Tecnologies de Xarxes de Computadors

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria d'especialitat (Tecnologies de la informació)
Requisits
Departament
AC
Web
https://atenea.upc.edu/
L'assignatura Tecnologia de Xarxes de Computadors (TXC) proporciona els coneixements i competències necessàries per entendre el disseny de solucions de connectivitat entre ordinadors i dispositius informàtics més enllà de l'entorn local. La base de l'assignatura és l'estudi de les arquitectures, els protocols de comunicació i els fonaments de les tecnologies de transmissió de dades en les que se suporten les xarxes de computadors d'àrea ampla, i en particular Internet.

Professorat

Responsable

  • Davide Careglio (careglio@ac.upc.edu)

Altres

  • Evgenii Vinogradov (evgenii.vinogradov@upc.edu)
  • Marc Ruiz Ramírez (mruiz@ac.upc.edu)

Hores setmanals

Teoria
3
Problemes
0
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.
    • CT7.1 - Demostrar coneixement de les mètriques de qualitat i saber-les utilitzar.
    • 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 Tècniques de cada especialitat

    Especialitat tecnologies de la informació

  • CTI1 - Definir, planificar i gestionar la instal·lació de la infraestructura TIC de l'organització.
    • CTI1.1 - Demostrar comprensió de l'entorn d'una organització i de les seves necessitats en l'àmbit de les tecnologies de la informació i les comunicacions.
    • CTI1.2 - Seleccionar, dissenyar, desplegar, integrar gestionar xarxes i infraestructures de comunicacions en una organització.
  • CTI2 - Garantir que els sistemes TIC d'una organització funcionen de manera adequada, són segurs i estan adequadament instal·lats, documentats, personalitzats, mantinguts, actualitzats i substituïts, i que les persones de l'organització reben un suport TIC correcte.
    • CTI2.1 - Dirigir, planificar i coordinar la gestió de la infraestructura informàtica: hardware, software, xarxes i comunicacions.
    • CTI2.3 - Demostrar comprensió, aplicar i gestionar la garantia i la seguretat dels sistemes informàtics (CEIC6).
  • CTI3 - Dissenyar solucions que integrin tecnologies de hardware, software i comunicacions (i capacitat de desenvolupar solucions específiques de software de sistemes) per a sistemes distribuïts i dispositius de computació ubiqua.
    • CTI3.1 - Concebre sistemes, aplicacions i serveis basats en tecnologies de xarxa, tenint en compte Internet, web, comerç electrònic, multimèdia, serveis interactius i computació ubiqua.
    • CTI3.3 - Dissenyar, implantar i configurar xarxes i serveis.

    • Competències Transversals

    Raonament

  • G9 [Avaluable] - Capacitat de raonament crític, lògic i matemàtic. Capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats. Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'avaluació.
    • G9.3 - Capacitat crítica, capacitat d'avaluació.

    • Objectius

    1. Aplicar la regulació internacional i l'estandarització a la tecnologia de xarxes de computadors
      Competències relacionades: CTI1.2, CTI2.1, CTI1.1, CTI2.3,
    2. Dissenyar sistemes d'interconnexió de xarxes seguint el model arquitectònic TCP/IP
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2,
    3. Conèixer les problemàtiques de seguretat a les xarxes de computadors i ser capaç de trobar solucions per protegir-les.
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI2.1, CT6.4, CTI2.3,
    4. Aplicar i conèixer els diferents mètodes de commutació dels nivells 1, 2 i 3 de les xarxes de computadors
      Competències relacionades: CTI2.1, CTI2.3,
    5. Identificar les aplicacions dels sistemes de multiplexació TDM
      Competències relacionades: CT6.1, CT6.4,
    6. Determinar els requeriments de la transmissió de paquets sobre xarxes de transmissió síncrona i asíncrona
      Competències relacionades: CT7.1, CT7.3,
    7. Dissenyar protocols de nivell d'enllaç
      Competències relacionades: CT7.1, CT7.3,
    8. Diferenciar l'ús dels diversos medis de transmissió existents i calcular els seus amples de banda
      Competències relacionades: CT6.1, CT6.4,
    9. Calcular l'eficiència i les capacitats de transmissió dels sistemes de sincronisme
      Competències relacionades: CTI1.2, CT7.1, CT7.3, CTI1.1,
    10. Calcular l'eficiència en la transmissió en xarxes paquets
      Competències relacionades: CTI1.2, CTI2.1, CTI1.1, CTI2.3,
    11. Dissenyar xarxes amb circuits virtuals amb diferents tipus de terminals i accés a Internet
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2, CTI1.1,
    12. Calcular els paràmetres dels algorismes de gestió d'accés en xarxes amb contracte de tràfic
      Competències relacionades: CTI1.2, CTI2.1, CTI1.1, CTI2.3,
    13. Dissenyar xarxes de paquets calculant les taules d'encaminament i els retards
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2, CTI1.1,
    14. Identificar els mecanismes de gestió de Tràfic de les xarxes de paquets i dissenyar les seves aplicacions
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2, CTI1.1,
    15. Identificar i analitzar els protocols aplicats als nivells 1,2 i 3 en les xarxes d'accés FTTH
      Competències relacionades: CTI1.2, CT7.1, CT7.3, CTI1.1,
    16. Calcular el rendiment i els retards en xarxes, aplicant el model de gestió de la qualitat de servei.
      Competències relacionades: CTI1.2, CT7.1, CT7.3, CTI1.1,
    17. Explicar els elements tecnològics que intervenen en una xarxa de mòbils i interpretar els mètodes d'accés
      Competències relacionades: CTI1.2, CT7.1, CT7.3, CTI1.1,
    18. Comparar les prestacions i el rendiment entre xarxes d'accés
      Competències relacionades: CTI1.2, CT7.1, CT7.3, CTI1.1,
    19. Calcular eficiència de les xarxes PON en serveis veu/dades/imatge
      Competències relacionades: CTI1.2, CT7.1, CT7.3, CTI1.1,
    20. Dissenyar xarxes amb control MPLS i SDN
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2,
    21. Programar i dimensionar les capacitats de xarxes cel·lulars amb les diferents tecnologies
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2,
    22. Aplicar l'ús de les normatives Gigabit i Ethernet en el disseny de xarxes troncals
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, CTI1.2,
    23. Dissenyar xarxes IP amb qualitat de servei
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, G9.3, CTI1.2, CTI1.1,
    24. Entendre els paràmetres de disseny de QoS a Internet.
      Competències relacionades: CTI3.1, CTI3.3, G9.3, CT6.1, CT6.4, CT7.3, CTI2.3,

    Continguts

    1. Introducció
      Regulació internacional sobre xarxes de computadors i la seva implicació en les tecnologies. Anàlisi de la importància de les xarxes IP sobre la tecnologia de xarxes i model arquitectònic d'Internet.
    2. Seguretat en xarxes
      Tallafocs. Protocols segurs de xarxa. Sistemes de detecció d'intrusos. Xarxes privades virtuals.
    3. Xarxes troncals a Internet
      Tecnologies per a xarxes troncals. Protocols i serveis. Xarxes òptiques. Control i gestió. MPLS. SDN/NFV.
    4. Quality of Service a Internet
      Definició de QoS. Serveis i tecnologies per a QoS a Internet. Models i protocols IntServ i DiffServ. Tècniques per a traffic shaping i policing. Polítiques de cues.
    5. Xarxes d'accés amb fils a Internet
      Tecnologies d'accés a xarxes amb fibres òptiques (FTTH, WDM-PON i EP2P)
    6. Xarxes 5G
      Fonaments de les xarxes 5G, arquitectura del sistema, tecnologies d'accés per ràdio, evolució 1G-5G, segmentació de la xarxa, models de desplegament, casos d'ús representatius.

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    Desenvolupament del tema 1: Introducció

    Assistència a classe per a la comprensió de les normatives sobre les tecnologies de xarxes de computadors.
    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    3h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    5h

    Desenvolupament del tema 2: Seguretat en xarxes

    Aprenentatge dels conceptes i objectius associats a aquest tema.
    Objectius: 3
    Continguts:
    Teoria
    9h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    4h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    16h

    Desenvolupament del tema 3: Xarxes troncals

    Assistència a classe per a l'adquisició de coneixements sobre tècniques de commutació en xarxes de computadors.
    Objectius: 10 12 13 20 22
    Continguts:
    Teoria
    9.5h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    4h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    16h

    Primer Control

    Prova d'avaluació que inclou la resolució d'exercicis i preguntes
    Objectius: 1 2 5 6 7 9 12 13 14 16 18 19 23 24
    Setmana: 8
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Desenvolupament del tema 4: QoS a Internet.

    Assistència a classe per a l'adquisició de coneixements sobre les tecnologies per promocionar QoS a Internet.
    Objectius: 23 24
    Continguts:
    Teoria
    9h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    14h

    Desenvolupament del tema 5: Xarxes d'accés amb fils a Internet

    Assistència a classe per l'adquisició de coneixements sobre Tecnologies d'accés a la xarxa de fibra òptica (FTTH, WDM-PON i EP2P). Normes i protocols relacionats.
    Objectius: 8 12 15 16 17 18 19 21 22
    Continguts:
    Teoria
    4h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    8h

    Desenvolupament del tema 6: Xarxes 5G

    Assistència a classe per a l'adquisició de coneixements sobre les tecnologies 5G.
    Objectius: 1 4 17 18 21
    Continguts:
    Teoria
    8.5h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    3h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    15h

    Segon Control

    Prova d'avaluació que inclou la resolució d'exercicis i preguntes .
    Objectius: 3 7 10 11 12 13 14 16 20 22
    Setmana: 14
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Metodologia docent

    La metodologia docent que proposa l'assignatura es basa en la programació centrada en l'aprenentatge, l'aprenentatge cooperatiu, i Campus Virtual.

    1. Activitats centrades en l'adquisició de coneixements teòrics.
    2. Activitats (sessions) centrades al laboratori on adquirir coneixements per a l'experimentació.
    3. Activitats de resolució de problemes i del laboratori

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

    Laboratori:
    - Classes de 2 o 3 hores cada 2 setmanes en què s'aprendrà a planificar i dissenyar algun aspecte important de les tecnològiques de xarxes. L'objectiu és completar de manera pràctica aspectes vistos en teoria.
    - Preparació: lectura d'enunciat i documentació addicional
    - Treball al laboratori en grup
    - Lliurament de l'informe sobre la sessió

    Mètode d'avaluació

    L'avaluació dels estudiants i el seu aprofitament de la assignatura seguirà el següent criteri:

    LAB: Laboratori: 30%. Inclou l'avaluació de les sessions de laboratori. Cada sessió de laboratori tindrà el seu propi informe, que s'haurà de lliurar al final de la sessió. L'assistència a les classes de laboratori és obligatòria per poder ser avaluat. La nota de LAB serà la mitjana de les notes obtingudes en cada sessió de laboratori.

    CO1 i CO2: Controls: 70%. Es valorarà la mitjana entre el primer control CO1 i el segon control CO2. No hi ha Examen Final.

    La nota final NF = 0.30*LAB + 0.70*(CO1 + CO2)/2

    La valoració de la competència transversal G9.3 estarà en funció 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

    Capacitats prèvies

    Anglès tècnic mínim per a llegir documentació, manuals i estàndards.
    Coneixements bàsics sobre xarxes de computadors.
    Coneixements bàsics sobre sistemes operatius.