Xarxes de Computadors II

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria d'especialitat (Enginyeria de Computadors)
Requisits
Departament
AC
Aquesta assignatura explica detalladament l'arquitectura i els protocols d'Internet, sobretot centrant-se en la combinació hardware / software que permet tenir avui dia xarxes programables per a una comunicació flexible, fiable i dinàmica.

Professorat

Responsable

Altres

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
1
Laboratori
1
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
6

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques comunes

  • 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.
    • CT6.4 - 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.
    • CT7.3 - Determinar els factors que incideixen negativament en la seguretat i la fiabilitat d'un sistema hardware/software, i minimitzar-ne els efectes.

    • Competències Transversals

    Sostenibilitat i compromís social

  • G2 [Avaluable] - Conèixer i comprendre la complexitat dels fenòmens econòmics i socials típics de la societat del benestar. Ser capaç d'analitzar i valorar l'impacte social i mediambiental.
    • G2.3 - Tenir en compte les dimensions social, econòmica i ambiental, i el dret a la privacitat a aplicar solucions i dur a terme projectes coherents amb el desenvolupament humà i la sostenibilitat.

    • Competències Tècniques de cada especialitat

    Especialitat enginyeria de computadors

  • CEC2 - Analitzar i avaluar arquitectures de computadors incloent plataformes paral·leles i distribuïdes, i desenvolupar i optimitzar software per a aquestes plataformes.
    • CEC2.2 - Programar considerant l'arquitectura hardware, tant en assemblador com en alt nivell.
    • CEC2.3 - Desenvolupar i analitzar software per a sistemes basats en microprocessadors i les seves interfícies amb usuaris i altres dispositius.
    • CEC2.4 - Dissenyar i implementar software de sistema i de comunicacions.
  • CEC4 - Dissenyar, desplegar, administrar i gestionar xarxes de computadors, i gestionar la garantia i la seguretat dels sistemes informàtics.
    • CEC4.1 - Dissenyar, desplegar, administrar i gestionar xarxes de computadors.

    • Objectius

    1. L'alumne ha d'entendre els aspectes tecnològics que impacten en els fenòmens econòmics, socials i ambientals
      Competències relacionades: G2.3,
    2. L'alumne ha de conèixer com funciona Internet en conjunt i com es comuniquen les aplicacions instal·lades als terminals.
      Competències relacionades: CT6.4,
    3. L'alumne serà capaç de gestionar i mantenir sistemes, serveis i aplicacions informàtiques.
      Competències relacionades: CT6.1,
    4. L'alumne serà capaç de dissenyar, desplegar, administrar i gestionar xarxes de computadors
      Competències relacionades: CEC4.1, CEC2.4,
    5. L'alumne es familiaritzarà amb la tecnologia, els protocols, la terminologia específica i les recomanacions de caràcter internacional més importants de l'àmbit dels sistemes basats en microprocessadors.
      Competències relacionades: CEC2.3, CT7.3, CEC2.2,
    6. L'alumne ha de saber diferenciar i comprendre els diferents aspectes que garanteixin seguretat i fiabilitat d'un sistema.
      Competències relacionades: CT7.3, CEC2.4,
    7. L'alumne es familiaritzarà amb la tecnologia, els protocols, la terminologia específica i les recomanacions de caràcter internacional més importants de l'àmbit d'Internet.
      Competències relacionades: CEC4.1, CT6.1, CT6.4,

    Continguts

    1. Presentació de l'assignatura i repàs dels conceptes previs
      Repàs dels conceptes bàsics de les comunicacions entre terminals connectats a una xarxa i de la pila de protocols TCP/IP i l'arquitectura de Xarxes d'Àrea Local (LAN) i Xarxes d'Àrea Estesa (WAN).
    2. Arquitectura i adreçament a Internet
      Introducció als diferents temes d'aquesta primera part del temari. Es repassa la jerarquia d'Internet i les definicions de sistemes autònoms (AS) i d'Internet Service Provider (ISP). S'identifiquen els actors i les organitzacions principals d'Internet.
    3. Esgotament IPv4 i introducció a IPv6
      S'analitza el problema de l'esgotament d'adreces IPv4. S'introdueix el protocol IPv6 com a substitut de IPv4 i s'explica el seu funcionament.
    4. Encaminament intra-domini
      S'introduirà el protocol OSPF d'encaminament dinàmic per a xarxes intradomini i es veuran exemples de funcionament, tant teòrics com pràctics en laboratori.
    5. Protocol MPLS
      Presentació del MultiProtocol Label Switching. Objectius d'aquest protocol. Funcionament. Protocol d'intercanvi d'etiquetes. Format de les etiquetes. Bases de dades. Extensions de Traffic Engineering (TE): OSPF-TE, MPLS-TE i RSVP-TE.
    6. Protocol d'encaminamient entre dominis: BGP
      Explicació de l'encaminament dinàmic interdomini basat en BGP. Exemples de funcionament. Bases de dades. Atributs i polítiques d'encaminament. Escenaris més comuns. Millores del BGP: comunitats, route reflection, sub-AS confederation i route flap damping.
    7. IP multicast
      Aquesta part se centra en alguns conceptes avançats de xarxes. S'introdueix la transmissió multicast, el seu funcionament i s'expliquen alguns protocols com ara DVMRP, MOSPF, M-BGP, PIM i BIER.
    8. Activitats de recerca en curs
      Es veuran alguns temes de recerca relacionats amb les futures xarxes Internet i es proposaran activitats complementàries.

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    Presentació de l'assignatura i repàs dels conceptes previs

    L'alumne ha de conèixer els conceptes bàsics de les comunicacions entre terminals connectats a una xarxa i de la pila de protocols TCP/IP i l'arquitectura de Xarxes d'Àrea Local (LAN) i Xarxes d'Àrea Estesa (WAN).
    • Teoria: Presentació de l'assignatura i repàs dels conceptes previs
    • Problemes: Problemes de repàs dels conceptes previs
    • Laboratori: Explicació del funcionament de les pràctiques de laboratori, introducció als materials i dispositiu que s'usaran, introducció als mètodes d'avaluació.
    • Aprenentatge autònom: Repàs dels conceptes bàsics de les comunicacions entre terminals connectats a una xarxa i de la pila de protocols TCP/IP.
    Objectius: 2
    Continguts:
    Teoria
    2h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Introducció a administració i manteniment d'ISPs

    L'alumne es familiaritzarà amb la terminologia específica i les recomanacions de caràcter internacional més importants de l'àmbit d'Internet. L'alumne ha de conèixer la jerarquia d'Internet i com funciona la comunicació entre els diferents nivells.
    • Teoria: Introducció als temes d'aquesta primera part.
    Objectius: 2 7
    Continguts:
    Teoria
    2h
    Problemes
    1h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    6h

    Direccionament IPv6

    L'alumne coneixerà la situació de l'adreçament IPv4 i el seu esgotament i sabrà com informar-se per mantenir-se al dia. Coneixerà l'adreçament IPv6, com s'assignen les adreces IPv6 i com s'aconsegueix la compatibilitat entre IPv4 i IPv6 a Internet actual.
    Objectius: 2 3 7
    Continguts:
    Teoria
    3h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    8h

    Encaminament dinàmic intradomini: el protocol OSPF

    L'alumne es familiaritzarà amb el protocol OSPF a través d'exemples teòrics a classe, problemes pràctics i de configuració en les classes de problemes i de laboratori.
    • Teoria: Explicació de l'encaminament dinàmic basat en OSPF
    • Problemes: Es proposaran i resoldran problemes relacionats amb configuració d'OSPF, amb l'estudi dels temps de convergència d'OSPF en cas de canvis o fallades i de rendiment del sistema.
    • Laboratori: Configuració d'OSPF en router CISCO
    • Aprenentatge autònom: Repàs del material exposat en les classes teòriques i de problemes. Resolució d'exercicis.
    Objectius: 2 3 4 6 7
    Continguts:
    Teoria
    3.5h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    10h

    Protocol MPLS

    L'alumne es familiaritzarà amb els conceptes avançats de xarxes actualment en ús. L'alumne coneixerà, compararà i distingir les diferents solucions.
    • Teoria: Es presentaran les diferents arquitectures d'interconnexió des de la xarxa completament connectada fins a xarxes multietapa. S'avaluaran i compararan els seus rendiments i s'estudiaran els seus àmbits d'aplicació.
    • Problemes: Es resoldran a classe problemes relacionats amb l'arquitectura de xarxes d'interconnexió i l'avaluació de rendiment d'aquestes arquitectures.
    • Laboratori: Configuració de MPLS i MPLS-TE en routers
    • Aprenentatge autònom: Repàs del material exposat en les classes teòriques i de problemes. Resolució d'exercicis.
    Objectius: 1 3 4 6
    Continguts:
    Teoria
    3h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    8h

    Control a meitats del quadrimestre

    Control de seguiment sobre la matèria exposada a les classes de teoria.
    Objectius: 1 2 3 7
    Setmana: 9
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Encaminament interdomini: el protocol BGP

    L'alumne es familiaritzarà amb el protocol BGP a través d'exemples teòrics a classe, problemes pràctics i de configuració en les classes de problemes i de laboratori.
    • Teoria: Explicació de l'encaminament dinàmic basat en BGP. Introducció al concepte de polítiques d'encaminament.
    • Problemes: Es proposaran i resoldran problemes relacionats amb configuració de BGP i amb l'estudi dels temps de convergència de BGP en cas de canvis o fallades i de rendiment del sistema.
    • Laboratori: Lab1. Configuració de BGP. Lab2. Política d'encaminament amb atributs Lab3. Política d'encaminament amb comunitats Lab4. Route reflection i confederació de sub-AS
    • Aprenentatge autònom: Repàs del material exposat en les classes teòriques i de problemes. Resolució d'exercis
    Objectius: 1 2 3 6 7
    Continguts:
    Teoria
    7h
    Problemes
    6h
    Laboratori
    8h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    16h

    IP multicast

    L'alumne aprendrà alguns conceptes avançats de xarxes com són la transmissió multicast, el funcionament i els protocols principals.
    Objectius: 2 7
    Continguts:
    Teoria
    2h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Presentació de temes de recerca

    L'alumne es familiaritzarà amb la recerca i les recomanacions de caràcter internacional més importants de l'àmbit de xarxes.
    • Teoria: Introducció als temes que es veuran en aquesta part: Arquitectures de xarxes d'interconnexió. Protocols. Exemples. Algunes línies d'investigació per a futures xarxes d'interconnexió.
    Objectius: 1 5
    Continguts:
    Teoria
    2h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Desenvolupament d'una presentació sobre un tema relacionat amb la recerca en Internet.

    Cada grup haurà de seleccionar un tema i presentar al cap de 3 setmanes una presentació descrivint el problema, analitzant les solucions disponibles i, si és el cas, proposant noves solucions.
    • Teoria: Introducció a la investigació en l'àmbit de les xarxes d'interconnexió. Presentació d'un conjunt de temes.
    • Problemes: Anàlisi de les problemàtiques de les xarxes d'interconnexió i referències a possibles solucions i introducció a una primera comparació qualitativa.
    • Aprenentatge dirigit: Es farà un seguiment de l'informe al llarg de les 3 setmanes de preparació.
    • Aprenentatge autònom: Desenvolupament en grups reduïts (2 / 3 persones) d'un informe relacionat amb protocols i xarxes d'interconnexió per als futurs sistemes d'altes prestacions.
    Objectius: 1 5 6
    Continguts:
    Teoria
    2h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    14h

    Examen final de laboratori

    Preparar l'examen de laboratori estudiant els apunts i les practiques anteriors
    • Laboratori: Examen final de laboratori sobre les 7 sessions anteriors
    Objectius: 3 4 5
    Continguts:
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    1h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    6h

    Control final del quadrimestre

    Control de seguiment sobre la matèria exposada a les classes de teoria
    Objectius: 1 4 5 6
    Setmana: 14
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Examen final

    Examen final sobre la matèria exposada a les classes de teoria
    Objectius: 1 2 3 4 5 6 7
    Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Metodologia docent

    1. Activitats centrades en l'adquisició de coneixements teòrics.
    2. Activitats (sessions) centrades en el laboratori on adquirir coneixements per a l'experimentació.
    3. Las classes de teoria podrien dividir-se en classes d'exposició, lectures d'articles, o treball en grup.

    Teoria:
    - Sessions teòriques (2 hores/setmana)
    - Completades amb sessions d'aplicació dels conceptes mitjançant la resolució de problemes (1 hora/setmana).

    Laboratori:
    - Classes de 2 hores cada 2 setmanes en les que s'aprendrà a configurar algun aspecte important dels protocols. L'objectiu és completar de forma pràctica aspectes vistos a teoria.
    - Preparació: lectura d'enunciat i documentació addicional
    - Treball al laboratori en grup
    - Treball posterior per acabar (informe d"avaluació del sistema)

    Activitats de treball en grup:
    - Part presencial (professor i alumnes)
    - No presencial (cada alumne pel seu compte).

    Mètode d'avaluació

    1. Realització d'un control (C1) a la meitat del quadrimestre i d'un segon control al final (C2) sobre la matèria exposada a les classes de teoria.
    Teoria = 0,5 x C1 + 0,5 x C2

    2. Realització de les pràctiques. S'avaluarà a través d'un control per finalitzar cada sessió i un examen final de laboratori. La mitjana de les notes de les sessions (50%) i l'examen final (50%) generaran la nota Lab.

    3. Realització d'una activitat complementària (AC) en grup (2/3 persones) proposta pels professors de teoria i/o laboratori i presentació en classe. La nota d'aquesta activitat (AC) serà la nota mitjana entre el material preparat i la presentació oral.

    La nota final (NF) de l'assignatura es calcularà de la següent forma:
    NF = 0,6 x Teoria + 0,25 x Lab + 0,15 x AC

    Els alumnes que s'han presentat en tots dos controls però no han aprovat, poden presentar un examen final (EF) per millorar la nota de teoria. En aquest cas, la nota final seria:
    NF = 0,6 x EF + 0,25 x Lab + 0,15 x AC

    El nivell de consecució de la competència transversal s'avalua a partir de la nota final. Tots aquests actes d'avaluació queden reflectits en la nota (NF) descrita anteriorment. La nota de la competència es calcularà de la següent forma:
    A >=8, B >=6, C >=4, D <4.

    Bibliografia

    Bàsic

    Complementari

    Web links

    Capacitats prèvies

    L'alumne ha d'haver après els conceptes bàsics de les comunicacions entre terminals connectats a una xarxa. Per això és necessari haver estudiat la pila de protocols TCP/IP i l'arquitectura de Xarxes d'Àrea Local (LAN) i Xarxes d'Àrea Estesa (WAN). En particular protocols i algoritmes relacionats amb les arquitectures de xarxa i la pila de protocols TCP/IP com els aspectes tecnològics de les xarxes (planificació i disseny d'una Xarxa d'Àrea Local).