spContent=《计算机网络与应用》以计算机网络体系结构的层次模型为主线,通过各层次功能的理论与实现,让学生了解和掌握计算机网络的基本原理和工作过程,同时通过丰富的实验案列讲解和分析,培养学生掌握计算机网络的原理、配置和安全控制等,具备分析网络和故障排查的能力。欢迎加入本课程的学习!
《计算机网络与应用》以计算机网络体系结构的层次模型为主线,通过各层次功能的理论与实现,让学生了解和掌握计算机网络的基本原理和工作过程,同时通过丰富的实验案列讲解和分析,培养学生掌握计算机网络的原理、配置和安全控制等,具备分析网络和故障排查的能力。欢迎加入本课程的学习!
—— 课程团队
课程概述
本课程是关于计算机网络基础知识和Internet网络技术的一门专业核心课程。本课程的主要任务是讲授计算机网络的基础知识和主流技术,帮助学生掌握计算机网络的基本原理、组成和结构,局域网的交换、网络的路由与转发、互连网技术及应用等方面的基础知识和基础理论,并培养一定的实践能力。教学中强调基础理论知识和实践相结合,培养学生对计算机通信与网络的理解、分析、设计能力。通过课程实验培养学生分析问题和解决网络实际问题的能力,使学生掌握设计、组建与配置简单网络环境的基本技能,并能够支持和维护网络的正常运行,熟练运用Internet资源促进自己的学习、工作和生活,为计算机网络设计与应用及后续课程的学习打下良好的基础。
《计算机网络与应用》课程思维导图如下:


课程大纲
计算机网络的发展、定义、分类和性能指标
课时目标:本讲将学习信息科学发展的历程,了解计算机网络与Internet的发展,计算机网络采用的交换技术,计算机网络的定义与分类、性能指标和标准化组织。
1.1课程概论(14'39")
1.2计算机网络的发展(10'33")
1.3电路交换与分组交换(12'41")
1.4计算机网络的定义与分类(9'15")
1.5计算机网络的性能指标(10'03")
1.6 标准化组织(5'47")
计算机网络体系结构与TCP/IP协议
课时目标:本讲将学习网络体系结构与计算机网络体系结构的重要作用,理解开放系统互联参考模型理论和实际应用的TCP/IP体系结构,掌握TCP/IP的协议族和应用服务,以及网络节点的通信方式。
2.1计算机网络体系机构(8'56")
2.2开放系统互联参考模型(8'13")
2.3TCP/IP体系机构(8'28")
2.4网络节点的通信方式(6'55")
物理层:节点间完成资源共享的通信基础
课时目标:本讲介绍了数据通信的模型,数据通信的基本概念,以及为计算机网络提供比特流正确传输所需要的相关技术,包括调制技术,复用技术、编码技术、差错检测技术、接入技术等。定量计算掌握信道带宽与最高传输速度之间的关系。
3.1物理层概论(2'57")
3.2数据通信基础(9'47")
3.3调制与编码技术(6'21")
3.4 传输媒体(8'40")
3.5 信道复用技术(10'19")
3.6 宽带接入技术(9'14")
数据链路层基础:相邻两个节点之间数据传输的标准
课时目标:本讲介绍计算机网络中相邻两个节点传输数据的标准,即数据链路层的标准协议。学习数据帧的封装、透明传输和差错检测。掌握点对点的PPP协议模型和广播式网络的以太网协议模型。
4.1数据链路层的基本功能
4.1.1数据链路层的模型(5'57")
4.1.2数据帧的封装(3'00")
4.1.3数据帧的透明传输(3'29")
4.1.4数据帧的差错检测(5'51")
4.2点对点的PPP协议(10'47")
4.3局域网的标准(5'34")
4.4局域网的主要技术(9'23")
4.5以太网技术
4.5.1以太网的物理层标准(12'25")
4.5.2CSMA/CD技术(6'19")
4.5.3以太网的MAC地址(6'35")
4.5.4以太网的MAC帧协议(10'52")
实验一:网络模拟器的简介和网络设备的软硬件系统
局域网技术:高速局域网、局域网互联、VLAN和WLAN
课时目标:本讲介绍局域网技术,通过高速局域网提高以太网的带宽。局域网在物理层、数据链路层的扩展的知识。掌握虚拟局域网技术和无线局域网技术。
4.5以太网技术
4.5.5高速以太网(11'32")
4.6 局域网的扩展
4.6.1局域网在物理层的扩展(6'15")
4.6.2局域网在数据链路层的扩展(14'17")
4.7以太网交换机与交换式以太网(7'39")
4.8虚拟局域网(11'20")
4.9无线局域网
4.9.1无线局域网的基础知识(7'41")
4.9.2无线局域网的物理层和MAC层协议(14'26")
4.9.3 无线局域网的MAC帧(5'24")
实验二:交换机的使用与配置
实验三:虚拟局域网的配置
实验四:基于VTP的跨交换机VLAN配置
网络的互联与IP协议
课时目标:本讲介绍网络层的虚电路和数据报交换服务,网络互联的层次,路由器的工作原理。重点掌握网络IP协议的数据报格式,IP地址格式,物理地址与IP地址的区别,ARP协议和IP数据报的转发。
5.1网络层的两种交换服务
5.2网络的互连
5.3路由器
5.4网际IP协议
5.4.1IP数据报的格式(11'45")
5.4.2分类的IP编址(10'38")
5.4.3物理地址与网络地址(5'55")
5.4.4地址解析协议(9'38")
5.4.5IP数据报的转发(6'18")
网络的划分、聚合与无类域间路由CIDR
课时目标:本节重点掌握网络中子网的划分技术,子网数据报的转发,以及可变长子网划分,子网的聚合与超网。
5.5IP子网划分与子网聚合
5.5.1IP子网的划分(7'06")
5.5.2子网的数据转发(5'33")
5.5.3超网与CIDR(9'04")
路由选择与其他网际层协议
课时目标:本节重点介绍路由选择的基本概念,静态和动态路由协议,重点掌握内部网关协议RIP和OSPF的工作原理,了解ICMP和IGMP协议。
5.6路由选择
5.6.1路由选择的基本概念(6'51")
5.6.2内部网关协议——路由信息协议(RIP)(10'52")
5.6.3内部网关协议——开放最短路径优先协议(OSPF)(9'12")
5.6.4外部网关协议(6'44")
5.7网际控制报文协议ICMP(7'20")
实验一:单臂路由实现VLAN互通
实验二:使用三层交换机实现VLAN互通
实验三:静态路由与默认路由实验
实验四:路由信息协议(RIP)实验
实验五:开放最短路径优先协议(OSPF)实验
VPN、NAT与IPv6技术
课时目标:本节介绍VPN和NAT技术,重点掌握IPv6技术,包括报文和地址,以及向IPv6过渡的技术。
5.8IPv6技术
5.8.1ipv6的首部格式(10'15")
5.8.2IPv6地址(5'59")
5.8.3IPv4向IPv6过渡(5'31")
5.9vpn(7'23")
5.10NAT(5'23")
实验六:VPN实验
实验七:NAT实验
运输层:确保网络数据传输的可靠性和进程通信
课时目标:本节介绍了TCP和UDP协议,重点掌握可靠传输机制,TCP的套接字、流量控制、三次握手和拥塞控制。
引入:运输层的几点思考(3'37")
6.1运输层的功能与端口(7'18")
6.2用户数据保护协议UDP(2'54")
6.3传输控制协议TCP与套接字(3'33")
6.4可靠传输的工作机制(9'09")
6.5 TCP的报文格式(6'01")
6.6 TCP的可靠传输与流量控制(7'34")
6.7 TCP的三次握手连接(8'03")
应用层:应用服务
课时目标:应用层为用户提供了各种应用服务,重点掌握Internet的标准服务,如DNS、HTTP、FTP、SMTP、POP3、DHCP等。
7.1域名系统(DNS)(20'37")
7.2WWW万维网(17'40")
7.3远程登录协议TELNET(5'05")
7.4文件传输协议FTP(7'29")
7.5电子邮件协议(15'33")
7.6动态主机配置协议DHCP(8'40")
实验八:DHCP中继实验
网络安全:确保计算机网络的安全,签名和认证
课时目标:本节介绍了网络的安全威胁,掌握解决网络安全的相关技术,包括加密技术、数字签名、鉴别技术、网络安全协议和防火墙技术等。
引入:网络安全问题(2'17")
8.1网络的安全威胁(6'19")
8.2 数据加密技术(14'40")
8.3 数字签名(5'42")
8.4 鉴别技术(8'26")
8.5 秘钥分配技术(9'24")
8.6 网络安全协议(10'24")
8.7 防火墙技术(5'34")
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证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
本课程的参考资料如下:
- James F. Kurose, Keith W. Ross. 计算机网络-自顶向下方法(原书第7版). 机械工业出版社. 2018年。
- 谢希仁. 计算机网络(第7版). 电子工业出版社,2017年。
- Andrew.S.Tanenbauml著,严伟,潘爱民译. 计算机网络(第5版). 清华大学出版社,2012年。
- 计算机网络基础教程,杜煜,人民邮电出版社,2008年。
- 思科网络技术学院教程 第6版 网络简介,人民邮电出版社,2018年。
常见问题
Q : 本课程最后的成绩包括几部分?
A : 本课程的总成绩分为以下几个部分:
(1)单元测试,占40%,主要以单选、多选、填空和判断题等客观题形式为主。
(2)单元作业,占10%,主要以简答题、计算题或分析题等形式的主观题为主,以学生“作业互评”的方式给分。
(3)课程考试,占45%,主要以单选、多选、填空和判断题等客观题形式为主,测试内容涵盖课程理论和实验。
(4)课程参与,占5%,主要考查学生参与课程讨论、主动思考和自主学习,体现较好的课程活跃度,要求学生除完成“课堂交流”论坛内的交流外,在“综合讨论区”论坛内每周至少发帖或回复1次。
Q : “作业互评”是什么?本课程是如何计分的?
A : 作业互评要求学生在完成教师布置的作业的基础之上,评价同学的作业,自己的作业也会被其他同学评价。每位同学需要评价的作业份数由教师设定。在每个单元作业的提交日期截止后,“作业互评”就会开放,而且“作业互评”也有截止日期,学生一定要在截止日期前完成作业互评。
本课程对作业互评的计分方式:要求学生完成的作业互评个数为5份,对于未参与互评的学生将给与所得分数的50%,对于未完成5份作业互评的学生将给与所得分数的80%,全部完成互评的学生将给与所得分数的100%。