课程简介 Course Introduction

《计算机网络》是计算机科学与技术/软件工程专业本科生的必修课/选修课,也是计算机专业的核心专业基础课程,该课程在计算机科学与技术/软件工程专业建设和课程体系中占据重要的地位和作用。本课程将注重网络基础理论的教学,同时结合后续的计算机网络实验课程,向学生传授基本的网络理论及应用、组网技术和操作技能等。

为了保证计算机网络教学的科学性与系统性,本门课程采纳Andrew S.Tanenbaum建议的一种5层参考模型,包括有:物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。本门课程重点讲授网络的基本概念、网络体系结构、网络互联和Internet应用;在系统讲授网络基本工作原理的同时,注重网络应用系统与网络应用以及实现方法的学习;在保持知识体系系统性的同时,教学内容贴近技术发展的前沿,包括SDN、IPv6、4G和LTE等。

通过本课程的学习,学生可以系统地掌握计算机网络的基本概念和基本原理,理解网络体系结构的有关理论、计算机网络的主要协议的操作原理和有关标准、IEEE局域网标准及其应用、IPv4、IPv6和网络互联的原理,使学生能充分运用并掌握先进的网络方法和手段,为后续专业课程的学习打下良好的基础。

教学大纲 Teaching Syllabus

第01次课程:计算机网络概论:

1、计算机网络的形成与发展以及网络技术发展的三条主线

2、计算机网络定义、分类、组成与结构

3、计算机网络拓扑结构

4、分组交换技术的基本概念

3学时

第02次课程:网络体系结构与网络协议:

1、网络体系结构的基本概念

2、OSI参考模型、TCP/IP参考模型,以及这两个参考模型的比较

3、网络与Internet协议标准化组织与管理机构

3学时

第03次课程:

1、物理层与物理层协议的基本概念

2、数据通信的基本概念

3、频带传输技术:模拟数据编码、波特率

4、基带传输技术:定义、数字数据编码方法、脉冲编码调制方法、比特率、奈奎斯特准则与香农定理

3学时

第04次课程:

1、多路复用技术:基本概念、时分多路复用、频分多路复用、波分多路复用

2、同步光纤网SONET与同步数字体系SDH:基本概念、基本速率标准的制定、SDH速率体系

3、接入技术:接入技术的分类、ADSL接入技术、HFC接入技术、光纤接入技术、移动通信接入技术

3学时

第05次课程:

1、数据链路层中差错产生与差错控制方法、差错产生的原因和类型、误码率的定义、检错码与纠错码、循环冗余编码工作原理、差错控制机制

2、数据链路层的基本概念、物理线路与数据链路、数据链路层的主要功能、数据链路层向网络层提供的服务、数据链路层协议的分类

3、面向比特型数据链路层协议--HDLC协议、数据链路的配置方式和数据传送方式、HDLC帧结构、HDLC协议工作原理、数据链路层与物理层的关系

3学时

第06次课程:

1、数据链路层滑动窗口协议与帧传输效率分析、数据链路层滑动窗口协议的分类、单帧停止等待协议、多帧连续发送协议

2、点-点协议PPP、PPP协议的主要特点、协议帧结构、协议工作过程

3学时

第07次课程:

1、介质访问控制子层、局域网技术的发展与演变、三种常用介质访问控制方法的比较、Ethernet技术的研究与发展、局域网参考模型与协议标准

2、Ethernet基本工作原理:Ethernet数据发送流程分析、帧结构、接收流程的分析、网卡设计与物理地址、物理层标准命名方法

3学时

第08次课程:

1、交换式局域网与虚拟局域网技术

2、高速Ethernet的研究与发展:Fast Ethernet、Gigabit Ethernet、10 Gigabit Ethernet、40 Gigabit Ethernet与100 Gigabit Ethernet、光以太网与城域以太网

3、Ethernet组网设备与组网方法、交换Ethernet与高速Ethernet组网方法、局域网结构化布线的基本概念

3学时

第09次课程:

1、局域网互联与网桥:基本概念、网桥的工作流程、生成树协议、网桥与中继器、集线器、交换机的比较

2、无线局域网:扩频无线局域网、无线局域网IEEE 802.11标准、 IEEE 802.11标准的 MAC层协议

3学时

第10次课程:

1、网络层与IP协议的基本概念、IP协议的发展与演变

2、IPv4协议的基本内容及其主要特点、IPv4分组格式、IPv4地址、IP地址的基本概念、标准分类IP地址、划分子网的三级地址结构

3、无类别域间路由CIDR、网络地址转换NAT

4、路由选择算法与分组交付、分组交付和路由选择的基本概念以及路由表的建立、更新与路由选择协议

3学时

第11次课程:

1、SDN技术基础

2、路由信息协议RIP、最短路径优先协议OSPF、外部网关协议BGP、路由器与第三层交换技术

3、Internet控制报文协议--ICMP、ICMP协议的作用与特点、报文类型

4、IP多播与IGMP协议、基本概念、IP多播地址、IGMP协议的基本内容、多播路由器与IP多播中的隧道技术

3学时

第12次课程:

1、MPLS协议、资源预留协议RSVP与区分服务DiffServ、多协议标识交换MPLS、MPLS的应用、地址解析协议ARP、IP地址与物理地址的映射、地址解析工作过程

2、移动IP协议基本概念、设计目标与主要特征、协议的结构

3、移动IPv4协议的基本工作原理与移动节点和节点主机的基本操作

4、IPv6协议的基本概念、协议的主要特征、IPv6地址、分组结构与基本报头、IPv4到IPv6过渡的基本方法

3学时

第13次课程:

1、传输层与传输层协议、传输层的基本功能、传输协议数据单元的基本概念、应用进程、传输层接口与套接字、网络环境中分布式进程标识方法、传输层的多路复用与多路分解、TCP、UDP协议与应用层协议的关系

2、用户数据报协议UDP、UDP协议的主要特点、UDP协议报文格式、UDP校验和的基本概念与计算、UDP协议适用的范围

3学时

第14次课程:

1、传输控制协议TCP、TCP协议的主要特点、协议报文格式

2、TCP连接建立与释放、 TCP协议滑动窗口与确认、重传机制

3、TCP协议滑动窗口与流量控制、拥塞控制

3学时

第15次课程:

1、应用层:Internet应用与应用层协议的分类、Internet应用技术发展的三个阶段、C/S模式与P2P模式的比较、应用层协议的分类

2、域名系统DNS、DNS域名空间、域名服务器、域名解析、域名系统性能优化

3、电子邮件服务与SMTP协议、电子邮件服务的基本概念、工作过程、POP3与IMAP4协议以及基于Web的电子邮件

4、Web与基于Web的网络应用、Web服务的基本概念、超文本传输协议HTTP、超文本标记语言HTML、Web浏览器、搜索引擎

3学时

第16次课程:

1、即时通信与会话初始化协议SIP、即时通信工作模型、SIP协议的基本内容

2、主机配置与动态主机配置协议DHCP、动态主机配置的基本概念、DHCP的基本内容

3、网络管理与简单网管协议SNMP协议、网络管理的基本概念、SNMP协议的基本内容

4、典型应用层协议--区块链

3学时

第17次课程:

1、网络安全、网络安全的基本概念、网络安全服务功能与法律法规、网络安全威胁的发展趋势、网络安全研究的主要问题、网络攻击的主要类型

2、加密与认证技术、密码算法与密码体制的基本概念、对称密码体系、数字签名技术、身份认证技术的发展

3、网络安全协议的基本概念、网络层安全与IPSec协议、传输层安全与SSL、TLP协议

4、防火墙技术的基本概念

5、入侵检测技术的基本概念、基本方法

6、网络业务持续性规划技术、网络文件备份与恢复的重要性

7、恶意代码与网络防病毒技术、恶意代码的定义、病毒的基本概念、蠕虫的基本概念、特洛伊木马的基本概念、垃圾邮件的基本概念、流氓软件的基本概念、网络防病毒软件的应用

3学时


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  • 唐华
    副教授/Associate Professor
    华南师范大学
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