Xarxes de Computadors II

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria d'especialitat (Enginyeria de Computadors)
Requisits
  • Prerequisit: XC
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

  • Davide Careglio ( )

Altres

  • German Santos Boada ( )

Hores setmanals

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

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: CEC2.4, CEC4.1,
  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: CT7.3, CEC2.2, CEC2.3,
  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: CT6.4, CEC4.1, CT6.1,

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. Protocolo de encaminamiento entre dominios: 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. Conceptes avançats de xarxa
    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. Es presenta l'arquitectura Software Defined Networks (SDN) i Network Function Virtualisation (NFV) i la seva aplicació al model de comunicació actual.
  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
4h
Problemes
2h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

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
4h
Problemes
2h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
8h

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
Tipus: examen de teoria
Teoria
1h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

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
14h

Conceptes avançats de xarxa

L'alumne aprendrà alguns conceptes avançats de xarxes com són la transmissió multicast, el funcionament i els protocols principals i l'arquitectura SDN/NFV i la seva aplicació al model de comunicació actual.
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 un informe 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
4h
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
0h

Control final del quadrimestre

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

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)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
12h

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 (25%) a meitat del quadrimestre, un segon control al final (25%) i un examen final (50%) sobre la matèria exposada a les classes de teoria. Teoria=0.25xControl_1+0.25xControl_2+0.5xExFinal

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

3. Realització d'activitats complementàries en grup (2/3 persones) proposades pels professors de teoria i laboratori i presentació dels informes corresponents. La nota d'aquestes activitats (ActCompl) serà la nota mitjana de les activitats realitzades.

La nota final de l'assignatura es calcularà de la següent manera:
N = 0.6 * Teoria + 0.25 * Lab + 0.15 * ActCompl


El nivell d'assoliment de la competència genèrica s'avalua a partir de les notes dels controls, de l'examen final, de les pràctiques i de les activitats complementàries. Tots aquests actes d'avaluació queden reflectits a la nota (N) anteriorment descrita. La nota de la competència es calcularà de la següent manera:

A si 8.5 ≤ N; B si 7 ≤ N < 8.5; C si 5 ≤ N < 7; D si N < 5

Bibliografia

Bàsica:

Complementaria:

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).