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第0章 计算机网络课程知识点组织的总体说明 1

0.1 从科研工作角度探讨计算机网络课程改革的定位 1

0.1.1 我国互联网规模与互联网普及率的增长 1

0.1.2 计算机网络从互联网、移动互联网到物联网的发展趋势分析 1

0.2 从互联网、移动互联网到物联网中网络技术的“变”与“不变” 4

0.2.1 从计算机体系结构的角度去认识网络技术中的“变”与“不变” 5

0.2.2 从计算机操作系统的角度去认识网络技术中的“变”与“不变” 5

0.2.3 从网络系统结构设计的角度去认识网络技术中的“变”与“不变” 8

0.2.4 从网络服务特点的角度去认识网络技术中的“变”与“不变” 10

0.2.5 从进程通信与TCP协议实现的角度去认识网络技术中的“变”与“不变” 10

0.3 计算机网络技术发展对网络课程教学要求的变化 11

0.3.1 扁平化 11

0.3.2 多层次 12

0.3.3 专门化 12

0.4 从教学研究角度认识计算机网络课程改革的方向 13

0.4.1 以教学研究指导教学与教材体系建设 13

0.4.2 研究计算机网络课程内容“变”与“不变”的关系 13

0.5 对Computer Networks第3版至第5版内容变化的分析 15

0.5.1 第1章 “计算机网络概论”内容的变化 15

0.5.2 第2章 “物理层”内容的变化 16

0.5.3 第3章 “数据链路层”内容的变化 17

0.5.4 第4章 “介质访问控制子层”内容的变化 18

0.5.5 第5章 “网络层”内容的变化 19

0.5.6 第6章 “传输层”内容的变化 20

0.5.7 第7章 “应用层”内容的变化 21

0.5.8 第8章 “网络安全”内容的变化 22

0.6 本科网络课程教学定位与教材体系建设方案的设计 23

0.6.1 本科网络课程教学定位 23

0.6.2 计算机网络课程教学与教材体系建设 23

0.6.3 网络课程内容先进性与系统性的关系 24

0.6.4 网络理论教学与能力培养并重的关系 25

0.6.5 教材体系适用的范围 26

0.7 计算机网络课程教学内容 26

0.7.1 主教材《计算机网络（第4版）》知识点结构 26

0.7.2 《计算机网络教师用书（第4版）》的编写 30

0.7.3 《计算机网络实验指导书》的编写 31

0.7.4 《计算机网络软件编程指导书》的编写 31

0.7.5 《计算机网络习题解析与同步练习（第2版）》的编写 32

0.7.6 网络课程教材的使用与教学方法的讨论 33

0.8 教材内容与研究生入学统考（网络技术）大纲内容要求的关系 34

0.8.1 对研究生入学统考（网络技术）大纲内容的分析 34

0.8.2 计算机网络体系结构 36

0.8.3 物理层 37

0.8.4 数据链路层 38

0.8.5 网络层 39

0.8.6 传输层 40

0.8.7 应用层 41

0.8.8 对于复习、备考的建议 42

第1章 计算机网络概论 44

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 44

第二部分 教学内容问答 45

问题1-1：分组交换技术经历了怎样的发展与演变过程？ 45

问题1-2：ARPANET的研究经历了怎样的发展与演变过程？ 50

问题1-3：TCP/IP经历了怎样的发展与演变过程？ 56

问题1-4：如何认识互联网形成与发展的过程？ 59

问题1-5：如何认识Web技术对互联网应用发展的影响？ 62

问题1-6：移动互联网经历了怎样的发展与演变过程？ 64

问题1-7：如何认识物联网发展的技术背景与社会背景？ 74

问题1-8：计算机网络存在着几种定义？ 77

问题1-9：计算机网络与分布式计算机系统有哪些区别？ 77

问题1-10：如何理解计算机网络定义中“独立计算机系统”的含义？ 78

问题1-11：在计算机网络与互联网结构的研究中采用了几种抽象方法？ 78

问题1-12：如何理解与应用OSI参考模型？ 84

问题1-13：如何认识预测互联网发展的新摩尔定律？ 87

问题1-14：如何认识互联网发展的成功经验？ 89

问题1-15：术语辨析：Computer Network、internet、Internet与Intranet。 91

问题1-16：术语辨析：结点与节点、互连与互联。 91

问题1-17：你能不能对网络课程讲授的技术做一个综述？ 92

第三部分 习题参考答案 93

第2章 物理层 94

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 94

第二部分 教学内容问答 95

问题2-1：传输介质包括在物理层之中吗？ 95

问题2-2：为什么说物理层协议类型最复杂、变化最快？ 96

问题2-3：如何理解数据通信中的同步方式问题？ 97

问题2-4：传输介质特性需要从几个方面去描述？ 97

问题2-5：学习双绞线知识需要注意哪些问题？ 97

问题2-6：学习光纤物理层标准需要注意哪些问题？ 98

问题2-7：什么是“裸光纤”？ 99

问题2-8：学习无线通信知识需要注意哪些问题？ 99

问题2-9：什么是工业、科学与医药专用ISM频段？ 101

问题2-10：如何认识CDMA与OFDM？ 101

问题2-11：如何理解信息、数据和信号之间的关系？ 102

问题2-12：数据编码分类的依据是什么？ 103

问题2-13：如何理解频带传输与模拟数据信号编码方法？ 103

问题2-14：如何理解调制解调器的基本工作原理？ 105

问题2-15：EIA RS-232物理接口标准包括哪些基本的内容？ 107

问题2-16：如何理解波特率与比特率的定义？ 108

问题2-17：如何理解“带宽”的概念？ 109

问题2-18：如何认识基带信号的频谱特性？ 110

问题2-19：信道带宽对基带信号传输有什么样的影响？ 113

问题2-20：为什么不同教科书的曼彻斯特编码波形可能是不同的？ 113

问题2-21：为什么要研究脉冲编码调制PCM技术？ 114

问题2-22：奈奎斯特准则是如何推导出来的？ 115

问题2-23：为什么在计算机网络的讨论中可以用带宽来取代速率？ 117

问题2-24：为什么1kbps≠1024bps？ 117

问题2-25：多路复用中“帧”与数据链路层中“帧”的区别是什么？ 117

问题2-26：为什么会出现T1、E1等多种载波速率体系？ 118

问题2-27：SONET是在什么样的背景下发展起来的？ 118

问题2-28：如何理解传输网中“同步”的概念？ 119

问题2-29：SDH技术是在什么样的背景下发展起来的？ 119

问题2-30：SDH传输网具有哪些主要的技术特点？ 120

问题2-31：如何理解SONET同步封装净荷的概念？ 120

问题2-32：应对不同应用环境需求的接入技术主要有哪些类型？ 120

问题2-33：如何理解数字用户线xDSL接入技术？ 121

问题2-34：什么是ADSL与ADSL-Lite技术？ 122

问题2-35：术语辨析：ISP、NAP、NSP、ICP与IDC。 123

第三部分 习题参考答案 124

第3章 数据链路层 125

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 125

第二部分 教学内容问答 126

问题3-1：产生传输差错的主要原因是什么？ 126

问题3-2：如何理解误码率的定义？ 126

问题3-3：检错码与纠错码的区别是什么？ 127

问题3-4：如何理解循环冗余编码CRC的基本工作原理？ 127

问题3-5：为什么从教材给出的例子中看不出CRC能够检查出全部奇数位错？ 128

问题3-6：如何理解差错控制机制的基本概念？ 128

问题3-7：物理线路与数据链路是什么关系？ 128

问题3-8：数据链路的主要功能是什么？ 129

问题3-9：数据链路层协议有哪几种类型？ 129

问题3-10：为什么说系统学习HDLC协议对理解数据链路层协议有重要的作用？ 130

问题3-11：如何理解HDLC对数据链路的配置方式和数据传送方式？ 131

问题3-12：如何理解HDLC帧结构特点？ 132

问题3-13：如何理解HDLC协议的交互过程？ 132

问题3-14：数据链路层滑动窗口协议有哪几种类型？ 133

问题3-15：如何分析单帧停止等待协议的效率？ 133

问题3-16：如何理解滑动窗口控制机制的工作原理？ 134

问题3-17：PPP经历了怎样的发展过程？ 135

问题3-18：PPP具有哪些主要的特点？ 135

问题3-19：PPP具有哪些基本的功能？ 135

问题3-20：PPP协议帧有几种类型？ 136

问题3-21：如何理解PPP链路控制帧的作用？ 136

问题3-22：PPP在解决帧透明性时有什么特殊之处？ 136

第三部分 习题参考答案 136

第4章 介质访问控制子层 138

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 138

第二部分 教学内容问答 139

问题4-1：如何认识局域网发展与演变的过程？ 139

问题4-2：如何认识高速Ethernet的发展背景？ 140

问题4-3：如何认识Ethernet的未来发展趋势？ 141

问题4-4：协议ALOHA、CSMA、CSMA/CD与CSMA/CA是什么关系？ 142

问题4-5：CSMA/CD、Token Bus与Token Ring有哪些共同之处？ 144

问题4-6：如何比较CSMA/CD、Token Bus与Token Ring的性能？ 144

问题4-7：Token Bus、Token Ring与CSMA/CD具有哪些特点？ 145

问题4-8：支持TCP/IP的IEEE 802局域网和城域网都包括哪些协议标准？ 146

问题4-9：术语辨析：介质、介质访问与介质访问控制。 148

问题4-10：为什么要将Ethernet的基本工作原理与实现技术作为重点内容系统讨论？ 148

问题4-11：对Ethernet的CSMA/CD工作原理的描述有几种方法？ 149

问题4-12：Ethernet是通过什么方法来判断总线的忙闲状态与冲突的？ 149

问题4-13：在什么情况下CSMA/CD算法是正确的？ 151

问题4-14：如何理解CSMA/CD执行过程中的随机后退延迟算法？ 152

问题4-15：Ethernet V2.0规范与IEEE 802.3 标准在帧结构上有哪些差别？ 153

问题4-16：为什么在计算题中Ethernet帧最大长度有时用1518B，有时用1526B？ 153

问题4-17：为什么将Ethernet的MAC地址叫作物理地址？ 154

问题4-18：如何设计Ethernet网卡？ 155

问题4-19：术语辨析：冲突、冲突域、冲突检测、冲突窗口与冲突避免。 157

问题4-20：术语辨析：最小帧长度、最大帧长度与最小帧间隔。 159

问题4-21：如何理解交换式Ethernet与共享式Ethernet的异同点？ 159

问题4-22：什么是交换机的线速、线速转发、背板带宽、转发速率与交换带宽？ 159

问题4-23：为什么说虚拟局域网VLAN不是一种新型的局域网？ 161

问题4-24：制定VLAN标准IEEE 802.1 Q的难点在哪里？ 162

问题4-25：高速Ethernet采取什么样的发展策略？ 162

问题4-26：为什么高速Ethernet采用4B/5B、8B/10B与64B/66B编码方法？ 163

问题4-27：高速局域网为什么在物理层与MAC层之间都增加了介质专用接口MII？ 165

问题4-28：为什么Fast Ethernet需要设计速率自动协商机制？ 165

问题4-29：为什么10GbE帧封装在OC-192帧中传输的数据传输速率不是10Gbps？ 166

问题4-30：10GbE的物理层协议有多少种类型？ 166

问题4-31：如何理解光以太网、城域以太网的特点及它们之间的关系？ 168

问题4-32：如何理解Ethernet物理层标准命名方法？ 169

问题4-33：什么是中继器？ 170

问题4-34：什么是集线器？ 171

问题4-35：什么是网桥？ 172

问题4-36：什么是透明网桥？ 173

问题4-37：什么是源路由网桥？ 174

问题4-38：如何理解生成树协议STP的基本内容？ 174

问题4-39：什么是广播风暴？ 176

问题4-40：局域网网桥与交换机的区别是什么？ 177

问题4-41：中继器、集线器、交换机、网桥、路由器与网关的区别是什么？ 177

问题4-42：IEEE 802.1 1协议族是由哪些协议组成的？ 179

问题4-43：什么是无线局域网中的“一跳”和“多跳”？ 181

问题4-44：如何理解“Wireless Fidelity”的含义？ 181

问题4-45：术语辨析：BSS、ESS与MBSS。 182

问题4-46：什么是分布式系统DS与无线分布式系统WDS？ 182

问题4-47：术语辨析：Ad Hoc与Mesh。 184

问题4-48：术语辨析：AP与Mesh AP。 185

问题4-49：术语辨析：SSID与BSSID。 185

问题4-50：术语辨析：点协调、分布式协调与混合协调。 186

问题4-51：为什么无线局域网不能采用CSMA/CD介质访问控制方法？ 187

问题4-52：如何理解802.1 1协议对“漫游”的处理方法？ 187

问题4-53：802.1 1协议是如何支持移动终端设备节能管理的？ 188

问题4-54：如何理解AP的“双频多模”？ 188

问题4-55：如何认识“统一无线网络”研究的必要性？ 188

问题4-56：什么是胖AP与瘦AP？ 190

问题4-57：如何理解虚拟AP？ 191

第三部分 习题参考答案 192

第5章 网络层 194

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 194

第二部分 教学内容问答 195

问题5-1：如何评价IPv4协议？ 195

问题5-2：如何理解IP协议的“尽力而为”服务的含义？ 196

问题5-3：最初的IPv4协议主要包括哪些内容？ 196

问题5-4：IPv4协议的缺陷主要表现在哪几个方面？ 196

问题5-5：如何认识IP协议发展与演变的过程？ 197

问题5-6：讲授网络层需要注意哪些问题？ 198

问题5-7：IP协议的特点是什么？ 198

问题5-8：如何认识IPv4与IPv6报头结构的特点？ 199

问题5-9：如何认识IPv6基本报头的特点？ 201

问题5-10：如何认识IPv6扩展报头的特点？ 204

问题5-11：如何从路由器分组转发过程认识IPv4与IPv6的区别？ 209

问题5-12：如何认识IPv4与IPv6地址的区别？ 213

问题5-13：术语辨析：子网掩码与前缀。 214

问题5-14：如何理解地址聚合？ 215

问题5-15：IPv4与IPv6都定义了哪些特殊用途的地址？ 216

问题5-16：如何理解IP地址中的子网广播地址与本地广播地址？ 217

问题5-17：如何理解回送地址127.0.0.0的作用？ 218

问题5-18：全1的IP地址与host-ID全1的IP地址区别是什么？ 220

问题5-19：子网划分时subnet-ID能够取全1吗？ 220

问题5-20：如何理解网络专用地址的作用？ 221

问题5-21：如何认识IPv6地址的特点？ 221

问题5-22：如何认识IPv6单播地址的特点？ 224

问题5-23：如何认识IPv6组播地址的特点？ 228

问题5-24：如何认识IPv6任播地址的特点？ 229

问题5-25：如何认识IPv6主机地址与路由器地址的不同？ 230

问题5-26：如何认识ICMPv6协议的特点？ 230

问题5-27：如何理解IPv6地址自动配置功能？ 239

问题5-28：IP地址习题有哪几种基本类型？ 241

问题5-29：术语辨析：缆段、网络、子网与互联网络。 241

问题5-30：路由选择算法与路由选择协议是同一件事吗？ 242

问题5-31：路由选择算法的研究经历了怎样的发展过程？ 242

问题5-32：为什么要采取自治系统与分层路由的方法？ 243

问题5-33：如何认识路由选择协议的特点？ 244

问题5-34：RIP与OSPF协议的区别是什么？ 245

问题5-35：为什么不对“头部校验和出错”发送ICMP差错报告报文？ 245

问题5-36：如何理解IP多播的基本概念？ 245

问题5-37：IP多播地址是如何规定的？ 246

问题5-38：IGMP包括哪些基本内容？ 246

问题5-39：什么时候需要使用IP多播隧道技术？ 247

问题5-40：为什么要研究RSVP、DiffServ与MPLS技术？ 247

问题5-41：什么是资源预留协议RSVP？ 247

问题5-42：什么是区分服务DiffServ？ 247

问题5-43：什么是多协议标识交换MPLS？ 248

问题5-44：MPLS VPN具有哪些特点？ 248

问题5-45：为什么要研究ARP技术？ 249

问题5-46：ARP功能是如何实现的？ 249

问题5-47：ARP基本工作过程是怎样的？ 251

问题5-48：IP分组在转发过程中IP地址与MAC地址到底哪个在变？ 252

问题5-49：如何认识中继器、集线器、网桥、交换机、路由器与网关的区别？ 253

问题5-50：路由器要接入Ethernet、FE、GE与PPP在硬件上应该如何处理？ 254

问题5-51：路由器有哪几种基本类型？ 254

问题5-52：如何认识路由器的结构与工作原理？ 255

问题5-53：评价路由器性能的指标主要有哪些？ 259

问题5-54：如何认识路由器的发展趋势？ 262

第三部分 习题参考答案 271

第6章 传输层 273

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 273

第二部分 教学内容问答 274

问题6-1：为什么说传输层“端-端”通信是一次质的飞跃？ 274

问题6-2：网络环境中分布式进程通信有哪些重要的特点？ 274

问题6-3：如何解决网络环境中的进程标识问题？ 275

问题6-4：如何理解进程间相互作用的Client/Server模式？ 275

问题6-5：如何实现进程通信中的Client/Server模式？ 277

问题6-6：UDP有哪些主要的特点？ 279

问题6-7：如何理解UDP的基本工作过程？ 280

问题6-8：UDP端口号是如何分配的？ 281

问题6-9：UDP做检验和时为什么要加上伪报头？ 282

问题6-10：UDP适应于哪些应用领域？ 283

问题6-11：为什么能够查到很多关于TCP的RFC文档？ 284

问题6-12：TCP具有哪些主要的特点？ 285

问题6-13：为什么TCP与UDP熟知端口号大多数是奇数？ 286

问题6-14：TCP在进程交互过程中使用了几种计时器？ 287

问题6-15：为什么TCP在计算校验和时要加上伪报头？ 288

问题6-16：TCP默认的最大段长度MSS是多少？ 288

问题6-17：TCP与HDLC协议都使用了确认与窗口机制，它们之间的区别是什么？ 289

问题6-18：实时传输协议RTP/RTCP的研究背景是什么？ 289

问题6-19：如何认识RTP的特点及其与相关协议的关系？ 293

问题6-20：如何认识RTCP与RTP的关系？ 297

问题6-21：如何认识容迟网DTN技术的研究背景？ 298

问题6-22：什么是DTN体系结构？ 300

问题6-23：如何认识DTN协议体系模型与数据束协议的特点？ 301

问题6-24：DTN技术在星际网络中有哪些应用？ 304

第三部分 习题参考答案 307

第7章 应用层 308

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 308

第二部分 教学内容问答 309

问题7-1：如何认识Internet应用发展不同阶段的特点？ 309

问题7-2：传输层与应用层都讨论Client/Server模式，两者的区别是什么？ 309

问题7-3：网络体系结构与应用程序体系结构是什么关系？ 310

问题7-4：为什么说P2P网络是在IP网络上构建的一种逻辑的覆盖网？ 311

问题7-5：P2P网络是在什么样的背景下发展起来的？ 311

问题7-6：如何认识域名系统、域名与域的关系？ 312

问题7-7：域名、端口号、IP地址、MAC地址是什么关系？ 312

问题7-8：区、域与域名服务器是什么关系？ 312

问题7-9：域名服务器有几种类型？ 314

问题7-10：ARP与DNS是什么关系？ 314

问题7-11：TELNET协议是在什么样的背景下产生的？ 314

问题7-12：为什么TELNET协议又称为网络虚拟终端协议？ 315

问题7-13：TELNET协议如何实现异构计算机系统之间的相互访问？ 315

问题7-14：电子邮件系统运行过程中涉及哪几种协议？ 316

问题7-15：MIME邮件传输协议怎样扩展SMTP功能？ 316

问题7-16：什么是Web服务的基本和核心的协议？ 316

问题7-17：URL的作用是什么？ 317

问题7-18：如何理解HTTP无状态协议的特征？ 317

问题7-19：如何理解HTTP非持续连接与持续连接、非流水线与流水线的特征？ 318

问题7-20：B/S模式与C/S模式到底有哪些区别？ 318

问题7-21：搜索引擎的基本工作原理是什么？ 320

问题7-22：即时通信协议是如何发展起来的？ 321

问题7-23：即时通信有哪几种工作模型？ 321

问题7-24：SIP具有什么样的特点？ 322

问题7-25：为什么要研究动态主机配置协议DHCP？ 323

问题7-26：DHCP经历了怎样的发展过程？ 324

问题7-27：DHCP服务器的主要功能是什么？ 325

问题7-28：DHCP客户的主要功能是什么？ 325

问题7-29：网络管理功能应该包括哪些内容？ 325

问题7-30：网络管理系统是由哪几个部分组成的？ 326

问题7-31：如何理解SNMP名称中“简单”的含义？ 327

问题7-32：通过对FTP的解析，如何理解应用层协议包括哪些内容？ 327

问题7-33：如何理解应用层协议的分类？ 328

问题7-34：如何理解网络应用与各层协议之间的关系？ 329

问题7-35：如何理解应用层网络应用软件设计与开发方法？ 330

第三部分 习题参考答案 330

第8章 网络安全 332

第一部分 学习目的、要求与知识点结构 332

第二部分 教学内容问答 332

问题8-1：如何认识网络安全技术的特点？ 332

问题8-2：网络安全与信息系统安全是什么关系？ 334

问题8-3：网络安全与网络应用技术发展是什么关系？ 334

问题8-4：网络安全技术研究包括哪些基本的内容？ 334

问题8-5：网络安全与密码学是什么关系？ 336

问题8-6：密钥的位数越长是不是就越好？ 336

问题8-7：如何认识公钥基础设施PKI的作用？ 337

问题8-8：数字签名到底能够起到什么样的作用？ 337

问题8-9：网络安全协议具有哪些特点？ 338

问题8-10：如何认识网络层安全协议IPSec的特点？ 338

问题8-11：如何理解IPSec VPN的技术特点？ 339

问题8-12：安全电子邮件协议研究的基本思路是什么？ 340

问题8-13：传输层安全协议SSL、PCT、TLS及OpenSSL之间是什么样的关系？ 340

问题8-14：如何理解SSL、SET协议与Web安全的关系？ 341

问题8-15：防火墙的设计思想是什么？ 343

问题8-16：如何认识防火墙系统的结构？ 344

问题8-17：防火墙技术有什么样的局限性？ 347

问题8-18：网络攻击包括哪些主要的类型？ 348

问题8-19：如何认识DoS攻击与DDoS攻击？ 350

问题8-20：如何认识僵尸网络的特征？ 352

问题8-21：如何认识入侵检测技术的特征？ 352

问题8-22：恶意软件与病毒是什么关系？ 353

问题8-23：如何理解恶意代码定义中“故意”的含义？ 354

问题8-24：病毒的定义是什么？ 354

问题8-25：病毒、蠕虫、特洛伊木马与流氓软件的主要区别是什么？ 354

问题8-26：垃圾邮件的定义是什么？ 356

问题8-27：网络防病毒软件应用的基本方法是什么？ 356

第三部分 习题参考答案 357

参考文献 359