《计算机网络》课程教学大纲
课程编号：04204
课程名称：计算机网络
英文名称：Computer Network
课程类型：专业选修课
课程要求：选修
学时/学分：56/3.5（讲授学时：42 上机学时：14）
开课学期：5
适用专业：数学与应用数学
授课语言： 中文
课程网站： 无
一、课程性质与任务
计算机网络是计算机科学与技术专业的学科基础课，也可作为电子信息类专业的学科基础课，在本科教学中占有重要地位与作用。作为计算机科学的一个重要分支，计算机网络技术已经成为互联网的核心技术和重要基础，极大的促进了计算机应用的发展。本课程的任务是使学生系统地掌握计算机网络的基础概念、理论和方法，包括通信技术、计算机网络的组成、体系结构及协议、局域网标准及主流局域网技术、广域网技术、Internet技术和网络应用等。通过本课程的理论学习和实践训练，使学生理解计算机网络的体系结构和网络协议，掌握组建局域网和接入因特网的关键技术，培养学生具备组建局域网和对因特网的互连设备使用的能力，从而为后续的网络编程的课程学习打下良好的基础。
二、 课程与其他课程的联系
本课程的前驱课程是《计算机导论》，后继课程是《Java程序设计》、《Web程序设计》、《密码学》、《移动应用开发技术》、《云计算基础》、《物联网技术》和《大数据应用基础》。
《计算机导论》中所讲述的网络基础知识是对计算机网络的启蒙教育，《密码学》是为计算机网络的安全提供理论和算法，《Java程序设计》和《Web程序设计》是网络编程的工具、同时，本课程为《移动应用开发技术》、《云计算基础》、《物联网技术》和《大数据应用基础》起概念性支撑的作用。
三、课程教学目标
1、通过计算机网络的基本理论、TCP/IP体系结构及协议、局域网及广域网的等知识，以及网络规划和设计、对协议数据包的捕获和分析、对网络设备的管理和使用方法的学习，达到能够应用这些知识解决计算机网络及相关领域的工程问题；（支撑毕业要求指标点4.1）
2、通过TCP/IP体系结构中网络接口层、IP层、传输层以及应用层的功能及协议分析、计算机网络安全的学习，能够运用上述知识和方法解决计算机网络领域复杂工程问题的关键环节；（支撑毕业要求指标点2.1）
3、能够根据网络互联设备交换机和路由器的使用方法及IP地址划分，设计切实可行的子网
划分方案；能够根据实验方案构建实验系统，完成VLAN的划分、路由器和交换机的基本配置，以及路由器的静态路由或者动态路由协议的配置等实验，对实验结果进行记录、收集、整理、分析和解释，通过信息综合得到合理有效结论并对其进行规范描述。（支撑毕业要求指标点10.1）
四、教学内容、基本要求与学时分配
序号 | 教学内容 | 教学要求 | 学时 | 教学 方式 | 对应教学 目标 | 思政元素 融入点 |
1 | 一、计算机网络概述 1. 计算机网络的基本概念 2. 因特网的概念和组成 3. 计算机网络的分类 4. 计算机网络的性能 5. 计算机网络的体系结构 | 了解：计算机网络的发展过程 初步掌握：因特网的分组交换网的工作原理、理解协议与计算机网络体系结构的概念 掌握：TCP/IP的体系结构 | 4 | 讲授 | 1、2 | 1. 培养责任意识 2. 端正学习态度，建立好的学习方法 |
2 | 二、物理层 1．物理层基本概念 2．数据通信基础知识 3．物理层下面的传输媒体 4．信道复用技术 5．数字传输系统 6．宽带接入技术 | 了解：物理层协议的基本概念 掌握：信道的基本概念和基本原理；各种传输媒体的特点及优缺点；掌握模拟信道及数字信道的基本概念 | 2 | 讲授 | 1、2 | |
3 | 实验1：常用网络设备 | 了解交换机、路由器的功能，制作一根网线，能够成功连接主机和网络设备。 | 2 | 实验 | 3 | |
4 | 三、数据链路层 1．使用点到点信道的数据链路层 2．点到点协议PPP 3．使用广播信道的数据链路层 4．使用广播信道的以太网 5．扩展的以太网 6．高速局域网 君子兰夹箭怎么办7．其他类型的高速局域网或接口 | 理解：点到点信道的数据链路层的功能及协议PPP 熟悉：广播信道的数据链路层的功能 掌握：以太网的标准及协议、局域网的扩展方法、交换机的功能 了解：高速局域网的原理及接口 | 4 | 讲授 | 1、2 | |
5 | 实验2. 交换机的配置 | 熟悉交换机的配置命令，并进行局域网的VLAN划分 | 2 | 实验 | 2、3 | |
6 | 四、网络层 1． 网络层提供的两种服务 2． 网际协议IP 3． 划分子网和构造超网 4．网际控制报文协议 ICMP 鱼尾麻花辫的编法5．因特网的路由选择协议 6． IP多播 7．虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT | 理解：网络层提供的两种服务 熟练掌握：路由器的工作原理及配置； 掌握：网络层的功能、IP数据报协议的结构、子网划分的方法、网际控制报文协议 ICMP的原理及应用、因特网的路由选择协 了解：IP多播、虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT | 12 | 讲授 | 1、2、3 | |
7 | 实验3：常用网络命令 实验4：路由器的基本配置 实验5：静态路由的配置 实验6：RIP动态路由协议的配置 实验7：NAT网络地址转换配置 | 1.熟悉常用网络命令、路由器的基本配置命令； 2.熟练掌握路由器的静态配置、动态路由协议RIP的配置以及NAT的配置 | 10 | 实验 | 3 | |
8 | 五、运输层 1．运输层协议概述 2．用户数据报协议UDP 3．传输控制协议TCP概述 4．可靠传输的工作原理 5．TCP报文段的首部格式 6．TCP可靠传输的实现 7．TCP的流量控制 8．TCP的拥塞控制 9．TCP的运输连接管理 | 了解：用户数据报协议UDP 初步掌握：TCP的拥塞控制 掌握：运输层协议、传输控制协议TCP的语法结构、可靠传输的工作原理、TCP的流量控制、TCP的运输连接管理 | 8 | 讲授 | 1、2 | |
9 | 六、应用层 1．域名系统DNS 2．文件传送协议 3．远程终端协议Telnet 4．万维网WWW 5． (重点) 6．动态主机配置协议DHCP 7．简单网络管理协议SNMP | 了解：文件传输、远程登录、网络管理的功能及协议 掌握：域名系统DNS的域名解析、万维网工作原理及协议、系统的组成及过程、动态主机配置协议DHCP的工作原理 | 4 | 讲授 | 1、2 | |
10 | 七、网络安全 1．网络安全问题概述 2．两类密码体制 3．数字签名 4．鉴别 5．密钥分配 6．因特网使用的安全协议 7．链路加密与端到端加密 8．防火墙 | 了解：网络安全问题 掌握：对称加密体制、公开加密体制、数字签名、报文鉴别的算法及实现流程，安全协议：PGP、SET、SSL和IPsec的功能，防火墙的功能及种类 理解：密钥分配、链路加密与端到端加密 | 4 | 讲授 | 1、2 | |
11 | 八、无线网络 1．无线局域网WLAN 2．无线个人区域网WPAN 3．无线城域网WMAN | 掌握：WLAN原理及协议 了解：WPAN、WMAN基本概念 | 2 | 讲授 | 1、2 | |
12 | 九、下一代因特网 1．下一代网际协议IPv6 水滴筹怎么申请2．多协议标记交换MPLS 3．文件共享 | 掌握：IPv6 理解：MPLS | 2 | 人际关系学讲授 | 1、2 | 自主学习和终身学习 |
课程思政元素案例解析：
1. 培养责任意识
通过描述课程相关领域国内发展现状，计算机专业的重要性，激发学生应有责任意识、努力学习。
2. 端正学习态度，建立好的学习方法
学生有好的学习态度是完成课程目标的基础和必要条件，其次也要重视学习方法，做到事半功倍。
3.自主学习和终身学习
人皆“学而知之”，而非“生而知之”。课堂的时间有限，讲解的内容有限，课程的结束不是学习的技术，应重视自学，终身学习。
五、其他教学环节
无。
六、教学方法
为了培养学生的专业素质和综合能力，本课程在教学过程中采取以下措施：
1. 在教学思路上，本课程以课堂教学为主, 实验教学为辅。课堂教学的内容组织上，以讲概念、原理和方法为重点，力求为学生提供独立分析和设计网络应用的思路。
钱塘江大潮介绍2. 在教学手段上，突出重点内容，采用板书和多媒体教学相结合的方式授课，在讲授原理、网络拓扑结构、协议的结构等内容时使用多媒体教学，减少板书时间，增加课堂信息量；而对于子网划分的分析和设计等带有步骤和层次的教学内容，采用板书为主的教学方式，通过牵动和吸引学生的注意力，带动学生的课堂思路，提高教学效果。
3. 在教学模式上，采用启发式教学。多提出问题，让学生带着问题听课，增加对于问题的讨论，启发学生提出解决问题的方法；增加课堂练习，采用鼓励机制，为课堂学习效果优秀同学的平时成绩加分。
4. 在实践环节上，实验内容的设置注重工程实践性，以设计性实验为主，培养学生的实践能力和创新能力。在实验过程中注意培养学生自主学习能力、与其他同学合作解决问题的
能力、发现问题与解决问题的能力、获取和整理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。
5. 在自学教学环节中，对课程中某些知识的内容，通过教师的指导，由学生自学完成。通过自学这一教学手段培养学生的自主学习能力。
七、考核及成绩评定
考核内容、方式及评分依据 | 考查教学 目标达成 | 成绩 占比 | 备注 | ||
随堂测试 | 1.通过学生答题，反馈学生上课听课情况； 2.课堂教师不定期公布试题，学生作答，信息化教学平台记录学生参与答题情况； 3.根据信息化教学平台统计的成绩进行记录。 | 2，3 | 10% | 30分 | |
课内实验 | 1.考核学生对词法分析，语法分析相关知识的应用能力，针对特定语言，能够根据需求确定设计目标，完成词法分析程序和语法分析程序的设计和实现； 2.本课程共安排7次课内上机，14个学时； 3.根据程序完成质量，接受检查情况，实验报告等进行评分。 | 4 | 70分 | ||
期末考试 | 1.主要评价学生对计算机网络的相关基本概念、对TCP/IP的协议以及网络划分、网络系统应用的配置掌握情况。学生综合运用所学知识分析、解决复杂问题的能力； 2.闭卷考试， AB两套试题，题型为以下题型中的部分题型：判断题、选择题、设计题及应用题等。 3.根据课程组试卷评阅标准，采取网络阅卷方式评分。 | 1，2，3，4 | 90% | ||
八、教材、参考书及其他资源
1．教材：
[1] 计算机网络（第7版）．谢希仁编著．电子工业出版社，2016．
[2] 计算机网络实训教程．杨大全等编著．出版社，2008．
2．参考书目：
[1] TCP/IP详解（英文版第2版）．Gary.Wrigh、W.Richard Stevens编著．机械工业出版社，2000．
[2] 网络工程师教程（第3版）．雷震甲主编．清华大学出版社，2013．
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