以层次模型为线索,一层一章(数据链路层两章),将内容有机地串在一起;主要包括网络相关术语和协议(TCP/IP协议栈)、网络标准、OSI参考模型、局域网技术(重点以太网)、物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的基本功能和基本原理;重点学习网络层内容,包括各种路由协议的工作原理及其特点。在学习理论的基础上,初步培养网络编程、网络抓包工具使用、交换机和路由器操作等实际动手能力。
7张(章)思维导图,既有清晰的脉络,又有技术细节,收放自如,带你深入计算机网络的背后,看清信息的流转,囊括重要的原理、技术和协议。
除了满满的干货,你还将在课程中了解到网络发展进程中的名人及背后的奇闻轶事,比如:互联网之父温顿•瑟夫(Vinton Gray Cerf)、以太网之父罗伯特•梅特卡夫(Robert Metcalfe)、万维网之父蒂姆•伯纳斯•李(Tim Berners Lee)、CDMA之母海蒂•拉玛(Hedy Lamarr)、第一台路由器发明者和思科创始者昂纳德•波萨克(Leonard Bosack)和桑德拉•勒纳(Sandy Lerner)夫妇、高锟、拉迪雅•铂尔曼(Radia perlman)......也许没有他们的发明,网络世界会是另外一个样子,这些名字背后的传奇故事,是网络知识宝塔上闪亮的珠缀,将带给你无限的感叹和畅想。
附录:第二章物理层的知识导图如下所示。课程团队将给出7张思维导图的XMind源文件,你可以在其上增删修改,构筑自己的知识框架
(1) 理解计算机网络从无到有的进程,理解网络中的问题以及解决问题的方法,培养学生发现问题解决问题的能力;
(2) 理解计算机网络通信的基本原理,理解一个信息是如何从源穿越到目的的全过程,学习套接字编程基础,并进行实践,掌握基本的套接字编程方法;
(3) 学习计算机网络中主要的交换设备的工作原理,掌握主要的交换设备的基本使用方法,并能利用路由器和交换机进行组网;
(4) 理解计算机网络参考模型中各层报文的封装格式,掌握重点字段的含义,并能通过分析报文,理解协议和简单故障分析。
本《计算机网络》课程成绩由三个部分组成,单元测试占45%,单元作业10%,期末考试45%。最后总评成绩60分的同学,可以申请课程证书;总成绩达到85分及以上的同学,可申请优秀证书。证书为认证证书,需付费申请,收费标准:100元/人。
注意事项:
关于单元测试:每章布置一次测试,每次测试提供两次答题机会,每次测验的最后成绩取两个成绩中的高分。
第0章
本课程简介
中国互联网发展状况简介--学员自制
第47次中国互联网络发展状况统计报告(CNNIC发布2021年2月)
第1章 概述
1.1 为什么要学习计算机网络?
1.2 互联网络发展史
1.3 常用的基本概念
1.4 参考模型(重点)
1.5 参考模型相关的概念(重点)
1.6 本课程的组织
附录1:导学_本章思维导图
附录2:名人传奇
附录3:专业术语的中英文对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
附录5:本章的无背景乐的视频
附录6:海底光缆
第1章测试
第2章 物理层
2.1 物理层概述
2.2 有导向的传输介质
2.3 复用技术
2.4 调制技术
2.5 公共交换电话网络 PSTN
2.6 物理层设备
附录1:导学_本章思维导图
附录2:名人传奇故事
附录3:专业术语的中英对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
附录5:布线艺术欣赏 以及 光纤熔接(工程师飞清和善明的现场演示)
附录6:海底光缆
附录7:本章的无背景乐的所有视频
第2章测试
第3章:数据链路层
3.1 数据链路层概述
3.2 差错处理概述
3.3 纠1位错的海明码
3.4 检错码
3.5 基本数据链路协议1~3
3.6 滑动窗口协议
3.7 回退n帧
3.8 选择性重传
附录1:本章思维导图
附录2:名人传奇故事
附录3:术语中英对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
附录5:本章的无背景乐的所有视频
第3章测试
第4章 介质访问控制子层
4.1 MAC子层概述
4.2 ALOHA协议
4.3 CSMA协议
4.4 以太网概述
4.5 以太网帧格式
4.6 二层交换的基本原理
4.7 生成树协议
4.8 虚拟局域网
4.9 二层设备
附录1:本章思维导图
附录2:名人传奇故事
附录3:术语中英对照表
附录4:各节思考题汇总一览表
附录5:PacketTracer的基础使用
附录6:本章的无背景乐的所有视频
第4章测试
第 5 章 网络层(上)
5.1 网络层引言
5.2 IP地址
5.3 子网规划
5.4 IP寻址
5.5 IP分组
5.6 什么是IPv6?
5.7 IPv6地址
5.8 IPv6分组
5.9 IPv6过渡技术
5.10 路由从何而来?
5.11 距离矢量路由选择协议
5.12 路由信息协议 RIP
5.13 RIP 为什么会衰落?
附录1:本章思维导图
附录2:本节思考题汇总
实验:单子网、IPv4直连路由、IPv6直连路由
附录3:本章的无背景乐的所有视频(上)
第5章测试
第5章 网络层(下)
5.14 链路状态路由选择
5.15 单区域OSPF
5.16 无类域间路由 CIDR
5.17 网络地址翻译 NAT
5.18 互联网控制消息协议 ICMP
5.19 地址解析协议ARP
5.20 拥塞控制
5.21 流量整形
附录1 名人传奇故事
附录2 术语中英文对照
附录3 本节思考题汇总
实验:静态通达、RIP通达、OSPF通达
第五章(下)讨论区(可计分)
附录4:本章的无背景乐的所有视频(下)
第五章主观题
第5章测试(下)
第6章 传输层
附录1 导学_本章思维导图
附录2 术语中英文对照表
附录3 本章思考题汇总
第六章讨论(可计分)
附录6:本章的无背景乐的所有视频
6.1 传输层概述
6.2 用户数据报协议
6.3 通信模型
6.4 TCP数据段
6.5 TCP三次握手建立连接
6.6 TCP连接释放
6.7 TCP传输策略
6.8 TCP拥塞控制
6.9 TCP定时器等
第6章测试
套接字编程
套接字编程入门演示(Windows版,杨俊荣)
套接字编程入门演示(Linux版,鲁梦如)
第7章 应用层
7.1 应用层概述
7.2 域名系统DNS概述
7.3 DNS之域名解析
7.4 电子邮件
7.5 万维网 WWW
7.6 其它应用
附录1 导学_本章思维导图
附录2 名人传奇故事
附录3 术语中英文对照
附录4 本章思考题汇总
附录5:本章的无背景乐的所有视频
第7章测试
具备:二进制、十进制、十六进制的换算关系。
教材:
Andrew S. Tanenbaum,David J. Wetherall;严伟等译,计算机网络(第五版),清华大学出版社,2012
参考资料:
[1] (美)Larry L.Peterson,Bruce S.Davie,Computer Networks: A Systems Approach, Fifth Edition,机械工业出版社,2012
[2] (美)Behrouz A. Forouzan,Firouz Mosharraf,Computer Networks: A Top-Down Approach,机械工业出版社,2013
[3]Mark A. Dye,Allan D. Reid著,思科系统公司译, 思科网络技术学院教程:网络简介,人民邮电出版社
[4]Scott Empson, Chery Schmidt 著,思科系统公司译, 思科网络技术学院教程:路由和交换基础,人民邮电出版社 (最新第六版也可以)
Q : 课程采用什么教材?
A : 采用经典教材:Andrew S. Tanenbaum,David J. Wetherall;严伟等译,计算机网络(Computer Networks,第五版),清华大学出版社,2012。课程视频的根据教材的前7章拆解的知识点,建议您学习的过程中,逐渐构建自己的知识框架,将知识点内化并串起来。
Q : 我是计算机网络相关课程的老师,想参考本课程资料,可以吗?
A : 当然可以,您可以随意参考,也特别欢迎将我们的《计算机网络》MOOC课程引用为您自己的SPOC课程,课程团队愿意提供全力协助。
Q : SPOC跟MOOC有什么区别?
A : MOOC是Massive Open Online Course,大规模在线开放课程,面向所有学员,译为“慕课”、“魔课”等;SPOC是Small Private Oline Course,小规模限制性在线课程,译为“私播课” 。(注意:SPOC班学员所有的学习数据,包括测试成绩,都从SPOC课程导出,请认准SPOC课程。)
Q:雨课堂是什么?
A:雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案。对于老师来说,雨课堂是一个工具,安装后成为PPT的一个插件,用来备课、上课和推送课件。作为学生来说,如果老师推送了预习课件,需要完成预习课件(在课堂之前);课堂上,用微信扫码签到进老师的课堂、参与发送弹幕、投稿、参加堂测、点击不懂等等。
Q:翻转课堂是什么?
A:翻转课堂有别于传统的一讲到底的课堂,而是在课堂上进行重难点深化、讨论、堂测、学生演示等等学习活动。学生须在翻转课堂前已经完成了基本知识点的学习任务,完成老师推送的预习雨课件。雨课堂通常在智慧教室进行。疫情期间,可以采用雨课堂进行线上直播,也可以选用其它直播工具,如ZOOM直播、腾讯课堂、腾讯会议、QQ语音直播等等。
Q : 课程有动手实践内容吗?
A : 有的,主要涉及到计算机网络主要层报文的抓取和分析,以及计算机网络交换设备(交换机和路由器)的基本操作。
Q : 报文抓取用什么工具?
A : 建议使用WireShark(原Ethereal)。
Q : 交换设备的基本操作怎么完成?
A : 如果有条件的学员,可以直接在真实设备上进行操作。如果没有真实的设备可用,建议使用仿真软件完成,比如 思科的PacketTracer。
Q:我是一位老师,我想进行教学改革,可以获得什么样的支持?
A:首先非常欢迎老师学员!已经有30多个高校老师采用了本课程作为线上学习资源,这个数字还在继续增长。课程团队将全力协助你进行教学改革:(1)你的学生可以直接在MOOC中学习,也可以单独开一个SPOC班;(2)课程团队持续提供论坛响应;(3)联系主讲老师获取线下雨课件。
Q : 我是否可以免费合法地使用PacketTracer(简称PT)呢?
A : 可以。您可以注册成为netacad(https://www.netacad.com/)的学员,即可下载PT并免费使用。不仅如此,您还可以以此账号,进入袁华老师在netacad上开设的PT课程、CCNA1和CCNA2课程,免费学习和使用思科课程的资源。