計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)密切結(jié)合而形成的新的技術(shù)領(lǐng)域,是當(dāng)今計算機的主流技術(shù)之一,也是迅速發(fā)展并在信息社會中得到廣泛應(yīng)用的一門綜合性學(xué)科。隨著Internet網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,了解和掌握最新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也變得更加重要。計算機網(wǎng)絡(luò)與通信是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的必修課,也是一門重要的專業(yè)課,該課程在專業(yè)建設(shè)和課程體系中占據(jù)重要的地位和作用。
本課程在全面講述計算機網(wǎng)絡(luò)與通信基本知識的基礎(chǔ)上,考慮到現(xiàn)今Internet的普及,放棄大部分書籍以ISO/OSI來講解計算機通信與網(wǎng)絡(luò)基本原理的做法,而采用以Internet的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)來介紹計算機通信與網(wǎng)絡(luò)的基本原理,同時還對ATM、幀中繼、xDSL、千兆以太網(wǎng)、IP組播技術(shù)、無線局域網(wǎng)等比較新的技術(shù)進(jìn)行了介紹。為了使學(xué)生更好的理解網(wǎng)絡(luò)的基本概念并加強學(xué)生的動手能力,本課程還增加了IP地址、掩碼(MASK)、變長掩碼(VLSM)、無類別域間路由選擇(CIDR)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念,并通過實驗使學(xué)生掌握配置和使用交換機、路由器。本課程的知識體系由ISO/OSI體系結(jié)構(gòu)、X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、ATM、幀中繼、TCP/IP協(xié)議簇、局域網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)七部分組成。
計算機網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)目標(biāo)是:使學(xué)生能夠在已有的計算機基礎(chǔ)知識、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計算機原理等基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)通信和計算機網(wǎng)絡(luò)與通信的基本概念和基本原理,理解ISO OSI/RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的有關(guān)理論、計算機通信與網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)議的操作原理和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、IEEE局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用、IPv4、IPv6和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的原理,尤其是TCP/IP協(xié)議簇和IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的掌握,并培養(yǎng)實際動手能力,能充分運用并掌握科學(xué)的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)管理方法和手段,為今后能夠迅速地適應(yīng)社會各方面管理工作的需要服務(wù),為Internet開發(fā)與管理和局域網(wǎng)的組建、規(guī)劃和管理打下良好基礎(chǔ),從而為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的現(xiàn)代化信息管理人材。
知識模塊順序及對應(yīng)的學(xué)時
本課程內(nèi)容包括:Computer Networks and the Internet;Application Layer;Transport Layer;The Network Layer;The Link Layer and Local Area Networks;Security in Computer Networks;Network Management.
1.Computer Networks and the Internet:協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)邊緣、網(wǎng)絡(luò)核心、網(wǎng)絡(luò)延遲和丟失等術(shù)語,熟悉物理介質(zhì)、協(xié)議分層及其服務(wù)模型。
2.Application Layer:HTTP、FTP、SMTP、POP3和DNS.
3.Transport Layer:TCP、UDP,可靠傳輸、流量控制、擁塞控制等原理。
4.The Network Layer:路由選擇算法,因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議,IP、IPv4、IPv6.
5.The Link Layer and Local Area Networks:數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)原理和操作原理,差錯檢測和糾錯技術(shù),多路訪問技術(shù),鏈路層尋址,通過集線器、網(wǎng)橋和交換機進(jìn)行的局域網(wǎng)構(gòu)造。
6.Security in Computer Networks:安全通信的不同原理,加密/解密數(shù)據(jù)的密碼技術(shù),對稱密鑰密碼學(xué)和公共密鑰密碼學(xué),身份認(rèn)證協(xié)議。
7.Network Management:網(wǎng)絡(luò)管理的含義,網(wǎng)絡(luò)管理的功能以及SNMP協(xié)議。
課程的重點、難點及解決辦法
1.本課程的重點、難點集中體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)掌握協(xié)議、交換、數(shù)據(jù)報、虛電路、協(xié)議棧等網(wǎng)絡(luò)基本概念。
(2)了解和掌握應(yīng)用層HTTP、SMTP、DNS、FTP等協(xié)議的原理和過程。
(3)了解和掌握傳輸層的可靠傳輸?shù)脑硪约癠DP、TCP協(xié)議。
(4)了解和掌握層次性網(wǎng)絡(luò)概念、路由算法、IP協(xié)議、IPV6、路由器基本原理。
(5)了解和掌握多路訪問控制協(xié)議、ARP協(xié)議以及Hub、路由器、網(wǎng)橋等網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。
(6)了解對稱密鑰、公開密鑰、數(shù)字簽名、認(rèn)證、安全電子郵件、防火墻等計算機網(wǎng)絡(luò)安全等知識。
(7)掌握簡單網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),能夠編制簡單的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,實現(xiàn)簡單網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
實踐教學(xué)的設(shè)計思想與效果
計算機網(wǎng)絡(luò)與通信是實踐性很強的課程,要求學(xué)生不僅要有良好的理論知識,同時又要具有一定的動手能力,因此實驗課程是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。在努力提高課堂教學(xué)質(zhì)量的同時,加強實驗教學(xué)。通過充分考慮先修課及后續(xù)課的實驗內(nèi)容,避免有些實驗內(nèi)容在不同課程中重復(fù)出現(xiàn)的情況。
根據(jù)本課程的課時安排,課內(nèi)實驗分為基于Socket的網(wǎng)絡(luò)通信和對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報的監(jiān)測與分析,使學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)的知識,初步掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本使用方法,能夠組建簡單的廣域網(wǎng),進(jìn)而組建較大規(guī)模的廣域網(wǎng)。
實驗課程在最終考核時調(diào)整了成績評定機制,實驗課的成績占10%,引起學(xué)生們的高度重視。通過實驗實踐內(nèi)容的訓(xùn)練,突出構(gòu)造性思維訓(xùn)練的特征,開設(shè)多次專題講座,啟迪學(xué)生拓寬專業(yè)基礎(chǔ)面,有助于提高學(xué)生動手能力和軟件設(shè)計能力。
實踐(驗)課程內(nèi)容
(1)網(wǎng)絡(luò)編程:實現(xiàn)基于Socket的網(wǎng)絡(luò)通信程序(含客戶端和服務(wù)器端);
(2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報綜合分析軟件設(shè)計與實現(xiàn):要求學(xué)生從相應(yīng)的端口截獲不同層的數(shù)據(jù)報進(jìn)行分析,更高的要求是對這些不同類型的報文進(jìn)行分門別類統(tǒng)計,甚至可以實現(xiàn)可視化的展示等功能。
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