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1 C214CC: 计算机网络 课程描述 0 课程基本信息 课程编号 : C214CC 课程名称 : 计算机网络英文名称 : Computer Network 英文简称 : CN 预备课程 : 计算系统基础授课时间 : 二年级第二学期时间分配 : 课堂教学 (48 课时 )+ 实验安排 (48 课时 )+ 课后作业与阅读 (48 课时 ) 学分数 : 3 1 课程简介 本课程是软件工程专业的专业核心课程 本课程的内容涵盖数据通信技术及计算机网络技术两部分, 以计算机网络技术为主 具体内容主要包括计算机网络的基础理论 组织形态 构建方式 协议设计及实施运行等 通过本课程的学习, 培养学生解决实际问题的能力, 使学生能够针对现实世界的问题, 选择有效的通信系统与网络结构 2 教材与参考资料 2.1 教材与指定阅读材料 1) CCNA: 思科网络技术学院教程第一学期, 人民邮电出版社 2) CCNA: 思科网络技术学院教程第二学期, 人民邮电出版社 3) CCNA: 思科网络技术学院教程第三学期, 人民邮电出版社 2.2 参考资料 1) CCNA: 思科网络技术学院教程第四学期, 人民邮电出版社 2) CCNP: 交换, 机械工业出版社 3) CCNP: 第五学期高级路由, 人民邮电出版社 4) 谢希仁, 计算机网络 ( 第五版 ), 电子工业出版社 3 教学目标 通过本课程的学习, 学生应该能够 : 1) 掌握计算机通信技术的基础原理 ; 2) 理解 OSI 和 TCP/IP 参考模型, 掌握网络体系的分层结构, 能够从层次化的角度理解计算机网络体系的构造和协议的工作机制 ; 3) 理解一般传输介质的工作原理, 掌握数据通信的基本知识 常见的编码方法 调制 解调 复用等基本的数据通信概念 ; 4) 掌握以太网及其相关协议的运行机制 ; 掌握分组交换的一般原理, 掌握局域网交换机的一般配置 ; 5) 掌握网络层重要的可路由协议 IP, 并能够熟练地对给定网络进行 IP 地址分配 ; 掌握自治系统内部路由协议的原理和配置, 理解自治系统间路由协议的原理 ; 6) 掌握传输层上 TCP 和 UDP 协议的工作机制 ; 7) 了解常见的应用层协议, 如 HTTP FTP DNS SMTP 等 ; 附录 B 第 45 页

2 8) 了解流行的广域网传输技术, 包括帧中继 ATM Cable 无线网 光传输技术等; 9) 掌握简单局域网与广域网组网的技术, 能够进行中等复杂程度计算机网络的组网 4 相关知识体系 编号 描述 k, c, a E, D, O 学时 CSE-NC.nac.0 网络及其计算介绍 1 CSE-NC.nac.1 网络和因特网发展的历史和背景 c E * CSE-NC.nac.2 网络体系结构 c E * CSE-NC.nac.3 网络及其计算的主要内容 c E * CSE-NC.nac.4 网络和协议 c E * CSE-NC.nac.5 无线和移动计算 c O * CSE-NC.can.0 通信与网络 2 CSE-NC.can.1 网络标准与相关标准化组织 c E * CSE-NC.can.2 ISO 七层参考模型和 TCP/IP 模型 c E * CSE-NC.can.3 电路交换和分组交换 c E * CSE-NC.can.4 流和数据报 c E * CSE-NC.phl.0 物理层 4 CSE-NC.phl.1 通信基础 c E * CSE-NC.phl.2 信道 信号 宽带 码元 波特 速率等基本概念 CSE-NC.phl.3 奈奎斯特定理与香农定理 c E * CSE-NC.phl.4 信源与信宿 c E * CSE-NC.phl.5 编码与调制 CSE-NC.phl.6 电路交换 报文交换与分组交换 c E * CSE-NC.phl.7 数据报与虚电路 c E * CSE-NC.phl.8 传输介质 ( 双绞线 同轴电缆 光纤与无线传输介质 ) CSE-NC.phl.9 传输介质 ( 物理层接口的特性 ) c E * CSE-NC.phl.10 物理层设备 ( 中继器 集线器 ) CSE-NC.dll.0 数据链路层 12 CSE-NC.dll.1 数据链路层的功能 c E * CSE-NC.dll.2 组帧 CSE-NC.dll.3 差错控制 ( 检错编码 纠错编码 ) CSE-NC.dll.4 流控制与可靠传输机制 ( 流控制 可靠传输与滑动窗口机制 ; 单帧滑动窗口与停止 - 等待协议 ; 多帧滑动窗口与后退 N 帧协议 (GBN); 多 帧滑动窗口与选择重传协议 (SR)) CSE-NC.dll.5 介质访问控制 ( 信道划分介质访问控制 : 频分多路复用 时分多路复用 波分多路复用 码分多路复用的概念和基本原理 ; 随机访问介质访问控制 :ALOHA 协议 CSMA 协议 CSMA/CD 协议 ; 轮询访问介质访问控制 : 令牌传递协议 ) CSE-NC.dll.6 局域网 ( 局域网的基本概念与体系结构 以太网与 IEEE IEEE 令牌环网的基 附录 B 第 46 页

3 本原理 ) CSE-NC.dll.7 广域网 ( 广域网的基本概念 PPP 协议 HDLC 协议 ATM 网络基本原理 ) CSE-NC.dll.8 数据链路层设备 ( 网桥的概念 ; 透明网桥与生成树算法 ; 源选径网桥与源选径算法 ; 局域网 交换机及其工作原理 ) CSE-NC.dll.9 无线局域网 ( 概述无线网络的历史 发展以及无线标准的兼容性,802.11,CSMA/CA) 1 CSE-NC.ntl.0 网络层 22 CSE-NC.ntl.1 网络层的功能 ( 异构网络互联 路由与转发 拥塞控制 ) CSE-NC.ntl.2 路由算法 ( 静态路由与动态路由 距离 - 向量路由算法 链路状态路由算法 层次路由 ) c E 3 IPv4(IPv4 分组 IPv4 地址与 NAT 子网划分与子网掩码 CIDR ARP 协议 DHCP 协议与 ICMP c E 5 协议 ) CSE-NC.ntl.4 IPv6(IPv6 的主要特点 IPv6 地址 ) c O 1 路由协议 ( 自治系统 域内路由与域间路由 RIP 路由协议 OSPF 路由协议 BGP 路由协议 ) c E 9 CSE-NC.ntl.6 IP 组播 ( 组播的概念 IP 组播地址 组播路由算法 ) c O 1 CSE-NC.ntl.7 移动 IP( 移动 IP 的概念 移动 IP 的通信过程 ) c O 1 CSE-NC.ntl.8 网络层设备 ( 路由器的组成和功能 路由表与路由转发 ) CSE-NC.trl.0 传输层 5 CSE-NC.trl.1 传输层提供的服务 ( 传输层的功能 传输层寻址与端口 无连接服务与面向连接服务,PAT) CSE-NC.trl.2 UDP 协议 (UDP 数据报 UDP 校验 ) CSE-NC.trl.3 TCP 协议 (TCP 段 TCP 连接管理 TCP 可靠传输 TCP 流量控制与拥塞控制 ) CSE-NC.trl.4 访问控制列表 ACL c E * CSE-NC.apl.0 应用层 2 CSE-NC.apl.1 网络应用模型 ( 客户 / 服务器模型 P2P 模型 ) c E * CSE-NC.apl.2 DNS 系统 ( 层次域名空间 域名服务器 域名解析过程 ) c E * CSE-NC.apl.3 FTP(FTP 协议的工作原理 控制连接与数据连接 ) c E * CSE-NC.apl.4 电子邮件 ( 电子邮件系统的组成结构 电子邮件格式与 MIME SMTP 协议与 POP3 协议 ) c E * CSE-NC.apl.5 WWW(WWW 的概念与组成结构 HTTP 协议 ) c E * STP-AR.cisco.0 CISCO 及相关网络技能 10 STP-AR.cisco.1 CISCO IOS 的基本工作模式和常见指令 a E * STP-AR.cisco.2 CISCO 路由器的启动过程及其配置寄存器 a E * STP-AR.cisco.3 CISCO 路由器的静态路由配置 a E * STP-AR.cisco.4 CISCO 路由器的 RIP 配置 a E * STP-AR.cisco.5 CISCO 路由器的 IGRP 配置 a E * 附录 B 第 47 页

4 STP-AR.cisco.6 CISCO 路由器的 EIGRP 配置 k O * STP-AR.cisco.7 CISCO 路由器的 OSPF 配置 a E * STP-AR.cisco.8 思科交换机基本指令集 a E 1 STP-AR.cisco.9 配置 VLAN a E * STP-AR.cisco.10 配置 VLAN 间路由 a E 1 STP-AR.cisco.11 在 CISCO 交换机上配置 VTP c D * STP-AR.cisco.12 配置 ACL( 访问控制列表 ) a E 1 STP-AR.cisco.13 使用 CISCO 网络设备, 完成 PPP 配置, 验证 PAP 及 CHAP 认证 a E 1 STP-AR.cisco.14 使用 CISCO 网络设备, 完成帧中继的配置 c D * STP-AR.cisco.15 利用 TFTP 实现 IOS 故障恢复 k O 1 5 教学补充事项 5.1 对前驱课程的教学需求通过 计算系统基础 课程对二进制 十六进制 计算机软硬件系统及程序设计有初步的认识 5.2 本课程的教学考虑 1) 强调系统认知, 要求学生能够理解和掌握网络分层设计的基础原理, 理解协议设计的思路和需要考虑的问题 ;2) 强调理论联系实际, 在授课内容方面应做到理论与实践并重, 利用思科设备开展实验, 帮助学生加深对理论知识的理解 5.3 对后续课程的教学建议无 6 教学计划 序号 主题 内容 课时 相关知识体 1 网络基础和介绍 OSI 参考模型及 TCP/IP 参考模型的概 CSE-NC.nac.1~5 3 参考模型况, 分层, 以及封装过程, 网络设备等 CSE-NC.can.1~4 2 物理层 物理层介质 连接与冲突 : 局域网介质, 线缆基础, 局域网技术, 共享介质环境, 网络拓扑 4 CSE-NC.phl.1~10 结构 3 数据链路层 数据链路层功能, 数制转换,Mac 寻址, 成帧, 令牌环 FDDI 以太网 ATM, 第二层设备, 局域网分段 7 CSE-NC.dll.1~6 4 网络层 路由选择与寻址 : 路由选择原理,IP 地址类 CSE-NC.ntl.1 型, 子网划分, 网间通信, 第 3 层协议, 路由 3 协议概览 5 传输层 6 第 5-7 层 : 会话层 表示层 应用层 7 路由器 传输层功能,TCP/IP 协议栈, 第 4 层协议, NAT 会话层功能 对话控制, 表示层功能 数据解密与压缩, 应用层功能, 网络的应用 路由器命令行界面, 路由器配置组件, 路由器模式, 基本网络测试 8 路由器的启路由器的启动顺序和设置模式, 路由器设置文 2 4 CSE-NC.trl.1 CSE-NC.trl.3 2 CSE-NC.apl.1~5 1 CSE-NC.ntl.8 STP-AR.cisco.1~3 附录 B 第 48 页

5 动与设置 件,IOS 映象, 口令恢复 STP-AR.cisco.15 9 TCP/IP 与 IP TCP/IP 协议族,IP 寻址和子网划分,IP 地址 2 寻址配置与 DNS, 验证地址配置 CSE-NC.trl.2 10 路由基础, 静态与动态路由, 距离矢量路由选路由与路由 CSE-NC.ntl.2 择协议, 链路状态路由选择协议,IGP 与 EGP, 4 选择协议 BGP 11 RIP IGRP RIP 协议,IGRP 协议,EIGRP 协议 3 STP-AR.cisco.4~6 12 OSPF OSPF 协议原理, 单区域 OSPF, 多区域上的 3 扩展 STP-AR.cisco.7 13 局域网交换 网络分段, 交换与桥接, 生成树协议 2 CSE-NC.dll.8 14 虚拟局域网 VLAN 综述,VLAN 的实现,VLAN 的作用 2 STP-AR.cisco.9~10 15 访问控制列表 16 广域网 ACL 概述,ACL 配置任务, 标准 ACL, 扩展 ACL, 命名访问控制列表, 正确使用访问控制列表广域网技术概述, 广域网设备, 广域网与 OSI 参考模型, 广域网帧封装格式, 广域网链路选择 17 PPP PPP 概述,PPP 会话建立过程,PPP 验证 CSE-NC.trl.4 STP-AR.cisco.12 CSE-NC.dll.7 STP-AR.cisco.14 CSE-NC.dll.7 STP-AR.cisco.13 7 实验 7.1 实验目标增强学生对基本原理的认知水平, 培养学生的实际动手能力 7.2 实验内容实验一 :IOS 基本操作 ; 实验二 : 静态路由 动态路由和简单组网 ; 实验三 : 路由器基本配置与密码恢复 ; 实验四 : 路由器 IGRP 配置 ; 实验五 : 从 RIP 过渡到 EIGRP; 实验六 : 配置 OSPF; 实验七 :VLAN 基本配置 ; 实验八 : 配置 VLAN 间路由 ; 实验九 : 配置 VTP; 实验十 :ACL( 访问控制列表 ); 实验十一 :PAP 及 CHAP 认证 ; 实验十二 : 帧中继的配置 ; 选作实验 :TFTP 7.3 实验组织以 4-5 人组成一个小组, 采用 Cisco 公司的路由和交换设备, 进行验证性实验 7.4 指导方式总体教学由教师负责 实验部分由教师进行实验理论教学, 助教负责具体现场指导 7.5 考核方式上机实验考试, 实行团队评分制 以 4-5 人组成一个小组, 按照教师给出的实验考试题目设计实验方案, 并在规定时间 1 小时 附录 B 第 49 页

6 15 分钟内完成该方案的实施工作, 以网络调通作为 90 分的标准 设计方案未能实现教师要求 实施中出现未能调通的网络故障 超时均给予扣分 若设计方案有创造性, 或难度超出教师要求达一定程度, 均可给予加分 加分后的总分至多不超过 100 分 8 课后作业 课后作业应该包含 : 1) 计算机网络分层结构, 计算机网络协议 接口 服务等概念,ISO/OSI 参考模型和 TCP/IP 模型 ; 2) 编码与调制, 电路交换 报文交换与分组交换, 数据报与虚电路 ; 3) 检错编码 纠错编码 ; 4) 网桥的概念 ; 透明网桥与生成树算法 ; 源选径网桥与源选径算法 ; 5) 局域网交换机及其工作原理 ; 6) 路由算法, 静态路由与动态路由, 距离 - 向量路由算法, 链路状态路由算法, 层次路由 ; 7) 组播路由算法 9 评分体系 笔试 60%+ 实验 30%+ 课后作业 10% 附录 B 第 50 页

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