《计算机网络》为国家级一流本科课程,河南省精品在线开放课程、河南省一流课程。校内讲授时间64学时,其中理论学时54,实验学时10。本课程是计算机科学与技术、物联网工程、软件工程、电子信息工程本科专业的学科平台必修课和主干课,在专业教学计划中占有重要地位,可以作为其它相关专业的选修课。通过学习,使学生能够深入理解和掌握计算机网络系统的基本概念和工作机制,培养网络建设能力和网络管理能力。课程围绕计算机网络的基本组成和体系结构,系统地讲述计算机网络系统及其体系结构的基本功能、TCP/IP分层、网络性能指标、以太网和高速以太网、网络路由、传输层协议、网络应用等,同时通过课堂讲授、课程实验相结合的方式,使学生系统地理解计算机网络的基本原理和基本知识,熟悉计算机网络和互联网组成,掌握计算机网络协议的基本分析与设计方法,了解网络架构设计过程中可能遇到的主要问题,以及解决问题的基本方法和思路,为后继课程的学习,乃至实际应用确立基础。
《计算机网络》在线开放课程已经投入使用,在学生的和学习过程中产生了积极影响,对于打造精品在线开放课程体系、提高教学效率具有积极的现实意义。其核心章节《Rip协议的侠义江湖》获得第二十三届全国教师教育教学信息化交流活动暨河南省第五届信息技术与课程融合优质课大赛一等奖。在近年来教务处组织的教学效果测评中,《计算机网络》获得了学生的一致好评。学生对本课程的综合满意率在94分以上。其中,主讲教师郑瑞娟教授2016-2017年度的学生评教成绩为95.71分,学院排名第7;2018-2019年度的学生评教成绩为94.89分,学院排名第4。不仅学生对《计算机网络》的教学效果给予了较高的评价,学校督导和其他专家也对该课程的教学给予了充分的肯定,认为该课程理论体系完整,教学逻辑严谨,有理论深度,理论联系实际好,教学方法灵活生动,取得了较好的教学效果。近两年2次获得河南科技大学教学优秀奖二等奖。
本课程围绕计算机网络的基本组成和体系结构,系统地讲述计算机网络系统及其体系结构的基本功能、TCP/IP分层、网络性能指标、以太网和高速以太网、网络路由、传输层协议、网络应用、网络安全、下一代网络技术等,同时通过课堂讲授、课程实验相结合的方式,使学生系统地理解计算机网络的基本原理和基本知识,熟悉计算机网络和互联网组成,掌握计算机网络协议的基本分析与设计方法,了解网络架构设计过程中可能遇到的主要问题,以及解决问题的基本方法和思路,为后继课程的学习和实际应用确立基础。该目标分解为以下子目标。
(1)通过本课程的学习,使学生基本掌握计算机网络体系结构、网络系统组成及工作原理、网络设备组成及工作原理、网络管理和网络安全等知识,并能将其应用于网络。
(2)通过对方法和思路的讲授,使学生初步具备分析问题的能力,具有一定的计算机网络系统构建、维护和管理以及网络应用开发能力,具有网络协议分析、网络系统分析与开发能力。
(3)通过课堂讲授和实验相结合的方式,培养学生设计和开发网络应用系统的能力,同时为培养学生的计算机网络系统认知与设计、科学数据分析和创新能力奠定良好的基础。
本课程的教学过程应充分体现和落实对学生分析、设计网络结构和解决复杂工程问题能力的培养,理解新型网络结构的内涵,认识新型网络结构的特征,有针对性地培养和提高学生在未来的计算机技术工程实践及研究活动中运用计算机网络核心理论进行计算机网络系统的设计与开发、获取实验数据、分析网络结构的能力。
1 概述
1.1 计算机网络在信息时代的作用
1.2 因特网的诞生与发展
1.3 因特网的边缘部分
1.4 因特网的核心部分
1.5 第一次练兵
1.6 计算机网络的性能指标
1.7 计算机网络的体系结构
1.8 第二次练兵
2 物理层
2.1 双绞线
2.2 制作双绞网线
2.3 光纤
2.4 非导向传输媒体
2.5 频分复用技术
2.6 时分复用技术
2.7 波分复用技术
2.8 码分复用技术
2.9 第三次练兵
2.10 第四次练兵
3 数据链路层
3.1 点对点信道概述
3.2 封装成帧
3.3 透明传输
3.4 差错检测
3.5 第五次练兵
3.6 局域网的数据链路层
3.7 组建无线局域网
3.8 CSMA/CD协议
3.9 以太网的MAC协议
3.10 透明网桥
3.11 虚拟局域网
3.12 高速以太网
3.13 第六次练兵
4 网络层
4.1 分类的IP地址
4.2 IP地址与硬件地址
4.3 ARP与RARP协议
4.4 IP数据报的格式
4.5 划分子网
4.6 第七次练兵
4.7 分组转发算法
4.8 CIDR(构造超网)
4.9 ICMP报文及应用
4.10 RIP协议的侠义江湖
4.11 第八次练兵
5 运输层
5.1 运输层概述(UDP、TCP)
5.2 UDP协议及应用
5.3 TCP协议概述
5.4 可靠传输的工作原理
5.5 TCP报文的首部格式
5.6 TCP可靠传输的实现
5.7 第九次练兵
5.8 流量控制
5.9 拥塞控制
5.10 数据抓取及协议分析方法
5.11 第十次练兵
6 应用层
6.1 DNS
6.2 FTP
6.3 第十一次练兵
6.4 WWW
6.5 电子邮件
6.6 第十二次练兵
7 网络安全
7.1 计算机网络的安全性威胁
7.2 对称密钥密码体制
7.3 非对称密钥密码体制
7.4 数字签名和报文鉴别
7.5 安全协议
7.6 防火墙
7.7 第十三次练兵
7.8 第十四次练兵
8 无线网络及应用
8.1 无线网络及应用
9 下一代互联网技术
9.1 下一代互联网技术
9.3 第十五次练兵
11 实验
11.1 实验一
11.2 实验二
11.3 实验三
11.4 实验四
11.5 实验五
无。
1.主要使用教材
谢希仁编著,计算机网络(第8版),北京:电子工业出版社,2021.
2.主要参考书
⑴王建珍、郝桂明等,计算机网络应用基础实验指导(第3版),北京:人民邮电出版社,2013.
⑵(美)库罗斯(James F.Kurose),计算机网络-自顶向下方法(第7版),北京:机械工业出版社,2018.