《计算机网络》课程考试大纲

科目名称：计算机网络 科目代码：859

一、课程的性质、目的与任务

《计算机网络》是计算机科学与技术、网络工程和软件工程本科专业开设的一门重要基础课，主要介绍计算机网络的基本概念，基本原理和方法。通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络的基本概念、基本原理、基本方法，理解网络分层体系结构、网络协议设计原理与工作机理，具备一定的网络设计与分析、网络组建、网络运维管理等网络技术应用能力，以及较好的网络工程素养，为今后从事计算机、数据通信网络等相关领域的技术研发、工程应用等打下良好基础。课程教学强调培养学生的独立思考能力、科学思维方法和求知创新精神。

二、教学内容及基本要求

1 计算机网络概论

1.目的和要求：

了解计算机网络的形成与发展;了解计算机网络技术发展三条主线;掌握计算机网络的概念、分类、组成以及结构等;理解分组交换的工作原理;掌握分组交换技术的基本概念。

2.知识点：

(1)计算机网络的形成与发展

计算机网络的形成与发展;宽带城域网与三网融合技术;物联网技术形成与发展;网络安全。

(2)计算机网络定义与分类

计算机网络定义;计算机网络分类。

(3)计算机网络的组成与结构

计算机网络的组成与结构;ISP的层次结构;Internet的网络结构。

(4)计算机网络拓扑结构

计算机网络拓扑的定义、分类及特点。

(5)分组交换技术

数据交换方式(线路交换、分组交换、数据报)的分类、特点及对比;面向连接服务与无连接服务。

3.考核知识点：

计算机网络的定义、分类、组成与结构等概念;线路交换、分组交换和报文交换的概念和工作原理。

2 网络体系结构与网络协议

1.目的和要求：

掌握网络分层结构、协议、接口、服务等概念，掌握ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型的区别与联系，了解本课程体系与内容。

2.知识点

(1)网络体系结构的基本概念

网络协议、接口与体系结构的基本概念。

(2)OSI参考模型

OSI参考模型的结构;OSI参考模型各层的主要功能;OSI环境中的数据传输过程。

(3)TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型的结构;TCP/IP参考模型各层的功能;OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。

3.考核知识点：

网络体系结构的基本概念，以及各层的主要功能。服务与协议的概念及二者的区别。

3 物理层

1.目的和要求：

掌握物理层的基本概念，数据通信的基础知识，以及模拟传输和数字传输的一些常用技术，掌握信道、信号、码元、波特、编码与调制、等基本概念，了解频带传输技术、基带传输技术、多路复用技术和接入技术。

2.知识点

(1)物理层与物理层协议的基本概念

物理层的基本服务和功能;物理层协议的类型。

(2)数据通信的基本概念

信息、数据与信号等术语;数据通信方式;传输介质的主要类型与特性;数据编码分类。

(3)频带传输技术

模拟数据编码方法;波特率的定义。

(4)基带传输技术

基带传输的定义;数字数据编码方法;比特率的定义;奈奎斯特准则与香农定理

(5)多路复用技术

多路复用的基本概念;时分多路复用;频分多路复用;波分多路复用

3.考核知识点：

物理层的基本概念，数据通信的基础知识，奈奎斯特准则与香农定理，频带传输技术、基带传输技术、多路复用技术。

4 数据链路层

1.目的和要求：

掌握数据链路层的基本主要功能，掌握差错产生与差错控制方法;掌握PPP协议的工作原理及其帧结构：了解局域网的分类与特点;掌握介质访问控制方法CSMA/CD的基本原理;掌握Ethernet局域网的基本工作原理;掌握网络互连基本概念与网桥的基本工作原理;了解高速局域网、交换局域网、虚拟局域网和无线局域网的基本工作原理。

2.知识点

(1)数据链路层的基本概念

物理线路与数据链路;数据链路层的主要功能;数据链路层向网络层提供的服务;数据链路层协议的分类。

(2)差错产生与差错控制方法

设计数据链路层的原因;差错产生的原因和差错类型;误码率的定义;检错码与纠错码;循环冗余编码工作原理;差错控制机制。

(3)点-点协议PPP

PPP协议的主要特点;PPP协议帧结构;PPP协议工作过程。

(4)局域网技术的发展与演变

局域网技术的研究与发展;介质访问控制方法CSMA/CD;局域网参考模型与协议标准

(5)Ethernet基本工作原理

Ethernet技术的研究与发展;Ethernet数据发送流程分析;Ethernet帧结构;Ethernet接收流程的分析;Ethernet网卡设计与物理地址; Ethernet物理层标准命名方法。

(6)局域网互联与网桥

局域网互联与网桥的基本概念;网桥的工作流程;生成树协议;网桥与中继器、集线器、交换机的比较。

(7)高速Ethernet

Fast Ethernet;Gigabit Ethernet;10 Gigabit Ethernet;40 Gigabit Ethernet与100 Gigabit Ethernet;光以太网与城域以太网。

(8)交换式局域网、虚拟局域网和无线局域网技术

交换式局域网技术;虚拟局域网技术;无线局域网发展背景;无线局域网IEEE 802.11标准。

3.考核知识点：

数据链路层中实现链路控制与差错控制的主要方法; PPP协议的工作原理及其帧结构;介质访问控制方法CSMA/CD的基本原理;Ethernet局域网的基本工作原理;网络互连基本概念与网桥的基本工作原理;高速局域网、交换局域网、虚拟局域网和无线局域网的基本工作原理。

5 网络层

1.目的和要求：

了解路由器的作用及其工作原理;理解IP协议的作用及IP地址分类;理解ARP协议的作用及其工作原理;重点理解并熟练掌握划分子网和CIDR地址块划分的方法，子网掩码的作用;理解分组转发的流程;理解ICMP协议的作用以及ICMP报文的使用;理解RIP协议、OSPF协议和BGP协议的特点;掌握RIP协议采用距离向量算法更新路由表的过程;了解OSPF报文和BGP报文的使用;

2.知识点：

(1)网络层与IP协议

网络层基本概念;IP协议的发展与演变;IP协议的主要特点。

(2)IPv4协议

IPv4分组格式;IPv4地址的基本概念;标准分类IP地址;划分子网的三级地址结构;无类别域间路由CIDR;网络地址转换NAT。

(3)路由选择协议

路由表的建立、更新与路由选择协议;路由信息协议RIP;最短路径优先协议OSPF;外部网关协议BGP;路由器与第三层交换技术。

(4)Internet控制报文协议--ICMP

ICMP协议的作用与特点;ICMP报文类型;Ping 与Traceroute命令。

(5)地址解析协议ARP

IP地址与物理地址的映射;地址解析工作过程。

(6)IPv6协议

IPv6协议的基本概念;IPv6协议的主要特征;IPv6地址;IPv6分组结构与基本报头;IPv4到IPv6过渡的基本方法。

3.考核知识点：

路由器的作用;分类的IP地址;IP地址与硬件地址的关系;ARP协议的工作原理;子网划分和子网掩码的使用，转发分组的流程 ;CIDR地址块的划分，斜线表示法，最长网络前缀;ICMP报文及其适用情况;路由选择策略的分类，Internet分层路由思想;RIP协议的优缺点及其要点，距离向量算法更新路由表;OSPF协议和BGP协议的要点。

6 传输层

1.目的和要求：

了解传输层的作用，掌握传输层与网络层的主要区别，重点理解端口的概念、作用、分类;理解UDP协议的优点，了解TCP协议的特点、TCP报文段的首部字段，掌握TCP控制报文段发送的3种基本机制，理解并掌握TCP的流量控制方法、可靠传输机制以及拥塞控制的4种方法，掌握TCP连接的建立和释放过程。

2.知识点：

(1)传输层和传输层协议

传输层的基本功能;传输协议数据单元的基本概念;应用进程、传输层接口与套接字;网络环境中分布式进程标识方法;传输层的多路复用与多路分解;TCP、UDP协议与应用层协议的关系

(2)用户数据报协议UDP

UDP协议的主要特点;UDP协议报文格式;UDP校验和的基本概念与计算示例;UDP协议适用的范围

(3)传输控制协议TCP

TCP协议的主要特点;TCP协议报文格式;TCP连接建立与释放;TCP协议滑动窗口与确认、重传机制;TCP协议滑动窗口与流量控制、拥塞控制

3.考核知识点：

传输层的作用，传输层与网络层的主要区别;端口的概念、作用、分类;UDP协议的优点;TCP协议的特点、TCP报文段的首部字段;TCP控制报文段发送的3种基本机制;可靠传输机制;TCP的流量控制方法和拥塞控制的4种方法;TCP连接的建立和释放过程。

7 应用层

1.目的和要求：

了解应用层提供的服务。重点理解因特网的域名结构和域名解析的工作原理，在此基础上掌握应用层常见几种服务所使用的协议，如HTTP、FTP、SMTP等的工作方式与工作原理;掌握动态主机配置协议DHCP和简单网络管理协议;了解超文本标记语言HTML和应用进程跨越网络的通信。

2.知识点：

(1)Internet应用于应用层协议的分类：

Internet应用技术发展的三个阶段;C/S模式与P2P模式的比较。

(2)域名系统DNS

DNS域名空间;域名服务器;域名解析

(3)远程登录服务与TELNET协议

TELNET协议产生的背景;TELNET协议基本工作原理。

(4)电子邮件服务与SMTP协议

电子邮件服务的基本概念;电子邮件服务的工作过程;POP3、IMAP4协议与基于Web的电子邮件。

(5)Web与基于Web的网络应用

Web服务的基本概念;超文本传输协议HTTP;超文本标记语言HTML;Web浏览器;搜索引擎

(6)主机配置与动态主机配置协议DHCP

动态主机配置的基本概念;DHCP的基本内容

(7)网络管理与简单网管协议SNMP协议

网络管理的基本概念;SNMP协议的基本内容

(8)典型应用层协议——FTP的分析

FTP模型与测试分析环境;FTP控制连接建立过程的分析; FTP用户登录与身份验证过程的分析;FTP数据连接建立过程的协议分析;FTP数据传输过程的分析;FTP用户退出登录过程的分析;FTP连接释放过程的分析

6.考核知识点：

域名结构和域名解析的工作原理;常见服务协议的工作过程，涉及进程、端口概念;区分IP地址静态配置和动态主机配置协议DHCP;超文本标记语言HTML以及基本网页程序设计。

三、课程教材和主要参考资料

1. 《计算机网络(第5版)》.谢希仁 著. 电子工业出版社，2008年

2. 《计算机网络(第3版)》.吴功宜 编著. 清华大学出版社，2011年

3.《计算机网络(第5版)》. Andrew S. Tanenbaum 著. 清华大学出版社，2012年

4.《计算机网络自顶向下方法(原书第四版)》，James F.Kurose,Keith W.Ross著，陈鸣等译，人民邮电出版社，2009

5.《TCP/IP详解 卷一：协议》，Kevin R. Fall, W.Richard Stevents 著，机械工业出版社，2012