《计算机网络》
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章 次 |
教学内容 |
课时 |
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第一章 |
绪论 |
3 |
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第二章 |
网际互联IP层 |
12 |
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第三章 |
运输层 |
5 |
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第四章 |
路由 |
6 |
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第五章 |
组播 |
4 |
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第六章 |
专用网络连接 |
3 |
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第七章 |
套接字接口 |
5 |
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第八章 |
应用层协议 |
8 |
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第九章 |
Internet安全 |
4 |
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第十章 |
下一代的网际互联技术IPv6 |
4 |
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第十一章 |
无线互联网技术 |
4 |
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第十二章 |
物联网技术 |
3 |
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合 计 |
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61 |
《互联网及其应用》课程是计算机专业网络教育考试的一门必修专业课程。这门课程的主要特点是理论与实际应用并重，涉及内容多，技术更新快。设立本门课程的目的是让学生对互联网络中一些关键技术有一个全面而深入的认识。掌握互联网络的体系结构、主要协议层中重要协议的设计思想、工作原理以及实际系统中的应用方式等内容。通过该课程的学习，学生能够对互联网络技术有一个较全面的认识，为从事相关领域的网络规划、设计、配置和管理，以及应用系统开发奠定重要的理论基础。
第一章 绪论
一、学习要求
本章内容包括教材的第一章和第二章。通过本章的学习，要求学生对互联网络技术的研究动机、发展过程、组织机构以及底层网络技术有一个概要的了解。最后了解该课程的基本框架，以便后面章节内容的学习。
本章要了解研究动机、发展过程和组织机构。理解以太网技术和ARPANET技术。重点掌握RFC报告的作用和获取方法、以太网帧格式。
二、课程内容
本章节的知识点包括RFC、局域网、广域网、网络硬件地址、10BASE-5．10BASE-2．10BASE-T、冲突检测与恢复、以太网硬件地址、以太网帧格式、中继器、网桥、ARPANET和NSFNET。本章内容安排如下：
第一节 研究动机和发展过程
第二节 以太网技术
第三节 ARPANET与NSFNET
教学要求如下：
1．RFC：介绍RFC的制定方式、作用和获取方式；
2．局域网：回顾局域网的基本特点；
3．广域网：回顾广域网的基本特点；
4．网络硬件地址：描述网络硬件地址的作用，和IP逻辑地址的区别；
5．10BASE-5：介绍接入方式、介质和接口特点；
6．10BASE-2：介绍接入方式、介质和接口特点；
7．10BASE-T：介绍接入方式、介质和接口特点；
8．冲突检测与恢复：回顾CSMA/CD的工作原理；
9．以太网硬件地址：介绍以太网硬件地址的规则；
10．以太网帧格式：描述以太网的帧结构，并对照IP数据报的关系；
11．中继器：介绍其作用和功能特点；
12．网桥：介绍其作用和典型网桥的功能特点；
13．ARPANET：介绍ARPANET广域网络技术的基本原理和特点；
14．NSFNET：介绍NSFNET的发展历程。
第二章 网际互联IP层
一、学习要求
本章内容包括教材的第四、五、六、七、八、九和十章。通过本章的学习，要求学生掌握Internet的地址分配机制、IP地址与物理地址间相互映射的协议、IP数据报的交付方式、数据格式、路由过程、IP网络的差错控制机制、子网划分和无类型编址的规则。
本章要了解RARP工作机制。理解ARP工作原理、ICMP协议及各种报文的工作原理、CIDR机制。重点掌握IP地址划分规则、IP数据报结构中各字段的作用、IP数据报的交付方式、子网划分规则。
二、课程内容
本章节的知识点包括IP地址划分规则和标识方法、特殊IP地址、ARP原理、ARP的改进、ARP的协议格式、RARP原理、IP数据报交付方式、IP数据报格式、数据报分片、IP数据报选项、直接交付与间接交付、IP路由表、IP路由算法、处理传入数据报、典型ICMP报文、子网划分、子网掩码、无类型编址。本章内容安排如下：
第一节 IP地址
第二节 ARP
第三节 RARP原理
第四节 IP数据报
第五节 IP数据报路由
第六节 ICMP
第七节 子网划分
第八节 无类型编址
教学要求如下：
1．IP地址划分规则和标识方法：详细描述IP地址的划分规则、标识方法和识别分类方法；
2．特殊IP地址：介绍IP地址中特殊用途的地址编码；
3．ARP原理：介绍ARP协议的用途和工作原理；
4．ARP的改进：介绍提高ARP协议工作效率的思想；
5．ARP的协议格式：介绍ARP报文的结构；
6．RARP原理：概述RARP协议的通途和工作原理；
7．IP数据报交付方式：介绍IP数据报交付的思想；
8．IP数据报格式：详细描述IP数据报的分组结构；
9．数据报分片：介绍分片的原因、如何通过IP数据报结构中的字段实现分片以及分片的方法；
10．IP数据报选项：介绍IP数据报的主要选项和用途；
11．直接交付与间接交付：介绍路由器对IP数据报处理的两种方式；
12．IP路由表：介绍IP路由表的结构和用途；
13．IP路由算法：描述IP路由器选择路由的算法原理；
14．处理传入数据报：介绍数据报传入主机后的处理过程；
15．典型ICMP报文：介绍ICMP报文的总体结构、主要ICMP报文的用途；
16．子网划分：介绍子网划分的用途、划分方法；
17．子网掩码：介绍子网掩码的作用和表示方法；
18．无类型编址：介绍无类型编址的用途、划分方式。
第三章 运输层
一、学习要求
本章内容包括教材的第十二和十三章。通过本章的学习，要求学生掌握运输层的UDP协议和TCP协议的基本工作原理。
本章要了解运输层端口的概念、UDP报文格式、TCP报文格式和报文封装形式。理解端口的作用、UDP报文传输的特点、TCP报文传输的特点、TCP连接、保留端口号的作用、滑动窗口。重点掌握伪首部的作用、TCP连接建立过程、TCP连接关闭过程、TCP流量控制、TCP拥塞控制和TCP超时重传机制。
二、课程内容
本章节的知识点包括端口、保留端口、UDP报文结构、伪首部、UDP尽力交付、TCP报文格式、滑动窗口、TCP流量控制、TCP连接、TCP连接建立过程、TCP连接关闭过程、TCP拥塞控制、TCP超时重传机制。本章内容安排如下：
第一节 端口
第二节 UDP
第三节 TCP
教学要求如下：
1．端口：介绍端口的作用和组成；
2．保留端口：介绍保留端口的划分、用途和常用保留端口号；
3．UDP报文结构：介绍UDP报文结构的字段组成和作用；
4．伪首部：介绍伪首部的构成、作用和使用原因；
5．UDP尽力交付：介绍UDP报文传输服务的特点；
6．TCP报文格式：介绍TCP报文传输服务的特点；
7．TCP滑动窗口：介绍TCP滑动窗口原理和作用；
8．TCP流量控制：介绍TCP流量控制机制；
9．TCP连接：介绍TCP连接的概念；
10．TCP连接建立过程：介绍TCP连接建立的过程；
11．TCP连接关闭过程：介绍TCP连接关闭的过程；
12．TCP拥塞控制：介绍TCP拥塞控制机制；
13．TCP超时重传机制：介绍TCP超时重传面临的问题和解决机制。
第四章 路由
一、学习要求
本章内容包括教材的第十四、十五和十六章。通过本章的学习，要求学生对Internet路由选择算法的原理和思想有一个总体的认识，对典型路由协议的用途、工作原理和使用特点有较全面的了解。
本章要了解核心网络和对等网络的结构特点、BGP报文的结构、RIP报文结构、HELLO协议、OSPF报文结构。理解典型路由算法的思想。重点掌握自治系统概念、外部网关协议的作用和基本思想、内部网关协议的作用、RIP协议的工作原理和OSPF协议的工作原理。
二、课程内容
本章节的知识点包括路由表产生、核心路由器、核心结构、对等结构、矢量距离算法、链路状态路由算法、自治系统、外部网关协议、RIP协议、HELLO协议和OSPF协议。本章内容安排如下：
第一节 路由表的产生
第二节 互联网的结构
第三节 矢量距离路由
第四节 链路状态路由
第五节 自治系统
第六节 外部网关协议
第七节 内部网关协议
教学要求如下：
1．路由表产生：介绍路由表的产生和维护过程；
2．核心路由器：介绍核心路由器的功能和用途；
3．核心结构：介绍Internet核心网络结构的特点；
4．对等结构：介绍Internet对等网络结构的特点；
5．矢量距离算法：介绍矢量距离算法的原理；
6．链路状态路由算法：介绍链路状态路由算法的原理；
7．自治系统：介绍自治系统的概念和对网络路由带来的作用；
8．外部网关协议：介绍BGP协议的报文结构和工作原理；
9．RIP协议：介绍RIP协议的报文结构和工作原理；
10．HELLO协议：简要介绍HELLO协议的工作原理；
11．OSPF协议：介绍OSPF协议的报文结构和工作原理。
第五章 组播
一、学习要求
本章内容包括教材的第十七章。通过本章的学习，要求学生首先对组播这种特殊的数据传输形式有总体的认识，并且掌握物理网络和IP层组播的实现机制、组的管理机制、组播数据路由的方式和典型组播路由协议的工作原理。
本章要了解组播的起源和以太网的组播、IGMP报文格式和协议无关组播。理解IP组播地址机制、组成员状态转换与管理、组播转发与路由和矢量距离组播路由协议。重点掌握IP组播与以太网组播的映射、IGMP工作原理、基本组播路由和组播树。
二、课程内容
本章节的知识点包括以太网组播、IP组播、IP组播地址、IP组播与以太网组播映射、IGMP协议与实现、IGMP报文格式、组播转发与路由、组播树、矢量距离组播路由协议和协议无关组播。本章内容安排如下：
第一节 硬件组播与IP组播
第二节 IGMP
第三节 组播路由
教学要求如下：
1．以太网组播: 介绍以太网如何通过硬件支持组播；
2．IP组播：介绍IP组播的概念和特征；
3．IP组播地址：介绍IP组播地址的划分规则以及典型的组播地址；
4．IP组播与以太网组播映射：介绍IP组播地址映射为以太网组播地址的机制；
5．IGMP协议：介绍IGMP组管理的原理和实现方法；
6．IGMP报文格式：介绍IGMP报文格式；
7．组播转发与路由：介绍组播数据报转发和路由所面临的问题和基本处理过程；
8．组播树：介绍组播树的作用和构成方式；
9．矢量距离组播路由协议：介绍DVMRP协议的思想；
10．协议无关组播：介绍PIM的两种模式及其工作原理。
第六章 专用网络连接
一、学习要求
本章内容包括教材的第二十章。通过本章的学习，要求学生对VPN和NAT这两种重要的专用网络连接技术的原理有一个全面的了解。
本章要了解专用和混合网络、NAT与ICMP的交互、NAT与应用的交互。理解VPN的数据封装形式、VPN编址与路由、NAT技术原理。重点掌握NAT端口映射规则。
二、课程内容
本章节的知识点包括专用网络、混合网络、VPN封装、VPN编址与路由、VPN专用地址、NAT、NAT转换表、NAT端口映射、NAT与ICMP交互、NAT与应用交互、典型NAT程序。本章内容安排如下：
第一节 专用网络
第二节 VPN
第三节 NAT
教学要求如下：
1．专用网络：介绍专用网络的概念；
2．混合网络：介绍混合网络的概念；
3．VPN封装：介绍VPN的两种技术实现途径和封装形式；
4．VPN编址与路由：介绍VPN编址和路由机制；
5．VPN专用地址：介绍VPN中采用的专用地址方式；
6．NAT：介绍NAT的基本概念和用途；
7．NAT转换表：介绍NAT的地址转换表结构；
8．NAT端口映射：介绍NAT实现转换时对端口的处理方式；
9．NAT与ICMP交互：讨论NAT技术中如何处理ICMP报文；
10．NAT与应用交互：讨论NAT技术中如何处理特殊应用程序；
11．典型NAT程序：介绍典型的NAT应用程序。
第七章 套接字接口
一、学习要求
本章内容包括教材的第二十一和二十二章。通过本章的学习，要求学生理解套接字抽象、掌握套接字操作的系统调用以及客户端/服务器端处理套接字的过程，为实际应用开发中网络应用编程奠定理论基础。
本章要了解UNIX操作系统网络I/O的基本思想和客户/服务器程序各自的处理过程。理解套接字抽象。重点掌握套接字系统调用的功能和使用方法。
二、课程内容
本章节的知识点包括套接字、创建套接字、继承与终止套接字、绑定本地地址、连接目的地址、通过套接字发送数据、通过套接字接收数据、获取本地或远程套接字地址、获取并设置套接字选项、指明服务器队列长度、服务器接受连接、客户端程序和服务器端程序。本章内容安排如下：
第一节 套接字概述
第二节 套接字API调用
第三节 客户/服务器程序
教学要求如下：
1．客户/服务器交互模式：介绍客户/服务器计算模式的特点及其在网络应用中的体现形式；
2．套接字: 介绍套接字的概念；
（知识点3—12，主要介绍相应系统调用的功能、参数、调用示例。）
3．创建套接字；
4．继承与终止套接字；
5．绑定本地地址；
6．连接目的地址；
7．通过套接字发送数据；
8．通过套接字接收数据；
9．获取本地或远程套接字地址；
10．获取并设置套接字选项；
11．指明服务器队列长度；
12．服务器接受连接；
13．客户端程序：通过范例程序描述如何运用套接字系统调用编写网络应用的客户端程序；
14．服务器端程序：通过范例程序描述如何运用套接字系统调用编写网络应用的服务器端程序。
第八章 应用层协议
一、学习要求
本章内容包括教材的第二十四、二十五、二十六、二十七和三十章。通过本章的学习，要求学生掌握互联网中典型的应用层协议的基本原理，并能结合具体应用环境领会这些协议在实际应用中的作用。
本章要了解域名划分的必要性、远程登录TELNET的工作原理、电子邮件系统的模型。理解域名划分的规则和Internet的网络管理方式。重点掌握域名解析过程、网络文件传输FTP的工作原理和电子邮件协议原理。
二、课程内容
本章节的知识点包括Internet域名、域名服务器组织结构、域名转换、TELNET协议、FTP进程模型、FTP会话、TFTP协议、电子邮件模型、SMTP、POP、IMAP、MIME、网络管理结构模型、MIB库、MIB变量、SMI、ASN.1．MIB对象名字的结构、MIB对象名字的表示和SNMP协议。本章内容安排如下：
第一节 域名服务
第二节 远程登录
第三节 文件传输协议
第四节 电子邮件
第五节 网络管理
教学要求如下：
1．Internet域名：介绍Internet域名的概念、作用、命名方式；
2．域名服务器组织结构：介绍DNS服务器的组织形式；
3．域名转换：介绍域名解析的两种方式；
4．TELNET协议：概述TELNET协议的工作原理和应用方式；
5．FTP进程模型：概述FTP的进程交互模型；
6．FTP会话：介绍FTP会话操作的完整过程和典型命令；
7．TFTP协议：介绍TFTP的特点和报文结构；
8．电子邮件模型：介绍电子邮件系统的概念模型；
9．SMTP：介绍SMTP协议的原理和用途；
10．POP：介绍POP协议的原理和用途；
11．IMAP：介绍IMAP协议的原理和用途；
12．MIME：介绍MIME协议的原理和用途；
13．网络管理结构模型：介绍Internet网络管理的结构模型；
14．MIB库：介绍MIB库的作用和组成；
15．MIB变量：介绍MIB变量的定义和用途；
16．SMI：介绍SMI的作用和范例；
17．ASN.1：介绍ASN.1的表示方法和在网络管理中的用途；
18．MIB对象名字的结构：介绍MIB对象名字的结构表示规则；
19．MIB对象名字的表示：介绍MIB对象名字的用ASN.1描述的方法；
20、SNMP协议：介绍SNMP协议的原理和主要操作。
第九章 Internet安全
一、学习要求
本章内容包括教材的第三十二章。通过本章的学习，要求学生对互联网中的安全传输技术和防火墙技术有一个初步的认识。
本章要了解网络信息安全的措施、Internet安全机制和安全套接字。理解IPsec的工作原理、防火墙概念和实现途径。重点掌握IPsec鉴别首部、IPsec封装安全有效载荷、分组过滤机制和代理访问机制。
二、课程内容
本章节的知识点包括保护资源、IPsec机制、IPsec鉴别首部、安全联合、ESP、IPsec隧道、安全套接字、防火墙、分组过滤器、代理访问和防火墙结构。本章内容安排如下：
第一节 网络安全性
第二节 IPsec
第三节 安全套接字
第四节 防火墙
教学要求如下：
1．保护资源：介绍网络资源保护的方式；
2．IPsec机制：介绍IPsec的基本思想；
3．IPsec鉴别首部：介绍IPsec鉴别首部的格式和工作原理；
4．安全联合：介绍SA的原理和作用；
5．ESP：介绍ESP的格式和工作原理；
6．IPsec隧道：介绍IPsec隧道技术的原理；
7．安全套接字：介绍SSL的基本思想；
8．防火墙：介绍防火墙的基本概念；
9．分组过滤器：介绍分组过滤器的基本原理和过滤规则；
10．代理访问：介绍代理访问的基本原理；
11．防火墙结构：介绍防火墙部署的基本结构。
第十章 下一代的网际互联技术IPv6
一、学习要求
本章内容包括教材的第三十三章。通过本章的学习，要求学生对下一代的互联网络技术IPv6有一个初步的认识。
本章要了解改变IPv4的动机。理解IPv6的特点、IPv6数据报的一般形式、IPv6基本首部格式、IPv6的分段与重组、IPv6的源站路由、IPv6的选项。重点掌握IPv6的地址分配方案和表示方法。
二、课程内容
本章节的知识点包括IPv6特点、IPv6数据报、IPv6基本首部、IPv6扩展首部、IPv6分段与重组、IPv6源站路由、IPv6选项、IPv6地址表示。本章内容安排如下：
第一节 IPv6概述
第二节 IPv6基本首部格式
第三节 IPv6地址空间
第四节 IPv6扩展首部
第五节 IPv6分片
教学要求如下：
1．IPv6特点：介绍IPv6的主要特点；
2．IPv6数据报：介绍IPv6数据报的基本结构；
3．IPv6基本首部：介绍IPv6基本首部的结构；
4．IPv6扩展首部：介绍IPv6扩展首部的结构；
5．IPv6分段与重组：讨论IPv6分段方法和分段重组的控制；
6．IPv6源站路由：讨论如何通过IPv6数据报实现源站路由；
7．IPv6选项：介绍IPv6的选项；
8．IPv6地址表示：介绍IPv6地址表示方法、地址类型和划分方法。
第十一章 移动互联网技术
一、学习要求
通过本章的学习，要求学生对移动互联网技术及其应用有一个初步的认识。
本章要了解典型的无线通信技术原理以及典型的无线互联网应用，掌握无线网络中的网络协议，领会无线网络中的路由策略。
二、课程内容
本章节的知识点包括GSM、CDMA、3G、WLAN、GPRS、WAP、WTCP、表驱动路由、按需路由、移动视频、移动定位、移动银行、移动娱乐。本章内容安排如下：
第一节 无线通信技术
第二节 无线网络中的协议
第三节 无线网络中的路由
第四节 无线互联网应用
教学要求如下：
1．GSM：介绍GSM技术原理和特点；
2．CDMA：介绍CMDA技术原理和特点；;
3．3G：介绍3G技术原理和特点；
4．WLAN：介绍WLAN技术原理和特点；
5．GPRS：介绍GPRS技术原理和特点；
6．WAP：介绍WAP技术原理和特点；
7．WTCP：介绍WTCP技术原理和特点；
8．表驱动路由：介绍表驱动路由技术原理和特点；
9．按需路由：介绍按需路由技术原理和特点；
10．移动视频：介绍移动互联网中视频传输应用；
11．移动定位：介绍如何通过移动互联网进行位置确定；
12．移动银行：介绍移动互联网中银行业务应用；
13．移动娱乐：介绍典型的移动互联网中的娱乐应用方式。
第十二章 物联网技术
一、学习要求
通过本章的学习，要求学生对物联网技术及其应用有一个初步的认识。
本章要了解物联网的基本概念、发展历程、应用前景以及典型应用，掌握物联网的传感器技术、传感网络、RFID、M2M等关键技术。
二、课程内容
本章节的知识点包括物联网概念、物联网发展历程、物联网应用前景、传感器技术、RFID、传感网、M2M、应用案例等。本章内容安排如下：
第一节 物联网概述
第二节 物联网关键技术
第三节 典型应用
教学要求如下：
1．GSM：介绍GSM技术原理和特点；
1．物联网概念：介绍物联网的基本概念；
2．物联网发展历程：介绍物联网的发展历程；
3．物联网应用前景：介绍物联网应用的前景；
4．传感器技术：介绍传感器的基本原理和技术；
4．RFID：介绍RFID的基本原理和技术；
5．传感网：介绍传感网的基本原理和技术；
6．M2M：介绍M2M的基本概念和支撑技术；
7．应用案例：介绍物联网的几种典型应用案例。
一、教材第18章ATM网络上的TCP/IP；
二、教材第19章移动IP；
三、教材第23章自举与自动配置。
四、教材第28章万维网和29章IP上的声音和视频传输。