计算机网络技术基础(第2版)-教学大纲.docx

课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：计算机网络computer network课程编码：总学时：64学分：4适应专业：计算机科学与技术、网络工程、软件工程 课程性质：专业课（必修）教材：计算机网络技术基础（第5版）周舸编著人民邮电出版社 参考书目：计算机网络（第7版）谢希仁电子工业出版社2017 年全文阅读，考研指定教材 教材内容补充计算机网络（第4版）吴功宜清华大学出版社2014 年全文阅读，考研指定教材 教材内容补充TCP/IP详解卷1W. RichardStevens人民邮电出版社2016. 1协议 拓展前沿知识TCP/IP详解卷1W. Richard Stevens人民邮电出版社2016. 1实现方式 引导创新思维TCP/IP详解卷1W. RichardStevens人民邮电出版社2016. 1应用方式及UNIX协议 引导创新思维自顶向卜网络设计库罗斯机械工业出版社2014全文阅读 强化实践运用线上平台：思科网院 CNA7, DEVNET课程二、本课程与相关课程的关系本课程要求以下课程作为前导性课程：大学计算机基础：了解信息及信息处理的基本概念。本课程的后序课程包括：网络工程：系统集成与云计算方向专业课，为实现系统化的网络设计和实践提 供坚实的理论基础。计算机组网与维护：系统集成与云计算方向专业课，掌握网络设备的相关配置 命令及搭建安全、合理规划的企业局域网。网络操作系统系列的课程：Linux操作系统、Windows server操作系统10应用层-DNS21、掌握DNS的服务意义（低阶知识）2、掌握DNS的工作步骤及原理（中阶知识）3、在实际项目规划中设计和部署DNS服务。（高阶知识）翻转课堂一一DNS11应用-DHCP服务器21、掌握DHCP服务意义（低阶知识）2、掌握DHCP的工作步骤及原理（中阶知识）3、在实际项目规划中设计和部 署DHCP服务。（高阶知识）翻转课堂一一DHCP12应用层-FTP服务器与邮件服务器21、掌握FTP服务意义（低阶知识）2、掌握邮件服务意义（低阶知识）3、掌握FTP和邮件服务的工作步骤及原理（中阶知识）3、在实际项目规划中设计和部 署FTP服务器和邮件服务器。（高 阶知识）翻转课堂一一FTP13网络安全41. 了解网络安全的重要性和网占络安全形势的变化；（中阶知识）2. 理解密码体制和网络病毒防 治的基本概念和方法（低阶知 识）3. 掌握防火墙的基本概念和网 络入侵检测与防攻击的基本概 念和方法。（低阶知识）网络安全一直 是网络规划中 重要的环节，需要重点让学 生具备网络安 全的思维。14高阶项目需求分2完成高阶项目规划的需求分析析（讨论）（高阶知识）15高阶项目软件使41、学会使用网络拓扑画图软件翻转课堂用的使用-packet2、掌握packet tracer仿真软tracer的使用件的使用（中阶知识、高阶知识）16高阶项目VLAN61、掌握交换机的工作原理（低翻转课堂-交规划阶知识）换机的基本配2、掌握VLAN的工作原理（低阶置知识）.翻转课堂3、掌握VLAN的划分方法及配置-VLAN的工作方法。（中阶知识）原理4、在实际项目规划中应用VLAN翻转课堂一一规划。（高阶知识）VLAN的划分17高阶项目-中期检查（讨论）2合理修改项目需求，综合应用VLAN规划，（高阶知识）18高阶项目路由规划41、掌握路由器的工作原理（低阶知识）2、掌握路由协议的工作原理（低阶知识）3、掌握路由表的生成规则及路 由配置的方法。（中阶知识）4、在实际项目规划中应用路由规划。（高阶知识）翻转课堂一一静态路由翻转课堂一一 动态路由协议 及配置19高阶项目汇报4各小组展示自己高阶项目成功，同时完成课程设计。（高阶知识）重占八、考查学生的团 队协作能力、 汇报能力、综 合运用知识能 力、创新能力五、高阶项目教学实践的要求高阶教学项目整体思路通过项目中小企业内部网络设计与构建贯穿整个教学环节，既让学生掌握 基本的网络理论知识和实践技能，又懂得如何联系实际，学以致用，从而从枯燥的 理论学习中彻底解放出来，大大激发自身学习的积极性、主动性和创造性，进而再 迁移到其他项目的实践和应用中去。1. 项目任务点与章节对应关系3.项目驱动教学的组织教学章节项目任务点启动时间知识点覆盖率第1章计算机网 络概述1 .中小企业内部网络 需求分析(1) 企业网的设计要 求(2) 企业网的功能需 求(3) 企业网的性能需 求(4) 企业网的安全性 需求第12周70%第2章数据通信 技术2.企业网的规划与设 计(1) 组网技术选择(2) 通信介质的选择(3) 设计网络拓扑结 构图(4) 子网的规划与设 计(5) 布线系统设计(6) 网络设备选型(7) 服务器平台选择第38周80%第3章局域网组 网技术第4章网络互连 技术3.网络互联设备的安 装与配置(配置命令、 结果截图、测试结果、 出现问题及解决方案)(1) 二层交换机的配 置与调试(2) 三层交换机配置 与调试(3) 软路由或硬件路 由器的静/动态路由配第 911周90%置与调试第 5 章 Internet基础4.网络服务器的搭建(1) Wi ndows server 2012的安装(2) DNS服务器的安 装与配置(3) DHCP服务器安 装与配置(4) WWW服务器安装 与配置(5) FTP服务器安装与配置(6) 代理服务器安装与配置第1214周90%第6章网络安全基础5.防火墙和入侵检测 系统的安装和配置第516周80%学生分组，每组不超过4人，分工协作完成网络的需求分析、方案设计、 方案实施，性能测试、故障分析与调试等任务。每组最终提交一份不低于 1万字的项目实践报告，分组答辩，从而培养学生的团队合作意识和理论 联系实际解决应用问题的技能。六、主要教学方法教学方法：1. 问题导向法：目的是使学生获得知识和解决问题的技能，鼓励学生发展自 我学习的能力、评判思维的能力。通常以讨论课和视频教学的方式展开。2. 案例教学法：目的是通过案例教学可以让学生更加直观的了解所学知识点 应该如何应用在实际中。通常在讲授课中开展。3. 项目驱动法：目的是通过引入实际项目，使学生熟悉计算机网络组网的完 整流程，锻炼学生的实践动手能力。通常在期末以课程设计或竞赛的方式 开展。4. 以赛促学法：整个课程都是以小组为单位进行的教学设计，平时课堂都以 小组为单位进行教学竞赛安排。教学手段：1. 讨论课：目的是通过小组学习机制促使学生掌握自己学习知识，解决问题 的能力，并通过课上讨论的形式对知识的理解更加深刻。通常采用布置题 目，课下完成，课上讨论的方式；或是在实验环节中针对普遍出现的问题 随机开展。2. 课前测验：目的是通过课前测验促使学生形成课后复习的好习惯。通常在 采用随机抽问和提交问卷的方式。3. 视频教学：目的是通过课下自学视频的方式督促学生预习和复习，同时方 便老师在课堂上针对普遍存在的问题和重难点知识点进行详细讲解。通常 采用提前布置，课上随机抽查的方式。七、实践环节的要求本课程共安排了 4类实验。主要包括：（1）内容：网络仿真软件的使用（4课时）要求：掌握网络拓扑图绘制防范；掌握网络环境的常用设备以及连线方式和管 理方式。能够进行组网和连通性测试。（2）内容：常用网络命令的使用（2课时）要求：掌握网络常用的基础命令的使用；（3）内容：交换机的基本配置（6课时）要求：在模拟器上掌握交换机的基本命令的使用，了解交换机的工作原理的基 础上配置简单的VLANo（4）内容：路由器的基本配置（4课时）要求：熟悉中低端路由器的基本配置；了解路由器工作的基本原理；了解静态 路由和动态路由协议的原理和配置。（5）内容：应用层服务器的部署（6课时）要求：掌握应用层各类服务器的工作原理；掌握各类服务及其服务器的配置方 法，比如DHCP服务、DNS服务、FTP服务和Web服务。八、典型作业（报告、设计、习题）练习及要求计算机网络课程共布置课后作业12次I报告4次|设计1次:1. 仿真软件使用内容：学习仿真软件的使用方法，并且搭建相应的网络环境进行网络通信的测试要求：对作业内容进行抽查2. 虚拟局域网划分内容：根据需求设计虚拟局域网要求：能正确设计虚拟局域网并能进行配置3. IP地址规划内容：分析用户需求，设计用户IP地址要求：能根据用户需求设计准确的ip地址，以保证网络畅通4. 讨论任务1 :内容：若干年后，计算机网络将会在那些方面取得进展，要取得这些进展，会 需要使用那些技术？（引发学生学习计算机网络的兴趣。）要求：以小组为单位，使用各种方式（图片、PPT、视频等等）来介绍自己感 兴趣的网络发展方向和热点技术。5. 讨论任务2 :内容:Ipv4和Ipv6的比较要求：以小组为单位，对IPv4和Ip，6进行比较，分析他们的异同及IPv6的 发展前景和我们要做的准备。6. 讨论任务3 :内容：任选应用层的一项协议来分析和讨论他的工作原理要求：以小组为单位，分析应用层任选一项协议来分析和讨论他的工作原理。7. 课程论文内容及要求：高阶项目最终完成的网络设计报告，每个人提供的一份完整的报 告。九、课程考核和成绩评定本部分内容需明确体现以下要点：1. 综合成绩的构成及比例：平时50%+期末考试50%2. 平时成绩和期末成绩的关系：没有关系3. 平时成绩的详细构成和评价方式：平时成绩二考勤20%+作业20%+测试30%+课程论文30%作业：锦城在线测试：思科网院（共7次测验，选取最高的4次作为测验成绩） 课程论文：小组为单位的高阶项目论文，论文里面标注每个人的部分4. 期末考试方式：闭卷+笔试5. 期末考查知识点：网络基础概念，CRC, IP地址设计，网络层、传输层相 关概念，交换机、路由器基本概念，组网综合应用题目网络安全系列课程：网络安全、信息安全三、课程目标及要求计算机网络是当今计算机科学与技术学科中发展最为迅速的技术之一，也是计 算机应用中一个空前活跃的领域。人们总结出21世纪的一个重要特征是：数字化、 网络化与信息化，而它的基础是支持全社会的、强大的计算机网络。计算机网络是 现代信息技术的基础，无论是人工智能、物联网，还是大数据、云计算等应用领域, 都离不开计算机网络的基础支撑。因此，这门课程融合计算机技术与通信技术，是 计算机科学与技术专业的学生必修的专业基础课之一。(-)本课程目标本课程的目的是：通过本课程的学习和实践，使学生能够比较系统和全面地掌 握计算机网络的基本概念、原理和主要先进而实用的技术，了解计算机网络的主要 软硬件产品的技术特点、发展情况和实际应用情况，具备较强的对计算机网络软硬 件的安装、调试和运用能力，为今后从事计算机网络方面的研究和实际工作与其它 专业课程的学习打下一定的网络理论和实际工作的基础。学生通过本课程的学习能够完成计算机网络的规划任务，并且能够使用仿真软 件对网络规划进行验证。(-)本课程要求通过本课程的学习要求学生理解计算机网络的体系结构和基本原理，还要求学 生具备对计算机网络软硬件的认识、安装、调试和设计开发能力，并锻炼实际动手 能力，充分运用所学习的管理方法和手段，为Internet开发与管理和局域网的组 建、规划和管理打下良好基础，从而为社会培养高素质的现代化信息管理人材做准 备。根据“一基两轴三阶递进”的高阶教学框架对课程要求进行能力和思维的划分, 具体的课程内容重要环节见下表所示。知识要求能力要求思维培养会用合 领应综 阶阶阶 低中高低阶：理解记忆 中阶：学以致用 高阶：创新低阶：基本逻辑思维 中阶：迁移性思维高阶：系统性思维、批判性 思维、创造性思维低阶知识点:1.计算机网络基本概念、 组成、应用、分类、拓扑 结构，网络协议的概念， 协议的分层、层次间关系、 OSI和TCP/IP参考模型各 个层次的功能和任务；低阶知识点典型能力举例：1、理解网络体系架构 网络拓扑路由协议类型及工 作原理低阶培养基本逻辑思维:1、计算机体系架构2、数据通信技术变迁3、差错控制技术原理4、局域网冲突问题解决 方法5、IP地址分类及发展6、应用层服务中阶培养迁移性思维:1、交换机的配置2、局域网的搭建3、VLAN的划分4、路由器的配置5、路由协议的使用6、服务器的搭建数据通信的基本概念、 传输介质的主要特性、数 据交换技术、数据传输技 术和差错控制技术的原 理；3 .局域网的功能、特点、 拓扑结构、mac方法，体系 结构、802协议、常用以太 网组网技术介绍（快速以 太网、千兆/万兆以太网）；交换机、路由器等典型 网络互联设备的功能、基 本工作原理以及操作方 法；4. Internet的功能与主 要服务、TCP/IP协议结构、 IP地址结构与分类；子网 的含义、子网掩码的计算 方法、域名系统的结构以 及域名解析的基本原理；防火墙技术、网络防病 毒技术、网络加密技术的 基本概念、功能及应用 中阶知识点:1. 能够应用局域网的技术 特性和拓扑结构组件小型 的对等网，并进行连通性 测试以及实现文件和资源 共享；能够应用网络互联设备 的工作原理，熟练对交换 机、路由器进行配置以实 现快速以太网的组网、 VLANO熟练安装Windows Server 2012,搭建 IIS, WWW、FTP, DNS, DHCP 服务 器的安装和配置。2、记忆计算机网络基本概 念数据类型网络配置命令3、识辨网络设备类型网络结构类型IP地址结构中阶知识点典型能力举 例:1.能够应用局域网的技 术特性和拓扑结构组件 小型的对等网，并进行 连通性测试以及实现文 件和资源共享；k认知和 理解能力、实践运用能 力）能够应用网络互联设 备的工作原理，熟练对 交换机、路由器进行配 置以实现快速以太网的 组网、VLAN和WLAN （卖 践运用能力）熟练 WWW、FTP, DNS, DHCP服务器的安装和配 置。（研充分析能力、问题 求解能力、组织协作能 力）高阶知识：能够熟练、灵活应用网络 相关原理知识实现一一 中、小型企业内部网络的 需求分析、网络规划、网 络安全规划、网络综合布 线、互连设备的配置与调 试，网络服务器的配置与 调试，并最终通过仿真软 件 Packet Tracer 8. 0 实 现网络的正常数据通信和 资源共享。高阶知识能力：1、团队协作能力2、创新能力3、研究分析能力4、举一反三的能力5、实际应用问题求解能力高阶培养系统性思维、批判 性思维、创造性思维: 结合不同的实际生活需求， 设计出符合需求的网络规 划方案，撰写对应的网络规 划设计书，同时使用仿真软 件进行网络规划的验证，保 证方案可行性。同时锻炼学 生团队合作能力、文档撰写 能力和表达能力。四、课程内容及学时分配课时内容:理论知识课32学时实验实训课22学时习题（含课程论文）课0学时讨论课4学时辅导答疑课0学时阶段性测验0学时课程设计（大型作业）4学时课程拓展2学时机动0学时本次计算机网络按照以高阶项目为中心，向下辐射中阶和低阶知识的 方法安排课程内容，打破传统的以教材章节为上课顺序的常规，按照高阶项目需求 的顺序来安排上课内容，做到低阶中阶服务高阶，高阶巩固中阶低阶。低阶中阶低阶中阶高阶 高阶高阶 高阶中阶汇报评选下表是本课程详细的课程安排：按课程结构，分单元、知识点或专题规定的教 学内容分配学时，标明了知识点的掌握程度和重要程度，知识点之间根据高中低阶 的需求形成逻辑关系。教学内容标注“三阶递进”教学层次，具有深度、广度和挑 战度，反映相关学科领域最新发展，培养学生高阶思维和能力。序号教学内容学时详细内容备注1计算机网络基础2了解计算机网络和互联网的发其中计算机网知识展历史；（低阶知识）络拓扑结构是掌握计算机网络的概念、分类、本章的重点，组成与结构。（低阶知识）是高阶项目中网络规划的基础。2计算机网络体系21.掌握计算机网络体系结构的重点章节结构与协议基本概念，分层结构、协议、接翻转课堂一一口和服务；（中阶知识）网络的概念及2.掌握ISO/OSI参考模型和网络体系结构TCP/IP模型（低阶知识）讨论网络体系架构 是后续所有知 识的基础。3物理层21.理解物理层的工作原理，数据重点是基带/通信的概念、基带传输、频带传频带传输技术输、多路复用技术的分类和特点和多路复用技（低阶知识）术。2.掌握传输介质类型及主要特其中数据编码性；（低阶知识）技术是理解网3.数据编码类型和基本方法；络通信的基（低阶知识、中阶知识）础。4.掌握数据交换技术，存储转发的交换方式，分组交换的优势。（低阶知识、中阶知识）4数据链路层41.理解数据链路层的工作原理；本章重点是理数据传输过程中差错产生的原解差错控制方因和性质；法，此部分内2.掌握误码率的定义和差错控容是高阶项目制方法及循环冗余编码的容错性规划（低阶知识、中阶知识）的举一反三的3.PPP协议和广播信道（中阶知基础。识）广播信道及 PPP协议是后 期高阶项目网 络规划中局域 网的基础。5局域网41. 了解局域网的分类与特点以重难点章节及局域网的拓扑结构局域网基2.理解IEEE802参考模型与介本概念、质访问控制方法、无线局域Ethernet 局域网WLAN与802. 11的基本概网的结构、共念；享式局域网的3.掌握Ethernet局域网、高速工作原理、高局域网、交换局域网与VLAN速局域网的工的基本工作原理。（低阶知作原理、交换识、中阶知识）式局域网的工作原理以及虚拟局域网的特点及工作原理。6IP协议及子网划61. 了解Internet应用的发展与重点分应用层协议的分类；低阶知本章的内识容也是本学期2.掌握IP地址的概念，组成与的重点和难点分类，子网掩码和子网的划所在，其中尤分（低阶知识、中阶知识）为重要的是IP3.掌握IPV4协议的基本内容。地址和子网划低阶知识分。4.掌握实际环境中网络规划的IP地址规简单计算方法。（高阶知识）划是网络规划（低阶知识、中阶知识、高阶知中极其重要的识）个环节，也是计算机网络高阶项目的基础。（翻转课堂一一子网划分专题）7路由器及路由协41、掌握路由器的使用原则重点、难点议2、掌握路由的作用本章的路由和3、掌握ICMP的工作原理ICMP对应的就（低阶知识、中阶知识、高阶知是后期高阶项识）目规划中路由规划和网络连通性检测的理论基础。翻转课堂一一路由器原理及基本配置8IP拓展21、理解多播的概念2、理解VPN和IP隧道技术、3、了解IPv6的特点。（低阶知识、中阶知识、高阶知识）难点本章是1P拓 展，同时也是 高阶项目中如 果遇到实际场 景，多播、VPN 和IPV6也是必 不口少的部署 服务，帮助学 生拓展知识 点。9传输层61、理解传输层的作用2、理解传输层复用与分用3、理解端口号4、掌握TCP的连接建立和释放机制5、掌握UDP的作用和工作原理（低阶知识、中阶知识）重点、难点 本章内容承接 网络层和应用 层，是理解网 络层和应用层 的核心知识。