《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)大綱課程名稱：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)英文名稱：ComputerNetwork課程編號：F062092141學(xué)分：2.5總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：40/8課程性質(zhì)：選修課程開課單位：信息與電氣工程學(xué)院適應(yīng)對象：信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)一、課程簡介計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)必修核心課程，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)和對解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠具備面向計(jì)算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)與信息處理的系統(tǒng)思維能力，在掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本組成原理、運(yùn)行機(jī)制與應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)活動抽象、分析，并能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的實(shí)際工程問題，為以后從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的科研或大型工程項(xiàng)目的開發(fā)與運(yùn)維打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程過程中將通過導(dǎo)向式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法和教學(xué)手段構(gòu)建課程思政體系，達(dá)到專業(yè)課程思政“立德樹人”的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了“專業(yè)傳授與價(jià)值引領(lǐng)”同行同向的目的。ComputernetworkingisacompulsorycorecourseintheInformationandComputationalSciencemajor,whichisanimportantfoundationalcourseforcultivatingcomputersystemskillsandtheabilitytosolvecomplexengineeringproblemsinthecomputerfield.Throughthestudyofthiscourse,studentswillbeabletodevelopsystematicthinkingskillsforcomputercommunication,networking,andinformationprocessing.Basedonmasteringthebasicprinciples,operatingmechanisms,andapplicationtechnologiesofcomputernetworks,theywillbeabletoabstractandanalyzecomplexnetworkactivities,andcomprehensivelyapplytheirknowledgetosolvepracticalengineeringproblemsinthefieldofcomputernetworks.Thiswilllayasolidfoundationforfuturescientificresearchorthedevelopmentandoperationoflarge-scaleengineeringprojectsinthefieldofcomputernetworks.Duringthecourse,acourseideologicalandpoliticaleducationsystemwillbeconstructedthroughguidedteaching,case-basedteaching,andotherteachingmethods,achievingthegoalof"cultivatingstudents'moralcharacter"inprofessionalcourseideologicalandpoliticaleducation,andrealizingthegoalof"professionalteachingandvalueguidance"inthesamedirection.二、課程目標(biāo)1．以我國推進(jìn)大數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展的過程和重大事件為實(shí)例，結(jié)合辯證分析方法，培養(yǎng)與強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)報(bào)國、技術(shù)強(qiáng)國的責(zé)任感、使命感和家國情懷，培養(yǎng)學(xué)生明辨是非和理性思考的辯證思維能力，提升學(xué)生持續(xù)發(fā)奮學(xué)習(xí)與探索的內(nèi)驅(qū)力。2．具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識和工程基礎(chǔ)，系統(tǒng)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本理論、基礎(chǔ)知識、組成原理和運(yùn)行機(jī)制，并綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。3．能夠針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的基本原理和方法，設(shè)計(jì)滿足特定需求的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并能夠在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等多維度協(xié)同發(fā)展因素。1.TakingtherapiddevelopmentprocessandmajoreventsofbigdataandcomputernetworktechnologyinChinaasexamples,combinedwithdialecticalanalysismethods,cultivateandstrengthenstudents'senseofresponsibility,mission,andpatriotismforservingthecountryandbuildingastrongtechnologicalnationthroughtechnology,cultivatestudents'dialecticalthinkingabilitytodistinguishrightfromwrongandthinkrationally,andenhancetheirinternaldriveforcontinuouslearningandexploration.2.Haveasolidfoundationinmathematicsandnaturalsciences,aswellasengineeringknowledge.Systematicallygraspthebasictheories,fundamentalknowledge,compositionprinciples,andoperatingmechanismsofcomputernetworks,andcomprehensivelyapplythelearnedknowledgetosolvecomplexengineeringproblemsinthefieldofcomputerscience.3.Abletoaddresscomplexengineeringproblemsinthefieldofcomputernetworks,applythebasicprinciplesandmethodsofcomputersoftwareandhardwaresystemsandcommunicationsystems,designcomputernetworksystemsthatmeetspecificneeds,andreflectinnovativethinkinginthedesign,consideringmulti-dimensionalcollaborativedevelopmentfactorssuchashealth,safety,law,culture,andenvironment.三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：1-1具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，掌握信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本理論和基本知識。2畢業(yè)要求2：2-3能熟練使用計(jì)算機(jī)（包括常用計(jì)算機(jī)語言、工具及一些專業(yè)軟件），具有基本的算法分析和設(shè)計(jì)能力以及較強(qiáng)的編程能力。2-4能運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識解決某些科研或生產(chǎn)中的實(shí)際問題。3畢業(yè)要求3：3-1思想道德素質(zhì)。具有正確的人生觀、價(jià)值觀和道德觀，愛國、誠信、友善、守法，具有高度的社會責(zé)任感；具有良好的心理素質(zhì)和積極的人生態(tài)度。1四、課程教學(xué)安排課程共有5項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1概述愛國教育442物理層愛國教育223數(shù)據(jù)鏈路層884網(wǎng)絡(luò)層辯證分析方法885運(yùn)輸層愛國教育886應(yīng)用層辯證分析方法227WireShark數(shù)據(jù)包抓取實(shí)驗(yàn)228以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)339路由器組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)33合計(jì)32840教學(xué)安排1.概述教學(xué)要求：了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義、功能、分類；掌握網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議等基本內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容：1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用；1.2互聯(lián)網(wǎng)概述；1.3互聯(lián)網(wǎng)的組成；1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展；1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類別；1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能；1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)重點(diǎn)難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的定義，網(wǎng)絡(luò)層次的功能與劃分，等內(nèi)容。思政元素：在1.4小節(jié)中介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在中國的快速發(fā)展，使學(xué)生理解國家推進(jìn)科技發(fā)展進(jìn)步的政策和決心，培養(yǎng)與強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)報(bào)國、技術(shù)強(qiáng)國的責(zé)任感、使命感和家國情懷。2.物理層教學(xué)要求：理解物理層的特性和數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)的基本原理；了解常用的傳輸媒體，掌握常用的信道復(fù)用技術(shù)和寬帶接入技術(shù)。教學(xué)內(nèi)容：2.1物理層的基本概念；2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識；2.3物理層下面的傳輸媒體；2.4信道復(fù)用技術(shù)；2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)；2.6寬帶接入技術(shù)難點(diǎn)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)通信模型、信號分析、信道復(fù)用技術(shù)、傳輸技術(shù)、傳輸媒體等內(nèi)容。思政元素：在2.3小節(jié)中介紹以光纖為代表的新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在中國的快速發(fā)展為國民經(jīng)濟(jì)和社會生活帶來的重大變革，使學(xué)生理解國家支持科技發(fā)展進(jìn)步是我們一切幸福生活的源泉，培養(yǎng)與強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)報(bào)國、技術(shù)強(qiáng)國的責(zé)任感、使命感和家國情懷。3.數(shù)據(jù)鏈路層教學(xué)要求：理解數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能，掌握以太網(wǎng)的概念和數(shù)據(jù)鏈路層的常用協(xié)議等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容：3.1使用點(diǎn)對點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層；3.2點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP；3.3使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層；3.4擴(kuò)展的以太網(wǎng)；3.5高速以太網(wǎng)難點(diǎn)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)鏈路層的三項(xiàng)主要功能，CSMA/CD協(xié)議，以太網(wǎng)交換機(jī)的自學(xué)習(xí)算法等。4.網(wǎng)絡(luò)層教學(xué)要求：掌握網(wǎng)絡(luò)層與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念；掌握虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)；掌握IP協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)路由選擇協(xié)議等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容：4.1網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)；4.2網(wǎng)際協(xié)議IP；4.3劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)；4.4網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP；4.5互聯(lián)網(wǎng)的路由選擇協(xié)議難點(diǎn)重點(diǎn)：IP地址的編址方式(分類的IP地址、劃分子網(wǎng)、構(gòu)造超網(wǎng))，路由選擇算法思政元素：針對本章中“盡最大努力交付的不可靠的網(wǎng)絡(luò)層”的理論，結(jié)合我們每天使用到的互聯(lián)網(wǎng)，分析工程實(shí)踐中“性能”與“成本”之間博弈的辯證關(guān)系，使學(xué)生理解在龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)中不存在能夠滿足用戶所有要求的工程技術(shù)，需要根據(jù)需求制定實(shí)際可行的解決方案。5.運(yùn)輸層教學(xué)要求：了解傳輸層的基本功能、TCP的基本內(nèi)容、UDP的基本內(nèi)容；理解TCP的可靠傳輸機(jī)制、流量控、擁塞控制和連接管理等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容：5.1運(yùn)輸層協(xié)議概述；5.2用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP；5.3傳輸控制協(xié)議TCP概述；5.4可靠傳輸?shù)墓ぷ髟恚?.5TCP報(bào)文段的首部格式；5.6TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)；5.7TCP的流量控制；5.8TCP的擁塞控制；5.9TCP的運(yùn)輸連接管理難點(diǎn)重點(diǎn)：應(yīng)用進(jìn)程通信，面向字節(jié)流機(jī)制，滑動窗口機(jī)制，擁塞控制，三報(bào)文握手/四報(bào)文握手機(jī)制。思政元素：針對本章中各種可靠網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制，結(jié)合分析復(fù)雜工程系統(tǒng)中“可靠”與“成本”之間的辯證關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生面向工程實(shí)踐的辯證分析能力，同時(shí)結(jié)合我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展為我們帶來的可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，增強(qiáng)學(xué)生科技報(bào)國的使命感和責(zé)任感。6.應(yīng)用層教學(xué)要求：了解互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用，包括文件傳輸與遠(yuǎn)程訪問、WWW技術(shù)、客戶/服務(wù)器概念與技術(shù)、Email技術(shù)等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容：6.1域名系統(tǒng)DNS；6.2文件傳送協(xié)議；6.3萬維網(wǎng)WWW；6.4電子郵件難點(diǎn)重點(diǎn)：域名的定義與使用、文件傳輸與遠(yuǎn)程訪問、WWW技術(shù)、客戶/服務(wù)器概念與技術(shù)等。思政元素：結(jié)合各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在中國的蓬勃發(fā)展，對學(xué)生進(jìn)行愛國教育，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷。五、課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號教學(xué)類型教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1實(shí)驗(yàn)WireShark數(shù)據(jù)包抓取實(shí)驗(yàn)了解各種協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式，理解各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制，掌握WireShark抓包軟件的使用方法。2實(shí)驗(yàn)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)了解以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，理解基于以太網(wǎng)交換機(jī)的組網(wǎng)方法，掌握eNSP網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的使用方法。3實(shí)驗(yàn)路由器組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)了