《数据通信与计算机网络》课程教学大纲（本科）.docx

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1、数据通信与计算机网络Data Communication and Computer Network课程代码：05410162学 分：2学 分：32（其中：课堂教学学时：28实验学时：6上机学时：0课程实践学 时：0）先修课程：程序设计（C语言）适用专业：农业电气化教 材：计算机网络第7版，谢希仁，电子工业出版社，2017年1月一、课程性质与课程目标（一）课程性质计算机网络技术是农业电气化专业教学计划中拓宽学生知识面的专业选 修课，该课程是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，是一门 综合性学科，该课程结合当前网络技术的开展，系统地介绍了计算机网络的基本 概念、体系结构等内容，将计算

2、机网络基础知识与实际应用相结合，它建立在计 算机技术和数据通信等课程知识的基础上，为现代通信网、光纤通信、移动通信 和物联网等专业课程的学习打好基础。（二）课程目标数据通信与计算机网络课程主要介绍了计算机网络技术基础，了解计算 机网络的概念，功能、分类和开展，掌握协议和体系结构，以及按其体系结构划 分的假设干层次，Internet的产生、开展、功能和特点，常用的各类网络等。计算 机网络属工科科学，用自然科学的原理考察、解决和处理工程实际问题，研究方 法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。本课程强调工程观点、定量运算、 实验技能和设计能力的训练，强调理论与实际的结合，提高分析问题、解决问题

3、的能力。课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标（知识目标）1：掌握计算机网络的基本概论，典型网络的构造、 性能及工作原理；掌握计算机网络的体系结构、了解各层的主要功能、熟悉各层 的协议标准：掌握局域网、广域网的基本内容和一些具体的网络；熟练掌握网络 互连的内容、路由器和网际协议IP、以及因特网的路由选择协议。课程目标（知识目标）2：理解计算机网络的基本原理。课程目标（知识目标）3：掌握数据通信技术、网络体系结构、局域网组网 技术、网络互连技术、网络管理和网络应用技术。课程目标（能力目标）4：能够理解并掌握基本概念，基本理论及操作技能, 适应计算机网络日新月异的开展的能力，并能运用基

4、本理论解决农业电气化专业（5）密钥分配；（6）链路加密与端到端加密:A、链路加密：B、端到端加密。（7）防火墙。2、基本要求了解计算机网络平安的基本知识、面临的威胁、密码密钥、数据加密。 三、本课程开设的实验工程编号实验工程名称学时类型要求支撑的课程目标1RJ-45接口连线2验证性必做课程目标4和52交换机的配置2验证性必做课程目标4和53VLAN的配置2验证性必做课程目标4和5实验1: RJ-45接口连线1 .实验目的及要求1）学会制作两种类型的RJ-45接头直通线、交叉线；2）掌握使用双绞线作为传输介质的网络连接方法；3）学会使用测线仪；2 .实验主要内容1）学习制作双绞线；2）掌握网络连

5、接方法；.重难点重点：学习双绞线识别、制作、测试器的使用；难点：掌握制作正确双绞线的方法，了解同类设备间相连使用交叉线方式，异类设备间相连使用直通线方式；实验2：交换机的配置3 .实验目的及要求1）理解交换机启动、初始化的自检过程；2）学会本地、远程登录交换机的方法；3）学会配置交换机IP地址；4）熟悉交换机配置的其他命令；.实验主要内容1）观察交换机启动过程；2）通过超级终端本地登录交换机；3）设计名称为default的VLAN的IP地址、端口等；4）翻开交换机telnet、 服务，通过IP地址远程登录交换机；5）通过本地或远程登录方式，练习交换机命令。4 .重难点本地、远程登录的区别与联系

6、，以及VLAN的配置。实验3： VLAN的设置.实验目的及要求1）理解VLAN的意义；2）学会VLAN配置命令；3）明确VLAN互联端口的含义与配置；4）熟悉不同VLAN之间的路由，加深对网络层的理解。5 .实验主要内容1）通过本地、远程方式登录交换机；2）设计并配置属于不同子网的几个VLAN；3）检查同一子网端口的连通性；4）不加路由，验证不同子网端口的连通性；5）加路由，验证不同子网端口的连通性。6 .重难点互联端口的设置以及路由的配置。四、学时分配及教学方法五、课程考核章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目 标课堂 教学实验上机课程 实践小计1、概述22讲授、案例、演示、讨论课程目

7、标12、物理层22讲授、案例、自学、课程目标 1、23、数据链路层55讲授、讨论、比照、 自学课程目标 1、2、34、局域网和广域网33讲授、讨论、比照、 自学课程目标 1、2、35、网络层549讲授、实验、讨论、 自学课程目标 1、2、36、运输层22讲授、实验、自学课程目标 1、27、应用层527讲授、实验、比照、 案例、自学课程目标 3、4、58、网络平安22讲授、案例、讨论、 自学课程目标4、5总计266321.课程考核方式包括期末考试、平时作业及阶段测试情况考核（其中包括笔记、大作 业等）和实验情况考核。考核形式考核要求考核权重备注平时作业 及阶段测 试课后完成1项大作业，主要考核学

8、生对数据通信和计算 机网络的理解和掌握度，大作业的成绩再按15%计入总 成绩；可让学生查阅资料，了解本课程相关技术开展情 况，自主学习并完成。15%根据平时作业得 分取平均值或结 合平时测试情况实验完成3个实验，主要训练学生应用所学知识验证系统， 并进行实验的能力，最后按15%计入课程总成绩。15%评分细那么见附录1期末考试试卷题型包括填空题、选择题、判断改错题、简答题、 分析题和计算题6大类，以卷面成绩的70%计入课程总 成绩。其中考核数据通信和计算机网络技术知识及应用 能力的题占90%；考核能针对个人或职业开展的需求， 采用合适的方法，自主学习，适应开展占比10%。70%期末考试采用闭 卷

9、笔试。六、参考书目及学习资料1、计算机网络特南鲍姆，韦瑟罗尔，严伟，潘爱民译，清华大学出版社，第 5版。2、计算机网络第7版，谢希仁，电子工业出版社，2017年1月3、计算机网络技术，张伟等，清华大学出版社，2017年2月七、大纲说明1 .主要采用多媒体教学手段，主要知识点板书与多媒体相结合，多种教学手 段综合运用。2 .课后完成大作业，以评价学生对所学内容的理解和应用情况。建议利用网 络教学平台自学相关内容。2017年9月1日附录L实验考核方式及评分细那么本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能 力）、实验报告的质量等。分析与解决问题的能力采用提问和现场操作

10、的方式进行。实验成 绩中出勤、预习占10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细那么对应的毕业 要求指标点出勤、预 习10%出勤状况， 预习评价10能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实验设备（占 5%）；能够预习,并理解实验原理及目的（占5%）o9实验过程 60%实验中的表现60按照预设方案操作实验设备、正确完成实验（占 25%）；实验结果的准确性（占20%）；利用所学 知识分析解决问题的能力（占15%）。各个实验 在总分中所占权重系数以课时数为标准。9实验报告 30%实验报告评价30主要考察学生对实验结果进行分析和实验数据 进行处理的能力。要求

11、报告字迹工整、格式规范 （占10%）；数据准确（占10%）；并按要求完成 相应思考题（10%）。9中遇到的实际问题。课程目标(能力目标)5：能够具有自主学习和终身学习的意识，有不断学 习和适应开展的能力，能够深入再学习计算机网络技术、数据通信的相关内容, 为后续学习打下良好的基础。(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点9o毕业要求9：能正确认识终身学习的重要性，具备持续学习和适应社会开展的能力程目标 毕业要求霜粽点课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5毕业要求9Z二课程的基本内容及要求(-)概述1、教学内容(1)计算机网络在信息时代的作

12、用(2)计算机网络的开展过程A、计算机网络的产生：B、因特网时代：C、关于因特网的标准化工作。(3)计算机网络的分类A、计算机网络的不同定义；B、计算机网络的几种不同分类方法。(4)计算机网络的主要性能指标、巾见B、时延C、时延带宽积和往返时延。2、基本要求了解本课程的作用、计算机网络的开展过程；(2)掌握学习本课程中的几个基本概念；了解计算机网络的定义和不同分类方法；(4)掌握计算机网络的主要性能指标、并能进行适当计算。(-)计算机网络的协议与体系结构1、教学内容(1)计算机网络体系结构的形成、OSI/RM与TCP/IP协议：(2)协议与划分层次、分层的概念、网络协议与体系结构；(3)计算机

13、网络的体系结构A、各层的作用、协议数据单元和协议栈；B、实体、协议、服务和服务访问点、协议与服务的区别、服务数据单 元、服务原语、服务用户；C、面向连接和无连接服务。(3) OSI与TCP / IP体系结构的比拟；(5)客户一服务器方式A、客户软件；B、服务器软件。2、基本要求了解计算机网络为什么要采用分层次的体系结构；熟练地掌握五层协议的原 理、网络体系结构的要点、各层的主要功能；了解相关的一些术语；了解面向连 接服务与无连接服务的特点；了解协议与服务的区别；熟练掌握OSI与TCP / IP 体系结构。(三)物理层1、教学内容(1)物理层的基本概念规程、特性、物理连接上的传输方式；(2)数据

14、通信的基础知识；A、数据通信系统的模型 数字数据、模拟数据的传输、信号的转换；B、有关信道的几个基本概念信道、通信的三种基本方式、模拟信道 和数字信道、基带和宽带；C、信道上的最高码元传输速率、奈奎斯特公式、波特与比特；D、信道的极限信息传输速率、香农公式。(3)物理层下面的传输媒体；A、导向传输媒体、双绞线、同轴电缆、光缆：B、非导向传输媒体、无线传输、地面微波接力通信、卫星通信。(4)模拟传输与数字传输；A、模拟传输系统、频分复用；B、调制解调器、最基本的调制方法、关于调制解调器的速率、同步通 信和异步通信；C、数字传输系统、脉码调制PCM、T1与E1标准；(5)信道复用技术；A、频分复用

15、、时分复用和统计时分复用；B、波分复用(频分复用)密集波分复用；C、码分复用、码分多址复用；(6)同步光纤网SONET和同步数字系列SDH；(7)EIA-232-E接口标准、数据终端设备DTE、数据电路端接设备DCE。2、基本要求了解物理层的特性、数据通信的基本知识、掌握相关的概念。了解物理层的 传输媒介；了解模拟传输与数字传输，能够进行相关的一些计算、了解信道复用 技术；了解同步光纤网SONET和同步数字系列SDH； 了解物理层的EIA-232-E 接口标准、数据终端设备DTE、数据电路端接设备DCE。(四)数据链路层1、教学内容(1)数据链路层的基本概念、链路与数据链路、规程、数据链路层的

16、主 要功能；(2)停止等待协议；A、不需要数据链路层协议的数据传输；B、具有最简单流量控制的数据链路层协议；C、实用的停止等待协议；D、循环冗余检验；E、停止等待协议的算法；F、停止等待协议中的几个重要的时间关系、发送时间、传播时间、处 理时间。(3)连续ARQ协议：A、连续ARQ协议的工作原理：B、滑动窗口的概念、发送窗口、接收窗口、流量控制；C、信道利用率、信道利用率的定量分析。(4)选择重传ARQ协议、接收窗口的最值；(5)面向比特的链路控制规程HDLC；A、HDLC概述、链路接入规程LAP、非干衡配置、平衡配置、命令、 响应、复合站、主站、从站；B、HDLC的I帧结构、零比特填充、HD

17、LC的戈分；(6)因特网的点对点协议PPP；2、基本要求了解数据链路层的基本概念、主要功能；理解停止等待协议、连续ARQ协议、选择重传ARQ协议的工作原理；熟练掌握循环冗余检验的算法；了解停止 等待协议中的几个重要的时间关系；了解面向比特的链路控制规程HDLC、了解 因特网的点对点协议PPP。(五)局域网1、教学内容(1)局域网概述、特点、媒体共享技术；(2)传统以太网；A、以太网的工作原理、两个标准、网卡、CSMA/CD协议、截断二进 制指数类型；B、传统以太网的连接方法、集线器、粗缆以太网、细缆以太网、无屏 蔽双绞线；C、以太网的信道利用率、定量分析：(3)以太网的MAC层：A、MAC层的

18、硬件地址、标识符、硬件地址、发往本站的帧；B、两种不同的MAC帧格式；(4)扩展的局域网；A、在物理层扩展局域网；B、在数据链路层扩展局域网、网桥的内部结构、透明网桥、源路由选 择网桥、多端口网桥一以太网交换机。(5)虚拟局域网(是局域网给用户提供的一种服务，并不是一种新型的局域 网)；(6)高速以太网；A、100BASE-T 以太网；B、吉比特以太网、1000BASE-X、1000BASE-T；C、10吉比特以太网。(7)其他种类的高速以太网；A、100 VG-Any LAN 局域网；B、光纤分布式数据接口 FDDI。(8)无线局域网；A、无线局域网的组成；B、802.11标准中的物理层；C

19、、802.11标准中的MAC层。2、基本要求了解局域网概述、特点、媒体共享技术；熟练掌握以太网的工作原理：了解传统以太网的连接方法以及以太网的两个标准；了解扩展的局域网、虚拟局域网、 高速以太网、其他种类的高速以太网和无线局域网；以太网是应用中使用最广泛 的，需要着重了解。(六)广域网1、教学内容(1)广域网的基本概念：A、广域网的构成、定义：B、数据报和虚电路、服务质量、两者的比拟；(2)广域网中的分组转发机制；A、在结点交换机中查找转发表、层次结构的地址结构、按照目的站的 交换机号确定下一跳：B、路由表的简化、图、路由算法。(3) X.25分组交换网；(4)帧中继FR；A、帧中继概述、快速

20、分组交换、信元中继、帧中继服务的几个主要部 分；B、帧中继的体系结构和帧格式、LAPD；C、帧中继的拥塞控制、拥塞控制方法。(5)综合业务数字网ISDN；A、窄带综合业务数字网N-ISDN、基本速率、一次群速率：B、宽带综合业务数字网B-ISDN、与窄带综合业务数字网N-ISDN的区 别。(6)异步传递方式ATM；A、ATM的基本概念、ATM的优点、ATM交换机；B、ATM的协议参考模型、三层结构；C、ATM的信元结构、各字段作用：D、ATM的逻辑连接机制、ATM信元怎样得到其虚电路标识符。2、基本要求了解广域网的构成、定义；熟练掌握数据报和虚电路、服务质量、以及两者 的比拟；了解广域网中的分

21、组转发机制。了解X.25分组交网、帧中继FR、窄带 综合业务数字网N-ISDN.宽带综合业务数字网B-ISDN和异步传递方式ATM。(七)网络互连1、教学内容(1)路由器在网际互连中的作用；A、路由器的构成、分组转发、路由表；B、互联网与因特网、五种中继系统。(1)因特网的网际地址IP、与其配套的四个协议；A、分类IP地址、IP地址及其表示方法、常用的三种类别的IP地址；B、IP地址与硬件地址、两者的区别；C、地址解析切、议ARP和逆地址解析协议RARP；D、IP数据报的格式、IP数据报首部的固定局部中的各字段、IP数据报 首部的可变局部：E、1P层处理数据报的流程、路由器和结点交换机的区别。

22、(3)划分子网和构造超网：A、子网的划分、划分字网的概念和思路、子网掩码；B、在使用子网时分组的转发；C、无分类编址CIDR(构造超网)网络前缀、最长前缀匹配。(4)因特网控制报文切，议ICMP；(5)因特网的路由选择协议；A、有关路由选择协议的几个基本概念、理想的路由算法、分层次的路 由选择协议、内部网关协议、外部网关协议；B、内部网关切、议RIP、距离向量算法、：C、内部网关协议OSPF、OSPF协议的基本特点、开放最短路径优先、 OSPF的五种分组类型；D、外部网关协议BGP、边界网关切、议。(6) IP多播和因特网组管理协议：A、IP多播的基本概念：B、因特网组管理协议IGMP。(7)

23、下一代的网际协议Ipv60。2、基本要求充分理解网络互连问题，特别是其核心网际协议IP。只有较深入的掌握了 IP协议的主要内容，才能理解因特网是怎样工作的。着重了解因特网的路由选 择协议；一般了解因特网控制报文协议ICMP和因特网组管理协议IGMP,以及 下一代的网际协议Ipv6的主要内容。本章最重要的概念是IP地址与物理地址的 关系、分类的IP地址(包括子网掩码)和无分类域问路由选择CIDR、路由选择 协议的工作原理。(八)运输层1、教学内容(1)运输层协议概述；TCP /IP体系中的运输层：A、运输层中的两个协议、用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP、 区别；B、端口的概念、熟知端口和

24、一般端口；(3)用户数据报协议UDPA、用户数据报的用途；B、用户数据报的格式；(4)传输控制协议TCP。A、TCP报文段的首部；B、TCP的数据编号与确认；C、TCP的流量控制与拥塞控制；D、TCP的重传机制；E、TCP的运输连接管理；F、TCP的有限状态机、管理信息库MIB。2、基本要求了解运输层协议是整个网络体系结构中的关键之一。TCP/IP体系中的运输 协议UDP和TCP, TCP比UDP复杂的多。最重要的是要弄清端口的概念及TCP 的各种机制(面向连接的可靠服务、序号、确认、窗口、拥塞控制等)以及TCP有 关连接管理和状态图的概念。(九)应用层1、教学内容(1)域名系统DNS；A、域

25、名系统概述：B、因特网的域名结构；C、用域名服务器进行域名转换、三种不同的域名服务器、查询IP地址 的过程。(2)文件传送协议FTP；A、概述、联机访问；B、FTP的主要工作原理：C、简单文件传送协议TFTP和网络文件系统NFS 远程登入TELNET；(4)电子邮件；A、概述、一些概念；B、简单邮件传送协议SMTP；C、电子邮件的信息格式：D、邮件读取协议POP3和IMAP；E、通用因特网邮件扩充MIME。(5)万维网WWW：A、概述：B、统一资源定位符URL、URL的格式、使用FTP的URL；使用 的 URL；C、超文本传送协议 、 的操作过程、万维网高速缓存、 的报文结构；D、超文本标记语

26、言HTML、HTML概述、HTML的格式与标签；E、万维网中的链接；(6)动态主机配置协议DHCP。2、基本要求前八章是详细讨论计算机网络是怎样提供完善的通信服务的。本章是讨论各 种进程通过怎么样的应用层协议来使用网络所提供的这些通信服务。了解所有协 议都要使用的域名系统、文件传送协议和远程登录协议、以及用户最常使用的因 特网电子邮件。重点掌握万维网的工作原理以及其主要协议，万维网的出现使因 特网得到了飞速的开展。(十)计算机网络的平安1、教学内容(1)网络平安问题概述：A、计算机网络面，临的平安性威胁、四种、被动攻击、主动攻击、几 种恶意程序：B、计算机网络平安的内容；C、一般的数据加密模型、算法、密钥、数据加密标准。(2)常规密钥密码体制；A、替代密码与置换密码；B、数据加密标准DES；(3)公开密钥密码体制；A、公开密钥密码体制的特点；B、RSA公开密钥密码体制；C、数字签名。(4)报文鉴别；