Pla docent

Curs 2014-15

Protocols de Qualitat de Servei en Xarxes

Titulació:	Codi:	Tipus:
Grau en Enginyeria Informàtica	22628	Optativa
Grau en Enginyeria Telemàtica	21738	Obligatòria 3r curs
Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals	21642	Optativa

Crèdits ECTS:

Dedicació:

100 hores

Trimestre:

Departament:	Dept. de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
Coordinador:	Jaume Barceló
Professorat:	Jaum Barcelo
Idioma:	English
Horari:
Campus:	Campus de la Comunicació - Poblenou

Presentació de l'assignatura

Qualitat de Servei és la disciplina que tracta sobre l'eficient utilització dels recursos de xarxa mitjançant la diferenciació de tràfic. Cobrim els diferents tipus de tràfic i els seus requeriments, eines, arquitectures i protocols de Qualitat de Servei.

Prerequisits

Aquest curs assumeix que l'estudiant està familiaritzat amb

• xarxes de dades com IP, Ethernet i MPLS,

• dispositius router i switch, interficies i l'existència d'un pla de control i un de forwarding,

• protocols de routing com OSPF

• àlgebra elemental,

• diferenciació,

• probabilitat i processos aleatoris,

• principis de teoria de cues,

• programació de sockets,

• programació multi-thread.

Competències

Competències transversals	Competències específiques
Instrumentals G3. Capacitat per aplicar els coneixements a l'anàlisi de situacions i la resolució de problemes G6 Capacitat de comunicar-se amb propietat de forma oral i escrita en català i en castellà, tant davant audiències expertes com inexpertes. Interpersonals G8 Capacitat de treball en equip Sistèmiques G11. Capacitat d'aplicar amb flexibilitat i creativitat els coneixements adquirits i d'adaptar-los a contextos i situacions noves G12. Capacitat per progressar en els processos de formació i aprenentatge de manera autònoma i contínua	Competències Específiques Comunes a 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. T2. Capacitat d'utilitzar aplicacions informàtiques (ofimàtiques, bases de dades, càlcul avançat, gestió de projectes, visualització, etc.) per recolzar el desenvolupament i explotació de xarxes, serveis i aplicacions de telecomunicació i electrònica. 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 de tecnologia específica: Enginyeria 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. TE2. Capacitat per aplicar les tècniques en què es basen les xarxes, serveis i aplicacions telemàtiques, tals com a sistemes de gestió, senyalització i commutació, encaminament i enrutament, seguretat (protocols criptogràfics, túnels, tallafocs, mecanismes de cobrament, d'autenticació i de protecció de continguts), enginyeria de tràfic (teoria de grafs, teoria de cues i teletràfic) tarificació i fiabilitat i qualitat de servei, tant en entorns fixos, mòbils, personals, locals o a gran distància, amb diferents amples de banda, incloent telefonia i dades. TE4. Capacitat de descriure, programar, validar i optimitzar protocols i interfícies de comunicació en els diferents nivells d'una arquitectura de xarxes. Competències de tecnologia específica: Sistemes Audiovisuals AU1. Capacitat de construir, explotar i gestionar serveis i aplicacions de telecomunicacions, enteses aquestes com a sistemes de captació, tractament analògic i digital, codificació, transport, representació, processament, emmagatzematge, reproducció, gestió i presentació de serveis audiovisuals i informació multimèdia.

Competències transversals

Competències específiques

Instrumentals

G3. Capacitat per aplicar els coneixements a l'anàlisi de situacions i la resolució de problemes

G6 Capacitat de comunicar-se amb propietat de forma oral i escrita en català i en castellà, tant davant audiències expertes com inexpertes.

Interpersonals

G8 Capacitat de treball en equip

Sistèmiques

G11. Capacitat d'aplicar amb flexibilitat i creativitat els coneixements adquirits i d'adaptar-los a contextos i situacions noves

G12. Capacitat per progressar en els processos de formació i aprenentatge de manera autònoma i contínua

Competències Específiques Comunes a 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.

T2. Capacitat d'utilitzar aplicacions informàtiques (ofimàtiques, bases de dades, càlcul avançat, gestió de projectes, visualització, etc.) per recolzar el desenvolupament i explotació de xarxes, serveis i aplicacions de telecomunicació i electrònica.

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 de tecnologia específica: Enginyeria 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.

TE2. Capacitat per aplicar les tècniques en què es basen les xarxes, serveis i aplicacions telemàtiques, tals com a sistemes de gestió, senyalització i commutació, encaminament i enrutament, seguretat (protocols criptogràfics, túnels, tallafocs, mecanismes de cobrament, d'autenticació i de protecció de continguts), enginyeria de tràfic (teoria de grafs, teoria de cues i teletràfic) tarificació i fiabilitat i qualitat de servei, tant en entorns fixos, mòbils, personals, locals o a gran distància, amb diferents amples de banda, incloent telefonia i dades.

TE4. Capacitat de descriure, programar, validar i optimitzar protocols i interfícies de comunicació en els diferents nivells d'una arquitectura de xarxes.

Competències de tecnologia específica: Sistemes Audiovisuals

AU1. Capacitat de construir, explotar i gestionar serveis i aplicacions de telecomunicacions, enteses aquestes com a sistemes de captació, tractament analògic i digital, codificació, transport, representació, processament, emmagatzematge, reproducció, gestió i presentació de serveis audiovisuals i informació multimèdia.

Avaluació

La nota es distribueix de la següent manera:

• Avaluació contínua a classes de teoria, 5%

• Avaluació contínua als seminaris, 5%

• Resolució de problemes a la pissarra, 10%

• Tasques de laboratori, 20%

• Test individual d'avaluació contínua, 10%

• Exàmen final, 50% (Possibilitat de recuperar al juliol)

És necessari obtenir aprovar tots els aspectes per separat.

Continguts

• Teoria

1. Sobre el curs

2. QoS metrics

3. QoS tools

4. Scheduling

5. Active queue management

6. Differentiated services

7. RSVP i MPLS-DiffServ-TE

8. Presentació dels projectes

9. Test d'avaluació contínua individual

• Seminaris

1. Revisió de conceptes bàsics. Distribució exponencial. Tràfic Poisson. Teorema de Little. Teorema PASTA.

2. Retard en una interficie de xarxa amb arribades Poisson, un únic buffer finit i temps de transmissió exponencial.

3. Retard en una interficie de xarxa amb arribades Poisson, dues classes de tràfic i temps de transmissió exponencial. Preemptive priority i non-preemptive priority.

4. Exemples concrets: Anàlisi d'una cua RED, optimització del consum d'un sensor i altres.

• Tasques de laboratori

1. Programa una font de tràfic Poisson i un sink que pugui calcular el retard (min/max/avg). També s'ha de mesurar la pèrdua de paquets. Opcionalment es pot mesurar el jitter.

2. Programa un buffer de paquets que soporti tant un temps de servei exponencial com un temps de servei determinista. El tamany del buffer es pren com a paràmetre i pot ser infinit.

3. Programa un buffer que implementi cues amb prioritat. Hauria de soportar tant un temps de servei exponencial com determinista. El tamany del buffer es pren com a paràmetre i pot ser infinit.

4. Implemeta una eina de QoS que tu elegeixis: policer, token bucket, leaky bucket.

5. Fes proves en un escenari de QoS que tu vulguis fent servir l'eina que has programat.

Metodologia

	Hores a classe			Hores fora de classe
Grup de continguts	Grup gran	Grup mitjà	Grup petit
Teoria	18			20
Seminaris			8	20
Laboratoris			10	22
Exàmen	2
Total:	20		18	62	Total:100

Recursos

John Evans, Clarence Filsfils “Deploying IP and MPLS QoS for Multiservice Networks”.

Ina Minei, Julian Lucek “MPLS-enabled applications”

https://github.com/jbarcelo/QOS-lecture-notes/blob/master/document.pdf?raw=true