职称:副教授
单位:南京信息工程大学
部门:计算机与软件学院
主讲教师:姚永雷
教师团队:共5位
| 学校: | 南京信息工程大学 |
| 开课院系: | 计算机与软件学院 |
| 专业大类: | 计算机类 |
| 开课专业: | 计算机类 |
| 课程编号: | 11000235 |
| 学分: | 3 |
| 课时: | 48 |
《计算机网络》课程教学大纲
一、课程基本信息
| 课程名称(中文) | 计算机网络 | |||||
| 课程名称(英文) | Computer Networks | |||||
| 课程类别1: | 学科基础课 | 课程性质2 | 必修 | 授课语言3 | 中文 | |
| 授课学期 | 4 | 学分 | 3 | |||
| 课程学时及分配 | 总学时 | 讲课 | 实验 | 课外 | ||
| 48 | 36 | 12 | ||||
| 适用专业 | 计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、信息安全 | |||||
| 教材 | 计算机网络(第8版),谢希仁编著 | |||||
| 授课学院 | 计算机与软件学院 | |||||
| 先修课程 | 计算机导论、数据结构 | |||||
| 后续课程 | ||||||
| 课程简介 | 课程基本定位:《计算机网络》是计算机类专业的一门学科基础课,也是主干课程之一。该课程的目标是,使学生深入理解计算机网络基本工作原理,打下牢固的网络理论与技术基础,为学生以后从事计算机网络的工作和研究奠定坚实的理论及实践基础。该课程是一门理论性和应用性并重的课程,重视理论与实践的结合,通过实验和后续的综合课程设计来提高学生分析问题、解决问题的能力。 核心学习结果:理解计算机互联和网络互联基本原理,掌握网络体系结构中各层的服务和常见协议;能够运用计算机网络的相关专业知识,分析、设计、组建、维护一定规模的网络系统和网络应用,解决计算机网络领域的复杂工程问题。 主要教学方法:讲授、实验、专题研讨、案例研究 | |||||
| 大纲更新时间 | ||||||
注:1.课程类别:选填“通识核心课/通识拓展课/通修课/学科基础课/专业主干课/专业选修课/专业实践/素质拓展”
2.课程性质:选填“选修/必修”
3.授课语言:选填“中文/双语/全英文或其他语种”
二、课程目标
| 序号 | 课程目标(参考培养目标、毕业要求、课程定位) | 支撑毕业要求指标点1 | 达成途径 | |
| 1 知识 | 1.1 | 理解网络的层次化理念,掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,掌握网络互联基本原理; | 1.3能够运用工程基础、专业知识和数学模型方法,对物联网工程领域的智慧标识与感知、智能传输与处理等环节的复杂工程问题进行推理和分析; | 讲授、实验、案例。 |
| 2. 能力 | 2.1 | 能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,并能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 4.1能够根据物联网工程领域的智慧标识与感知、智能传输与处理等环节的复杂工程问题,通过文献研究,利用问题抽象、数学建模及理论分析等手段,研判复杂工程问题的解决方案; | 讲授、实验、案例。 |
| 2.2 | 能够将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 5.1能够解释软硬件开发工具的使用原理和方法,具备使用物联网工程领域的标识、感知、传输和数据处理系统的开发工具的能力,认识其局限性; | ||
| 3. 素养 | 3.1 | 认识到网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,认识到持续探索和学习的必要性。 | 12.1能够认识持续探索和学习的必要性,具有自主学习、终身学习以及自我完善的意识; | 实验、案例。 |
注:1.支撑毕业要求指标点:选填项。需要进行专业认证,有毕业要求指标点可参照的课程必填,无明确毕业要求指标点可参照的可不填。
三、理论教学内容
| 章标题 | 教学内容 | 学时 | 思政融入点1 | 学生学习 预期成果2 | 教学方式3 | 课程目标 |
| 第一章 概述 | 1.计算机网络的概念和特点 | 0.5 | 掌握网络发展历史,理解网络的层次化理念,掌握网络体系结构,理解服务、协议的概念和关系 | 讲授、讨论、 | 1.1 | |
| 2.互联网概述和组成 | 0.5 | 讲授、案例 | 1.1 | |||
| 3.计算机网络的类别 | 1 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 4.计算机网络的性能 | 0.5 | 讲授、讨论 | 1.1 | |||
| 5.网络体系结构 | 1.5 | 由网络体系结构各层各司其职、相互配合的特点,强调团队合作精神。 | 讲授、案例、演示 | 1.1 | ||
| 第二章 物理层 | 1.物理层的基本概念 | 0.5 | 掌握物理层提供的服务和物理层协议内容,理解数据通信的基本原理,理解信道复用。 | 讲授、讨论 | 1.1 | |
| 2.数据通信的基础知识 | 1.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 3.物理层下面的传输媒体 | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 4.信道复用技术 | 1 | 讲授、讨论、演示 | 1.1 | |||
| 5.数字传输系统 | 0.5 | 讲授、案例 | 1.1 | |||
| 第三章 数据链路层 | 1.数据链路层的基本概念; | 0.5 | 理解数据链路层提供的服务,理解点到点与广播链路解决的不同问题,掌握常见的数据链路层协议,能够分析链路层协议的传输效率,能够根据具体需求设计、实施链路层互联方案;培养独立思考精神和分析研究问题的意识。 | 讲授、讨论 | 1.1 | |
| 2.差错检测; | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 3.点到点链路的停止/等待协议; | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 4.滑动窗口协议;连续ARQ与选择重传ARQ; | 1.5 | 介绍从简单到复杂、从能用到好用的若干协议,强调科学研究永无止境,要有质疑精神,要有高的目标和追求。 | 讲授、演示 | 1.1 3.1 | ||
| 5.点到点链路层协议举例:HDLC、PPP; | 1 | 讲授、讨论 | 1.1 | |||
| 6.广播链路的多路访问协议; | 1 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 7.以太网; | 0.5 | 讲授、讨论 | 1.1 | |||
| 8.扩展的以太网; | 1 | 讲授、讨论 | 2.1 | |||
| 9.高速以太网; | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 10.无线局域网。 | 1 | 讲授、讨论、演示 | 1.1 | |||
| 第四章 网络层 | 1.网络层基本概念; | 1 | 理解网络层服务;理解网络互联基本原理;掌握距离适量路由和链路状态路由基本原理;理解IP协议,能够根据具体需求进行网络规划和组建;培养初步的分析、研究问题的素养。 | 讲授、讨论 | 1.1 | |
| 2.路由算法; | 1 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 3.网际协议IP; | 3.5 | 从各国IP地址分配的现实,说明科技先发国家的优势,鼓励学生投身科学研究,努力报效祖国。 | 讲授、讨论、演示 | 1.1、2.1、 3.1 | ||
| 4.互联网的路由选择协议; | 1 | 讲授、讨论 | 1.1 | |||
| 5. IPV6; | 0.5 | 讲授、讨论 | 1.1 | |||
| 6. IP多播; | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 7.虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT。 | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 | |||
| 第五章 传输层 | 1.运输层协议概述; | 1 | 理解传输层服务,掌握UDP协议和TCP协议工作原理,能够根据具体需求分析、设计、实现网络通信软件。培养独立思考精神和分析研究能力。 | 讲授、讨论 | 1.1 | |
| 2.用户数据报协议UDP; | 1 | 讲授、讨论 | 1.1 | |||
| 3.传输控制协议TCP。 | 4 | 讲授、讨论、演示 | 1.1 2.1 3.1 | |||
| 第六章 应用层 | 1.域名系统DNS; | 0.5 | 理解常见应用层协议的工作原理,能够根据具体需求进行网络服务服务的规划、设计与部署。培养独立思考精神和分析研究能力。 | 讲授、、演示 | 1.1 2.1 | |
| 2.文件传送协议FTP; | 0.5 | 讲授、讨论 | 1.1 2.1 | |||
| 3.万维网WWW; | 3 | 讲授、讨论、演示 | 1.1 2.1 | |||
| 4.电子邮件; | 1 | 讲授、讨论、演示 | 1.1 2.1 | |||
| 5.动态主机配置协议DHCP; | 0.5 | 讲授、演示 | 1.1 2.1 | |||
| 6.P2P应用。 | 0.5 | 讲授、讨论、案例 | 1.1 2.1 |
注:1.思政融入点:至少写3条, 简述该课程教学中将思政教育内容与专业教育内容有机融合的知识点(下同)。
2.学生学习预期成果:描述学生在学完本节内容后应获得的知识、能力或素养水平(下同)
3.教学方式:包括讲授、讨论、案例、演示等,但不限于所列,根据课程实际需要列举
四、实践(实验或实习)教学1
| 编号 | 实验或实习项目名称 | 教学内容 | 学时 | 实验或实习类型2 | 思政融入点 | 学生学习 预期成果 | 课程目标 |
| 1 | 以太网安装与应用 | 1)观察、认识网络设备; 2)制作双绞线和水晶头; 3)连接组建简单的局域网; 4)测试网络连通性。 | 1 | 验证性 | 工科的学习,实践是非常重要的,仅仅停留在理论上毫无意义。应该积极动手,在实践中深化理论。 | 认识常用网络设备,了解网络的构成,掌握双绞线电缆的连接制作方法,独立进行简单局域网的组建工作;撰写实验报告,准确地描述实验过程和结果。 | 2.1 |
| 2 | 常用网络命令 | 测试验证常见网络命令的格式和执行结果。 | 1 | 验证性 | 掌握常用的网络命令;熟悉常见命令格式和执行结果;撰写实验报告,准确地描述实验过程和结果。 | 2.1、2.2 | |
| 3 | 交换机配置 | 1)配置模式下,修改交换机名称、查看当前活动的交换机配置文件。 2)查看交换机接口的统计和状态信息。 3)查看系统硬件的配置情况、引导镜像等。 4)配置主机名称和控制端密码。 5)查看mac 地址表。 | 1 | 验证性 | 掌握模拟器软件的使用;熟悉交换机基本配置环境和配置模式;培养独立操作能力;撰写实验报告,准确地描述实验过程和结果。 | 2.1、2.2 | |
| 4 | VLAN配置 | 1)搭建实验拓扑环境; 2)交换机vlan端口的划分和配置; 3)交换机端口trunk 属性的配置。 | 1 | 设计性 | 掌握交换机vlan 的基本操作;熟悉多交换机环境下组网的步骤;撰写实验报告,准确地描述实验过程和结果 | 2.1、2.2 | |
| 5 | 静态路由配置 | 1)搭建实验拓扑环境; 2)配置每个路由器的端口参数; 3)配置每个路由器的路由表。 | 2 | 验证性 | 掌握路由器静态路由配置的方法;熟练掌握静态路由协议的使用;撰写实验报告,锻炼文字表达能力。 | 2.1、2.2 | |
| 6 | 动态路由配置实验 | 1)设计网络拓扑,组建网络环境; 2)配置每个路由器的端口参数; 3)动态路由配置。 | 2 | 设计性 | 静态路由到动态路由,体现了技术的进步,也体现了人们对美好事物的不懈追求。不能满足于现状,要有精益求精的精神,不断地研究探索。 | 掌握动态路由协议的原理;掌握动态路由协议的基本配置;撰写实验报告,锻炼文字表达能力。 | 2.1、2.2 |
| 7 | TCP传输机制分析 | 1)捕获并分析TCP三次握手中的报文段; 2)捕获并分析TCP连接释放中的报文段; 3)捕获并分析TCP报文段及该报文的确认段; 4)捕获并分析TCP连接超时重传所发送的报文段。 | 2 | 验证性 | TCP协议的发展史,就是人们不断质疑、不断优化的历史。要有质疑精神,不满足于权威,敢于探索新方法、新路子。 | 进一步深入理解TCP工作原理;掌握数据包捕获工具的操作;用数据包捕获工具分析TCP传输过程;撰写实验报告,锻炼文字表达能力。 | 2.1、2.2 |
| 8 | Web和FTP服务器配置 | 1)安装Web服务器角色和功能; 2)Web网站的发布; 3)FTP服务器角色的安装; 4)添加FTP站点的安装。 | 1 | 验证性 | 掌握Web站点即虚拟目录的设置和使用,掌握默认Web站点的设置及使用;掌握默认FTP站点的设置及规划,掌握FTP站点的设置和使用;撰写实验报告,锻炼文字表达能力。 | 2.1、2.2 | |
| 9 | HTML网页设计 | 用Dreamweaver或其他设计软件设计小型Web网站。 | 1 | 设计性 | 进一步理解HTML语法,掌握静态网页的编写技巧,撰写实验报告。 | 2.1、2.2 |
注:1.此表可用于课内实践教学环节或某门综合实践课程
2.实验类型:选填”验证性/综合性/设计性”;实习类型:选填“认识实习/生产实习/毕业实习”
五、课程评价
(一)考核内容、考核方式与课程目标对应关系
| 课程目标 | 考核内容 | 课程目标在各考核方式中占比1 | ||||
| 课程试验 | 课程作业 | 期中考试 | 期末考试 | …… | ||
| 1.1 | 是否理解网络的层次化理念,掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,掌握网络互联基本原理; | 45% | 60% | |||
| 2.1 | 是否能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,并能够对网络系统和应用进行有效分析和评价; | 50% | 40% | 40% | ||
| 2.2 | 是否能够将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 50% | ||||
| 是否能认识网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,认识到持续探索和学习的必要性。 | 15% | ||||
| 合计 | 100% | 100% | 100% | |||
| 各考核方式占总成绩权重(自行赋值) | 15% | 15% | 70% | |||
注:1. 课程目标在考核方式及占比:主要根据课程目标自行设计和制定多元化考核方式,表中所列仅为参考(红色数据可删除)。但所列考核方式必须覆盖全体学生,可根据当学期具体教学情况酌情调整。
2. 各考核方式占总成绩权重:根据课程实际情况对各考核方式占总成绩的权重予以赋值。
(二)考核方式评分标准
1.课程作业评分标准
| 评分标准(分数段划分可根据课程需要自行设计) | 占比 | |||||
| 90-100 (优) | 80-89 (良) | 70-79 (中) | 60-69 (及格) | 0-59 (不及格) | ||
| 1.1 | 深入理解网络的层次化理念,熟练掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,熟练掌握网络互联基本原理; | 比较深入理解网络的层次化理念,比较熟练地掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,比较熟练地掌握网络互联基本原理; | 深入理解网络的层次化理念,熟练掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,熟练掌握网络互联基本原理; | 基本理解网络的层次化理念,基本掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,基本掌握网络互联基本原理; | 未能理解网络的层次化理念,不能掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,不能掌握网络互联基本原理; | 45% |
| 2.1 | 能够熟练地根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,并能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 能够比较熟练地根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,运行正常,提供必要的网络服务;能够比较熟练地对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,运行正常;能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 基本能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,运行基本正常;基本能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 不能根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务;不能对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 40% |
| 3.1 | 深入认识网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,深刻认识到持续探索和学习的必要性。 | 比较深入地认识到网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,比较深刻地认识到持续探索和学习的必要性。 | 认识到网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,认识到持续探索和学习的必要性。 | 基本认识到网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,基本认识到持续探索和学习的必要性。 | 不能认识网络发展和研究中的精益求精的精神,体会网络技术发展逐步改进和提高的历史过程,不能认识持续探索和学习的必要性。 | 15% |
2.期末考试评分标准(笔试类评分标准可在大纲中按以下格式予以说明,也可在通过“试卷分析表”予以说明)
| 课程目标 | 评分标准(分数段划分可根据课程需要自行设计) | 占比 | ||||
| 90-100 (优) | 80-89 (良) | 70-79 (中) | 60-69 (及格) | 0-59 (不及格) | ||
| 1.1 | 深入理解网络的层次化理念,熟练掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,熟练掌握网络互联基本原理; | 比较深入理解网络的层次化理念,比较熟练地掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,比较熟练地掌握网络互联基本原理; | 深入理解网络的层次化理念,熟练掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,熟练掌握网络互联基本原理; | 基本理解网络的层次化理念,基本掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,基本掌握网络互联基本原理; | 未能理解网络的层次化理念,不能掌握网络体系结构中各层提供的服务和常见协议工作原理,不能掌握网络互联基本原理; | 60% |
| 2.1 | 能够熟练地根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,并能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 能够比较熟练地根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,运行正常,提供必要的网络服务;能够比较熟练地对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,运行正常;能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 基本能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,运行基本正常;基本能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 不能根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务;不能对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 40% |
3.课程实验评分标准
| 课程目标 | 评分标准(分数段划分可根据课程需要自行设计) | 占比 | ||||
| 90-100 (优) | 80-89 (良) | 70-79 (中) | 60-69 (及格) | 0-59 (不及格) | ||
| 2.1 | 能够熟练地根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,并能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 能够比较熟练地根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,运行正常,提供必要的网络服务;能够比较熟练地对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,运行正常;能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 基本能够根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务,运行基本正常;基本能够对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 不能根据用户具体需求,规划、设计、组建、维护计算机网络系统和网络应用,满足具体的通信需要,提供必要的网络服务;不能对网络系统和应用进行有效分析和评价。 | 50% |
| 2.2 | 能够熟练地将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 能够比较熟练地将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 能够将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 基本能够将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 不能够将常见的模拟器、仿真软件、数据捕获和分析软件等技术和工具应用于网络系统规划、设计、配置、维护、诊断和分析等环节,并对结果进行分析和评价; | 50% |
注:考核方式和课程目标在考核方式中占比应与“(一)考核内容、考核方式与课程目标对应关系”一致。所列考核环节,除了笔试类均须依次给出评分标准,格式同上。笔试类课程考核评分标准可以在本课程大纲里进行说明,也可以通过提交“试卷分析表”予以说明。
六、参考书目及学习资料
1.谢希仁编著,《计算机网络》(第8版),电子工业出版社,2021年
2.Andrew s.tanenbaum; david j.wetherall(著) ,严伟,潘爱民(译),《计算机网络(第五版)》,清华大学出版社,2012.03。
3.吴功宜,《计算机网络(第4版)》,清华大学出版社,2018年
……
制定人:姚永雷 审定人: 批准人:庄伟
年 月 日