信息通信网络概论

Introduction to Information and Communication Networks

一、课程的性质和目的

课程性质：本课程是为电子类工科专业开设的一门重要的专业课程。

目的：通过本课程的教学，使学生加深对通信基本概念的理解，掌握计算机网络的基本概念和基本原理，培养学生利用通信和计算机知识综合分析和解决计算机网络中实际问题的能力。使学生掌握先进的计算机网络技术，启发他们的创新能力，并使他们具有一定的使用、维护、设计和开发网络的能力。

二、课程教学内容及基本要求

本课程主要讲解计算机网络的基本概念，基本原理和基本技术；OSI/RM参考模型和TCP/IP体系结构；网络协议；数据通信基本原理；常用网络互连设备和传输介质；在局域网和广域网的网络体系结构及各层的协议等方面掌握必要的知识和组网技术。本课程以Internet为背景，介绍TCP/IP体系结构及网络应用，网络管理和网络安全技术。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Internet的关键技术，培养学生初步具备局域网组网及网络应用能力，从而为后续通信知识的学习打下良好的基础。

（一）课程教学内容及知识模块顺序

1．知识单元一：概述（4学时）

（1）知识点一：计算机网络的演变与发展

（2）知识点二：计算机网络的概念与组成

（3）知识点三：计算机网络的功能

（4）知识点四：计算机网络的分类

（5）知识点五：计算机网络的性能

（6）知识点六：计算机网络体系结构

教学基本要求：

本章对计算机通信与网络作概括性描述, 要求在了解计算机通信与网络发展的基础上, 掌握分组交换的概念和特点，以及与电路交换、报文交换的区别，掌握面向连接服务和无连接服务的概念，理解计算机网络的定义、功能、特点、组成及各种分类方法，理解计算机网络的主要性能指标及其计算，了解计算机网络体系结构的形成过程，理解划分层次的必要性，掌握计算机网络体系结构及其重要概念。掌握TCP/IP的体系结构，它与OSI/RM参考模型的区别与联系，基本弄清各层的功能及通信模式。

2．知识单元二：物理层（4学时）

（1）知识点一：物理层的基本概念

（2）知识点二：物理层下面的传输媒体

（3）知识点三：数据通信的基础知识

（4）知识点四：信道复用技术

（5）知识点五：数字传输系统

（6）知识点六：宽带接入技术

教学基本要求：

熟练掌握物理层的基本概念。掌握数据通信的有关知识，包括数据通信系统的模型，数据通信术语与主要指标, 频分、时分、波分多路复用以及码分多址, 模拟数据、数字数据的传输、编码与调制技术, 点-点通信的三种方式，异步通信与同步通信，电路交换、报文交换、分组交换技术与其他数据通信基础知识。了解导向传输媒体（双绞线、同轴电缆和光缆）和非导向传输媒体（短波、微波、卫星通信、红外通信）的基本原理及其传输特点。了解同步光纤网SONET和同步数字系列SDH的作用。了解EIA-RS-232、RS-449接口标准的基本内容。

3．知识单元三：数据链路层（4学时）

（1）知识点一：使用点对点信道的数据链路层

（2）知识点二：点对点协议PPP

（3）知识点三：使用广播信道的数据链路层

（4）知识点四：以太网

（5）知识点五：扩展的以太网

（6）知识点六：高速以太网

（7）知识点七：无线局域网

教学基本要求：

了解数据链路层的基本概念。了解因特网的点对点协议PPP协议的基本内容。了解局域网的定义、拓扑结构和媒体共享技术。掌握传统以太网的工作原理和CSDM/CD协议的基本内容，以及以太网的各种连接方法。掌握以太网的MAC地址和MAC帧的格式。一般了解扩展的局域网的基本原理及互连设备（集线器、网桥和局域网交换机）的作用。一般了解虚拟局域网和无线局域网的基本原理。

4．知识单元四：网络层（6学时）

（1）知识点一：网络层提供的两种服务

（2）知识点二：网际协议IP

（3）知识点三：划分子网和构造超网

（4）知识点四：网际控制报文协议ICMP

（5）知识点五：因特网的路由选择协议

（6）知识点六：IP多播

（7）知识点七：虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT

（8）知识点八：下一代因特网IPV6

教学基本要求：

了解路由器在网络互连中的作用。掌握网际协议IP、地址解析协议ARP和逆地址解析协议的基本原理。了解分类IP地址和硬件地址，掌握IP数据报的格式，以及在IP层转发分组的流程。了解划分子网的意义和子网掩码的作用。了解无分类编址CIDR的基本原理和网络前缀的作用。了解因特网控制报文协议ICMP的基本原理。了解因特网路由协议（内部网关协议和外部网关协议）的基本原理。一般了解IP多播的基本概念，以及因特网组播管理协议ICMP的基本原理。一般了解虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT的基本原理。了解下一代的网际协议IPv6的基本原理。

5．知识单元五：运输层（2学时）

（1）知识点一：运输层协议概述

（2）知识点二：用户数据报协议UDP

（3）知识点三：传输控制协议TCP

（4）知识点四：可靠传输的工作原理

（5）知识点五：TCP报文段的首部格式

（6）知识点六：TCP可靠传输的实现

（7）知识点七：TCP的流量控制

（8）知识点八：TCP的拥塞控制

（9）知识点九：TCP的运输连接管理

教学基本要求：

了解运输层协议概述，掌握运输层的TCP、UDP协议的数据格式及其在网络传输中的作用，掌握端口的概念和作用。了解TCP的可靠传输、流量控制、拥塞控制及运输连接管理。

6．知识单元六：应用层（2学时）

（1）知识点一：域名系统DNS

（2）知识点二：文件传输协议

（3）知识点三：万维网WWW

（4）知识点四：电子邮件

（5）知识点五：动态主机配置协议DHCP

教学基本要求：

掌握域名系统DNS的概念，因特网的域名结构和域名解析的过程。了解文件传输协议FTP的基本原理。掌握电子邮件传输协议SMTP、邮件读取协议POP3。掌握超文本传送协议HTTP、超文本标记语言HTML。了解动态主机配置协议DHCP。

7．知识单元七：网络安全（2学时）

（1）知识点一：网络安全问题概述

（2）知识点二：两类密码体制

（3）知识点三：数字签名

（4）知识点四：防火墙

教学基本要求：

正确理解网络安全的概念，了解数据加密模型，了解密码算法与密码体制（对称密钥密码体制，公钥密码体制）、数字签名等技术。了解防火墙的工作原理、分类和所提供的功能。

（二）课程的重点、难点及解决办法

重点：网络体系结构与网络协议、数据通信技术、局域网基础知识及应用、网络互连及应用。

难点：网络模型中各层的理解，服务访问点ASP、端口，各类协议数据单元的关系。数据报与虚电路、CRC校验。分类IP地址、划分子网的意义和子网掩码的作用、路由算法。

解决办法：加强理论教学，在教学中应注意重点和难点内容。教学中要精心设计，突出重点，突破难点，让学生掌握基本网络原理。同时由于本课程是一门应用课程，在教学过程中应做到理论联系实际，在讲授基本概念和原理的同时，还必须结合实际应用，指导学生完成一些相关的实验。通过实验，使学生加深对网络原理的理解，巩固课堂教学内容，初步掌握组建局域网的主要技术环节和操作方法，并在此基础上强化学生的实践意识、提高其实际动手能力和创新能力。

三、实验实践环节及基本要求

1．实验实践教学环节在本课程中的作用及要求

本课程是实践性很强的课程，实验环节对于整个课程的学习至关重要。学生通过实验才能更好地理解理论知识，将这些理论知识真正用于解决计算机网络中实际问题，具有一定的使用、维护、设计和开发网络的能力。实验环节重在培养学生能够使用网络命令进行网络测试和维护、合理地规划和实现局域网、配置相应的服务、对交换机和路由器进行配置和管理。

2．实验项目(具体要求见实验教学大纲)

实验一：路由器和交换机的基本配置（4学时）

实验内容：路由器和交换机的Console配置；

实验要求：掌握路由器和交换机的管理特性，学会配置路由器和交换机支持Telnet操作的相关语句，以及配置基本参数的具体操作，并验证其所做配置的正确性。

实验二：虚拟局域网VLAN的实现（4学时）

实验内容：通过管理控制平台来创建和配置交换机的VLAN，实现跨交换机的VLAN的通信并观察实验结果。

实验要求：掌握基于交换机端口的虚拟局域网（VLAN）的实现方法，并验证所做配置信息的正确性。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程主要是通信原理，其为网络课程的学习奠定了基础。本课程实施时，把通信的知识很好的融入到网络的架构中，并且为后面其它通信知识的学习起到启下的作用。

五、对学生能力培养的要求

通过信息通信网络概论课程的学习，使学生不仅能够掌握计算机网络的基础知识，具有分析问题的能力，还能够针对实际情况提出网络建设的方案，具有解决网络问题的基本能力，并能对网络各组成部分进行设置。特别是能够把网络的架构和数据的通信相互结合。

六、课程学时分配

总学时32，其中讲课24学时，实验8学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。

课程学时分配表

七、主要教学方法

1、讲授本课程时，采用了多媒体现代教育技术手段，且多采用插图等形式，以提高讲课效率，使学生易于理解抽象的网络知识。同时也调动了学生的学习兴趣并增强了学习信心。

2、以教师讲授为主，有重点的讲授，注重理论联系实际，并强调实验教学环节。

3、采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法，加强师生之间、学生之间的交流，引导学生独立思考，强化科学思维的训练。

八、建议教材和主要教学参考书目

1．教材

《计算机网络（第6版）》，谢希仁，电子工业出版社，2014年

2．主要参考书

[1]《数据通信与计算机网络（第3版）》，杨心强，陈国友，电子工业出版社，2010年

[2]《计算机网络自顶向下方法与Internet特色（原书第3版）》，（美国）James F. Kurose，Keith W. Ross，机械工业出版社，2006年

九 、课程考核

本课程采用闭卷考试方式，总评成绩由平时成绩和期末成绩组成，无期中考试。平时成绩占总评的40%，期末成绩占总评的60%。平时成绩从作业、上课出勤率、实验等几方面进行考核。

十、说明

  无

执笔人：卞璐审核人：康广荃教学院长：王芳

       编写完成时间：2015年9月19日