2016年春计算机科学技术专业
“计算机网络基础”学习指导
主讲教师张立云
计算机网络基础是一门极为重要的必修专业课，也是一门理论性、实用性都很强的基础课程。通过本课程的学习不但能够全面掌握计算机网络的基础知识，而且也能熟悉局域网技术、广域网连接技术、网络互连技术、TCP/IP互联协议等理论知识和实用技能，掌握设计和组建园区主干网和小型局域网的实际本领。同时本课程还为后续课程“计算机网络工程与应用”的学习打下良好的基础。对网络基础知识的掌握程度会直接影响你对计算机网络的理解与认知，以及后续课程的学习。为使同学们学好这门课程，特编写此学习指导，给大家指出本课程的学习目标、学习方法、学习要求、参考资料以及各章节的重点与难点，指导同学们学好本课程。
一、学习目标
目前，全世界已进入一个信息时代，而计算机网络是信息化社会的基础设施。因此，计算机网络技术的发展速度超过了世界上任何一种其他科学技术，它的普及与广泛应用急需一大批掌握计算机网络基础知识，熟悉计算机网络技术的人才。为此，我们为本课程制定的学习目标是：为国家培养既掌握计算机网络基础理论知识，又具有设计和组建计算机网络实际本领的专业技术人才，在实际工作中能够胜任网络工程师的职责。希望同学们为真正掌握计算机网络基础知识，达到我们的学习目标而努力。
二、学习方法
计算机网络基础是一门理论与实践紧密结合的课程，在学习本课程时需要抓好如下几个重要环节:
1．认真阅读和学习指定教材。本课程的指定教材是《计算机网络基础教程》，作者张立云马皓孙辨华，出版社：清华大学出版社、北京交通大学出版社。该书最新版本是《计算机网络基础教程（修订本）》，封面标有“普通高等教育“十一五”国家级规划教材”。
2．认真学习继续教育学院提供的视频教学课件。课件是本课程的主讲教师依据自编教材《计算机网络基础教程》录制的。教师根据课程的重点和难点，系统、详细地讲解了计算机网络的基础知识、网络技术以及如何应用网络技术组建园区主干网和小型局域网等，内容与教材完全一致。通过课件的学习，同学们能够更好地理解和掌握课程的内容。本学期提供的课件，共25个学时。该版本课件增加了无线局域网的内容，与指定教材《计算机网络基础教程》（修订本）一致。视频教学课件可在https://www.doczj.com/doc/b311777092.html, 网站上浏览学习，也可以向各教学中心索取光盘拷贝进行学习。
3．认真学习主讲教师在课程论坛中发布的各章节的ppt讲稿。为了让同学们更好地掌握本课程学习的重点和难点，主讲教师自行编写了ppt讲稿，并根据学习进度定期将讲稿按章节顺序发布在课程论坛的精华区，同学们可从https://www.doczj.com/doc/b311777092.html,网站的“计算机网络基础”课程论坛的“精华区”下载学习。
4．根据老师给出的各章重点和难点，学好、掌握好、复习好每章的内容。
5．认真、独立、按时完成作业。作业可以帮助你更好地理解和掌握课程的知识点，是检验你掌握知识情况的强有力手段，做作业也是一个很好的学习过程，它可以帮助你消化老师所讲的知识，把它变为自己的，让你真正深刻地理解和掌握所学的知识，为此我们在这里特别强调，同学们一定要独立完成作业，禁止抄袭。抄袭作业实际是一种欺骗行为，更主要的是在欺骗自己，如果你真想学到知识并取得良好成绩的话，就一定要独立完成作业。
6．多做练习题。为了更好地掌握所学知识，除了独立完成作业，还要多做一些练习题。
老师在指定教材和ppt讲稿的每个章节中都拟定了一些练习题，同学们可根据本课程的学习重点和难点以及自己对知识的掌握情况有选择地做，最好是抽时间尽量多做。
特别是老师在总复习的ppt讲稿中给出的练习题，这些题都是非常典型、非常重要的，是老师根据课程要求的重点和难点内容制定的，因此，同学们最好把这些练习题逐一地、认真地做一遍，通过做题能够使你更深入地理解和掌握课程的内容，并对取得优异成绩有很大帮助。
7．积极、主动地思考问题，充分理解本课程的内容和知识点。
8．积极参加语音答疑和网上总复习，并主动提出自己在学习中遇到的问题，做到有问题及时解决。提交问题有三种方法，一是把问题提交到课程论坛上，由同学和老师共同讨论，共同解答。二是在语音答疑时，通过网络与老师直接交流。三是使用电子邮件直接把问题提交给主讲教师，主讲教师将尽快通过邮件解答你的问题。总之通过语音答疑等多种方式做到有问题就紧追不舍地寻求答案，及时解决自己在学习中这所遇到的疑难问题，不积累问题，以避免影响你对整个课程的学习。主讲教师的邮件地址是：cczly@https://www.doczj.com/doc/b311777092.html,。
9．积极参与课程论坛的交流与讨论。在课程论坛栏目中有老师提供的ppt讲稿、学习指导、复习提纲等重要资料，也有老师为指导同学们正确地完成作业，根据同学们提交的作业批改情况发表的作业提示和作业被打回重做通知等重要信息。在论坛上还有老师和同学共同讨论、交流的问题，引领同学们的学习。因此，通过课程论坛可以帮助你解决学习中遇到的问题，加深对知识的理解。课程论坛是一个很好的学习园地，希望大家经常关注课程论坛，并参与其中。
10．注重理论联系实际，有上机实习环境的，要珍惜每一个实际动手的机会。
三、学习要求
计算机网络基础是为了培养能够胜任计算机网络工程与设计、运行与管理的实用型人才而设置的，对本课程学习的基本要求如下：
1.掌握计算机网络的基础知识，包括：计算机网络的基本组成（四大要素）、逻辑结构、
拓扑结构、分类和计算机网络体系结构、OSI参考模型，以及数据通信基础等。
2.掌握局域网基本知识及局域网组网技术。具体要求掌握局域网体系结构、局域网标准、
局域网介质访问控制方法等基本知识，熟悉掌握每种局域网标准的组网技术。局域网是本课程的重要内容之一，要求重点掌握各种局域网技术的基本组成、硬件系统和组网规则，特别要求熟悉以太网技术及其系列标准、交换式局域网技术和虚拟网技术。
通过局域网技术的学习要求同学们不仅能够使用千兆以太网技术设计园区主干网，而且能够使用各种以太网技术设计、组建小型局域网。
3.掌握无线局域网技术，包括无线局域网标准、IEEE802.11的物理层技术和介质访问
控制方法、组成无线局域网的硬件设备和无线局域网的连接模式。特别要求熟悉
IEEE802.11系列标准的主要特性、每种无线设备的功能、作用与应用环境。通过无线局域网的学习同学们应具有在不同的应用环境下使用不同的连接模式，正确地选用无线设备构建无线局域网的实际本领。
4.掌握网络互连技术，熟悉工作在OSI/RM各个层次的网络设备和网络互连设备的功
能、作用、工作原理与应用环境，以及它们之间的主要区别，并能在网络设计工作中，根据网络建设的实际需求，正确地进行设备选型。在这些设备中，要求重点掌握路由器和交换机，并能正确地使用这些设备设计和组建局域网和园区主干网。
5.要求熟悉路由器的基本功能、特点、工作原理和路由表的内容及含义。掌握路由器的
路由选择和数据转发的工作原理与流程。掌握路径选择的方法和算法，包括静态路由和动态路由的应用及动态路由的路径选择算法和路由协议，重点掌握距离矢量、链路状态路由选择算法的特性及RIP和OSPF两个常用的内部路由协议的技术特性及其应用环境。
6.掌握广域网连接技术，包括：广域网数据链路层协议（HDLC和PPP）和广域网连接
技术。重点掌握常用的几种广域网连接方法，如拨号线连接、ADSL、CableModem、ISDN、DDN、POS等。熟悉每种连接技术的特性、所需硬件设备和应用环境等。
7.要求掌握网络互联协议TCP/IP的体系结构及与OSI参考模型的对照关系，各层协议
和每种协议的作用。重点掌握IP、ARP、ICMP、TCP、UDP等协议的基本概念、主要作用和主要内容。
8.要求熟练掌握IP地址、子网、子网掩码、缺省网关、特殊地址等基本概念和IP地址
的表示形式、组成与分类，以及网络地址、主机地址和直接广播地址的表示形式。熟练掌握IP地址的分配与管理。在地址分配与管理方面，要求同学们能够根据网络设计中IP地址规划的实际需求，使用子网掩码划分子网，并能根据子网掩码计算出IP 地址的网络地址、主机地址和直接广播地址，具有管理和分配IP地址的实际本领。
9.掌握Internet基本信息服务的基本概念、工作原理、系统组成、协议标准及应用环境，
重点熟悉远程登录（Telnet）、文件传输（FTP）、电子邮件（E-mail）、域名系统（DNS）和万维网（WWW）的相关知识。要求熟悉Internet基本信息服务客户端软件的使用方法，能在计算机上完成远程登录、文件传输、收发电子邮件和浏览主页的具体操作。
10.掌握计算机网络管理的五大功能、体系结构和相关协议，熟悉体系结构中各部分的主
要功能，熟悉SNMP通信原语
11.掌握计算机网络安全技术，主要包括数据加密的作用及加密方法、防火墙的主要作用
及其分类等。
四、各章重点与难点
为达到本课程的教学目标，让同学们尽快掌握计算机网络基础的相关知识，下面我们给出第1～7章的学习重点与难点。需要说明的是，第8章是网络实践，其内容与实际操作紧密相联，本章只要求大家按照书中的讲解多动手操作、多实践，只要能够掌握有关的操作方法即可，并不作为课程的考核内容。
从整个课程的内容来看，第2-3章是关于计算机网络和数据通信的基础知识，特别是第2章的内容在对知识的理解方面稍微困难一点，第4～6章的内容是本课程的核心，内容多且重要，掌握起来相对难一些，而其他章节的内容相对比较容易掌握，同学们可以根据各章内容的难易度合理地安排学习时间。
下面给出各章具体的重点与难点，请同学们在学习的过程中以此为依据制定自己的学习计划，更好地完成本课程的学习。
第1章计算机网络概论
1.计算机网络基本组成，即四大要素（1.3节）
2.计算机网络逻辑结构，资源子网和通信子网的主要功能及其组成（1.3节）
3.计算机网络拓扑结构，星状、总线状、环状、树状、网状、混合状结构的主要特征
与特点（1.4节）
4.计算机网络分类，重点熟悉按网络覆盖的地理范围分类和按传输技术分类，包括局
域网、城域网、广域网、广播式网络和点到点网络的主要特点、区别与应用。（1.5
节）
第2章计算机网络体系结构
1.计算机网络体系结构的几个基本概念，协议、协议分层和计算机网络体系结构。包
括协议与网络体系结构的定义；协议分层的特性及分层结构中的几个常用术语，如
接口、服务访问点（SAP）、实体、对等实体、协议和协议栈。（2.1节）
2.OSI参考模型的分层结构、各层的主要作用、功能及各层之间的主要区别。（2.2节）。
3.OSI参考模型各层的主要协议、基本数据单元和几个重要的地址概念。如数据链路
层的物理地址（MAC地址）、网络层的逻辑地址（IP地址）和传输层地址TSAP
（IP地址+端口号）的表示、组成与作用等。（2.2节）
4.TCP/IP模型的分层结构，与OSI参考模型的区别（2.3节）
第3章数据通信基础
1.数据通信的基本概念，包括：信息、数据、信号、信道、信道带宽。（3.1节）
2.通信系统的性能指标，传输速率、调制速率和信道容量。重点是信道容量的两个定
理和传输速率、调制速率、香农定理的计算公式及计算单位。（3.1节）
3.数据通信方式，这是本章的重点内容之一，主要包括单工、半双工、全双工、基带
传输、频带传输、并行传输、串行传输、异步传输和同步传输的主要特点及其应用。
（3.2节）
4.数据编码技术，包括：数字数据转换为模拟信号的调制编码技术及调制解调、模拟
数据转换为数字信号的采样编码技术PCM和数字数据转换为数字信号的数字信号
编码技术。其中重点是调制解调的方法（调频、调幅和调相）和数字信号编码技术。
数字信号编码技术包括不归零、曼彻斯特、差分曼彻斯特、4B/5B、8B/10B等，其
中不归零、曼彻斯特和差分曼彻斯特编码技术是最基本的编码技术，故要求会画曼
彻斯特和差分曼彻斯特编码的波形图。（3.4节）
5.多路复用技术，包括时分多路复用、统计时分多路复用、频分多路复用和波分多路
复用的原理及应用。其中重点是时分多路复用和波分多路复用，以及两个时分多路
复用的标准载波T1和E1（3.5节）
6.数据交换技术，包括线路交换、报文交换和分组交换的特点及应用环境。（3.6节）
7.传输介质，包括传输介质的分类、各种传输介质的特性与应用环境，重点是无屏蔽
双绞线和光缆。（3.3节）
第4章局域网技术
1.局域网的基本组成，包括网络设备、网络服务器、网络工作站、网卡、传输介质及
介质连接部件等局域网硬件系统和软件系统，重点是网卡的主要功能、基本结构、
种类和应用环境。（4.1节）
2.局域网体系结构与标准，包括局域网体系结构的特点、与OSI参考模型的对照关
系、局域网数据链路层的MAC子层和LLC子层，重点是MAC和LLC子层的主
要功能，及MAC地址的作用与表示形式。（4.1节）
3.局域网介质访问控制方法，包括争用型CSMA/CD和无争用型Token Ring。重点是
CSMA/CD和Token Ring的工作原理及所应用的局域网技术，要求会画工作原理
图，并能用简单文字叙述其工作原理。（4.1节）
4.局域网组网技术，主要是以太网技术，包括以太网的技术特性与标准。重点内容是
IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3z和IEEE802.3ab以太网系列标准的技术特性、物理层所支持的介质标准、每种介质标准的组网规则和组网所需要的硬件系统以及
IEEE802.3ae万兆以太网的主要技术特性和物理层标准。通过局域网技术的学习同
学们能够掌握用千兆以太网技术设计园区主干网、用以太网技术设计和组建小型局
域网，并能画出网络连接图的实际本领。（4.2~4.3节）
5.交换式局域网技术，重点是交换式局域网的定义、特点及与共享式局域网的主要区
别，以及交换式局域网必须使用的核心设备和设备的主要特性、工作原理、交换表
的内容与设备类型等。通过学习，同学们能够用交换式以太网技术搭建一个小型交
换式局域网，会画网络连接图。（4.5节）
6.虚拟网（VLAN）技术，在交换式网络中，虚拟网是一个非常重要，且应用广泛的
技术。虚拟网技术的重点是VLAN定义、VLAN技术特性、VLAN标识、VLAN trunk、VLAN国际标准和VLAN划分方法。通过学习同学们能够熟悉并理解VLAN的技
术特性和VLAN的实际应用，能够用VLAN技术设计和组建局域网。（4.5节）
7.千兆以太网技术，在高速以太网技术中，重点掌握千兆以太网技术，包括千兆以太
网的两个标准、4个介质标准和每种千兆以太网介质标准的特性及组网规则。通过
学习同学们能够掌握用千兆以太网技术设计园区主干网的实际本领。（4.6节）
8.万兆以太网技术，重点是万兆以太网的技术特性与标准，以及LANPHY和
WANPHY两个物理层标准。（4.7节）
9.无线局域网（WLAN）技术，WLAN作为有线网络的补充和延伸，已成为一种极
为重要的局域网技术，重点是无线局域网标准、IEEE802.11的物理层和数据链路
层的主要技术、IEEE802.11系列标准及其特性、组建无线局域网的硬件设备及每
种设备的主要功能与应用环境和无线局域网的两种连接模式，以及每种连接模式的
特点与实现方法。（4.9节）
第5章网络互连
1.网络互连设备，这是本章的重点内容。本章主要包括工作在OSI参考模型不同层
次的网络连接设备和网络互连设备、每种网络设备的主要功能、特性与应用环境、
各种网络设备之间的主要区别。通过学习同学们能够熟悉网络设备的功能与作用，
具有根据网络设计的需求进行设备选型，完成设计和组建小型局域网，进行网络互
连的能力。在网络设备中，重点掌握交换机和路由器。（5.2节）
2.交换机，重点包括交换机工作的OSI/RM层次、特点、工作原理、交换模式、交换
表的内容以及交换机的应用。（4.5节）
3.路由器，重点包括路由器的特点、基本功能、工作原理、路由表的内容、路径选择
和数据转发的工作流程，以及路由器的应用。（5.2节）
4.路径选择，主要内容有路径选择方法、算法和路由协议。重点包括静态路由和动态
路由两种路径选择方法的基本概念及应用环境、距离矢量和链路状态两种路径选择
算法的特点、内部路由协议和外部路由协议及AS的基本概念、RIP和OSPF两种
内部路由协议的技术特性及其应用环境。（5.3节）
5.广域网基础知识，包括广域网参考模型和常用于广域网的两个链路层协议HDLC
与PPP，重点是HDLC和PPP的主要特点及应用环境。（5.4节）
6.广域网连接方法，包括适于个人电脑入网和适于局域网远程互连的连接方法。重点
是拨号线连接、ADSL、Cable Modem、DDN、幀中继（Frame Relay）、ISDN、微
波无线网、卫星通信网和POS等广域网连接技术的特点、应用环境及所需硬件设
备和连接方法，以及拨号线连接的工作原理（5.4节）
第6章网络互联协议TCP/IP
1.TCP/IP协议簇，包括协议簇中每个层次的协议、协议的内容和主要作用。重点是
网络层IP、ARP、RARP和ICMP协议的作用、ARP的工作原理、ICMP定义的差
错消息及控制消息，以及ICMP协议的两个实用程序ping和tracert（6.1~6.5节）
2.IP协议，重点是IP协议的主要功能、IP数据包的分段与重组、IP数据包的转发过
程、IP报文的格式、IP报文包头中各字段信息的含义、IP包头长度值及生存时间
和偏移量的意义，以及包头长、总长和偏移量字节数的计算方法（6.2节）
3.IP地址，IP地址的相关概念是非常重要的，重点是IP地址的组成、IP地址的表示
与分类、子网和子网掩码的基本概念、IP地址的分配与管理，以及网络地址、主
机地址、直接广播地址的表示形式。对这部分学习内容的具体要求如下（6.3节）1）熟悉IP地址的作用、表示、组成与分类，能根据IP地址的第一个十进制数判断地址的类别
2）深刻理解子网掩码的作用与意义，熟悉子网掩码的表示形式
3）熟悉网络地址、主机地址和直接广播地址的表示形式
4）掌握各种特殊IP地址的表示形式及其作用
5）熟练掌握划分子网的方法，能够根据实际应用的需求，使用掩码将一个网络地址划分为多个子网，并能计算出每个子网的网络地址、可用IP地址段和直接
广播地址。
6）熟练掌握根据子网掩码计算IP地址的网络地址和直接广播地址的方法。
7）要求会做如下几类关于IP地址的计算填表题。
第一类、写出IP地址的类别、缺省掩码、网络地址、主机地址和直接广播地址
第二类、根据掩码，计算并写出IP地址的网络地址和直接广播地址。
第三类、根据要划分子网的个数，将一个IP网络地址划分为若干个子网，写出每
个子网的掩码、网络地址、直接广播地址和可用的IP地址段。
如：将网络地址202.113.41.0，划分为8个子网，自选掩码，写出每个子网的子网掩码、网络地址、可用IP地址段和直接广播地址。
第四类、根据划分子网后，每个子网中要求包含的可用IP地址个数，将一个IP网
络地址划分为若干个子网，写出每个子网的掩码、网络地址、直接广播地址和可用
的IP地址段。
如：将网络地址202.113.41.0划分为若干个子网，要求每个子网中至少包含2个可用的IP地址，自选掩码，写出每个子网的子网掩码、网络地址、可用IP地址
段和直接广播地址。
4.传输层协议，重点是TCP和UDP协议。TCP和UDP的主要区别及应用环境、数
据报格式、TCP的三次握手和套接字的基本概念。（6.6~6.7节）
5.传输层地址和协议端口的基本概念，传输层地址TSAP的格式、端口号的用途、端
口值的长度、端口的分配方式及应用（6.6节）。
6.应用层协议，主要包括远程登录、文件传输、电子邮件、WWW和网络管理。（6.1
节）
第7章 Internet及应用
1.Internet基本概念，包括如何理解Internet、Internet的主要功能等。（7.1节）
2.DNS域名系统，包括DNS域名系统的基本概念及主要作用、域名空间结构、域名
格式、命名规则、域名系统的特殊域反向查询的表示形式和域名解析的工作原理及
解析过程，要求会画域名空间结构图。（7.3节）
3.Internet基本信息服务，主要包括telnet、ftp、mail、WWW，重点是信息服务
的工作模式、工作原理、主要协议、主要应用和客户端应用程序的使用方法。（7.3
节）
4.WWW信息浏览，包括WWW的工作原理、URL及其组成部分、HTML语言和
HTTP协议。（7.3节）
5.电子邮件，包括电子邮件系统的工作模式与基本组成和电子邮件协议SMTP、POP3
和IMAP。（7.3节）
6.网络管理，包括网络管理五大功能、网络管理体系结构及体系结构中各组成部分的
主要功能与作用、SNMP协议及其通信原语（7.4节）
7.网络安全，包括网络安全的基本概念及技术、信息加密方法、防火墙的作用、防火
墙的分类及其应用（7.5节）
五、引领学习计划
1.学习进度建议，3月初~3月底主要学习第1～3章、3月底~4月底主要学习第4～5
章、4月底~5月中主要学习第6～7章，5月中~6月初总复习。
2.通过语音答疑引导同学们对本课程的学习。语音答疑安排两次，第一次是串讲本课
程的主要内容，讲解课程的重点与较难理解的知识点，内容包括局域网技术、交换
式局域网、虚拟网、千兆以太网和IP地址等，其中疑难问题通过实例讲解。另外，在第一次语音答疑时还对作业中简答题、应用题和计算填表题的解题方法及在完成
作业中需要注意的问题进行讲解。第二次语音答疑进行总复习，主要介绍考试题型
及各种题目的解题方法。
3.在课程论坛中，引领同学们讨论问题，通过讨论解决同学们在学习中遇到的困难和
问题，以及不会做的练习题和作业题等，以加深对课程内容的理解。
4.在课程论坛中及时讲解同学们在作业中出现的错误和问题，并给予必要的作业提
示，引导同学们正确地完成作业。
5.在课程论坛上，老师定期提出一些问题，引领同学们学习。同学们也可以提出自己
的问题，把在学习中遇到的问题发布到论坛上，由老师和同学共同讨论解决，以获
得正确的答案，形成热烈研讨专业知识的气氛。