课程编码:042347
课程类别:专业基础课(必修),
先修课程:计算机组成原理
适用专业:软件工程(卓越计划班),
开课院部:计算机与网络安全学院
课程负责人:
在飞速发展的信息时代,计算机网络成为承载、传播信息的桥梁。本课程为我院计算机网络课程体系中的基础课程,在人才培养方案和课程体系中起着承前启后的作用。本课程旨在介绍计算机网络(以Internet 为背景)设计和实现的基本概念、协议和应用。通过本课程的学习,使同学们掌握计算机网络设计和实现的基本原理,熟悉网络体系结构,熟悉Internet 的协议和应用,掌握基本的TCP/IP 网络程序设计方法。了解有线及无线网络的规划、设计、分析及管理等基本内容。并为以后的学习、创新和科学研究工作打下扎实的理论和实践基础。
1.知识与技能目标:通过本课程的学习,使学生掌握计算机网络的基本概念、了解数据通信的基本原理。掌握计算机网络协议,并以OSI体系结构为主线,全面理解广域网、局域网和互联网的分层协议。要求学生对计算机网络的设计与集成、网络的软硬件、 局域网的布线系统、网络互连,Internet网络的应用及网络安全等方面的内容有较深的认识与理解。
2.过程与方法目标:在重视基础理论的同时,强化实践教学,以因特网的经典理论、主流技术和未来发展为主要内容,通过课堂讲授、上机实验以及课程设计三个环节,将理论与实践很好的结合起来。通过本课程的学习使学生掌握数计算机网络基础理论和网络体系结构设计方法,能根据实际应用环境管理和配置网络操作系统。
3.情感、态度与价值观发展目标:通过本课程的学习,培养作为一个网络程序开发/网络管理人员必须具备的坚持不懈的学习精神,严谨治学的科学态度和积极向上的价值观,为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。
五、成绩评定方法及标准
表1 理论教学进程表
周
次
教学主题
要点与重点
要求
学时
1
1.1计算机网络在信息时代中的作用; 1.2-1.3 因特网概述及组成;1.4-1.5计算机网络在我国的发展及类别 1.6计算机网络的性能 1.7计算机网络体系结构
【教学重点】TCP/IP体系结构。
【教学难点】体系结构的分层思想、时延的计算。
(1)了解计算机网络发展过程;
(2)理解计算机网络的定义、分类方法及应用层C/S方式;
(3)理解计算机网络体系结构的分层思想、OSI模型和TCP/IP模型、协议的构成要素、相邻层接口、服务提供者和服务用户的概念;
(4)掌握计算机网络的带宽、时延等主要性能指标。
4
2-3
2.1物理层的基本概念;2.2数据通信的基础知识; 2.3物理层下面的传输媒体;2.4信道复用技术; 2.5数字传输系统; 2.6宽带接入技术
【教学重点】信道复用技术、分组交换技术、信道传输速率。
【教学难点】数据编码理论、码分复用。
(1)了解传输介质的类型及主要特点、同步光纤网SONET、同步数字系列SDH和宽带接入技术;
(2)理解物理层基本概念、基带传输及接口标准;
(3)掌握物理层与物理层协议、数据通信、频带传输、数据编码的类型和基本方法、多路复用分类与特点、数据交换技术分类与特点。
8
4-5
3.1使用点对点信道的数据链路层;3.2点对点协议PPP;3.3 使用广播信道的数据链路层;3.4使用广播信道的以太网;3.5扩展的以太网;3.6 高速以太网
【教学重点】停止等待协议。
【教学难点】滑动窗口。
(1)了解数据传输过程中差错产生的原因和出错的几种情况;
(2)理解链路、数据链路、滑动窗口的概念;
(3)理解帧定界、透明传输、差错检测的方法;
(4)掌握停止等待协议、连续重传协议ARQ、面向比特的链路控制规程HDLC、点对点协议PPP。
6-7-8
4.1网络层提供的两种服务;4.2网际协议IP;4.3划分子网和构造超网;4.4网际控制报文协议ICMP;4.5因特网的路由选择协议;4.6 IP多播;4.7虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT
【教学重点】IP地址编制机制、子网规划、路由选择协议。
【教学难点】IP分组转发原理、路由选择协议。
(1)了解Internet控制报文协议ICMP与组管理协议IGMP、虚拟专用网VPN和网络地址转换
NAT、外部网关协议BGP、下一代网际协议IPV6;
(2)理解网络互联的基本概念、路由器的组成结构;
(3)掌握IP地址编制机制、地址解析的基本概念与方法;
(4)掌握IP数据报的格式、IP层转发分组的流程;
(5)掌握子网编址、构建超网的基本方法;
(6)熟练掌握路由选择协议RIP和OSPF。
9-10
5.1 运输层协议概述;5.2用户数据报协议UDP;5.3传输控制协议TCP概述;5.4可靠传输的工作原理;5.5 TCP报文段的首部格式;5.6 TCP可靠传输的实现
5.7 TCP的流量控制;5.8 TCP的拥塞控制;5.9 TCP的运输连接管理
【教学重点】端口、UDP协议、TCP协议。
【教学难点】流量控制、拥塞控制和重传机制。
(1)了解TCP有限状态机;
(2)理解端口的概念、流量控制和重传机制;
(3)掌握TCP和UDP协议。
6
11-12
6.1域名系统DNS;6.2 文件传送协议FTP;6.3远程终端协议TELNET;6.4万维网WWW;6.5电子邮件;6.6动态主机配置协议DHCP;6.7简单网络管理协议SNMP;6.8应用进程跨越网络的通信
【教学重点】DNS、WWW服务、电子邮件服务。
【教学难点】FTP、HTTP、DHCP
(1)了解TCP/IP协议簇与应用层协议之间的关系;
(2)理解WWW服务的HTTP协议及动态主机配置协议DHCP;
(3)掌握域名系统、文件传送协议、电子邮件协议、简单网络管理协议SNMP,远程终端协议。
13
9.1无线局域网WLAN; 9.2 无线个人区域网WPAN;9.3无线城域网WMAN;9.4蜂窝移动网络
【教学重点】无线网络安全控制机制
【教学难点】802.11无线局域网协议分析
(1)了解无线网络的组网原理;
(2)理解无线网络的协议。
2
14
复习课
全面复习
表2 实验教学进程表
周次
实验项目
名称
掌握程度
实验类型*
实验要求**
实验1 基于Cisco Packet Tracer的链路层系列实验
PPP、PPPoE联系与区别、交换机工作原理及生成树协议分析
熟练掌握协议原理及具体细节
验证性
必做
实验2 基于Cisco Packet Tracer的网络层系列实验
IP协议、ARP协议、ICMP协议及路由协议
10
实验3 基于Cisco Packet Tracer的传输层系列实验
UDP及TCP协议
12
实验4 基于Cisco Packet Tracer的应用层系列实验
HTTP、DHCP、DNS、及FTP等协议
13-14
实验5 基于Cisco Packet Tracer的综合实验
搭建小型互联网并模拟典型Web服务的过程
进一步理解Internet的工作原理、协议过程,并提高综合知识的应用能力和分析能力
综合性
成绩评定方法及标准
考核内容
评价标准及要求
权重
平时成绩
出勤表现
1. 评价标准: 不得无故缺席。无论是实验或者理论教学课,缺席1次扣10分。计入平时成绩。
--
期中考试(闭卷)
1、按照卷面成绩,100分制
6%
平时作业
24%
课程实验
1. 评价标准:实验态度,实验报告的规范性、数据分析的准确性和回答实验思考题的正确性。
2. 要求:准确记录实验数据,按照实验报告要求对实验数据进行合理分析,回答实验思考题。
期末考核(闭卷)
期末考试采取闭卷形式,要求:解答问题准确清晰
70%
期末考试方式
开卷□ 闭卷√ 课程论文□ 实操□
1.学习本课程的方法、策略及教育资源的利用。
本课程的实践性很强,且与其它课程(尤其是程序设计语言、操作系统)联系紧密。学习的过程中,不但要在课堂上认真听讲,而且在课下要多读,多练,善于归纳总结。教材中关于计算机网络的应用部分讲解的内容不是很多,而且所用的示例也比较简单,要想熟练掌握这一技巧,需要阅读更多的参考书,尤其是阅读已有的设计文档。在此基础上,根据实际/虚拟的应用环境实际动手验证计TCP/UDP协议,并编程实现TCP/UDP协议通信,这样才能在不断的实践中真正体会计算机网络编程的奥妙。
2.学生完成本课程每周须耗费的时间
为掌握本课程的主要内容,按约1:1的比例配比课外学时(预习、复习和完成老师布置的作业),学生课外每周必须耗费的最少时间为3小时,学生完成本课程每周须耗费的最少时间为7小时。
3.学生的上课、实验、讨论、答疑、提交作业(论文)单元测试、期末考试的等方面的要求
课前预习,坚持上课,认真听讲,做好笔记,积极参与教学互动,主动与老师探讨问题;课后认真复习,独立完成作业。选择Cisco Packet Tracer作为实验平台,在此平台上独立完成规定的实验内容,并提交合格的实验报告。
4.学生参与教学评价要求
依照按学校规定,课程结束前1-2周内,按照学校统一安排,通过网上评教系统,回答调查问卷,实事求是地对本课程及任课教师的教学效果作出客观公正的评价,这是学生的应尽的责任和义务,对促进教师改进教学工作具有重要的意义,每个学生都必须参加。
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