本科计算机网络知识回顾部分教案

1 为什么要回顾

之所以要对本科阶段的网络课程内容进行回顾，主要是发现之前选这门课的学生，虽然本科阶段学习过计算机网络课程，也了解到网络分层的体系结构，也学习到各个不用层次的具体知识点，但并不会活学活用，并不能把各种不同层次，各种不同协议如何通力协作完成各种网络通信的内在机理都理解清楚。

2 以什么形式进行回顾

以融会贯通各种层次、各种协议和各种原理为目标，通过对5层协议的重点内容分析、现场演示和抓包分析各种典型网络应用、以一个浏览器访问远端web server的深入剖析等形式，来完成回顾。

3 回顾的具体内容

3.1 计算机网络5层回顾

通过快速地、简要地、重点突出的方式，对于物理、链路、网络、传输和应用5层进行介绍，比如物理层，简单带过；链路层，强调其成帧和流量控制、MAC子层；网络层强调其路由算法和选路机制；传输层强调其端到端可靠传输的本质。

3.2 Wireshark软件的使用

深入网络现象和应用分析，离不开抓包软件的使用。本门课程要求学生必须学会使用Wireshark来抓包并分析并可视化各种协议。

3.3 抓包分析Ping、Traceroute两个典型软件的运行过程

通过课堂上演示Ping、Traceroute两个经典网络软件的运行和抓包分析，让同学们看到以太、IP、ICMP等协议的具体应用，TTL字段的物理含义，以及Traceroute软件对于TTL的巧妙应用。

3.4 以浏览器访问web server过程为例

通过自带的笔记本，给同学们现场分析一个50行左右的java版web server源代码，编译并运行该代码，通过手机上浏览器访问该web server。通过全过程Wireahrk抓包，给同学们演示DNS、HTTP如何通过GET访问网页、TCP如何通过三次握手建立连接（协商初始序列号）、TCP如何通过检错、反馈、重传来完成可靠传输、IP层如何进行选路、链路层如何完成子网内直接传输。

并进而推广到浏览器访问远端（跨2-3个网段）web server的过程，重点演示子网内源MAC地址、目标MAC地址随子网而变，IP层以上在整个传输过程中基本保持不变（除了TTL每通过一个路由器减1）。

4 希望的学习效果

希望同学们通过本科网络知识回顾，能够把学习到的网络知识融会贯通，能够使用Wireshark等工具，对各种网络应用和网络现象、网络故障进行分析。

一句话，让学习到的网络知识和技能“活”起来。

5 重点和难点分析

5.1  让学生了解到网络端到端的传输，是两个端主机上两个进程之间的传输，而且是由多个子网内链路层传输“接力”完成的传输。在这个过程中，链路层协议头的源MAC和目标MAC一直在变，而IP层之上的部分（除了TTL每经过一个路由器减1），基本保持不变。

5.2 TCP连接的概念比较抽象，要让学生理解这个连接是一个软连接，核心概念是实现可靠传输。因此，三次握手连接的物理意义其实是协商初始序列号，端到端通过出错检错（目标端传输层检错）、丢失检测（源端超时）以及重发的机制来完成可靠传输。

5.3 典型浏览器访问web server的过程，能够让学生充分理解DNS、HTTP、TCP、IP、以太、ARP、路由转发、网关、子网、掩码等等重要的网络概念如何协同完成相关的功能，是一个难点和重点。