计算机网络任务驱动式教程
随着互联网的不断发展,我国网民规模不断扩大,互联网普及率逐年上升,截至2017年6月,我国网民规模达到7.51亿人,互联网普及率为54.3%。“互联网+”成为我国经济新的增长点,在“大众创业,万众创新”时代起着重要的作用。计算机网络技术作为一门基础性和应用性较强的学科,在信息类专业中占据重要地位,一直是各高等院校信息类专业的必修课程。深入学习计算机网络技术,掌握其基本概念、基础原理和应用方法,对实际的生产、生活具有重要的现实意义。
目前市场上并不缺乏计算机网络技术的相关教材。经作者统计,从2012年到2017年,各出版社出版的计算机网络技术相关教材超过100种。但从销量、影响力和教材水平上来看,首推的还是谢希仁教授编写的《计算机网络》,它由电子工业出版社出版,目前已经更新到第7版。经过在应用型本科院校多年的授课,作者发现目前的教材存在的问题有:第一,教材质量虽然非常高,但并不适合应用型本科院校的学生学习,供应用型本科院校的学生使用的计算机网络技术相关教材应在理论水平上降低难度,做到通俗易懂;第二,应用型本科教育是我国高等教育的一个重要组成部分,为了能长远发展,应用型本科院校必须与其他类型的本科院校错位发展,形成自己的人才培养体系,这迫切需要更能适应应用型本科院校特点的系列教材;第三,教材内容过多,较多的知识在课堂教学中无法一一讲解,可以进一步精简。
本书以任务驱动式教学为主线,将每个任务的知识点进行分解,逐一实施,有利于学生对基础知识的理解和掌握。任务驱动式教学有利于开展新的教学模式,如微课和SPOC课程等教学手段的应用,对于激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力有着重要的促进作用。
本书共分为九个不同的任务。任务一简单介绍计算机网络的基本概念,让学生对计算机网络有一个基本的认识;任务二介绍计算机网络的体系结构,明确全书的内容学习主线;任务三介绍计算机网络的物理层;任务四介绍计算机网络的数据链路层;任务五介绍计算机网络的网络层;任务六介绍计算机网络的传输层;任务七介绍计算机网络的应用层;任务八介绍计算机网络安全;任务九介绍下一代互联网,讲解区块链的相关知识。每个任务由一个或多个具体的知识点组成,每个任务实施的过程以通俗易懂的语言讲解。
建议课程教学方法如下:先组织学生对任务进行讨论和分析,明确本任务需要掌握的知识技能;然后对任务进行分解,逐一学习单个任务的实施方法;最后让学生根据学习内容完成任务检测,检查自己的学习效果。建议课程授课学时为56~64学时。
本书由邓小鸿、魏炳辉和罗浩编写。本书内容所涉及的研究获得国家自然科学基金(项目编号:61762046)、江西省自然科学基金(项目编号:20161BAB212048)的支持,另外本书的出版获得江西理工大学应用科学学院的资助,在此一并表示感谢!
任务一初步认识计算机网络1
任务导读1
任务学习目标1
任务分解1
一、了解计算机网络的定义及功能1
二、掌握计算机网络的分类1
三、理解互联网的组成2
四、掌握计算机网络的性能指标2
任务实施2
一、计算机网络的定义及功能2
二、计算机网络的分类3
三、互联网的组成4
四、计算机网络的性能指标11
任务小结13
任务检测13
任务二了解计算机网络的体系结构16
任务导读16
任务学习目标16
任务分解16
一、理解计算机网络的分层思想16
二、理解网络协议16
三、认识计算机网络的体系结构17
任务实施17
一、计算机网络的分层思想17
二、网络协议及其组成要素19
三、计算机网络的体系结构20
任务小结21
任务检测22
任务三认识物理层24
任务导读24
任务学习目标24
任务分解24
一、理解物理层的基本任务24
二、了解数据通信的基本知识24
三、掌握物理层的通信媒体及其工作原理25
四、理解常用的信道复用技术及其工作原理25
任务实施25
一、物理层的基本任务25
二、数据通信的基本知识26
三、物理层的主要传输媒体29
四、常用的信道复用技术及其工作原理32
任务小结35
任务检测35
任务四认识数据链路层38
任务导读38
任务学习目标38
任务分解38
一、了解数据链路层的基本概念38
二、掌握数据链路层的3个基本问题38
三、理解局域网的工作原理39
四、掌握扩展局域网的方法及以太网交换机的工作原理39
任务实施39
一、数据链路层的基本概念39
二、数据链路层的3个基本问题40
三、局域网的工作原理45
四、局域网的扩展及以太网交换机的工作原理51
任务小结55
任务检测55
任务五认识网络层58
任务导读58
任务学习目标58
任务分解58
一、了解网络层提供的2种服务的区别58
二、理解IP的主要工作原理59
三、掌握划分子网的方法59
四、掌握CIDR 地址划分方法59
五、理解互联网的路由选择协议59
六、了解虚拟专用网和网络地址转换59
任务实施60
一、网络层提供的2种服务60
二、IP的工作原理62
三、划分子网74
四、CIDR 编址与地址分配76
五、互联网的路由选择协议80
六、虚拟专用网和网络地址转换88
任务小结89
任务检测89
任务六认识传输层94
任务导读94
任务学习目标94
任务分解94
一、了解传输层的基本概念94
二、了解TCP的首部格式95
三、理解可靠传输的工作原理及TCP可靠传输的实现95
四、掌握TCP的流量控制与拥塞控制方法95
五、了解TCP的连接建立和释放过程95
任务实施95
一、数据链路层的基本概念95
二、TCP的首部格式99
三、可靠传输的工作原理及TCP的可靠传输实现101
四、TCP的流量控制与拥塞控制106
五、TCP连接的建立与释放112
任务小结114
任务检测114
任务七认识应用层119
任务导读119
任务学习目标119
任务分解119
一、了解应用层的基本概念119
二、域名系统120
三、文件传送协议120
四、万维网120
五、电子邮件120
六、动态主机配置协议(DHCP)与简单网络管理协议(SNMP)120
任务实施120
一、应用层的基本概念120
二、域名系统121
三、文件传送协议126
四、万维网129
五、电子邮件136
六、动态主机配置协议(DHCP)与简单网络管理协议(SNMP)137
任务小结139
任务检测139
任务八了解计算机网络安全142
任务导读142
任务学习目标142
任务分解142
一、了解计算机网络面临的安全威胁142
二、明确计算机网络安全的目标142
三、了解计算机网络安全的常用防护对策143
任务实施143
一、计算机网络面临的安全威胁143
二、计算机网络安全目标146
三、计算机网络安全的常用对策147
任务小结179
任务检测180
任务九初步了解下一代互联网——区块链182
任务导读182
任务学习目标182
任务分解182
一、掌握区块链的概念182
二、区块链的工作原理182
三、区块链的主要应用场景183
四、区块链实际应用需解决的主要问题183
任务实施183
一、区块链的概念183
二、区块链的工作原理185
三、区块链的主要应用场景188
四、区块链实际应用需解决的主要问题190
任务小结191
任务检测191
参考文献192