理工科大学“计算机网络课程”教学之我见

理工科大学“计算机网络课程”教学之我见西安交通大学张德运2008年5月一概述1、网络应用已经成为人们日常生活中不不可缺少的工具，离开了网络就无法工作和生活，2、“计算机网络课程”重要已经成为全世界各级各类专科以上学校的必修课，学生如果不具备网络知识，走出社会可以说是寸步难行。3、目前“计算机网络课程”的不足内容单一，没有针对不同层次、不同专业的学校和专业形成教材系列，这给老师上课带来了很大的困难；针对不同类型的学校和专业对网络教学的要求不明确；新技术引进课堂缺乏整体指导。4、“计算机网络课程”研讨会召开非常及时和必要如何形成“计算机网络课程”系列教材，以适应不同类型的学校和不同专业的需要;对“计算机网络课程”教学大纲要有统一的、或者大家共同参考的目标和衡量标准；新技术如何在课程中体现.二西安交大“计算机网络课程”的定位1、概述;西安交大是一所以理工科为主，理、工、管、文、医全方位办学的综合性大学。“计算机网络课程”几乎是面向全校大多数专业开设的公共专业课，但要求各不相同，——包括科普类、应用类和技术类三种，讲述的内容相差悬殊。即使面对同一个专业，由于讲课老师的不同，所讲述的内容也有明显的差距（原因是没有统一的要求和考核标准）下面就西安交通大学计算机信息专业“计算机网络课程”开始的情况介绍如下。2、面向计算机信息专业的“计算机网络课程”设置总体目标通过本课程学习，使学生掌握以下基本知识：——计算机网络的体系结构和基本组成；——计算机网络的协议结构和上下层之间、对等实体之间数据交换的原理；——资源子网和通信子网的结构和作用；——网络设计和工程实现。2、课程讲述的具体内容ISO/OSI七层体系结构模型——各层的作用——分层的原则。应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层D数据Bits(比特流)数据D数据P数据A数据S数据T数据N上下层之间数据的交互n-1层n层SDUICIIDUSDUICISAPSDUPCIn-PDU数据终端设备DTE和数据通信设备DCE的接口在上图中：•数据发送设备是指ISO/OSI协议中高四层协议的内容，是由主机完成的，通常也把它成为资源子网；•传输控制规程是指ISO/OSI协议中低三层协议的内容，这三层的内容是由网络接口设备（例如网卡等）完成的，通常也把它称为通信子网。数据发送设备传输控制规程数据站DCEDCE数据发送设备传输控制规程数据站数据传输通路数据线数据链路DTEDTEDTE（传输控制规程）和DCE（数据通信设备）之间信息交换的典型通信协议——HDLC帧结构帧编号N(R)：接收顺序号，S：监视功能位，M：修饰功能位，N(S)发送帧顺序号，P/F:指令查询/应答标志位。(a)帧的形式；(b)控制部分内部结构开头末尾报头报尾01111110地址控制信息校验序列01111110b1b2b3b4b5b6b7b8“0”N(S)P/FN(R)“1”“0”SP/FN(R)“1”“1”MP/FM信息帧监视帧非编码(a)(b)DTE-DCE之间信息交换的控制过程(6)发应答REJ或RNR发送站接收站发IN(S)发应答1N(R)(1)V(S)N(S)(3)V(S)+1N(S)(4)N(S)=V(R)?若N(S)=V(R)则(5)V(S)+1V(R)发应答RR若N(S)V(R)则(2)Internet（TCP/IP）体系结构应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层FTP,Ternet,SNMP,SMTPEmail,……NFSXDRRPCTCPUDPICMPIPARP,RARP各种现存的网络系统(未作具体描述)4、网络系统设计和实现网络传输系统有线：双绞线、同轴电缆、光纤；无线：WLAN、微波、卫星等数字传输体系：SDH、WDM等。计算机网络常用的设备——路由器——交换机——各种服务器：域名服务器、网管服务器等自治域的概念、域名、IP地址自治系统AS——具有相同管理权限和控制条件的一组路由器构成的网络系统；——域名：顶级域名(国家、政府GOV、教育EDU、公共服务COM、…)；次级域名、三级域名、…)IP地址的结构0网络地址主机地址A类地址10网络地址主机地址B类地址11网络地址主机地址C类地址255.255.0.0255.255.255.0255.0.0.0子网地址划分及掩码10网络地址主机地址B类地址10111111111网络地址主机地址B类地址子网地址B类子网地址划分255.255.0.0255.255.252.01111网络地址主机地址C类地址11网络地址主机地址C类地址C类子网地址划分及掩码255.255.255.0255.255.255.192计算机网络系统设计和工程实现——局域网（园区网）的设计和实现；路由器汇聚层交换机核心交换机汇聚层交换机..........接入层交换机...接入层交换机服务器群......汇聚层交换机接入层交换机...接入层交换机......用户终端机图6.7园区网结构示意图——广域网（Internet）的设计及其实现。路由器园区网路由器路由器路由器路由器园区网路由器路由器路由器出口路由器城域网路由器路由器路由器路由器园区网路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器园区网路由器路由器路由器路由器园区网路由器路由器路由器路由器园区网路由器路由器路由器5、网络理论PETRI网是一种能对一个大型、复杂、异步、并行运行系统进行方便、直观、确切描述和研究的理论。它是对互连网中各种实时、并行、异步、冲突事件进行研究和分析的最佳方法之一。排队论是互连网需求分析的理论依据；是进行网络设计和设备选型、功能配置的理论指导。这两部分是本科生选修内容；也是研究生学习网络课程中必修的基础内容。END