数据网络EEEN30111

课程内容：

数据网络是电子设备通信的基础，支持从微控制器与传感器通信到个人电脑与位于世界另一端的服务器通信的所有事情。不同的通信应用有不同的目标和需求，但在硬件、逻辑电路、协议和软件方面使用相似的原则。

课程大纲：

1、网络协议栈：一般要求、资源共享、多路复用、分层网络架构、程序接口。ISO/OSI参考模型、5层模型。

2、直接链接网络：物理介质的系统属性。带宽、延迟、行程时间概念和“保持管道”满。节点和链接、链接编码、数据帧协议和错误保护。可靠的传输和使用自动重传请求协议和滑动窗口算法。

3、局域网：以太网（IEEE 802.3）、无线局域网（IEEE 802.11、IEEE 802.15）、物理结构、访问协议和操作属性。

4、分组交换：可靠连接与不可靠连接、数据报、网络交换、虚拟电路、存储转发概念。局域网交换机、路由算法。单播、多播和广播概念。

5、互联网：互联网协议（IPv4）——服务模型、数据报、寻址、主机配置和错误报告。路由算法（距离向量、链路状态）和路由度量。子网划分和无类路由的概念。

6、端到端协议：不可靠（UDP）和可靠（TCP）协议、段格式、连接建立和终止、滑动窗口和自适应重传。

7、域名和层次结构。域名系统。

8、嵌入式系统网络：嵌入式系统网络的具体要求和设计问题：拓扑、协议、稳健性、错误处理。同步和异步协议。嵌入式系统网络的示例：I2C和SPI

9、数字数据编码：汉明编码、奇偶校验、CRC和IP校验和。

10、网络安全：加密算法：对称密钥、公钥、消息摘要。安全服务：隐私、认证、完整性控制、不可抵赖性。

学习成果：

成功完成本课程后，学生将能够：

1、描述和分析应用层协议和方案，包括域名系统（DNS）。

2、计算选定的协议校验和，包括但不限于CRC和1s补码校验和以及汉明编码方案。

3、描述TCP/IP和选定的嵌入式系统协议的运行。

4、嵌入式系统协议。

5、计算与选定的TCP/IP协议相关的数量，包括但不限于拥塞和数据流率。

6、描述和分析简单的分组交换网络和选定的路由算法的操作。

7、将选定的安全协议应用于示例网络，并计算共享密钥、秘密密钥和公共密钥的值。

8、计算有线和无线网络的属性，包括但不限于数据速率、子网地址以及传输和传播时间。