《计算机网络》（第5版）课程教学大纲
课程编号:
课程名称：计算机网络
英文名称：Computer Network
课程类型:专业基础课
讲课学时：68学时
实验学时：32学时
学分：4
适用对象:本科生
先修课程：《数据结构》、《计算机组成原理》、《操作系统》
一、课程性质、目的和任务
计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，是计算机发展的重要方向之一，也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一门综合性学科。计算机网络课程是高校计算机科学与技术专业本科班必修的一门专业核心重点课程，该课程在专业建设和课程体系中占据重要的地位和作用。同时也是从事计算机研究和应用人员必须掌握的重要知识。通过本课程的学习，要求学生掌握计算机网络的基本原理和 计算机网络的新技术 。
本课程以计算机网络体系层次结构为总纲，系统地、分层次地讲述计算机网络的基本概念和工作原理，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的主要协议，重点介绍Internet采用的TCP/IP体系结构。
通过学习《计算机网络》应了解有关计算机网络的基本概念，掌握计算机网络的基本工作原理和主要技术，学会计算机网络应用原理及其方法。应以计算机网络体系结构的分层模型为基础，重点掌握Internet 采用的TCP/IP协议族的分层，每层的主要协议及工作原理，为今后从事计算机网络的研究、开发、管理和使用打下坚实的基础。
二、教学基本要求
本课程是计算机系本科高年级学生的必修课程。由于近年来网络技术的发展异常迅猛，并且网络技术的应用几乎已经渗透到所有的行业，所以网络技术的掌握和掌握得如何，对于一位计算机专业的毕业生将来能否很快适应社会的需求来说是很重要的。
本课程以协议为纲组织内容，按五层协议模型比较全面地介绍了计算机网络的工作原理。包括：数据通信基本原理、数据链路层的传输机制、以太网工作原理和帧格式、IP协议和IP地址、路由算法、TCP端到端可靠性传输机制、虚拟网络、网络安全、网络管理、网络的主要应用，无线通信网等，此外还介绍了IPv6网络技术的一些最新成果。
在教学方法上，采用课堂讲授、实验、课堂讨论和课后自学等教学形式。学完本课程后，学生应该能够掌握数据通信网和协议体系结构的基本概念，掌握基本的网络分析方法。并且能够掌握计算机网络各层的主要协议及工作机制。 每一章的具体要求请参考第三部分的介绍。
三、教学内容及要求
第1章概述
1.1 计算机网络在信息时代中的作用
1.2 因特网概述
1.3 因特网的组成
1.4 计算机网络在我国的发展
1.5 计算机网络的类别
1.6 计算机网络的性能
1.7 计算机网络体系结构
基本要求
- 了解计算机网络发展历史。
- 掌握计算机网络的概念、功能、分类。
- 掌握计算机网络的主要性能指标（带宽、时延、时延带宽积格往返时延的概念。）理解在物理层和在数据链路层扩展局域网的方法。
- 熟悉网桥的转发过滤机制，以及透明网桥转发表的建立过程。
重点、难点
- 数据链路层的功能
- 点对点协议PPP工作机制
- 以太网工作原理
- 扩展局域网方法
- 透明网桥工作原理
第4章网络层
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
4.6IP多播
4.7 虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT
基本要求
- 理解网络层的功能及其在网络参考模型中的位置。
- 掌握广域网向上层提供的数据报服务和虚电路服务的特点和区别。
- 了解路由器的作用和构成。理解网络互连的基本问题，网络互连设备及如何实现网络互连。
- 掌握IP地址与物理地址之间的关系以及地址解析协议ARP和逆向地址解析协议RARP的作用。
- 熟悉IP分组格式，理解首部各字段的作用和意义。
- 掌握IP地址的相关知识（分类编址和无类型编址）。
- 掌握子网划分的方法以及子网掩码的作用。
- 掌握CIDR技术的基本概念，以及CIDR地址块的分配方法。
- 掌握ICMP协议的作用以及报文类别。
- 掌握路由选择算法的分类，以及因特网的主要路由协议（RIP、OSPF、BGP）。了解TCP协议的首部中的重要字段的含义及作用。
- 掌握TCP协议中使用可变滑动窗口进行流量控制的方法。
- 理解拥塞控制与流量控制的含义与区别
- 深入了解TCP拥塞控制机制—慢开始和拥塞避免算法快重传和快恢复算法，加性增和乘性减。
- 掌握TCP协议中进行连接建立时使用的三次握手的过程，以及连接释放的过程。
重点、难点
- 相关概念，例如：端口套接字。
- 面向连接的和无连接。
- UDP和TCP报文段格式
- TCP传输机制：可靠传输、连接管理、滑动窗口流量控制和拥塞控制机制等。
第6章应用层
6.1 域名系统DNS
6.2 文件传送协议
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
基本要求
- 了解下面英文符号所代表的应用层协议：DNS，FTP，TELNET，SMTP，POP3，
WWW，DHCP等。
- 掌握域名地址空间结构，域名服务器的分类及功能、域名解析过程。掌握电子邮件传输的原理，电子邮件系统的组成部分，以及SMTP、POP
3、IMAP、MIME协议功能。
- 了解DHCP的作用。
重点、难点
- 各应用层协议的工作机制
- 各应用层协议与运输层的接口（端口）
第7章计算机网络的安全
7.1 网络安全问题概述
7.2 两类密码体制
7.3 数字签名
7.4 鉴别
7.5 密钥分配
7.6 因特网使用的安全协议
7.7 链路加密与端到端加密
7.8 防火墙
基本要求
- 理解：数据加密模型，常规密钥密码体制(流密码、块密码、DES标准)，公开密钥密码体制(RSA)，数字签名，报文鉴别，密钥分配，电子邮件的加密，Internet安全体系结构与相关协议，防火墙及代理服务器的工作原理与设计。实现Internet安全的常用方法。
- 掌握：网络安全问题概述，常规密钥密码体制，公开密钥密码体制，数字签名，密钥分配，Internet安全体系结构与协议。实现Internet安全的常用方法。 - 了解：电子邮件的加密，防火墙及代理服务器的工作原理与设计。
重点、难点
- 数据加密模型，常规密钥密码体制
- 公开密钥密码体制，数字签名，密钥分配
- Internet安全体系结构与相关协议
第8章 因特网上的音频/视频服务
8.1 概述
8.2 流式存储音频/视频
8.3 交互式音频/视频
8.4 改进“尽最大努力交付”的服务
本章内容自学
第9章 无线网络
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
本章内容自学
第10章 下一代因特网
10.1 下一代网际协议IPv6 （IPng）
10.2 多协议标记交换MPLS
10.3 P2P文件共享
基本要求：
- 掌握IPv6的基本知识：IPv6的地址长度及表示方法，IPv6基本首部字段意义，扩展首部的特点，从IPv4到IPv6过渡的两种方法。
- 了解多协议标记交换MPLS。
- 了解P2P工作方式。
重点、难点
- IPv6地址技术
- 多协议标记交换MPLS
四、实践环节
见实验教学大纲。
五、课外习题及课程讨论
每章都留有习题，每章都有一个主题进行课程讨论。为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于80题。
六、教学方法与手段
课堂教学为主，采用多媒体教学方法，辅助于课程讨论。
七、考核方式
笔试，闭卷
八、推荐教材和教学参考书
教材：
[1] 谢希仁，《计算机网络》（第5版），电子工业出版社，2008
参考书：
[1] 熊桂喜等译，计算机网络（中文版）（第四版），清华大学出版社，2004
[2]James F.Kurose,Keith W.Ro著,陈鸣等译《计算机网络——用自顶向下方,
法描述因特网特色（第二版）》,人民邮电出版社,2004
