03137 计算机网络基本原理（高纲1784）

高纲1784
 
高等教育自学考试大纲
 
 
 
 
 
 
    03137　计算机网络基本原理
 
　　　　　　                南京航空航天大学编（2019年）
 
 
 
 
 
 
 
 
江苏省高等教育自学考试委员会办公室
 
一、课程性质及其设置的目的与要求
（一）课程性质和特点
在当前的国民经济中，计算机网络通信技术应用越来越广泛，地位越来越重要。本课程是关于计算机网络基础知识和网络主流技术的一门课程，是计算机科学与技术、计算机应用、通信工程、电子信息工程专业的一门专业必修课程。
本课程的主要任务是讲授计算机网络的基础知识和主流技术，包括计算机网络的组成、体系结构及协议、局域网标准及主流局域网技术、广域网、网络互联技术、网络应用等。课程要求侧重掌握计算机网络体系结构、体系结构中各层次意义及其相互间关系以及网络互连等知识。《计算机网络基本原理》课程为将来从事计算机网络通信领域的开发和研究、网络的使用和维护提供必要的基础知识，打下良好的基础，而且还是实践技能训练中的一个重要的教学环节。
通过本课程的理论学习，学生能够理解计算机网络的体系结构和网络协议，掌握组建局域网和接入Internet的关键技术，培养学生初步具备局域网组网及网络应用能力，从而为后续网络实践课程的学习打下良好的理论基础。
（二）本课程设置的目的
通过学习能够使学生在已有的课程知识的基础上，对计算机网络有一个全面、系统的了解，熟悉网络环境、网络操作系统以及网络基本操作，能对网络资源进行合理的配置和利用，初步具备网络设计和建设能力。
学生在学习完本课程后，具有独立组建和管理局域网、分析网络协议、查找网络安全漏洞、配置简单网络服务器的能力。
（三）本课程的基本要求
⑴ 掌握计算机网络的基本概念、基本知识、网络功能和特点；了解网络的发展状况及趋势，理解计算机网络演化过程；了解网络的基本工作原理；理解计算机网络的组成与分类和体系结构、分层模型与接口的特点；掌握标准化参考模型与TCP/IP参考模型；了解标准化组织与互联网的标准与管理结构。
⑵ 掌握组网的有关概念：了解网络服务器、工作站、网络适配器、调制解调器、中继器、集线器、网桥、交换机、网络传输介质和常见网络操作系统。
⑶ 掌握对等网络的基本概念；了解对等网络的组建于配置、网络资源共享、网络登录、与其它网络连接。
⑷ 熟练掌握常用服务器的基本概念、发展及应用；通过对服务器、基本操作、账号管理的讲解，学生能够对计算机网络有更深刻的认识，具有能熟练使用常用服务器的技能。
⑸ 熟练掌握五层功能及协议原理，熟悉各种相关应用。
主要包含：
掌握数据链路层成帧、差错控制、流量控制等功能，掌握典型的数据链路层协议-HDLC和因特网的数据链路层协议PPP。
掌握网络层的功能、为传输层提供的服务、虚电路子网和数据报子网的概念，理解路由选择策略、拥塞的概念和拥塞预防策略。
理解Internet的IP、ARP、RARP、ICMP和IPv6协议，掌握IP路由、掌握DNS的原理及应用。
理解传输层提供给高层的服务、服务质量，掌握UDP、TCP协议的原理及其应用，掌握建立连接和释放连接。
理解和掌握应用层的域名系统、电子邮件协议、文件传输协议、万维网的原理等。
理解局域网的参考模型与协议标准，掌握相关的介质访问控制协议，掌握以太网以及无线局域网的工作原理。了解移动Ad Hoc网络的基本概念、特点、结构、路由协议和应用，了解与其它移动通信系统的区别点。了解局域网操作系统的基本概念。
了解分组交换技术（X.25和帧中继）、异步传输模式、第三层交换技术、虚拟局域网技术、VPN、计算机网络管理与安全等实用技术的概念与基本原理。
（四）本课程与相关课程的关系
    《计算机网络基本原理》是计算机科学与技术专业以及相关专业的计算机网络与应用方向的一门专业课程，与计算机相关专业的许多其他课程有着密切的关系，比如《计算机组成原理》、《操作系统概论》等。
二、课程内容与考核目标
第一章  计算机网络概述
（一）课程内容
1、计算机网络在信息时代的应用
⑴ 信息时代的特征
⑵ 计算机网络的定义
⑶ 计算机网络的功能
⑷ 计算机网络的主要应用领域
2、互联网概述
⑴ Internet的雏形阶段
⑵ Internet的发展阶段
⑶ Internet的商业化阶段
3、计算机网络的分类
⑴ 按网络拓扑结构分类
⑵ 按网络覆盖范围分类
⑶ 按网络交换方式分类
⑷ 按其他方式分类
4、计算机网络的性能
⑴ 计算机网络的性能指标
⑵ 计算机网络的非性能指标
5、计算机网络的体系结构
⑴ 计算机网络体系结构的形成
⑵ 协议与划分层次
⑶ 具有5层协议的体系结构
⑷ 实体、协议、服务和服务访问点
⑸ TCP/IP的体系结构
（二）学习要求
通过本章学习，掌握计算机网络的分类及性能指标；理解计算机网络的概念及组成；了解计算机网络的发展及应用；掌握计算机网络体系结构、网络协议；理解计算机网络体系结构的形成；掌握OSI与TCP/IP的体系结构以及区别。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：信息时代的特征；计算机网络的功能；计算机网络的主要应用领域；计算机网络发展的三个阶段；计算机网络按网络拓扑结构分类（星状拓扑结构、环状拓扑结构、总线型拓扑结构、树状拓扑结构、网状拓扑结构）；计算机网络按网络覆盖范围分类（广域网、城域网、局域网、个人区域网、人体局域网）；计算机网络按网络交换方式分类（直接交换网、存储转发交换网、混合交换网、高速交换网）；计算机网络按其他方式分类（按通信介质分类、按信息传播方式分类、按通信速率分类、按网络控制方式分类、按通信性能分类）；计算机网络的性能指标（速率、带宽、吞吐量、时延、）；计算机网络的非性能指标（费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易于管理和维护）；计算机网络协议的概念；
实体、协议、服务和服务访问点。
2、领会：计算机网络的定义；计算机网络5层协议的体系结构；TCP/IP的体系结构。
3、简单应用：速率、带宽、发送时延、传播时延、往返时间、利用率的应用。
第二章  计算机网络体系结构
（一）课程内容
1、开放系统互连参考模型
⑴ OSI的设计目的
⑵ OSI划分层次的原则及OSI/RM分层结构
⑶ OSI的7层结构
⑷ OSI模型的优点
2、Internet的体系结构
⑴ TCP/IP的体系结构
⑵ 具有5层协议的体系结构
3、OSI与TCP/IP参考模型的比较
⑴ 两种参考模型的共同之处
⑵ 两种参考模型的不同之处
⑶ 对OSI参考模型的评价
⑷ 对TCP/IP参考模型的评价
⑸ TCP/IP与OSI参考模型不同的发展历程
4、几个典型的计算机网络
⑴ 以太网
⑵ 令牌环网
⑶ FDDI网
⑷ ATM网
（二）学习要求
通过本章学习，了解ISO/OSI七层结构及其信息格式；TCP/IP的层次结构和协议集；了解ISO/OSI和TCP/IP的优缺点；了解常见的计算机网络。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：OSI的设计目的；OSI模型的优点；标准以太网、快速以太网、千兆以太网、10G以太网的基本概念及特点；令牌环网的基本概念；FDDI网的基本含义；ATM网的基本概念及优点。
2、领会：OSI划分层次的原则及OSI/RM分层结构；OSI的7层结构；TCP/IP的体系结构；具有5层协议的体系结构；OSI与TCP/IP两种参考模型的共同之处；OSI与TCP/IP两种参考模型的不同之处；对OSI参考模型的评价；对TCP/IP参考模型的评价；TCP/IP与OSI参考模型不同的发展历程。
第三章  物理层
（一）课程内容
1、物理层的基本概念
2、数据通信的基础知识
⑴ 数据通信系统的模型
⑵ 有关信道的几个基本概念
⑶ 信道的极限容量
⑷ 信道的极限信息传输速率
3、多路复用技术
⑴ 频分多路复用
⑵ 时分多路复用
⑶ 波分多路复用
⑷ 码片序列
4、数据交换技术
⑴ 电路交换
⑵ 报文交换
⑶ 分组交换
5、物理层的传输介质
⑴ 传输介质的特性
⑵ 双绞线
⑶ 同轴电缆
⑷ 光纤
⑸ 无线传输介质
⑹ 传输介质的选择
（二）学习要求
通过本章学习，理解物理层的概念和功能；理解数据通信系统的构成和基本概念；掌握信道传输速率的计算；了解数字数据转换成模拟信号、模拟信号转换成数字信号的方法及通信方式；掌握数据交换技术；掌握各种传输媒体及特性，信道复用技术；了解物理层接口标准。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：物理层的定义与功能；数据通信系统的基本概念；信源、发送器、接收器、信宿、信道、基带信号与带通信号的概念；信道极限容量的定义；频分多路复用；时分多路复用；波分多路复用；数据交换技术的定义；
2、领会：常用编码方式；信道能够通过的频率范围；双绞线；同轴电缆和光纤；无线电波、微波；红外线和可见光；电路交换技术的工作原理及特点；报文交换技术的工作原理及特点；分组交换技术的工作原理及特点；各种数据交换技术的性能比较。
3、简单应用：基本的带通调制方法；信噪比；香农公式。
第四章  数据链路层
（一）课程内容
1、数据链路层功能
⑴ 帧同步功能
⑵ 差错控制功能
⑶ 流量控制功能
⑷ 链路管理功能
2、差错控制
⑴ 差错检测
⑵ 差错纠正
3、基本数据链路协议
⑴ 停等协议
⑵ 顺序接收管道协议
⑶ 选择重传协议
4、链路控制规程
⑴ 二进制同步通信规程
⑵ 高级数据链路控制协议
5、因特网的数据链路层协议
⑴ SLIP协议
⑵ PPP协议
（二）学习要求
通过本章学习，掌握数据链路层的基本概念及功能；理解差错控制的概念；掌握差错纠正的相关方案及策略；了解基本数据链路协议；掌握BSC及HDLC；了解SLIP协议；掌握PPP协议。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：数据链路层的主要功能；帧同步功能；差错控制功能；差错检测；流量控制功能；链路管理功能；SLIP协议。
2、领会：字节计数法；使用字符填充的首尾定界符法；使用比特填充的首位标志法；违法编码法；停等流量控制；滑动窗口流量控制；反馈检测法；空闲重发请求方案；连续重发请求方案；PPP协议。
3、简单应用：停等协议；顺序接收管道协议；选择重传协议；BSC；HDLC。
第五章  网络层
（一）课程内容
1、通信子网的操作方式和网络层提供的服务
⑴ 虚电路操作方式
⑵ 数据报操作方式
⑶ 虚电路服务
⑷ 数据报服务
⑸ 虚电路子网与数据报子网的比较
2、路由选择
⑴ 静态路由选择策略
⑵ 动态路由选择策略
3、拥塞控制
⑴ 拥塞
⑵ 拥塞控制
⑶ 实现拥塞控制的方式
4、质量服务
⑴ 网络服务质量
⑵ 网络服务质量的用途
⑶ 关于QoS
5、网络互联
⑴ 基本概念
⑵ 目的
⑶ 基本原理
⑷ 类型
⑸ 方式
6、因特网的网络协议
⑴ IP协议
⑵ ARP协议与RARP协议
⑶ ICMP协议
⑷ IPv6
（二）学习要求
通过本章学习，掌握虚电路操作方式和数据报操作方式；理解虚电路服务和数据报服务；掌握虚电路子网与数据报子网的主要区别；了解路由选择策略；了解拥塞及拥塞控制；掌握实现拥塞控制的方法；了解网络服务质量及网络服务质量的用途；掌握网络互联的基本概念、目的、基本原理；掌握IP协议、ARP协议、RARP协议、ICMP协议及IPv6。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：网络层的功能；拥塞的定义；拥塞控制的定义；拥塞控制的必要性；网络服务质量；网络服务质量的用途；网络互联的基本概念；、网络互联的目的；、网络互联的基本原理；网络互联的类型；网络互联的方式；ICMP协议。
2、领会：通信子网的两种操作方式；虚电路服务和数据报服务；虚电路子网与数据报子网的比较；泛射路由选择；固定路由选择；随机路由选择；独立路由选择；集中路由选择；分布路由选择；实现拥塞控制的方法；IP协议；ARP协议与RARP协议；IPv6。
第六章  传输层
（一）课程内容
1、传输层基本概念
⑴ 传输服务
⑵ 传输协议的要素
⑶ 传输层在OSI中的地位和作用
2、传输控制协议
⑴ 引言
⑵ TCP概述
⑶ TCP的服务
⑷ TCP的机制
⑸ TCP连接
⑹拥塞处理
3、用户数据报协议
⑴ UDP概述
⑵ UDP数据传输机制
⑶ UDP协议的应用
（二）学习要求
通过本章学习，了解传输服务、传输层在OSI中的地位和作用；掌握传输协议的要素；掌握传输控制协议（TCP）；掌握用户数据报协议（UDP）。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：传输层在OSI中的地位和作用；传输连接建立的步骤。
2、领会：传输服务；传输协议的要素；传输控制协议概述；传输控制协议的服务；传输控制协议的机制；拥塞处理；用户数据报协议的内容和功能；用户数据报协议的数据传输机制；用户数据报协议的应用。
3、简单应用：建立和释放连接。
第七章  应用层
（一）课程内容
1、域名系统
⑴ 域名系统概述
⑵ 互联网的域名结构
⑶ 域名服务器
⑷ 域名解析过程
2、电子邮件
⑴ 电子邮件概述
⑵ 简单邮件传输协议SMTP
⑶ 邮件读取协议POP3和IMAP
⑷ 通用互联网邮件扩充MIME
3、万维网
⑴ 万维网的概述
⑵ 统一资源定位符URL
⑶ 超文本传输协议HTTP
⑷ 超文本标记语言HTML
⑸ 万维网的信息检索系统
4、其它应用
⑴ 文件传输协议
⑵ 文件传输方式
⑶ 支持模式
⑷ 对等式网络
（二）学习要求
通过本章学习，了解域名系统、互联网的域名结构、域名服务器、域名解析过程；了解电子邮件概述、通用互联网邮件扩充MIME；掌握简单邮件传输协议SMTP、邮件读取协议POP3；了解IMAP；了解万维网的概述、统一资源定位符URL、超文本传输协议HTTP、超文本标记语言HTML、万维网的信息检索系统；了解文件传输协议、文件传输方式、支持模式；掌握对等式网络。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：域名系统；电子邮件概述万维网的概述；统一资源定位符URL；超文本传输协议HTTP；超文本标记语言HTML；万维网的信息检索系统；文件传输方式；支持模式。
2、领会：互联网的域名结构；域名服务器；域名解析过程；简单邮件传输协议SMTP；邮件读取协议POP3和IMAP；通用互联网邮件扩充MIME；文件传输协议；
3、简单应用：对等式网络。
第八章  局域网技术
（一）课程内容
1、介质控制子层
⑴ 信道分配策略
⑵ 介质访问控制协议
2、IEEE 802 标准与局域网
⑴ IEEE 802 标准概述
⑵ IEEE 802 与以太网
3、高速局域网
⑴ 高速总线网
⑵ 光纤分布式数据接口
4、无线局域网
⑴ 无线网络的初步应用
⑵ 无线局域网的技术概述
⑶ 无线局域网的结构
⑷ 无线局域网的特点
5、移动 Ad Hoc 网络
⑴ 移动 Ad Hoc 网络的基本概念
⑵ 移动 Ad Hoc 网络中的问题
6、局域网操作系统
⑴ 局域网操作系统的基本概念与功能
⑵ NetWare操作系统
⑶ UNIX操作系统
⑷ Linux操作系统
⑸ 总结
（二）学习要求
通过本章学习，了解信道分配策略；掌握介质访问控制协议；理解IEEE 802 标准概述；了解IEEE 802 与以太网；了解高速总线网、光纤分布式数据接口；了解无线网络的初步应用、无线局域网的技术概述、无线局域网的结构、无线局域网的特点；掌握移动 Ad Hoc 网络的基本概念；了解移动 Ad Hoc 网络中的问题；掌握局域网操作系统的基本概念与功能；了解NetWare操作系统、UNIX操作系统、Linux操作系统。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：静态分配策略；动态分配策略；IEEE 802 标准概述；IEEE 802 与以太网；快速以太网；千兆以太网；光纤分布式数据接口工作原理；无线网络的初步应用；无线局域网的技术概述；无线局域网的结构；无线局域网的特点；移动 Ad Hoc 网络的基本概念；移动 Ad Hoc 网络中的问题；局域网操作系统的基本概念与功能；NetWare操作系统；UNIX操作系统；Linux操作系统。
2、领会：信道划分协议；随机接入协议（时隙ALOHA协议）；轮流协议；CSMA/CD；局域网的参考模型。
第九章  实用网络技术
（一）课程内容
1、分组交换技术
⑴ X.25技术
⑵ 帧中继
2、异步传输模式
⑴ 工作原理
⑵ 体系结构
⑶ 传输模式
⑷ 潜在问题
3、第三层交换技术
⑴ 概述
⑵ 第三种交换技术的运作方式
⑶ 第三层交换技术的特点
⑷ 第三层交换技术的原理
⑸ 三层交换机的应用
4、虚拟局域网技术
⑴ 概述
⑵ 原理简介
5、虚拟专用网 VPN
⑴ VPN概念
⑵ VPN的实现原理与安全技术
⑶ VPN技术的优点
⑷ VPN的应用领域
⑸ VPN的发展趋势
6、计算机网络管理与应用
⑴ 网络管理基本功能
⑵ 计算机网络安全
⑶ 主要技术
⑷ 防火墙技术
（二）学习要求
通过本章学习，掌握X.25技术、帧中继；掌握异步传输模式；了解第三层交换技术的概述、第三种交换技术的运作方式、第三层交换技术的特点、第三层交换技术的原理、三层交换机的应用；了解虚拟局域网技术的概述及原理简介；掌握VPN概念、VPN的实现原理与安全技术、VPN技术的优点；了解VPN的应用领域、VPN的发展趋势；掌握计算机网络管理的基本功能、计算机网络安全、主要技术、防火墙技术。
（三）考核知识点和考核要求
1、识记：X.25协议的分层体系结构；X.25协议各层的主要功能；帧中继网的体系结构；ATM的工作原理、体系结构、传输模式、潜在问题；第三层交换技术的概述；第三层交换技术的特点；虚拟局域网技术的概念；虚拟专用网 VPN的概念；VPN的实现原理与安全技术；VPN技术的优点；VPN的应用领域；VPN的发展趋势；计算机网络管理的基本功能；计算机网络安全的概念；计算机网络面临的安全威胁；构成网络安全威胁的因素；计算机网络安全的目标。
2、领会：帧的格式；帧的特点；第三种交换技术的运作方式；第三层交换技术的原理；三层交换机的应用；虚拟局域网技术的原理；信息加密技术；数字签名技术；防火墙技术。
三、有关说明及实施要求
（一）关于“考核知识点与考核要求”有关提法的说明
在大纲在考核要求中，提出了“识记”、“领会”、“简单应用”、“综合应用”四个能力层次的要求，四个能力层次是递进等级关系。各能力的含义是：
识记：要求考生能够识别和记忆本课程中规定的有关知识点的主要内容（如定义、定理、定律、表达式、公式、原则、重要结论、方法、步骤及特性、特点等），并能根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。
领会： 要求考生能够领悟和理解本课程中规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能根据考核的不同要求，作出正确的解释、说明和阐述。
简单应用：要求考生能够运用本课程中规定的少量知识点，分析和解决一般应用问题，如简单的计算、绘图和分析、论证等。
综合应用：要求考生能够运用本课程中规定的多个知识点，分析和解决较复杂的应用问题，如计算、绘图、简单设计、编程和分析、论证等。
（二）关于自学教材
本课程使用教材为：《计算机网络原理》， 郎大鹏、高迪、程媛主编，2018年版，哈尔滨工程大学出版社。
（三）自学方法指导
在全面系统学习的基础上掌握基本理论、基本知识、基本概念。本课程内容涉及计算机网络基本原理的各个方面，知识范围广泛，各章之间既有联系又有很大区别，各章基本上自成一体。自学应考者全面系统地学习各章，记忆应当领会的基本概念，深入理解基本概念，弄清楚如何进行计算机网络相关内容的分析和设计；要认识各章之间的联系，并掌握它们之间的联系；在全面系统学习的基础上掌握点，有目的地深入学习重点章节，但切忌在没有全面学习教材的情况下孤立地去抓重点。
（四）对社会助学的要求
1、社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考试目标，认真钻研指定教材，明确本课程与其他课程不同的特点和学习要求，对自学应考者进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确方向。
2、要正确处理基础知识和应用能力的关系，努力引导自学应考者将识记、领会同应用联系起来，把基础知识和理论转化为应用能力，在全面辅导的基础上，着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。
3、要正确处理重点和一般的关系。课程内容有重点与一般之分，但考试内容是全面的，而且重点与一般是相互联系的，不是截然分开的。社会助学者应指导自学应考者全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。总之，要把重点学习同兼顾一般结合起来，切勿孤立地抓重点，把自学应考者引向猜题、押题。
（五）关于命题考试的若干要求
1、本课程的命题考试，应根据本大纲所规定的考试内容和考试目标来确定考试范围和考核要求，不要任意扩大或缩小考试范围，提高或降低考核要求。考试命题要覆盖到各章，并适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、本课程在试题中对不同能力层次要求的分数比例，一般为：识记15%；领会占35%；简单应用占30%；综合应用占20%。
3、试题要合理安排难度结构。试题难易度可分为易、较易、较难、难四个等级。每份试卷中，不同难易度试题的分数比例，一般为：易占20%，较易占30%，较难占30%，难占20%。必须注意，试题的难易度与能力层次不是一个概念，在各能力层次中都会存在不同难度的问题，切勿混淆。
4、本课程考试试卷可能采用的题型有：单项选择题、填空题、判断改错题、简答题、计算题、应用题。
附录A  试卷参考题型
一、单项选择题：
如：«魔兽世界»是计算机网络（    ）
A．在教育领域应用的集中体现 B．在娱乐领域应用的集中体现
C．在商业领域应用的集中体现 D．在医疗领域应用的集中体现
二、判断改错题：
如：差错控制功能是数据链路层的主要功能之一。（    ）
三、填空题：
如：SLIP是一种简单的       方式，使用时还存在一些问题。
四、简答题：
如：简述停等协议的过程。
五、计算题：
如：用速率为112Kbps的通信调制解调器，一分钟最多能传输多少个汉字？（每个汉字占两个字节）（要求写出计算过程）
六、应用题：
如：简要说明TCP采用三次握手协议建立连接的过程。