一、课程简介

《计算机网络》课程是计算机及相关专业的必修课。本课程主要针对计算机网络的理论及应用，围绕ISO/OSI参考模型介绍计算机网络的基本原理、基本概念以及有关协议标准；了解局域网和广域网技术、网络互连和网络技术、Internet技术以及计算机网络安全技术；熟悉常见网络设备的功能和基本应用，了解交换机和路由器的基本操作配置过程。课程注重实际应用和理论相结合，并反映计算机网络的新技术。经过学习，学生应能较系统地掌握计算机网络的基本知识，了解计算机网络的体系结构和协议的相关概念及应用，学习局域网技术、网络互连设备，学习因特网协议和一定的网络技术。最终可以对于常见网络问题进行分析处理。本课程要求学生应具有计算机基础、高级语言程序设计等知识。同时，激发学生爱国主义情怀和专业知识探究热情，使其树立正确的价值观，培养学生专业精神和行业精神，增进学生知识应用能力及实际实验设计能力，提高创新创业能力。

二、案例基本信息

1.案例名称：构建未来：数字时代的计算机网络

2.对应章节：第一章概述

3.课程讲次：2课时

三、案例教学目标

《计算机网络》课程育人目标是在掌握计算机网络的专业理论知识的基础上，加强工程项目应用能力，并及时了解计算机网络的新技术、新发展。根据计算机网络课程的特点，对照工程认证专业标准中关于学生工程与社会能力的要求，让学生能够在解决复杂工程问题时，具有较高的分析问题和解决问题的能力，同时根据已有工程情况，能及时分析并合理提出问题，予以改进的能力。结合课程特点将党的路线方针政策、社会主义核心价值观、理想信念、职业道德等融入课堂，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，认识到工程对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解其应承担的责任。

该案例教学目标为使学生掌握计算机网络基础，如计算机网络的定义、发展、功能、组成、性能指标、拓扑结构等。通过对计算机网络发展的概述，介绍当前我国计算机网络技术发展的重大成就，激发学生爱国自豪感和自信心。通过行业发展前景，了解新时代人才的定义，激发学生会社会主义核心价值观的认同感，让学生学习计算机软件从业人员应当具备的职业道德守则和工匠精神，将职业生涯与国家的发展有机融合起来。

四、案例主要内容

教学设计内容：

（1）了解计算机网络在信息时代中的作用，了解互联网基础结构发展的三个阶段，并了解互联网的标准化工作；掌握计算机网络的定义；掌握计算机网络的性能指标和非性能特征；

（2）了解计算机网络的组成；

（3）理解计算机网络的功能；

（4）理解计算机网络的拓扑结构。重点和难点：

（1）计算机网络的定义。学习了解定义的组成各部分含义，加深计算机网络理解。

（2）计算机网络的性能指标。深入理解计算机网络的性能指标的含义，理论与实践相结合，与生活中出现的名词对应，更好的把握计算机网络的概念。

（3）计算机网络的拓扑结构。理解计算机网络拓扑结构含义，理解物理拓扑和逻辑拓扑之间的区别。感受拓扑学在计算机网络及生活中的应用。为之后的学习打好坚实的基础。

育人设计内容：

（1）结合计算机网络定义的多元性，引出学生学习的过程中，要融合百家之长，兼容并蓄，百花齐放，拥有批判主义精神，敢于创新，探索未知领域。

（2）阐述计算机网络发展史的过程中，通过讲述以及鼓励学生课后看相关视频，让学生深刻感悟中国网络发展起步晚，但是前辈们不畏艰险，不怕吃苦，敢于尝试，不断创新，不停努力赶超，最终有了中国现在的成就。

（3）阐述计算机网络功能时，结合网络强国事项，强调网络资源共享发展理念。

五、案例教学设计

1.计算机网络定义

思政元素：批判主义精神，探索未知领域

对计算机网络的定义是：计算机网络主要是有一些通用的、可编程的硬件互联而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。

其他定义：

1）计算机网络是将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

2）利用通信线路和通信设备，将地理位置不同的、功能独立的多台计算机互连起来，以功能完善的网络软件来实现资源共享和信息传递，就构成了计算机网络系统。

3）计算机网络按照不同的定义方式有多种定义，可以按照广义、按照连接、按照需求、按照用户角度定义。广义：计算机网络也称计算机通信网。关于计算机网络的简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。

计算机网络定义有很多版本，各自根据讲述的重点内容不同而表述不同，因此，我们在学习过程中，透过现象看本质，不要死记硬背。

2.计算机网络的发展

思政元素：不畏艰险，不怕吃苦，创新技术，为国争光

（1）Internet的起源和发展

1958年原苏联发射第一颗人造卫星“伴侣号”（Sputnik）后，引起了美国政界对于空间核进攻的恐惧，因此美国成立了该机构。

l雏形：1969年12月投入运行的ARPANET，为计算机网络的发展奠定了基础，其核心技术是分组交换技术。

发展：美国国家科学基金（National Science Foundation，NSF）于1985年开始建立了以15台超级计算机为中心的国家教育科研网NSFNET，并以此为基础与其他网络互连，逐渐替代了ARPANET的骨干地位，ARPANET在1990年6月停止运行，被因特网（Internet）取而代之，完成了它的历史使命。

商业化：20世纪90年代初，商业机构开始进入Internet，使得Internet大大普及，1995年NSFNET停止运营，Internet全面商业化

背景：

像“一战”带来了航空技术的飞跃、“二战”带来了电子技术的飞跃一样，Internet恐怕是冷战时代留给人们的礼物。追溯Internet发展历程，其出现是冷战锻造的金刚之躯，肇端于当今信息网络化的第一强国——美国。20世纪50年代，美国“五角大楼”基于应付苏联核威胁和日益激烈的军备竞赛需要，设立国防部高级研究计划署，其首要职责是“保持美国在技术上的领先地位，防止潜在的对手取得不可预见的技术进步”，确立军事上的绝对领先优势。1968年国防部高级研究计划署出资兴办ARPANET项目，计划将分布在美国东海岸4个城市的电脑实现互联，使其成为一个打不烂、堵不住、拖不垮的网络系统。ARPANET的天才构想之处在于：用一种新方法将不同的局域网（LAN）和广域网（WAN）互联成为Internetwork。这是一个可以在电脑之间提供众多路由的网络，每台电脑能够通过任意可用路由而不是通过某一固定路由来传送信息。由于Internet最初设计者的聪明才智，导致谁也无法完全掌握网络，也没有任何单一的公司或机构能够指导网络。Internet就像我们所生活的宇宙：无边无际，总有广阔的空间等待人们去探索。1969年最早的网络在加州大学和斯坦福研究院的4个节点之间正式运行。这就是Internet的由来。

雄心勃勃地要改变历史、造福人类。20世纪90年代，随着“信息高速公路”计划的倡导者——美国政府的鼎力推崇，吸引全球注意力并代表世界科技尖端水平的是步入日常生活、日益商业化的信息网络技术。美国在完成网络初创阶段后，不失时机地提出了NII计划，把建设信息高速公路作为政府新技术政策和产业政策的核心，视为“经济发展的新方向”。美国的NII计划强调：“国家信息基础结构给国家带来的潜在利益是巨大的。国家信息基础结构将使美国公司在全球经济竞争中获胜，为美国人民创造良好的就业机会，给国家带来经济增长。重要的是，国家信息基础结构注定会改变美国人民的生活，改善地理环境和经济地位的种种限制，向所有的美国人提供公平的机会，让他们尽量施展他们的才能，实现他们的抱负。”特别是其中隐约可见的功能就是平战两用、军民共用的国家信息基础结构将会大大增强美国的军事力量，维护美国在国际世界的霸主地位。“美国的命运同信息基础结构联系在一起”。这可谓一语中的。美国在开发、应用网络方面起步早、投入大，从而确立了在全球网络发展中的主导地位。一个全国性的、功能完善的网络已在美国基本建立，并向全球扩展领地。

（2）中国互联网发展：

（为加强加深学生对中国互联网的开始和发展的了解，推荐观看视频《网络中国》视频，在线课的课前半小时也会播放）

l第一阶段为1986.6-1993.3是研究试验阶段(E-mail Only).在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet联网技术,并开展了科研课题和科技合作工作.

l第二阶段为1994.4至1996年,是起步阶段(Full Function Connection).1994年4月,中关村地区教育与科研示范网络工程进入互联网,实现和Internet的TCP/IP连接,从而开通了Internet全功能服务.

l第三阶段从1997年至今,是快速增长阶段.国内互联网用户数97年以后基本保持每半年翻一番的增长速度.

背景：

中国追赶世界信息网络化先进水平，既是促进经济发展的需要，又是应对国际挑战的需要。世界潮流，浩浩荡荡，顺之则昌，逆之则亡。大潮奔涌之下，谁醒悟得晚，谁就只能向隅而泣。不管你喜欢不喜欢，人类正在编织着覆盖自身疆域、通往世界的网络系统，中国必须在网络新鲜空间占据应有地位，决不能被挤出这个空间而失去“网籍”。当发达国家利用信息高速公路进行国际竞争之时，倘若我们仍然使用传统信息传播手段，那么就相当于150年前我们用大刀长矛与西方的坚船利炮较量，中国的前途将十分危险。“由于互联网世界各国因特网普及程度的严重不平衡，因特网在加快全球经济增长速度的同时，也将使那些不能有效获取信息的发展中国家面临边缘化的危险”。信息网络革命的兴起表明，现代化已经不再单纯是一个由传统农业社会向现代工业社会的转型过程，而是一个通过信息革命向信息网络社会的跃迁过程。中国生产力尚不够发达，一只脚踏进了工业社会，一只脚还在农业社会，但眼睛要盯住信息网络社会，其现代化建设面临实现工业化和信息化的双重历史任务。“四个现代化，哪一化也离不开信息化。

推进中国的信息化建设，得到了党和国家领导人的高度重视，并被置于科技、经济、国防和社会层面优先发展的战略位置。早在1984年，世界“信息化趋势”初现，邓小平同志就准确地把握时代脉搏，以战略家眼光为《经济参考》创刊题词“开发信息资源，服务四化建设”，为中国信息业发展指明了方向。

计算机网络诞生自美国，我国发展较晚，上世纪90年代才开始蓬勃发展，并发展为最大的互联网用户群体。但是我们的前辈不畏艰难险阻，勤奋好学，勇于尝试，在不断的探索中，终于走出了中国特色网络发展。

计算机网络教研室供稿

责编：魏东平 审核：董西伟 李涛