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科目名字：计算机互联网科目代码：859

1、课程的性质、目的与任务

《计算机互联网》是计算机科学与技术、互联网工程和软件工程本科专业开设的一门要紧基础课，主要介绍计算机互联网的基本定义，基本原理和办法。过本课程的学习，使学生学会计算机互联网的基本定义、基本原理、基本办法，理解互联网分层体系结构、互联网协议设计原理与工作机理，拥有肯定的互联网设计与剖析、互联网组建、互联网运维管理等互联网技术应用能力，与较好的互联网工程素养，为以后从事计算机、数据通信互联网等有关范围的技术研发、工程应用等打下好基础。课程教学强调培养学生的独立考虑能力、科学思维办法和求知革新精神。

2、教学内容及基本需要

1 计算机互联网概论

1．目的和需要：

知道计算机互联网的形成与进步；知道计算机互联网技术进步三条主线；学会计算机互联网的定义、分类、组成与结构等；理解分组交换的工作原理；学会分组交换技术的基本定义。

2．要点：

（1）计算机互联网的形成与进步

计算机互联网的形成与进步；宽带城域网与三网融合技术；物联网技术形成与进步；互联网安全。

（2）计算机互联网概念与分类

计算机互联网概念；计算机互联网分类。

（3）计算机互联网的组成与结构

计算机互联网的组成与结构；ISP的层次结构；Internet的互联网结构。

（4）计算机互联网拓扑结构

计算机互联网拓扑的概念、分类及特征。

（5）分组交换技术

数据交换方法（线路交换、分组交换、数据报）的分类、特征及对比；面向连接服务与无连接服务。

3．考核要点：

计算机互联网的概念、分类、组成与结构等定义；线路交换、分组交换和报文交换的定义和工作原理。

2 互联网体系结构与互联网协议

1．目的和需要：

学会互联网分层结构、协议、接口、服务等定义，学会ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型有什么区别与联系，知道本课程体系与内容。

2．要点

（1）互联网体系结构的基本定义

互联网协议、接口与体系结构的基本定义。

（2）OSI参考模型

OSI参考模型的结构；OSI参考模型各层的主要功能；OSI环境中的数据传输过程。

（3）TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型的结构；TCP/IP参考模型各层的功能；OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。

3．考核要点：

互联网体系结构的基本定义，与各层的主要功能。服务与协议的定义及二者有什么区别。

3 物理层

1．目的和需要：

学会物理层的基本定义，数据通信的入门知识，与模拟传输和数字传输的一些常用技术，学会信道、信号、码元、波特、编码与调制、等基本定义，知道频带传输技术、基带传输技术、多路复用技术和接入技术。

2．要点

（1）物理层与物理层协议的基本定义

物理层的基本服务和功能；物理层协议的种类。

（2）数据通信的基本定义

信息、数据与信号等术语；数据通信方法；传输介质的主要种类与特质；数据编码分类。

（3）频带传输技术

模拟数据编码办法；波特率的概念。

（4）基带传输技术

基带传输的概念；数字数据编码办法；比特率的概念；奈奎斯特准则与香农定理

（5）多路复用技术

多路复用的基本定义；时分多路复用；频分多路复用；波分多路复用

3．考核要点：

物理层的基本定义，数据通信的入门知识，奈奎斯特准则与香农定理，频带传输技术、基带传输技术、多路复用技术。

4 数据链路层

1.目的和需要：

学会数据链路层的基本主要功能，学会差错产生与差错控制办法；学会PPP协议的工作原理及其帧结构：知道局域网的分类与特征；学会介质访问控制办法CSMA/CD的基本原理；学会Ethernet局域网的基本工作原理；学会互联网互连基本定义与网桥的基本工作原理；知道高速局域网、交换局域网、虚拟局域网和无线局域网的基本工作原理。

2.要点

（1）数据链路层的基本定义

物理线路与数据链路；数据链路层的主要功能；数据链路层向互联网层提供的服务；数据链路层协议的分类。

（2）差错产生与差错控制办法

设计数据链路层是什么原因；差错产生是什么原因和差错种类；误码率的概念；检错码与纠错码；循环冗余编码工作原理；差错控制机制。

（3）点-点协议PPP

PPP协议的特点；PPP协议帧结构；PPP协议工作过程。

（4）局域网技术的进步与演变

局域网技术的研究与进步；介质访问控制办法CSMA/CD；局域网参考模型与协议标准

（5）Ethernet基本工作原理

Ethernet技术的研究与进步；Ethernet数据发送步骤剖析；Ethernet帧结构；Ethernet接收步骤的剖析；Ethernet网卡设计与物理地址； Ethernet物理层标准命名办法。

（6）局域网互联与网桥

局域网互联与网桥的基本定义；网桥的工作步骤；生成树协议；网桥与中继器、集线器、交换机的比较。

（7）高速Ethernet

Fast Ethernet；Gigabit Ethernet；10 Gigabit Ethernet；40 Gigabit Ethernet与100 Gigabit Ethernet；光以太网与城域以太网。

（8）交换式局域网、虚拟局域网和无线局域网技术

交换式局域网技术；虚拟局域网技术；无线局域网进步背景；无线局域网IEEE 802.11标准。

3.考核要点：

数据链路层中达成链路控制与差错控制的主要办法； PPP协议的工作原理及其帧结构；介质访问控制办法CSMA/CD的基本原理；Ethernet局域网的基本工作原理；互联网互连基本定义与网桥的基本工作原理；高速局域网、交换局域网、虚拟局域网和无线局域网的基本工作原理。

5 互联网层

1.目的和需要：

知道路由器有哪些用途及其工作原理；理解IP协议有哪些用途及IP地址分类；理解ARP协议有哪些用途及其工作原理；重点理解并熟练学会划分子网和CIDR地址块划分的办法，子网掩码有哪些用途；理解分组转发的步骤；理解ICMP协议有哪些用途与ICMP报文的用法；理解RIP协议、OSPF协议和BGP协议的特征；学会RIP协议使用距离向量算法更新路由表的过程；知道OSPF报文和BGP报文的用法；

2.要点：

（1）互联网层与IP协议

互联网层基本定义；IP协议的进步与演变；IP协议的特点。

（2）IPv4协议

IPv4分组格式；IPv4地址的基本定义；标准分类IP地址；划分子网的三级地址结构；无类别域间路由CIDR；互联网地址转换NAT。

（3）路由选择协议

路由表的打造、更新与路由选择协议；路由信息协议RIP；最短路径优先协议OSPF；外部网关协议BGP；路由器与第三层交换技术。

（4）Internet控制报文协议--ICMP

ICMP协议有哪些用途与特征；ICMP报文种类；Ping 与Traceroute命令。

（5）地址分析协议ARP

IP地址与物理地址的映射；地址分析工作过程。

（6）IPv6协议

IPv6协议的基本定义；IPv6协议的主要特点；IPv6地址；IPv6分组结构与基本报头；IPv4到IPv6过渡的基本办法。

3.考核要点：

路由器有哪些用途；分类的IP地址；IP地址与硬件地址的关系；ARP协议的工作原理；子网划分和子网掩码的用法，转发分组的步骤 ；CIDR地址块的划分，斜线表示法，最长互联网前缀；ICMP报文及其适用状况；路由选择方案的分类，Internet分层路由思想；RIP协议的优势和弊端及其要素，距离向量算法更新路由表；OSPF协议和BGP协议的要素。

6 传输层

1.目的和需要：

知道传输层有哪些用途，学会传输层与互联网层的主要不同，重点理解端口的定义、用途、分类；理解UDP协议的优点，知道TCP协议的特征、TCP报文段的首部字段，学会TCP控制报文段发送的3种基本机制，理解并学会TCP的流量控制办法、靠谱传输机制与拥塞控制的4种办法，学会TCP连接的打造和释放过程。

2.要点：

（1）传输层和传输层协议

传输层的基本功能；传输协议数据单元的基本定义；应用进程、传输层接口与套接字；互联网环境中分布式进程标识办法；传输层的多路复用与多路分解；TCP、UDP协议与应用层协议的关系

（2）用户数据报协议UDP

UDP协议的特点；UDP协议报文格式；UDP校验和的基本定义与计算示例；UDP协议适用的范围

（3）传输控制协议TCP

TCP协议的特点；TCP协议报文格式；TCP连接打造与释放；TCP协议滑动窗口与确认、重传机制；TCP协议滑动窗口与流量控制、拥塞控制

3.考核要点：

传输层有哪些用途，传输层与互联网层的主要不同；端口的定义、用途、分类；UDP协议的优点；TCP协议的特征、TCP报文段的首部字段；TCP控制报文段发送的3种基本机制；靠谱传输机制；TCP的流量控制办法和拥塞控制的4种办法；TCP连接的打造和释放过程。

7 应用层

1.目的和需要：

知道应用层提供的服务。重点理解因特网的域名结构和域名分析的工作原理，在此基础上学会应用层容易见到几种服务所用的协议，如HTTP、FTP、SMTP等的工作方法与工作原理；学会动态主机配置协议DHCP和简单互联网管理协议；知道超文本标记语言HTML和应用进程跨越互联网的通信。

2.要点：

（1）Internet应用于应用层协议的分类：

Internet应用技术进步的三个阶段；C/S模式与点对点模式的比较。

（2）域名系统DNS

DNS域名空间；域名服务器；域名分析

（3）远程登录服务与TELNET协议

TELNET协议产生的背景；TELNET协议基本工作原理。

（4）邮件服务与SMTP协议

邮件服务的基本定义；邮件服务的工作过程；POP3、IMAP4协议与基于Web的邮件。

（5）Web与基于Web的互联网应用

Web服务的基本定义；超文本传输协议HTTP；超文本标记语言HTML；Web浏览器；搜索引擎

（6）主机配置与动态主机配置协议DHCP

动态主机配置的基本定义；DHCP的基本内容

（7）互联网管理与简单网管协议SNMP协议

互联网管理的基本定义；SNMP协议的基本内容

（8）典型应用层协议––FTP的剖析

FTP模型与测试剖析环境；FTP控制连接打造过程的剖析； FTP用户登录与身份验证过程的剖析；FTP数据连接打造过程的协议剖析；FTP数据传输过程的剖析；FTP用户退出登录过程的剖析；FTP连接释放过程的剖析

6.考核要点：

域名结构和域名分析的工作原理；容易见到服务协议的工作过程，涉及进程、端口定义；区别IP地址静态配置和动态主机配置协议DHCP；超文本标记语言HTML与基本网页程序设计。

3、课程教程和主要参考资料

1. 《计算机互联网（第5版）》.谢希仁 著. 电子工业出版社，2008年

2. 《计算机互联网（第3版）》.吴功宜 编著. 清华大学出版社，2011年

3.《计算机互联网（第5版）》. Andrew S. Tanenbaum 著. 清华大学出版社，2012年

4.《计算机互联网自顶向下办法（原书第四版）》，James F.Kurose,Keith W.Ross著，陈鸣等译，人民邮电出版社，2009

5.《TCP/IP解析 卷1、协议》，Kevin R. Fall, W.Richard Stevents 著，机械工业出版社，2012

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