Protocols de Xarxes i Serveis (21723)

Titulació/estudi: Grau en Enginyeria de Telempàtica, Grau en Enginyeria de Sistemes de Comunicació
Curs: primer, segon, etc...
Trimestre: segon
Nombre de crèdits ECTS: 8 crèdits
Hores de dedicació de l'estudiant: 160-200 hores
Llengua o llengües de la docència: Català/castellà, i material en anglès
Professor: Miquel Oliver, Johan Zuidweg, Davinia Hernández-Leo, Xavier Navarro, Albert Domingo

1. Presentació de l'assignatura

L'assignatura obligatòria de Protocols de Xarxes i Serveis (acrònim PXS, codi 21723) és compartida pels estudis de Grau en Enginyeria Telemàtica de la UPF consta de 8 crèdits ECTS i s'imparteix entre els primer i segon trimestre del segon curs acadèmic. És una assignatura que aprofundeix en el món de les xarxes de comunicacions tenint en compte la seva arquitectura, protocols, serveis i organització. Té la seva continuació natural en l'assignatura de Xarxes i Serveis que s'imparteix en el curs anterior.

L'objectiu d'aquesta assignatura és introduir a l'alumne ens els principis bàsics de funcionament de les xarxes de comunicacions en general, prenent com a fil conductor l'exemple d'Internet amb totes les seves vessants. L'aproximació que se segueix és top-down, és a dir es comença, després d'una introducció i història de les xarxes de comunicacions, pels nivells d'aplicació, explicant el funcionament dels serveis més estesos a Internet com són el de navegació web, correu electrònic, etc. passant per serveis de descàrregues peer-to-peer. Es fa una descripció funcional de cada servei, posant èmfasi en la seva arquitectura, protocols implicats i el seus modes de funcionament. En aquesta assignatura s'arriba a aprofundir fins el nivell de transport, explicant els protocols TCP/UDP com a mecanismes de transmissió fiable o no fiable utilitzats en xarxes de comunicacions.

L'assignatura resulta de la combinació de sessions teòriques, les quals no treu que es debatin temes i els alumnes participin activament, i sessions de laboratori i seminaris. Aquestes darreres sessions serveixen per enfortir i ampliar els coneixements presentats en les sessions teòriques. Val a dir que el material i l'estructura de l'assignatura segueix el llibre presentat a la bibliografia bàsica: Kurose-Ross, i que bona part del material utilitzat s'ha extret d'aquesta font.

2. Prerequisits per al seguiment de l'itinerari formatiu

Per iniciar el procés d'aprenentatge a Protocols de Xarxes i Serveis cal haver cursat de forma profitosa l'assignatura de Xarxes i Serveis del curs anterior. Es tracta d'una assignatura de coneixements especialitzats que serveixen de base per assignatures posteriors que amplien i intensifiquen els conceptes i coneixements impartits en aquesta àrea de Protocols i Xarxes de Comunicacions.

És important destacar que aquesta assignatura requereix de coneixements específics de programació, combinació dels vistos a Fonaments de la Programació i Programació Orientada a Objecte. Serà d'especial utilitat alguns dels conceptes vistos a Sistemes Operatius, encara que aquesta assignatura s'imparteix únicament en el Grau en Enginyeria Telemàtica, i en especial de conceptes de concurrència de cara a la programació de sockets. 

L'assignatura és la segona d'un itinerari fonamental en l'àrea de Protocols de Xarxes i Serveis de Comunicacions, i que té com a precursora la de Xarxes i Serveis que ja s'ha esmentat, segueix amb un seguit d'assignatures com són: Laboratori de Xarxes i Serveis, Enginyeria de Tràfic de segon curs; Protocols de Transmissió Multimèdia, Simulació de Xarxes i Sistemes, Arquitectura i Senyalització i Protocols de Qualitat de Servei  en Xarxes de tercer curs; més un seguit d'assignatures optatives. La següent figura reflecteix aquests lligams entre assignatures de l'àrea, així com la seva relació i la seva impartició en els diferents Graus.

2. Competències que s'han d'assolir

Competències transversals	Competències específiques
Instrumentals INS1: Capacitat d'anàlisi i síntesi INS3: Capacitat per aplicar els coneixements a l'anàlisi de situacions i la resolució de problemes. INS6: Capacitat de comunicar-se amb propietat de forma oral i escrita en català i en castellà, tant davant audiències expertes com a inexpertes. Sistèmiques SIS1: Capacitat d'aplicar amb flexibilitat i creativitat els coneixements adquirits i d'adaptar-los a contextos i situacions noves. SIS2. Capacitat per progressar en els processos de formació i aprenentatge de manera autònoma i contínua	Específiques de la branca de telecomunicació T1 Capacitat d'aprendre de manera autònoma nous coneixements i tècniques adequats per a la concepció, el desenvolupament o l'explotació de sistemes i serveis de telecomunicació. T6 Capacitat de concebre, desplegar, organitzar i gestionar xarxes, sistemes, serveis i infraestructures de telecomunicació en determinats contextos residencials, empresarials o institucionals responsabilitzant-se de la seva engegada i millora contínua, així com conèixer el seu impacte econòmic i social. T13 Capacitat per conèixer, entendre i utilitzar els conceptes d'arquitectura de xarxa, protocols i interfícies de comunicacions. T14. Diferenciar els conceptes de xarxes d'accés i transport, xarxes de commutació de circuits i de paquets, xarxes fixes i mòbils, així com els sistemes i aplicacions de xarxa distribuïts, serveis de veu, dades, vídeo i serveis interactius. T15. Conèixer els mètodes d'interconnexió de xarxes i encaminament.
Competències específiques de l'especialitat Telemàtica TE1. Capacitat de construir, explotar i gestionar les xarxes, serveis, processos i aplicacions de telecomunicacions, enteses aquestes com a sistemes de captació, transport, representació, processament, emmagatzematge, gestió i presentació d'informació multimèdia, des del punt de vista dels serveis telemàtics. TE5. Capacitat de seguir el progrés tecnològic de transmissió, commutació i procés per millorar les xarxes i serveis telemàtics. TE6. Capacitat de dissenyar arquitectures client-servidor i P2P, sistemes operatius i màquines virtuals.

 

3. Continguts

(Setmanes-hores, professor)

PRIMER TRIMESTRE:

- Bloc de contingut 1. Introducció als Protocols de Comunicacions (2s-4h, MO)

- Bloc de contingut 2. Arquitectures de Protocols (1s-2h, MO)

- Bloc de contingut 3. Protocols de nivell d'aplicació (3s-6h, MO)

- Bloc de contingut 4. Protocols de nivell de transport (4s-8h, DHL)

Sessions Practiques: disseny i implementacio d'un entorn de VoIP basat en SIP (4s)

(2h cadascuna, XN i AD)

P1. Ethereal i Client VoIP
P2. Proxy SIP
P3. Proxy SIP
P4. Integració i proves

Seminaris (1,5h cadascun, MO, DHL, XN, AD): S1 a S6

S1. Noves aplicacions d'Internet, tendències actuals (mashups, etc.)
S2. Nivell d'aplicació -DNS-ENUM-
S3. Problemes de nivell de transport
S4. Problemes de nivell de transport
S5. Problemes de nivell de transport
S6. Problemes de nivell de transport

 

SEGON TRIMESTRE:

- Bloc de contingut 5. Protocols de nivell de xarxa (4s-8h, JZ)

- Bloc de contingut 6. Protocols de nivell d'enllaç (3s-6h, JZ)

- Bloc de contingut 7. El nivell físic (1s-2h, JZ)

Sessions Pràctiques: disseny i implementació d'una xarxa corporativa amb tres seus i enllaços de backup (2h cadascuna, XN i AD):

P5. Disseny a nivell IP/Tutorial Cisco
P6. Tutorial Cisco
P7. Programació de Sockets TCP/IP
P8. Integració i proves de l'entorn

Seminaris (1,5h cadascun, JZ, XN, AD): S7 a S12

S7. Problemes de nivell de xarxa
S8-9. L'estàndard IEEE 802.3 i variants
S10-11. L'estàndard IEEE 802.11 i variants
S12. Problemes de nivell d'enllaç

4. Avaluació

4.1 Avaluació del nivell d'assoliment de les competències

L'assignatura se supera obtenint un mínim de 5,0 punts com a nota final. La nota final consta de dues notes, una corresponent a cada trimestre, que poden promitjar-se sempre que ambdues siguin superiors a 4,0.

La nota de cada trimestre disposa de tres puntuacions diferenciades: la de la prova de mitjans trimestre, la d'avaluació contínua a través dels lliuraments fets a les sessions de seminaris, una nota de pràctiques i la de la prova de final de trimestre. Així la nota final de l'assignatura es computarà:

N_assignatura = Promig(N _T1 ; N _T2)
                                                            sempre que N _Ti > 4  amb i = 1, 2

N_Ti = max(N _{prova final Ti} ;

                         0,5 *N _{prova final Ti} + 0,2 *N_{Prova mig Ti}  + 0,3*N _{seminaris i pràctiques Ti})

 

4.2 Avaluació de l'assignatura

Seminaris i Pràctiques:

Es recolliran els exercicis realitzats durant les sessions de seminaris de forma aleatòria. Aquets exercicis seran corregits pel professor i conformaran la part de la nota corresponent.

Cada alumne és lliure per a triar la parella de pràctiques a cada trimestre, sense poder canviar aquesta durant tot el trimestre.

En el cas que en el moment de realitzar la primera pràctica no es disposi de company, s'indicarà en el professor en el moment per a procedir a establir parelles de pràctiques entre les persones que estiguin en la mateixa situació.

Per a obtenir una qualificació elevada en la resolució de les pràctiques es recomana no realitzar "copiar i enganxar" indiscriminat, sinó aportar reflexions personals sobre la base de les dades, valorant-ne especialment aquelles basades en referències aportades pels propis alumnes.

Proves: inclourà tot el material que s'hagi vist durant el trimestre i fins a la classe anterior. Les dates de les proves apareixen a la planificació de l'assignatura.

Les proves consistiran en qüestions de teoria i problemes relatius al trimestre impartit. La matèria que entrarà per a l'examen consisteix en tot el material explicat i presentat en les sessions de teoria, seminaris i laboratoris. No es permetrà disposar de llibres de text ni apunts en l'examen.

Es realitzarà una prova a mitjan trimestre, incloent el material vist fins la classe anterior dins del mateix trimestre, i una prova de final de trimestre que inclourà tot el material (teoria+pràctiques+seminaris).

Convocatòria extraordinària:

Consistirà en un examen el mes de setembre. La nota màxima que és pot assolir en aquesta  convocatòria és un aprovat (5.0) i constarà de dues parts, una corresponent als continguts de cada trimestre. Si una de les dues parts s'ha aprovat, només caldrà examinar-se de la part suspesa i caldrà aprovar-la amb una nota igual o més gran a 5,0.

5. Bibliografia i recursos didàctics

5.1. Bibliografia bàsica

Kurose, J. F., Ross, K. W, "Redes de Ordenadores, un enfoque descendente basado en Internet", 2da. Edición, Pearson-Addison Wesley, 2004.

5.2. Bibliografia complementària

Tanenbaum, A., "Redes de Ordenadores", 4ta. edición, Pearson-Prentice Hall, 2003.

Rincón, D., Casals, L., "Introducción a Internet", Edicions UPC, 2003.

León-García A., Widjaja. I.,"Redes de comunicación", McGraw Hill, 2002. 

5.3. Recursos didàctics

• Apunts de l'assignatura.
• Transparències de l'assignatura.
• Col·lecció de problemes resolts de l'assignatura.
• Col·lecció de problemes no resolts de l'assignatura

6. Metodologia

L'enfocament metodològic de l'assignatura de Xarxes i Serveis I se centra en dissenyar un procés d'ensenyament-aprenentatge basada en dos tipus d'activitats, dividides en tres àmbits clarament definits:

Activitats/Àmbit	Presencial (a l'aula)	Dirigit (fora de l'aula)	Autònom (fora de l'aula)
Magistral	Classe tradicional amb impartició de continguts teòrics sobre protocols de xarxes i serveis.	Proposta de recerca de material complementari a les classes de pissarra.	Necessari per completar la proposta de cada grup, no impartit a classe presencial ni dirigit des de la mateixa
Seminaris	Components centrats en objectius docents específics	Lectures i resolució de problemes posterior a cada sessió	Ampliació de les lectures i resolució de problemes
Pràctiques	Treball de laboratori en grups de dos alumnes durant tot el trimestre	Preparació prèvia de les activitats que es duran a terme a la sessió de laboratori	Elaboració de memòries de cada sessió i integració de resultats a final de trimestre

  

Blocs de contingut	Hores en el aula			Hores de treball fora de l'aula (estimades)
	Grup gran (T)	Grup mitjà (P)	Grup petit (S)
B1	4	8	0	6
B2	2		1,5	12
B3	6		1,5	12
B4	8		6	20
B5	8	8	1,5	16
B6	6		6	14
B7	2		1,5	12
TOTAL					162 hores