《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與編程1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與編程ComputerNetworkandProgramming課程編碼SCC251621030開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)52講授40實(shí)驗(yàn)0上機(jī)12實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)52適用專業(yè)信息與計(jì)算科學(xué)授課語言中文先修課程程序設(shè)計(jì)（C）課程簡(jiǎn)介（限選）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與編程》是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的一門選修課，課程分為兩個(gè)部分。第一部分為基礎(chǔ)理論部分，通過該部分的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種類型、體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議，領(lǐng)會(huì)并掌握TCP/IP協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（IP協(xié)議）和傳輸層協(xié)議（TCP和UDP協(xié)議）。第二部分為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程，通過本部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠編寫網(wǎng)絡(luò)通信程序，培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)編程的基本能力。在教學(xué)中，采用講授、自學(xué)、上機(jī)編程相結(jié)合的方法。"Computernetworkandprogramming"isanelectivecourseforinformationandcomputingsciencemajors.Thecourseisdividedintotwoparts.Thefirstpartisthebasictheorypart.Throughthestudyofthispart,studentscanmasterthebasicknowledgeofcomputernetworkandunderstandvarioustypes,architecturesandprotocolsofcomputernetwork,understandandmastertheNetworkLayerProtocol(IPprotocol)andTransportLayerProtocol(TCPandUDPprotocol)inTCP/IPprotocol.Thesecondpartiscomputernetworkprogramming.Throughthestudyofthispart,studentscanwritenetworkcommunicationprogramsandcultivatethebasicabilityofnetworkprogramming.Inteaching,themethodofcombiningteaching,self-studyandcomputerprogrammingisadopted.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念，掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，了解網(wǎng)絡(luò)安全與相關(guān)法律法規(guī)。是1.11.12M2目標(biāo)2：掌握局域網(wǎng)技術(shù)，理解Internet基本概念，掌握網(wǎng)絡(luò)分層模式和TCP/IP協(xié)議，掌握網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程通信原理。是3.23M3目標(biāo)3：利用WinPcap、socket等API進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程，進(jìn)一步加深和鞏固對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理解。是5.35.34M4目標(biāo)4：能保障課程正常秩序（政治層面、課堂保障層面，非學(xué)生能力層面）否三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及其不同分類，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。////21.11.1概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展。M10.5講授//31.21.2定義與分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類。M10.5講授//41.31.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型，總線型，環(huán)型，樹型，網(wǎng)狀型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。M10.5講授//51.41.4網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用討論身邊網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的利弊，世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)，網(wǎng)絡(luò)安全案例M10.5講授2自學(xué)6第二章第二章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義，OSI七層參考模型中各層的主要功能，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層次結(jié)構(gòu)的好處，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)。////72.12.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層次結(jié)構(gòu)的好處。M12講授//82.22.2兩種體系結(jié)構(gòu)OSI七層參考模型，TCP/IP體系結(jié)構(gòu)。M11講授//92.32.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)速率，帶寬，吞吐量，時(shí)延，時(shí)延帶寬積，利用率等。M11講授2作業(yè)10第三章第三章物理層本章重點(diǎn)難點(diǎn)：物理層協(xié)議的主要作用及其任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)常用的編碼方式和調(diào)制方式。////113.13.1物理層概述物理層協(xié)議的主要作用及其任務(wù)，數(shù)據(jù)通信的基本概念，信道的最高碼元傳輸速率。M21講授//123.23.2傳輸媒介常用傳輸媒介及其特性。M21講授2自學(xué)133.33.3信號(hào)編碼及其傳輸幾種最基本的調(diào)制方法，模擬信號(hào)數(shù)字傳輸，曼切斯特編碼。M21講授2作業(yè)143.43.4多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用，時(shí)分多路復(fù)用，波分多路復(fù)用，碼分多路復(fù)用。M21講授//15第四章第四章數(shù)據(jù)鏈路層本章重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)鏈路層的主要任務(wù)及其功能，三個(gè)基本問題，HDLC幀結(jié)構(gòu)和幀類型，PPP協(xié)議，CRC編碼。////164.14.1使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路和幀，三個(gè)基本問題（封裝成幀、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)）。M22講授//174.24.2面向比特的鏈路控制規(guī)程—HDLC概述，HDLC幀結(jié)構(gòu)，HDLC幀類型，HDLC工作過程。M21講授2自學(xué)184.34.3因特網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP概述，PPP協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)，PPP協(xié)議的工作狀態(tài)M21講授2作業(yè)194.44.4上機(jī)CRC碼生成與校驗(yàn)算法的實(shí)現(xiàn)。M32上機(jī)2完善上機(jī)作業(yè)20第五章第五章局域網(wǎng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：LLC子層的主要功能，MAC子層的主要功能，網(wǎng)卡的主要功能，CSMA/CD，以太網(wǎng)的MAC幀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)橋的工作原理。////215.15.1局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，邏輯鏈路控制LLC子層，媒體接入控制MAC子層，網(wǎng)卡的主要功能。M20.5講授//225.25.2CSMA/CDIEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)，CSMA/CD，二進(jìn)制指數(shù)退避算法。M21.5講授2作業(yè)235.35.3以太網(wǎng)的MAC層MAC地址，以太網(wǎng)V2的MAC幀結(jié)構(gòu)。M21///245.45.4LAN的擴(kuò)展在物理層擴(kuò)展LAN，集線器，在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展LAN，網(wǎng)橋。M20.5講授//255.55.5高速以太網(wǎng)100BASE-T以太網(wǎng)，吉比特以太網(wǎng)，10吉比特以太網(wǎng)。M20.5講授2自學(xué)265.65.6上機(jī)以太網(wǎng)MAC幀的封裝與解封模擬。M32上機(jī)2完善上機(jī)作業(yè)27第六章第六章通信子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層本章重點(diǎn)難點(diǎn)：通信子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層的作用，虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)兩種服務(wù)并區(qū)別對(duì)比，Dijkstra最短路徑算法。////286.16.1通信子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的作用，網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)，科學(xué)家Dijkstra及最短路徑算法。M21講授2作業(yè)296.26.2路由與流量路由選擇，流量控制，擁塞控制。M21講授//30第七章第七章網(wǎng)絡(luò)互連本章重點(diǎn)難點(diǎn)：IP地址的表示方法，ARP協(xié)議，IP數(shù)據(jù)報(bào)首部各字段的意義，IP地址和MAC地址在選路過程中的作用，子網(wǎng)掩碼的意義和子網(wǎng)劃分方法，分組轉(zhuǎn)發(fā)過程，IP的無分類編址CIDR，ICMP的作用，VPN與NAT的原理。////317.17.1網(wǎng)際協(xié)議IP網(wǎng)絡(luò)互連概述，Internet的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP，IP地址，IP地址和MAC地址在選路過程中的作，IP地址與MAC地址的轉(zhuǎn)換，ARP協(xié)議M21講授2作業(yè)327.27.2IP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)格式，分組轉(zhuǎn)發(fā)過程。M21講授//337.37.3劃分子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)的意義和基本思路，子網(wǎng)掩碼，使用子網(wǎng)掩碼的分組轉(zhuǎn)發(fā)過程。M22講授2作業(yè)347.47.4無分類編址CIDRIP編址問題的演進(jìn)，無分類編址CIDR，CIDR地址塊，路由聚合，最長前綴匹配。M21講授2作業(yè)357.57.5因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMPICMP的作用，ICMP報(bào)文格式，ICMP報(bào)文分類。M21講授//367.67.6因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。M21講授2自學(xué)377.77.7IP多播IP多播的基本概念，IP多播的特點(diǎn)，在局域網(wǎng)上進(jìn)行硬件多播，多播協(xié)議。M21講授2自學(xué)387.87.8虛擬專用網(wǎng)VPN與網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NATVPN，隧道技術(shù)，NAT，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的過程。M21講授//397.97.9IPV6解決IP地址耗盡的根本措施，IPV6協(xié)議格式，從IPV4向IPV6過渡。M21講授2自學(xué)407.107.10上機(jī)使用Wireshark軟件捕獲網(wǎng)絡(luò)ARP、IP、ICMP等分組并解析分組個(gè)字段含義；使用自定義的UDP聊天程序，學(xué)習(xí)如何正確使用IP地址實(shí)現(xiàn)單播、廣播、軟件環(huán)回測(cè)試等功能。M32上機(jī)2完善上機(jī)作業(yè)417.117.11上機(jī)使用WinPcapAPI發(fā)送ARP請(qǐng)求和響應(yīng)分組，發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)。M32上機(jī)2完善上機(jī)作業(yè)42第八章第八章傳輸層本章重點(diǎn)難點(diǎn)：傳輸層的作用和服務(wù)，端口，UDP協(xié)議，TCP協(xié)議，TCP的主要機(jī)制。////438.18.1傳輸層協(xié)議概述作用和服務(wù)，TCP/IP體系中的傳輸層，端口。M21講授//448.28.2用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDPUDP概述，UDP主要特點(diǎn)，UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的格式。M21講授2作業(yè)458.38.3傳輸控制協(xié)議TCPTCP最主要的特點(diǎn)，TCP面向流的概念，TCP的連接，套接字，TCP可靠通信的具體實(shí)現(xiàn)，TCP報(bào)文段的首部格式，TCP的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn)，以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口。M22講授2作業(yè)468.48.4TCP的流量控制與擁塞控制利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制，慢開始和擁塞避免，快重傳和快恢復(fù)。M21講授//478.58.5TCP的運(yùn)輸連接管理運(yùn)輸連接管理的三個(gè)階段，用三次握手建立TCP連接，TCP的連接釋放。M21講授2自學(xué)48第九章第九章Socket網(wǎng)絡(luò)編程本章重點(diǎn)難點(diǎn)：利用Winsock編程。////499.19.1Winsock簡(jiǎn)介Winsock簡(jiǎn)介，使用Winsock開發(fā)典型的服務(wù)器/客戶端程序。M31講授//509.29.2典型應(yīng)用TCP客戶端/服務(wù)器程序，UDP通信程序，通過Internet傳輸文件，網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)程序。M31講授2自學(xué)519.39.3上機(jī)熟悉Winsock編程的基本過程，編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的Winsock應(yīng)用程序。M32上機(jī)2完善上機(jī)作業(yè)52第十章第十章計(jì)算機(jī)嗅探技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：ICMP等協(xié)議在計(jì)算機(jī)嗅探技術(shù)的作用與使用。////5310.110.1計(jì)算機(jī)嗅探技術(shù)ICMP、IP、TCP、UDP等協(xié)議在計(jì)算機(jī)嗅探技術(shù)的使用。M31講授//5410.210.2典型應(yīng)用Ping，路由跟蹤，網(wǎng)絡(luò)嗅探。M31講授2自學(xué)5510.310.3上機(jī)熟悉ICMP等協(xié)議在計(jì)算機(jī)嗅探技術(shù)的作用與使用，編寫一個(gè)有Ping功能或路由跟蹤功能或網(wǎng)絡(luò)嗅探功能的程序。M32上機(jī)2完善上機(jī)作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。2.考核學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有作圖、分析和計(jì)算題。20%2上機(jī)1.本課程有12個(gè)學(xué)時(shí)上機(jī)。2.成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本協(xié)議知識(shí)的應(yīng)用編程能力，能利用WinPcap收發(fā)數(shù)據(jù)包，能利用socket進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。20%3期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡(jiǎn)答題、作圖題、分析題、計(jì)算題等。40%4考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%5課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)30%A-按時(shí)提交作業(yè)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、功能、分類、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義、體系結(jié)構(gòu)等基本知識(shí)點(diǎn)的理解無誤。B-對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在少量錯(cuò)誤。C-對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在一定量錯(cuò)誤。D-或?qū)ι鲜鲋R(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在大量錯(cuò)誤。2M1期末考試70%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）3M2平時(shí)作業(yè)30%A-按時(shí)提交作業(yè)，物理層協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、傳輸層協(xié)議等基本知識(shí)點(diǎn)的理解無誤。B-對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在少量錯(cuò)誤。C-對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在一定量錯(cuò)誤。D-或?qū)ι鲜鲋R(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在大量錯(cuò)誤。4M2期末考試70%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）5M3上機(jī)100%M-按時(shí)提交作業(yè)，利用WinPcap、socket等API進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程正確無誤。N-按時(shí)提交作業(yè)，利用WinPcap、socket等API進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程存