Xarxes de Computadors

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
  • Precorequisit: SO
Departament
AC
L'assignatura de Xarxes de Computadors està dissenyada com a primer curs en aquesta àrea. El seu contingut està centrat fonamentalment en Internet. Durant el curs l'alumne aprèn la complexitat que hi ha al darrera d'aquesta xarxa d'abast mundial, que permet l'intercanvi d'informació de forma fiable i eficient. Per això s'explica com està organitzat Internet, quins són els protocols més importants i per a què serveixen. L'assignatura intenta fer una explicació "científica", avaluant amb problemes senzills els protocols que s'expliquen. Una part important de l'assignatura són les sessions de laboratori. En aquestes es realitzen pràctiques acuradament dissenyades per a que l'alumne experimenti "amb les seves pròpies mans" els conceptes que s'expliquen en les classes teòriques.

Professors

Responsable

  • Llorenç Cerdà Alabern ( )

Altres

  • David Carrera Pérez ( )
  • Davide Careglio ( )
  • German Santos Boada ( )
  • Jaime M. Delgado Merce ( )
  • Jordi Domingo Pascual ( )
  • Jorge García Vidal ( )
  • Jose Maria Barceló Ordinas ( )
  • Leandro Navarro Moldes ( )
  • Luc Etienne Jaulmes ( )
  • Luis Domingo Velasco Esteban ( )
  • Manel Medina Llinàs ( )
  • Marc Riera Villanueva ( )
  • Marc Ruiz Ramírez ( )
  • Pere Barlet Ros ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
1
Laboratori
1
Aprenentatge dirigit
0.4
Aprenentatge autònom
5.6

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques comunes

  • CT2 - Utilitzar d'una manera apropiada teories, procediments i eines en el desenvolupament professional de l'enginyeria informàtica en tots els seus àmbits (especificació, disseny, implementació, desplegament -implantació- i avaluació de productes) de manera que es demostri la comprensió dels compromisos adoptats a les decisions de disseny.
    • CT2.3 - Dissenyar, desenvolupar, seleccionar i avaluar aplicacions, sistemes i serveis informàtics i, al mateix temps, assegurar-ne la fiabilitat, la seguretat i la qualitat en funció de principis ètics i de la legislació i la normativa vigents.
    • CT2.4 - Demostrar coneixement i capacitat per a aplicar les eines necessàries a l'emmagatzematge, el processament i l'accés als sistemes d'informació, fins i tot els que es basen en la web.
  • CT3 - Demostrar coneixement i comprensió del context organitzatiu, econòmic i legal en el qual es desenvolupa la seva feina (coneixement adequat del concepte d'empresa, del marc institucional i jurídic de l'empresa, d'organització i gestió de les empreses).
    • CT3.6 - Demostrar coneixement de la dimensió ètica a l'empresa: la responsabilitat social i corporativa en general i, en particular, les responsabilitats civils i professionals de l'enginyer en informàtica.
  • CT6 - Demostrar coneixement i comprensió del funcionament intern d'un computador i del funcionament de les comunicacions entre ordinadors.
    • CT6.1 - Demostrar coneixement i tenir capacitat per a administrar i mantenir sistemes, serveis i aplicacions informàtiques.
    • CT6.2 - Demostrar coneixement, comprensió i capacitat d'avaluar l'estructura i l'arquitectura dels computadors, i els components bàsics que els componen.
    • CT6.4 - Demostrar coneixement i capacitat d'aplicació de les característiques, de les funcionalitats i de l'estructura dels Sistemes Distribuïts i de les Xarxes de Computadors i d'Internet que en garanteixi l'ús i l'administració, així com el disseny i la implementació d'aplicacions basades en elles.
  • CT7 - Avaluar i seleccionar plataformes de producció hardware i software per a l'execució d'aplicacions i de serveis informàtics.
    • CT7.1 - Demostrar coneixement de les mètriques de qualitat i saber-les utilitzar.
    • CT7.2 - Avaluar sistemes hardware/software en funció d'un criteri de qualitat determinat.
    • CT7.3 - Determinar els factors que incideixen negativament en la seguretat i la fiabilitat d'un sistema hardware/software, i minimitzar-ne els efectes.
  • CT8 - Planificar, concebre, desplegar i dirigir projectes, serveis i sistemes informàtics en tots els àmbits, liderar-ne la posada en marxa, la millora contínua i valorar-ne l'impacte econòmic i social.
    • CT8.1 - Identificar tecnologies actuals i emergents i avaluar si són aplicables, i en quina mesura, per a satisfer les necessitats dels usuaris.
    • CT8.4 - Elaborar el plec de condicions tècniques d'una instal·lació informàtica que compleixi els estàndards i la normativa vigent.

Competències Transversals

Aprenentatge autònom

  • G7 - Detectar carències en el coneixement propi i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement. Capacitat per a l'aprenentatge de nous mètodes i tecnologies, i versatilitat per a adaptar-se a noves situacions.
    • G7.2 - Aprenentatge guiat: dur a terme les tasques assignades a partir de les orientacions bàsiques que doni el professorat; decidir el temps necessari per a cada tasca, incloent aportacions personals i ampliant les fonts d'informació indicades. Ús apropiat de guies d'estudi. Capacitat de prendre decisions basades en criteris objectius (dades experimentals, científiques o de simulació disponibles). Capacitat d'avaluar las pròpies fortaleses i debilitats, i actuar en conseqüència.

Objectius

  1. Ser capaç d'indentificar les funcions principals associades als protocols de nivell físic, enllaç, xarxa, transport i aplicació d'una xarxa de computadors. Ser capaç d'identificar a quin nivell pertany un protocol.
    Related competences: CT6.4, CT6.1, G7.2,
  2. Ser capaç d'identificar les aplicacions que fan servir el paradigma client-servidor i distingir entre ports efímers i well-known.

    Related competences: CT2.4, CT6.2,
  3. Ser capaç de predir el funcionament dels protocols, i interpretar el contingut dels missatges que fan servir les aplicacions web, ftp, email i dns.
    Related competences: CT2.4, CT2.3,
  4. Ser capaç d'intrerpretar la representació electrònica de documents (html i xml).
    Related competences: CT6.4, CT2.4, G7.2,
  5. Ser capaç d'interpretar els camps de la capçalera IP, fragmentació de datagrames IP, missatges que generen els protocols ARP, ICMP.
    Related competences: CT6.1, CT6.2,
  6. Ser capaç de interpretar el contingut d'una taula d'encaminament i deduir-ne el contingut. Ser capaç de predir el comportament i els missatges que genera el protocol d'encaminament RIP. Ser capaç de dissenyar l'assignació d'adreces d'una xarxa IP, distinció entre adreces públiques i privades i l'ús de NAT.

    Related competences: CT6.1, CT6.2,
  7. Ser capaç de de dissenyar la configuració bàsica d'un firewall (NAT, llistes d'accés i túnels).

    Related competences: CT7.3, CT6.1, CT8.4, CT3.6, CT2.3,
  8. Ser capaç de diferenciar el servei i funcions dels protocols TCP i UDP, així com d'interpretar el contingut de les capçaleres del datagrames UDP i segments TCP.

    Related competences: CT6.4, CT7.1, CT6.1, CT6.2,
  9. Ser capaç de fer diagrames de temps que modelin el comportament d'un protocol ARQ, i en particular TCP.

    Related competences: CT7.1, CT7.2, CT6.2,
  10. Ser capaç de predir el comportament del control de flux i congestió de TCP. En concret, el funcionament de la finestra advertida, i els mecanismes de retransmissió de segments, finestra de congestió i algorismes de slow-start i congestion-avoidance.

    Related competences: CT7.1, CT7.2, CT6.2,
  11. Ser capaç d'estimar la velocitat efectiva d'una connexió TCP en diferents condicions (retards, velocitats de transmissió dels enllaços, pèrdues de segments, etc).

    Related competences: CT7.1, CT7.2, CT7.3,
  12. Ser capaç de fer diagrames de temps representatius del protocols MAC de les xarxes d'àrea local estudiades.

    Related competences: CT7.1, CT7.2,
  13. Ser capaç de deduir els mecanismes de control de flux actius en una xarxa d'àrea local, com es reparteix el tràfic de les estacions segons la topologia i els dispositius (hubs, commutadors i routers). Saber distingir entre dominis de col·lisió, i broadcast. Ser capaç de configurar VLANs/trunks, i determinar la topologia de la xarxa en funció de les VLANs configurades.

    Related competences: CT7.1, CT7.2, CT7.3, CT8.1,
  14. Ser capaç de determinar els colls d'ampolla d'una xarxa d'àrea local, i calcular la velocitat efectiva segons diferents condicions de tràfic.

    Related competences: CT7.1, CT7.2, CT7.3, CT8.1,

Continguts

  1. Introducció
    Introducció a Internet, xarxa de paquets organismes d'estandardització i el model de referència OSI de ISO.
  2. Xarxes IP
    Conèixer el format d'un datagrama IP. Tenir destresa amb el coneixement de l'adreçament IP, numeració, adreces púbiques i privades, subnetting. Conèixer els altres protocols de suport a IP (ICMP, ARP, DHCP). Saber com s'encamina un datagrama, què és la taula d'encaminament i conceptes dels algorismes d'encaminament IGP i EGP. Nocions bàsiques de NAT i seguretat en xarxes IP: Concepte de firewall i xarxes privades virtuals.
  3. El protocol TCP
    Conèixer el nivell de transport i les seves funcions més importants: Nocions sobre els protocols per a la recuperació automàtica d'errors (ARQ). Nivell de transport en xarxes TCP/IP: Els protocols UDP i TCP, en particular, els mecanismes de control de flux i control de congestió de TCP. Interfície de les aplicacions amb el nivell de transport (sockets).
  4. Xarxes d'àrea local
    Conèixer el diferents medis de transmissió i cablatge estructurat. Conèixer els principis dels protocols d'accés a un medi compartit en una xarxa d'àrea local. Protocol Ethernet, commutadors, VLANs i trunking. Nocions sobre les xarxes sense fils i el protocol 802.11 (WiFi).
  5. Aplicacions en xarxa
    Conèixer el paradigma client-servidor que fan servir les aplicacions en les xarxes TCP/IP, així com les aplicacions més importants (web, email, dns) i els protocols que fan servir (http, smtp).
    Conèixer alguns formats de la representació de documents de les aplicacions
    (html, xml).

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Desenvolupament del tema "Introducció"



Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Desenvolupament del tema "Aplicacions en xarxa"



Teoria
6h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Laboratori d'aplicacions en xarxa

Comprensió dels protocols HTTP, SMTP, POP3 i DNS. Ús de les eines de sistema per a monitoritzar-ne l'activitat i estudiar-ne el format i característiques.
  • Laboratori: sessió presencial de laboratori. s'hauria de fer en la setmana 4.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica
Objectius: 3
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori d'aplicacions en xarxa


Objectius: 1 2 3
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Pràctica de llenguatges de representació de continguts

Explorar la utilització dels llenguatges HTML i XML per a representar continguts.
Objectius: 4
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Pràctica de sockets

Desevolupar una aplicació client/servidor que utilitzi l'API de C de sockets per a comunicar-se. Caldrà desenvolupar un codi TCP així com un de UDP.
Objectius: 2 8
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
5h

Desenvolupament del tema "Xarxes IP"



Teoria
9h
Problemes
4.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
12h

Laboratori de comandes bàsiques per a la configuració del nivell IP amb UNIX

Configuració d'interfícies, afegir entrades a la taula d'encaminament, fitxer /etc/hots, comandes bàsiques: ping, traceroute, tcpdump. Laboratori presencial.
  • Laboratori: sessió presencial de laboratori. S'hauria de fer en la setmana 6.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica
Objectius: 5
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori de comandes bàsiques per a la configuració del nivell IP amb UNIX


Objectius: 1 2 3 5 6
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Laboratori de Routers CISCO: IOS

Estructura d'un router, modes de configuració d'IOS, configuració d'interfícies, afegir entrades a la taula d'encaminament, comandes show, running-config.
  • Laboratori: Sessió presencial de laboratori. S'hauria de fer en la setmana 7.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica
Objectius: 5 6
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori de Routers CISCO: IOS


Objectius: 1 2 3 5 6
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Laboratori d'encaminamient dinámic: RIPv1 y RIPv2

Configurar RIP en un router CISCO. Capturar missatges d'update i veure com es construeix la taula d'encaminament.
  • Laboratori: Sessió presencial de laboratori. S'hauria de fer en la setmana 8.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica
Objectius: 6
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori d'encaminamient dinámic: RIPv1 y RIPv2


Objectius: 1 2 3 5 6
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Laboratori d'ACLs (Access Lists) i NAT amb IOS

Configuració d'ACLs estàndard i esteses en IOS. Configuració de NAT.
  • Laboratori: sessió presencial de laboratori. S'hauria de fer en la setmana 9.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica
Objectius: 7
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori d'ACLs (Access Lists) i NAT amb IOS


Objectius: 1 2 3 5 6 7
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Desenvolupament del tema "El protocol TCP"



Teoria
7h
Problemes
4.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
12h

Laboratori de TCP i tcpdump


  • Laboratori: Sessió presencial de laboratori. S'hauria de fer en la setmana 11.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica
Objectius: 8 9 10 11
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori de TCP i tcpdump


Objectius: 1 2 3 5 6 8 10 11
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Desenvolupament del tema "Xarxes d'àrea local"



Teoria
6h
Problemes
4h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Laboratori de switches

Configuració de VLANs i enllaços trunk entre switches i routers CISCO.
  • Laboratori: Sessió presencial de laboratori. S'hauria de fer en la setmana 12.
  • Aprenentatge autònom: Preparar la pràctica

Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
1.7h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
1h

Minicontrol del Laboratori de switches


Objectius: 1 2 3 5 6 11 13 14
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0.3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
4h

Minicontrol del Laboratori d'aplicacions en xarxa

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 4
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Minicontrol del Laboratori de comandes bàsiques per a la configuració del nivell IP amb UNIX

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 6
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Minicontrol del Laboratori de Routers CISCO: IOS

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 7
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

C: Control 1

Avaluació dels temes: Introducció i Xarxes IP
Objectius: 1 2 5 6 7
Setmana: 9 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
Aprenentatge autònom
4h

Minicontrol del Laboratori d'encaminamient dinámic: RIPv1 y RIPv2

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 8
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Minicontrol del Laboratori d'ACLs (Access Lists) i NAT amb IOS

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 9
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

C: Control 2

Avaluació del tema TCP.
Objectius: 8 9 10 11
Setmana: 11 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
Aprenentatge autònom
4h

Minicontrol del Laboratori de tcp i tcpdump

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 11
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

Minicontrol del Laboratori de switches

Control de 15 minuts realitzat al final de la sessió de laboratori.

Setmana: 12
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

EL: Examen final de laboratori

L'examen final de laboratori es farà la última setmana de classes presencials com AD (és a dir, a part de les sessions presencials de laboratori).
Objectius: 1 2 3 4 5 6 7 8 11 13
Setmana: 13
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

EF: Examen Final de teoria


Objectius: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
3h
Aprenentatge autònom
5h

C: Control 3

S'avalua el contingut dels temes: LANs i Aplicacions
Objectius: 3 4 13 14
Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
Aprenentatge autònom
4h

Metodologia docent

L'assignatura està formada per classes teòriques i de laboratori. En les classes teòriques s'explicaran els conceptes i es faran problemes relacionats. L'alumne disposarà d'una col·lecció de problemes que es resoldran en classe.

El laboratori serà una part important de l'assignatura. L'alumne disposarà d'un quadern de laboratori, que haurà d'adquirir a l'inici de curs, amb una breu explicació teòrica i un guió de cada pràctica. Les sessions de laboratori presencials estaran programades perquè es facin després d'haver vist el conceptes relacionats en les classes teòriques. L'alumne haurà de preparar la pràctica, repassant els conceptes teòrics relacionats abans de la sessió presencial. Al final de cada sessió presencial hi haurà un minicontrol d'avaluació.

Mètode d'avaluació

L'avaluació de l'assignatura tindrà dues components: laboratori (25%) i teoria (75%). És a dir:

NF = 0.25 * NL + 0.75 * NT

On:
NF = Nota final de l'assignatura.
NL = Nota de Laboratori.
NT = Nota de Teoria.

La nota de laboratori es calcularà a partir de la mitjana obtinguda en les pràctiques (25%) i la nota de l'examen final de laboratori (75%). Les pràctiques de laboratori presencials s'avaluaran amb un minicontrol que es farà al final de cada sessió de pràctiques. Les pràctiques no presencials s'avaluaran amb un examen a final de curs. Per poder fer els minicontrols en cada sessió presencial, cal entregar un informe previ a l'inici de la sessió. Si no s'entrega no es pot fer el minicontrol, i la nota d'aquest serà 0.

La nota de teoria (NT) es pot obtenir mitjançant l'avaluació contínua (NC) o mitjançant l'examen final (EF), i es calcularà com NT = max(NC, EF). L'avaluació contínua consisteix en la realització de 3 controls amb un pes del 40% (primer control, C1), 40% (segon control, C2) i 20% (tercer control, C3). És a dir:
NC = 0.4 * C1 + 0.4 * C2 + 0.2 * C3.
Si un alumne té una nota NC i NF major o igual a 5, però vol fer l'examen final per pujar nota, aleshores ho ha de comunicar al coordinador de l'assignatura.

Incentiu a l'estudi. Es pujarà 1 punt la nota final (NF) als alumnes que compleixin les següents condicions:
1) Entregar els problemes de seguiment que es proposaran durant el curs en el termini indicat.
2) Aprovar com a mínim 1 dels controls de l'assignatura.
3) Tenir una nota de teoria (NT) i de laboratori (NL) major o igual a 5.

La nota de la competència transversal es calcula com la mitjana de les notes de l'examen final de laboratori de les pràctiques presencials i les pràctiques no presencials.

Bibliografia

Bàsica:

Complementaria:

Web links

Capacitats prèvies

Anglès tècnic com per llegir documentació, manuals i estàndards.

Coneixements bàsics sobre estructura de computadors: Elements principals d'un ordenador, dispositius d'entrada/sortida, bus, accés directe a memòria, interrupcions.

Coneixements bàsics sobre sistemes operatius: UNIX a nivell d'usuari, organització d'un SO, drivers, processos, comunicació entre processos, estructures de dades.