Arquitectura de Xarxes de Computadors i Gestió de Xarxes

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria d'especialitat (Xarxes de Computadors i Sistemes Distribuïts)
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits , però té capacitats prèvies
Departament
AC
Web
http://jordid.site.ac.upc.edu/CNANM/
L'objectiu de l'assignatura és proporcionar els coneixements bàsics dels mecanismes i conceptes avançats sobre les xarxes de computadors. Aquests coneixements inclouen les arquitectures de xarxa i les tecnologies emprades així com els algorismes bàsics en el disseny del protocols de comunicació. El curs inclou els principis bàsics de commutació i transmissió, comunicacions sense fils i a través de medi compartit, algorismes d'encaminament, arquitectura de xarxa i interconnexió de xarxes, gestió de recursos i serveis de xarxa. Evolució de l'arquitectura d'Internet i de les relacions entres els diferents actors. Arquitectura de les xarxes 5G.

Professorat

Responsable

  • Jordi Domingo Pascual (jordi.domingo@ac.upc.edu)

Altres

  • Alberto Cabellos Aparicio (acabello@ac.upc.edu)
  • Jordi Paillissé Vilanova (jordi.paillisse@upc.edu)

Hores setmanals

Teoria
4
Problemes
0
Laboratori
0
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
8

Competències

Competències Tècniques de cada especialitat

Xarxes de computadors i sistemes distribuïts

  • CEE2.1 - Capacitat per a entendre els models, problemes i algoritmes relacionats amb els sistemes distribuïts, així com poder dissenyar i avaluar algoritmes i sistemes que tractin la problemàtica de la distribució i ofereixin serveis distribuïts.
  • CEE2.2 - Capacitat d'entendre els models, problemes i algoritmes relacionats amb les xarxes de computadors, així com poder dissenyar i avaluar algoritmes, protocols i sistemes que tractin la problemàtica de la xarxes de comunicació entre computadors.
  • CEE2.3 - Capacitat d'entendre els models, problemes i eines matemàtiques que permeten analitzar, dissenyar i avaluar xarxes de computadors i sistemes distribuïts.

    • Competències Tècniques Generals

    Genèriques

  • CG1 - Capacitat per aplicar el mètode científic en l'estudi i anàlisi de fenòmens i sistemes en qualsevol àmbit de la Informàtica, així com en la concepció, disseny i implantació de solucions informàtiques innovadores i originals.
  • CG3 - Capacitat per al modelatge matemàtic, càlcul i disseny experimental en centres tecnològics i d'enginyeria d'empresa, particularment en tasques de recerca i innovació en tots els àmbits de la Informàtica.
  • CG5 - Capacitat per aplicar solucions innovadores i realitzar avenços en el coneixement que explotin els nous paradigmes de la Informàtica, particularment en entorns distribuïts.

    • Competències Transversals

    Treball en equip

  • CTR3 - Ser capaç de treballar com a membre d'un equip, ja sigui com a un membre més, ja sigui realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes d'una manera pragmàtica i amb sentit de la responsabilitat; assumir compromisos tenint en compte els recursos disponibles.

    • Ús solvent dels recursos d'informació

  • CTR4 - Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i d'informació de l'àmbit de l'enginyeria informàtica, i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.

    • Actitud adequada davant el treball

  • CTR5 - Tenir motivació per a la realització professional i per a afrontar nous reptes, tenir una visió àmplia de les possibilitats de la carrera professional en l'àmbit de l'enginyeria en informàtica. Sentir-se motivat per la qualitat i la millora contínua, i actuar amb rigor en el desenvolupament professional. Capacitat d'adaptació als canvis organitzatius o tecnològics. Capacitat de treballar en situacions de carència d'informació i/o amb restriccions temporals i/o de recursos.

    • Raonament

  • CTR6 - 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.

    • Bàsiques

  • CB6 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits y la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contexts més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
  • CB7 - Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, essent incomplerta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
  • CB8 - Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions i els coneixements i raons darreres que les sustenten- a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
  • CB9 - Que els estudiants posseeixin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant d'una manera que haurà de ser en gran mesura autodirigida o autònoma.

    • Objectius

    1. L'objectiu principal és entendre els conceptes bàsics de l'arquitectura de les xarxes de computadors, els principis de disseny dels principals algorismes i funcions de la xarxa.
      Competències relacionades: CG1, CG3, CEE2.2, CEE2.3, CEE2.1, CB6, CB7, CTR4, CTR5, CTR6, CG5,
    2. Les sessions de debat es basen en una selecció d'articles i promouen l'aprenentatge autònom i el treball en equip.
      Competències relacionades: CEE2.2, CEE2.3, CEE2.1, CB6, CB7, CB8, CB9, CTR3, CTR4, CTR6,

    Continguts

    1. Evolució de l'arquitectura de la xarxa
      Principis de disseny d'Internet.
      Protocols fonamentals i la seva evolució.
      Estructura d'Internet. Punts d'intercanvi de tràfic.
      Relacions econòmiques entre els diferents agents.
    2. Noves tendències en l'arquitectura de la xarxa
      Identificadors i noms.
      Adreçament i encaminament. Mobilitat.
      Noves arquitectures de xarxa.
    3. Encaminament i inerconnexió de xarxes
      Algorismes d'encaminament.
      Classless Inter-domain Routing.
      Inter-domain Routing. IDR.
      BGP. IBGP. BGP attributes. Escalabilitat de BGP.
    4. Xarxa de transport (troncal)
      Xarxa òptica de transport.
      IP over SDH.
      IP over WDM/ASON.
      IP over WDM/GbEthernet.
      MPLS.
      From MPLS to GMPLS.
      SDN.
    5. Nous protocols de xarxa i de transport
      IPv6. Coexistència IPv4-IPv6.
      Mobile IP.
      IP Multicast.
      Altres protocols (HIP).
      Multipath TCP.
      Altres protocols de Transport (QUIC).
    6. Gestió dels recursos de la xarxa
      Principis de la qualitat de servei. Mecanismes per a proporcionar qualitat de servei.
      Qualitat de servei i qualitat de l'experiència (QoS i QoE).
      Arquitectures amb qualitat de servei: Serveis integrats, Serveis diferenciats.
    7. Arquitectura de les xarxes 5G
      Característiques de les xarxes 5G. Indicadors de rendiment.
      Model de l'arquitectura 5G. Xarxa troncal, de distribució i xarxes d'accés.
      Tecnologies de virtualització (NFV).
      Xarxes definides per software (SDN).
      Orquestració i gestió. "Slicing".
      Projectes i iniciatives 5G.
      Iniciatives en 6G.

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    Evolució de l'arquitectura de la xarxa

    Principis de disseny d'Internet. Protocols fonamentals i la seva evolució. Estructura d'Internet, Punts d'intercanvi de tràfic. Relacions econòmiques entre els diferents agents.
    Objectius: 2 1
    Continguts:
    Teoria
    12h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    24h

    Tendències en la evolució de l'arquitectura de la xarxa

    Naming and Addressing. Adreçament i enrutament. Mobilitat. Noves arquitectures de xarxa.
    Objectius: 2 1
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    12h

    Encaminament i interconnexió de xarxes

    Algorismes d'encaminament. Encaminament entre dominis sense classe. Enrutament entre dominis. IDR. BGP. IBGP. Atributs BGP. Escalabilitat del BGP.
    Objectius: 2 1
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    12h

    Xarxa de transport (troncal)

    Xarxa de transport òptic. IP sobre SDH. IP sobre WDM / ASON. IP sobre Ethernet WDM / Gb. MPLS. De MPLS a MPLS. SDN.
    Objectius: 2 1
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    12h

    Nous protocols de xarxa i de transport

    IPv6. Convivència IPv4-IPv6. IP mòbil. Multicast IP. Altres protocols IP (HIP). Multipath TCP. Altres protocols de transport (QUIC).
    Objectius: 2 1
    Continguts:
    Teoria
    8h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    16h

    Gestió dels recursos de la xarxa

    Principis de qualitat de servei. Qualitat del servei i qualitat de l'experiència (QoS i QoE). Arquitectura de serveis integrats. Arquitectura de serveis diferenciats.
    Objectius: 2 1
    Continguts:
    Teoria
    8h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    16h

    Arquitectura de xarxes 5G

    Característiques de la xarxa 5G. Indicadors de rendiment clau (KPI). Marc per a xarxes 5G. Xarxes centrals, de vora i d'accés. Tecnologies de virtualització (VNF). Xarxes definides pel programari (SDN). Orquestració i gestió. Tallar. Projectes i iniciatives 5G.

    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    12h

    Metodologia docent

    Les sessions teòriques es complementen amb sessions de debat.
    Els articles assignats per llegir seran el punt de partida de les sessions de debat.
    L'estudi d'uns quants articles de recerca serviran d'introducció al món de la recerca.

    Mètode d'avaluació

    Control/s: 25%
    Sessions de discussió: 25%
    Participació en classe: 10%
    Examen/Treball final: 40%

    Bibliografia

    Bàsic

    Complementari

    Capacitats prèvies

    Títol de Grau en Enginyeria i acceptació al MIRI.
    Pels estudiants d'intercanvi (Erasmus): haver fet un curs bàsic de xarxes de computadors.