Bosack)和桑德拉•勒纳(Sandy Lerner)夫妇、高锟、拉迪雅•铂尔曼(Radia perlman)......也许没有他们的发明,网络世界会是另外一个样子,这些名字背后的传奇故事,是网络知识宝塔上闪亮的珠缀,将带给你无限的感叹和畅想。
附录:第二章物理层的知识导图如下所示。课程团队将给出7张思维导图的XMind源文件,你可以在其上增删修改,构筑自己的知识框架
(1) 理解计算机网络从无到有的进程,理解网络中的问题以及解决问题的方法,培养学生发现问题解决问题的能力;
(2) 理解网络通信的基本原理,理解一个信息是如何从源穿越到目的的全过程,学习套接字编程基础,并进行实践,掌握基本的套接字编程方法;
(3) 学习主要的交换设备的工作原理,掌握主要的交换设备的基本使用方法,并能利用路由器和交换机进行组网;
(4) 理解各层报文的封装格式,掌握重点字段的含义,并能通过分析报文,理解协议和简单故障分析。
本课程总评成绩由三个部分组成,单元测试(8次)和同伴互评作业(5次)占35%,讨论区的课堂交流区内回帖(非水帖)占5%,雨课堂平时表现5%,期末考试40%。
注意事项:
关于单元测试:每章布置一次测试,每次测试提供二次答题机会,每次测验的最后成绩取2个成绩中的最高分。
论坛得分说明:发帖个数与得分成正比,累计发帖14个可得满分(5分)。只有教师在教学单元内容发布中发起的讨论(在课堂交流区),系统才会统计。切记:学生在其他论坛中发的帖子不计入成绩。
第0章
本课程简介
中国互联网发展状况
第44次中国互联网络发展状况统计报告(CNNIC发布)
第1章 概述
1.1 为什么要学习计算机网络?
1.2 互联网络发展史
1.3 常用的基本概念
1.4 参考模型(重点)
1.5 参考模型相关的概念(重点)
1.6 本课程的组织
附录1:导学_本章思维导图
附录2:名人传奇
附录3:专业术语的中英文对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
第1章讨论区
附录5:本章的无背景乐的视频
第1章测试
第1章(补)
第2章 物理层
2.1 物理层概述
2.2 有导向的传输介质
2.3 复用技术
2.4 调制技术
2.5 公共交换电话网络 PSTN
2.6 物理层设备
附录1:导学_本章思维导图
附录2:名人传奇故事
附录3:专业术语的中英对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
附录5:布线艺术欣赏 以及 光纤熔接(工程师飞清和善明的现场演示)
附录6:海底光缆
附录7:本章的无背景乐的所有视频
第2章测试
第二章作业
第2章(补)
第二章作业(补)
第3章:数据链路层
3.1 数据链路层概述
3.2 差错处理概述
3.3 纠1位错的海明码
3.4 检错码
3.5 基本数据链路协议1~3
3.6 滑动窗口协议
3.7 回退n帧
3.8 选择性重传
附录1:本章思维导图
附录2:名人传奇故事
附录3:术语中英对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
第3章讨论区
附录5:本章的无背景乐的所有视频
第3章测试
第3章作业
第3章(补)
第3章作业(补)
第4章 介质访问控制子层
4.1 MAC子层概述
4.2 ALOHA协议
4.3 CSMA协议
4.4 以太网概述
4.5 以太网帧格式
4.6 二层交换的基本原理
4.7 生成树协议
4.8 虚拟局域网
4.9 二层设备
附录1:本章思维导图
附录2:名人传奇故事
附录3:术语中英对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
附录5:PacketTracer的基础使用
附录6:本章的无背景乐的所有视频
第4章作业
第4章测试
第4章作业(补)
第4章(补)
第 5 章 网络层(上)
5.1 网络层引言
5.2 IP地址
5.3 子网规划
5.4 IP寻址
5.5 IP分组
5.6 什么是IPv6?
5.7 IPv6地址
5.8 IPv6分组
5.9 IPv6过渡技术
5.10 路由从何而来?
5.11 距离矢量路由选择协议
5.12 路由信息协议 RIP
5.13 RIP 为什么会衰落?
附录1:本章思维导图
附录2:本节思考题汇总
实验:单子网、IPv4直连路由、IPv6直连路由
附录3:本章的无背景乐的所有视频(上)
第5章测试
第5章上(补)
第5章 网络层(下)
5.14 链路状态路由选择
5.15 单区域OSPF
5.16 无类域间路由 CIDR
5.17 网络地址翻译 NAT
5.18 互联网控制消息协议 ICMP
5.19 地址解析协议ARP
5.20 拥塞控制
5.21 流量整形
附录1 名人传奇故事
附录2 术语中英文对照
附录3 本节思考题汇总
实验:静态通达、RIP通达、OSPF通达
附录4:本章的无背景乐的所有视频(下)
第5章测试(下)
第五章主观题
第5章作业(补)
第5章下(补)
第6章 传输层
6.1 传输层概述
6.2 用户数据报协议
6.3 通信模型
6.4 TCP数据段
6.5 TCP三次握手建立连接
6.6 TCP连接释放
6.7 TCP传输策略
6.8 TCP拥塞控制
6.9 TCP定时器等
附录1 套接字编程入门演示(Windows版,杨俊荣)
附录2 套接字编程入门演示(Linux版,鲁梦如)
附录3 导学_本章思维导图
附录4 术语中英文对照表
附录5 本章思考题汇总
第六章讨论(可计分)
附录6:本章的无背景乐的所有视频
第6章测试
第6章作业
第6章(补)
第6章作业(补)
第7章 应用层
7.1 应用层概述
7.2 域名系统DNS概述
7.3 DNS之域名解析
7.4 电子邮件
7.5 万维网 WWW
7.6 其它应用
附录1 导学_本章思维导图
附录2 名人传奇故事
附录3 术语中英文对照
附录4 本章思考题汇总
附录5:本章的无背景乐的所有视频
第7章测试
实验5
实验3~4
实验2
第7章(补)
具备:二进制、十进制、十六进制的换算关系。
教材:
Andrew S. Tanenbaum,David J. Wetherall;严伟等译,计算机网络(第五版),清华大学出版社,2012
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
[3]Mark A. Dye,Allan D. Reid著,思科系统公司译, 思科网络技术学院教程:网络简介,人民邮电出版社
[4]Scott Empson, Chery Schmidt 著,思科系统公司译, 思科网络技术学院教程:路由和交换基础,人民邮电出版社 (最新第六版也可以)
Q : 课程采用什么教材?
A : 采用经典教材:Andrew S. Tanenbaum,David J. Wetherall;严伟等译,计算机网络(第五版),清华大学出版社,2012。课程视频的根据教材的前7章拆解的知识点,建议您学习的过程中,逐渐构建自己的知识框架,将知识点内化并串起来。
Q : SPOC跟MOOC有什么区别?
A : MOOC是Massive Open Online Course,大规模在线开放课程,面向所有学员,译为“慕课”、“魔课”等;SPOC是Small Private Oline Course,小规模限制性在线课程,译为“私播课” 。(注意:同学们所有的学习数据,包括测试成绩,都从SPOC课程导出,请认准SPOC课程。)
Q:雨课堂是什么?
A:雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案。对于老师来说,雨课堂是一个工具,安装后成为PPT的一个插件,用来备课、上课和推送课件。作为学生来说,如果老师推送了预习课件,需要完成预习课件(在课堂之前);课堂上,用微信扫码签到进老师的课堂、参与发送弹幕、投稿、参加堂测、点击不懂等等。
Q:翻转课堂是什么?
A:翻转课堂有别于传统的一讲到底的课堂,而是在课堂上进行重难点深化、讨论、堂测、学生演示等等学习活动。学生须在翻转课堂前已经完成了基本知识点的学习任务,完成老师推送的预习雨课件。雨课堂通常在智慧教室进行(返校后,A5-807)。疫情期间,采用雨课堂线上直播(第一备选:ZOOM直播、第二备选QQ语音直播)。
Q : 课程有动手实践内容吗?
A : 有的,主要涉及到报文抓取和分析,以及交换设备(交换机和路由器)的基本操作。
Q : 报文抓取用什么工具?
A : 建议使用WireShark。
Q : 交换设备的基本操作怎么完成?
A : 如果有条件的学员,可以直接在真实设备上进行操作。如果没有真实的设备可用,建议使用仿真软件完成,比如 思科的PacketTracer。
Q : 我是否可以免费合法地使用PacketTracer(简称PT)呢?
A : 可以。您可以注册成为netacad(https://www.netacad.com/)的学员,即可下载PT并免费使用。不仅如此,您还可以以此账号,进入袁华老师在netacad上开设的PT课程、CCNA1和CCNA2课程,免费学习和使用思科课程的资源。