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《网络协议分析》教学大纲课程编码:221110160课程性质:专业方向限选课程适用专业:计算机科学与技术学时学分:48学时2学分所需先修课:计算机网络、组网实训、C语言等编写单位:计算机科学系编写人:王祥审定人:编写时间:2014年5月一、课程说明1、课程简介本课程是为计算机科学与技术专业本科生开设的专业方向选修课,通过本课程的学习,学生应该能够了解多个物理网络为什么能够互连成为一个协调得很好得系统,互连网络协议是怎样工作的,应用程序怎样使用互连网络系统。学生还可以了解到TCP/IPInternet的许多技术细节。2、教学目标要求使学员具备网络理论知识,深入了解网络协议的概念,掌握TCP/IP协议族各协议的结构、工作原理和功能,为以后更好应用计算机网络、开发计算机网络应用系统打下坚实的基础。3、教学重点难点教学重点:TCP/IP协议族各协议的结构、原理、功能和应用;路由选择协议;网络安全协议;教学难点:IP协议、TCP协议;路由选择协议;网络安全协议;网络协议的应用与开发;网络协议数据包的抓取与分析;4、考核方式考核方式:根据平时考勤、实验成绩和期末考查成绩进行考核,其中,平时成绩根据课堂考勤,实验成绩进行考核,期末考查成绩根据平时实验项目的阶段报告和期末综合报告进行考评。成绩评定办法:平时成绩和期末考查成绩分别占课程期末总成绩的20%、80%。5、学时分配表章次教学内容理论课学时数实验(实践)课学时数第一章概述0.50第二章TCP/IP协议族与OSI参考模型0.50第三章网际协议(IP)24第四章路由选择协议24第五章Internet控制协议12第六章多播和组播协议(IGMP)12第七章用户数据报协议(UDP)12第八章传输控制协议(TCP)34第九章面向应用的协议38第十章简单网络管理协议12第11章网络安全协议14小计1632总计48二、教学纲要第一章概述(0.5学时)教学目标1、了解网络协议的概念;本章重点1、协议的概念;2、网络标准;3、网络标准化组织与机构;4、标准化过程和RFC文档;本章难点网络协议的概念;教学内容1.协议和网络标准1.1协议1.2网络标准2.网络标准化2.1网络协议标准化组织2.2Internet管理机构3.标准化过程和RFC文档第二章TCP/IP协议族与OSI参考模型(0.5学时)教学目标1、了解TCP/IP协议族;2、了解OSI参考模型;本章重点1、TCP/IP协议族2、客户-服务器模型;本章难点TCP/IP协议族;教学内容1.分层的体系结构与协议分层2.OSI参考模型3.TCP/IP协议族4.客户-服务器模型第三章网际协议(6学时)教学目标1、理解掌握IPv4与IPv62、理解移动IP本章重点1、掌握网络协议抓包工具的安装与使用(wireshark等);2、理解掌握IPv4(子网、超网、IP分组、分片)3、理解掌握IPv6(地址、分组格式)4、移动IP(工作原理、代理发现、代理注册)本章难点1、IP的分组格式;2、子网划分;3、移动IP教学内容1.IPv41.1IP分类编址1.2子网划分1.3IP分组1.4分片2.下一代IP(IPv6)2.1IPv6地址2.2IPv6分组格式2.3IPv6向IPv4的过度3.移动IP3.1移动IP工作原理3.2代理发现3.3代理注册3.4两次穿越的效率问题第四章路由选择协议(6学时)教学目标1、理解掌握路由选择技术;2、掌握路由表的结构;3、理解掌握常用路由算法;4、熟悉RIP、OSPF、BGP路由协议本章重点1、路由选择技术;2、分类寻址路由表3、无分类域间路由选择(CIDR)4、内部和外部路由协议本章难点1、路由选择技术;2、路由算法;3、路由协议(RIP、OSPF、BGP)教学内容1、路由选择技术;1.1下一跳路由选择1.2特定网络路由选择1.3特定主机路由选择1.4默认路由选择2、分类寻址路由表2.1路由表表项2.2路由选择流程3、无分类域间路由选择(CIDR)4、内部和外部路由协议4.1理想的路由选择算法4.2路由信息协议(RIP)4.3开放最短路径优先(OSPF)协议4.4边界网关协议BGP第五章Internet控制协议(3学时)教学目标1、理解掌握地址解析协议(ARP);2、理解掌握逆地址解析协议(RARP);3、理解掌握Internet控制报文协议(ICMP);本章重点1、ARP协议;2、ICMP协议本章难点1、ARP协议;2、ICMP协议教学内容1、地址解析协议(ARP);1.1ARP工作原理1.2ARP的改进1.3ARP的分组格式1.4代理ARP2、逆地址解析协议(RARP)3、Internet控制报文协议(ICMP)3.1ICMP报文类型3.2ICMP报文格式3.3PING程序第六章多播和Internet组播管理协议(IGMP)(3学时)教学目标1、理解掌握多播概念;2、掌握IGMP协议;3、理解掌握多播路由选择;本章重点1、多播技术;2、IGMP本章难点1、多播技术;2、IGMP教学内容1、多播概念;1.1以太网多播1.2IP多播1.3使用以太网多播实现IP多播2、Internet组管理协议IGMP2.1IGMP工作原理2.2IGMP报文3、多播路由选择3.1多播路由特性3.2多播路由实现目标3.3多播转发树3.4多播路由选择协议第七章用户数据报协议(UDP)(3学时)教学目标1、理解掌握UDP服务;2、掌握UDP的端口号和套接字地址;3、理解掌握用户数据报;4、熟悉UDP操作与应用;本章重点1、UDP报文格式;2、UDP端口号与套接字地址;本章难点1、UDP端口号与套接字地址;3、UDP应用与开发教学内容1、UDP服务;2、UDP的端口号和套接字地址2.1UDP的端口号2.2套接字地址3、用户数据报4、UDP校验和5、UDP的操作5.1报文的封装与拆封5.2多路复用与多路分用6、UDP的应用第八章传输控制协议(TCP)(7学时)教学目标1、理解掌握TCP服务;2、理解掌握TCP端口号与套接字地址;3、理解掌握TCP报文格式及其含义;4、熟悉TCP操作与应用;本章重点1、面向连接的服务;2、TCP报文格式与含义;3、TCP的应用本章难点TCP连接、TCP应用教学内容1、TCP服务;1.1面向连接的服务;1.2全双工服务;1.3字节流传递服务;2、TCP端口号和套接字地址2.1TCP端口号;2.2套接字地址;3、TCP报文段4、TCP连接管理与释放4.1建立连接4.2连接释放4.3连接复位5、TCP连接管理状态转换图6、流量控制7、傻瓜窗口综合症7.1Nagle算法7.2Clark解决方案7.3延迟发送确认8、差错控制8.1丢失或受到损伤的报文段8.2重复的报文段8.3失序的报文段8.4丢失确认9、拥塞控制9.1接收端通知的窗口和拥塞窗口9.2慢启动算法9.3拥塞避免算法10、定时器管理第九章面向应用的协议(11学时)教学目标理解掌握FTP、DNS、TELNET、HTTP和SMTP;本章重点FTP、DNS、TELNET、HTTP、SMTP协议内容、工作原理与应用本章难点FTP、DNS、HTTP、SMTP协议工作原理与应用教学内容1、文件传输协议(FTP);1.1基本原理1.2FTP命令1.3应用实例2、域名系统(DNS)2.1名字空间2.2域名空间2.3域名地址解析2.4DNS报文与记录类型2.5应用实例3、Telnet和Rlogin:远程登录3.1Telnet的基本原理3.2Telnet的工作过程3.3Windows2000的Telnet服务3.4Rlogin3.5在UNIX/Linux中配置Rlogin4、超文本传输协议(HTTP)4.1HTTP的工作过程4.2HTTP的运作方式4.3HTTP版本1.1的特点4.4应用实例5、简单邮件传输协议(SMTP)5.1SMTP简介5.2用户代理UA5.3延迟交付5.4别名5.5邮件传送代理(MTA)5.6命令和响应5.7邮件传送阶段5.8多功能的Internet邮件扩充协议(MIME)5.9邮局协议(POP)和Internet邮件读取协议版本4(IMAP4)第十章简单网络管理协议(3学时)教学目标1、理解并掌握网络管理的概念、目标与任务;2、理解并掌握网络管理系统的功能;3、理解并掌握SNMP协议与SNMP网络管理模型;4、了解网络管理系统的发展方向本章重点1、网络管理系统的功能与要素;2、SMI与MIB;3、SNMP本章难点1、网络管理系统的功能与要素;2、SMI与MIB;3、SNMP教学内容1、网络管理概述;1.1网络管理的目标与任务;1.2网络管理的功能;1.3网络管理系统的要素;2、SNMP网络管理模型3、管理信息结构(SMI)3.1名字;3.2数据类型;3.3编码方法;4、管理信息数据库(MIB)5、简单网络管理协议(SNMP)5.1报文格式;5.2网络管理工具;5.3在Windows2000中配置SNMP6、SNMP的发展6.1SNMPv1;6.2SNMPv2;6.3SNMPv3;第十一章网络安全协议(3学时)教学目标1、理解并掌握网络安全的属性与结构;2、理解并掌握网络层安全(IPSec);3、理解并掌握传输层安全协议SSL;4、掌握应用层安全协议(PGP)本章重点1、网络层安全协议、传输层安全协议本章难点网络层安全协议、传输层安全协议、PGP教学内容1.网络安全属性与结构1.1网络安全及其属性1.2网络安全层次结构2.网络层的安全(IPSec)2.1IPSec基本工作原理2.2IPSec的实现2.3Windows环境下IPSec基本配置步骤2.4Windows环境下IPSec实验3.传输层安全协议(SSL)3.1SSL主要特性3.2SSL结构模型3.3如何在服务器上配置SSL4.应用层安全协议(PGP)4.1PGP的工作原理4.2PGP的密钥管理4.3PGP的使用三、使用教材及参考书使用教材杨延双、张建标、王全民编著《TCP/IP协议分析与应用》(第一版)机械工业出版社2008年参考书:[1]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷1:协议》机械工业出版社2000年[2]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷2:实现》机械工业出版社2000年[3]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷3:TCP事务协议、HTTP、NNT和UNI域协议》机械工业出版社2000年[4]W.RichardStevens著《TCP/IP详解卷2:实现》机械工业出版社2000年[5][美]JeffDoyle著《TCP/IP路由技术》人民邮电出版社2007年[6][美]RichardDeal著《CCNA学习指南》人民邮电出版社2007年[7]孙卫琴著《Java网络编程精解》电子工业出版社2008年
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