计算机网络

你想理解计算机网络吗?你想了解如何开发网络应用程序吗?你想深入探究计算机网络深层奥秘吗?你知道虚拟的网络世界危机四伏吗?……那么这门课程是你最佳选择!《计算机网络》课将带你认识计算机网络、了解网络应用程序开发技术、探索计算机网络深层机理、了解计算机网络安全威胁及其防护技术等。

哈尔滨工业大学

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计算机网络

课程概述

《计算机网络》课程包括三部分:“计算机网络之网尽其用”、“计算机网络之探赜索隐”和“计算机网络之危机四伏”。

“计算机网络之网尽其用”将带你快速了解、认识计算机网络,理解并掌握计算机网络与网络协议等基本概念、网络组成与网络体系结构,剖析你每天都在使用的网络应用的类型、运行原理以及应用层协议,帮助你理解绝大多数网络应用所采用的应用编程接口-套接字(Socket),学习并掌握Socket编程技术,具备开发简单网络应用的能力。

“计算机网络之探赜索隐”将带你深入计算机网络内部,探究计算机网络深层奥秘,了解并掌握计算机网络深层次的原理、协议及网络技术,让你不仅知其然而且知其所以然,真正成为计算机网络的行家里手。这部分主要讲授:可靠数据传输基本原理、停-等协议与滑动窗口协议、典型传输层协议(UDP与TCP)、虚电路网络与数据报网络、路由与转发、IP协议与IP地址、CIDR、子网划分与路由聚集、ICMP协议、DHCP协议、NAT、IPv6、路由算法、路由协议、差错编码、MAC协议、ARP协议、以太网、VLAN、PPP协议、无线局域网等。

“计算机网络之危机四伏”将带你一起认识网络安全威胁,理解并掌握保障网络安全的基本原理、网络协议以及技术措施,让你认识到如何在享受网络带给你诸多便利的同时尽可能避免令自身处于重重危机之中。这部分主要讲授:网络安全基本概念;网络安全威胁;密码学基础;信息完整性与数字签名;身份认证;安全电子邮件;SSL;IPsec与VPN;无线网局域网安全;防火墙;入侵检测等。

授课大纲

计算机网络之网尽其用:

第1章 计算机网络概述(5学时)
教学内容:计算机网络基本概念,网络协议的概念,计算机网络的组成,电路交换与分组交换;分组交换网及其性能-延迟、丢包、吞吐率;网络体系结构,OSI参考模型,TCP/IP协议栈;计算机网络发展历史;计算机网络新技术。

第2章 网络应用(7学时)
教学内容:网络应用体系结构,网络应用进程通信;Web应用及HTTP协议,电子邮件应用及SMTP、POP3协议,域名系统DNS,内容分发CDN;P2P应用;Socket编程。

计算机网络之探赜索隐:

第3章 端-端传输(4学时)
教学内容:传输层服务;复用与分用;无连接传输协议-UDP;可靠数据传输的基本原理,停-等协议,典型滑动窗口协议-GBN、SR协议;面向连接传输协议-TCP,TCP段结构,TCP连接管理,TCP的可靠数据传输;TCP协议拥塞控制方法。

第4章 网际互联(7学时)
教学内容:网络层服务,转发与路由概念;虚电路网络与数据报网络;IP协议,IP数据报结构,IP地址,子网划分与子网掩码,CIDR与路由聚集,路由表,ICMP协议,DHCP协议,NAT,IPv6简介;路由算法:链路状态路由算法,距离矢量路由算法,层次化路由;Internet路由,RIP、OSPF、BGP。

第5章 数据链路层与局域网(5学时)
教学内容:数据链路层服务;差错编码:奇偶校验,校验和,CRC;多路访问技术与协议:信道划分协议(TDMA、FDMA、WDMA、CDMA等),随机访问协议(ALOHA、CSMA、CSMA/CD等),轮转协议;局域网编址与ARP协议,以太网,链路层交换,局域网互连设备,虚拟局域网(VLAN);PPP协议;IEEE802.11无线局域网。

计算机网络之危机四伏:

第6章 网络安全原理(4学时)
教学内容:网络安全基本概念;网络安全威胁;密码学基础;信息完整性与数字签名;身份认证。

第7章 网络安全协议与技术(4学时)
教学内容:安全电子邮件;SSL;IPsec与VPN;无线网局域网安全;防火墙;入侵检测。

参考资料

James F. Kurose, Keith W. Ross. 计算机网络-自顶向下方法(原书第6版). 机械工业出版社. 2014.
谢希仁. 计算机网络(第6版). 电子工业出版社,2013.
Andrew.S.Tanenbaum, David J. Wetherall著,严伟,潘爱民译. 计算机网络(第5版). 清华大学出版社,2012.
W. Richard Stevens. TCP/IP Illustrated Volume 1,2,3 (影印版). 机械工业出版社. 2003.

证书要求

课程总成绩包括:作业+单元测试+课程考试;总成绩达到60~84分可以获得合格证书,达到85分以上可以获得优秀证书。

预备知识

计算机组成原理、操作系统以及高级语言程序设计基础等。

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