TCP/IP原理与应用（专业限选课）
Theory and Application of TCP/IP
【课程编号】XZ26107
【学分数】3.5
【学时数】50=46+4 【课程类别】专业限选 【编写日期】2010.3.30 【先修课程】操作系统、通信原理
【适用专业】网络工程
一、教学目的、任务
计算机网络工程专业的一门专业必修课程。
TCP/IP网络体系结构和协议标准是近年来计算机网络研究与应用的技术热点， TCP/IP的许多概念和方法是计算机网络的精髓，指导着计算机网络的设计实现与发展。通过对本门课程的学习，要求学生掌握TCP/IP的原理及实现方法，以便为从事计算机网络的研究，开发与工程实践打下基础。
二、课程教学的基本要求
本课程理论和应用性均较强。教师在课堂上应对TCP/IP协议的基本概念、原理和协议进行较详细的讲授，一些难点问题如移动IP、ARP代理、OSPF和多播路由等还应补充一些实例来帮助学生学习理解。讲授中还应注意引导学生的思考和讨论，开拓学生的思路。
通过本课程的学习，要求学生除了能掌握好TCP/IP协议簇的原理、功能及应用，独立地完成简单计算机网络的设计和配置，子网的划分和路由管理规划外，还能够深入了解各层主要协议的具体包结构、包的解封装过程及实现方法，让学生打下扎实的网络技术基础。
(注：由于网络专业的课程还有一门“网络与信息安全”课，所以第11章的网络安全协议内容可以从略，而将省下的时间加到第4章使用)。
三、教学内容和学时分配 （1 + 1 + 8 + 12 + 5 + 8 + 2 + 7 +4 + 1 + 1 = 50）
第1章概述1 学时
主要内容：
本章简单介绍了计算机网络的协议和网络标准、网络标准化过程和RFC文档。 教学要求：
了解计算机网络的协议和IEEE802的部分网络标准。
第2章TCP/IP协议族与OSI参考模型1学时
本章对分层的体系结构、OSI参考模型、TCP/IP协议族，以及TCP/IP进程间的客户-服务器模型进行了介绍。
教学要求：
了解OSI参考模型和TCP/IP协议族的基本概念。
第3章网际协议7学时
主要内容：
本章介绍网络层的IPv
4、IPv6协议和移动IP的工作原理。
教学要求：
掌握IPv4的定长和变长子网掩码情况下的子网划分、IP分组的分片和重组;IPv6协议的地址类型及分组格式;移动IP的工作原理。
第4章路由选择协议12学时
主要内容：
本章介绍路由选择技术、分类寻址路由、无分类域间路由、内部路由协议RIP和OSPF以及外部路由协议BGP。
教学要求：
掌握路由选择技术、分类寻址路由、无分类域间路由、内部路由协议RIP和OSPF，掌握这2种路由协议的报文格式和最短路径算法Dijkstra;了解外部路由协议BGP。
第5章Internet控制协议6学时
主要内容：
本章介绍地址解释协议ARP、代理ARP、逆地址解释协议RARP和Internet控制报文协议ICMP。 教学要求：
掌握地址解释协议ARP及其封装格式、理解代理ARP的工作原理；掌握ICMP协议工作原理和其中6类报文的封装格式、掌握Ping命令及其主要参数的应用。
第6章多播和Internet组管理协议8学时
主要内容：
本章介绍多播概念、组管理协议IGMP和多播路由选择协议。
教学要求：
了解多播概念,掌握IP多播地址和以太网多播地址转换、IGMP工作原理和IGMP报文封装；了解多播路由选择协议。
第7章 用户数据报协议2学时
主要内容：
本章介绍传输层UDP报文的结构、封装和拆封及多路复用技术。
教学要求：
掌握UDP报文的结构、封装和拆封、UDP的计算方法；了解多路复用技术。
其它教学环节：
第8章传输控制协议7学时
主要内容：
本章介绍传输层TCP报文的结构、连接和释放管理以及流量控制、差错控制、拥塞控制等技术细节。
教学要求：
掌握传输层TCP报文的结构、连接和释放管理以及流量控制、差错控制、拥塞控制等技术细节。
第9章面向应用的协议4学时
主要内容：
本章以Internet应用层协议为主线，讨论文件传送协议FTP、域名系统DNS、超文本传输协议、简单邮件传输等应用层服务的工作原理。
教学要求：
了解域名系统DNS和简单邮件传输的工作原理; 掌握文件传送协议和超文本传输协议的工作原理。
第10章 简单网络管理协议1学时
主要内容：
本章介绍简单网络管理协议的模型、结构、数据库及报文格式。
教学要求：
了解简单网络管理协议的工作原理。
其它教学环节：1学时习题。
第11章 网络安全协议1学时
主要内容：
本章介绍网络安全的基本概念，具体介绍了网络层、传输层和应用层的安全协议相关技术。 教学要求：
了解网络层安全协议IPSEC的基本工作原理。
其它教学环节： （研究教学4学时-穿插安排在理论教学中）
(1) 移动IP问题
（a）移动结点移动到外地网络后,当它发送应答报文时，仍使用原来的固定IP地址。但它的
发送包格式应该怎样(源IP和MAC地址=？, 目的IP和MAC地址=？)?
(b) 移动结点由旧的源IP和MAC,如何找到外地网络的路由器目的IP和MAC地址?
(2) 代理ARP问题
（a）课文p96的Fig.5-10实际上是否行得通?
(b) 由主机A的源IP和MAC地址,如何找到ARP代理路由器的目的IP和MAC地址?
(3) IPv6的地址问题
如何理解IPv6中的本地链路地址和本地站点地址? 请画出具体网络结构图来解析说明。
(4) 在NAT出口端的包截获分析
看看2台PC在同时ping互联网(或内网)的服务器时,NAT路由器是根据IP包中的哪部分内容来区分“哪个应答包该发给哪台PC”?
2、总结报告：结合自己分析研究和试验结果，写出总结报告。
四、教学重点、难点及教学方法
本课程的教学重点在第3章-第7章，其中变长子网掩码、CIDR、IPv
6、移动IP技术、OSPF协议、IP多播与Internet组管理协议和TCP协议等，应该让学生掌握得比较透彻。
课文中的变长子网掩码中的地址二义性问题、CIDR的地址聚合问题、IPv6的扩展头和分片问题、代理ARP问题以及移动IP技术、OSPF的最短路径算法、IP多播路由协议等是教学的难点。在课程的对应内容中，应安排较多的教学时间，增补一些教学参考资料，并安排对应研究题目，通过讨论交流，帮助学生理解和掌握相关知识。
五、考核方式及成绩评定方式：考试
六、教材及参考书目
1、推荐教材：《TCP/IP协议分析及应用》，杨延双， 机械工业出版社，2007
2、主要参考书：
[1]《TCP/IP网络原理与技术》，陈庆章 ，高等教育出版社 2006
[2]《TCP/IP协议族（第3版）》，谢希仁等 译 ， 清华大学出版社，2006
[3] 《TCP/IP详解 卷1》，范建华等 译， 机械工业出版社 ，2000
修（制）订人：审核人：
2010年 3 月30日
