Curso 2013-2014
Simulación de Redes y Sistemas
| Titulación: | Código: | Tipo: |
| Grado en Ingeniería Informática | 22627 | Optativa |
| Grado en Ingeniería Telemática | 21733 | Obligatoria 3º curso |
| Grado en Ingeniería en Sistemas Audiovisuales | 22655 | Optativa |
| Créditos ECTS: | 4 | Dedicación: | 100 horas | Trimestre: | 1º |
| Departamento: | Dpto. de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones |
| Coordinador: | Joan Meliá |
| Profesorado: | Joan Melià Seguí |
| Idioma: | Teoría en inglés, materiales y laboratorio en catalán/inglés. |
| Horario: | |
| Campus: | Campus de la Comunicación - Poblenou |
Simulación de Redes y Sistemas (acrónimo SXS, código 21733) es una asignatura obligatoria del tercer curso académico del Grado en Ingeniería Telemática. Se organiza en 4 créditos ETCS impartidos en el primer trimestre.
Esta asignatura se centra en el estudio de sistemas de comunicación utilizando programas que permiten la construcción sistemática de los códigos de simulación a partir de bloques predefinidos. A lo largo de la asignatura se consolida el aprendizaje de técnicas vistas en otras asignaturas, particularmente aspectos fundamentales de las telecomunicaciones como algoritmos de encaminamiento, protocolos de acceso, arquitecturas de conmutadores, dimensionamiento de enlaces de comunicaciones, y la planificación y análisis de sistemas móviles. Se insiste en la necesidad de disponer de herramientas analíticas que permitan al estudiante validar los resultados obtenidos en las simulaciones realizadas a partir de modelos simplificados.
El conjunto de la docencia se organiza en una combinación de sesiones de teoría, seminarios y prácticas. En las sesiones de teoría se introduce el marco de conocimiento necesario para desarrollar la asignatura. En las sesiones de seminarios se trabaja en la transformación de los conocimientos teóricos a niveles de programación y simulación, así como las bases para dominar el funcionamiento de los programas de simulación. Finalmente las sesiones prácticas ponen a prueba el conocimiento y trabajo previo del estudiante en la simulación de sistemas de comunicación.
Esta asignatura se encuentra a mitad del itinerario correspondiente al área de Protocols de Redes y Servicios de Comunicación. Viene precedida por las asignaturas: Xarxes i Serveis, Protocols de Xarxes i Serveis, Arquitectura de Xarxes, Enginyeria de Tràfic i Laboratori de Xarxes i Serveis.
Otras asignaturas que continúan el mismo itinerario son: Protocols de Transmissió Multimèdia, Arquitectura i Senyalització, Protocols de Qualitat de Serveis en Xarxa y optativas propias de la misma área.
Es recomendable que el estudiante de esta asignatura haya cursado las siguientes asignaturas:
Es necesario que el estudiante tenga conocimientos de programación básica; compilación, ejecución, editar programas, etc. Los conceptos analizados en esta asignatura serán de utilidad para el razonamiento de problemas tanto en la industria como en los cursos posteriores de la carrera universitaria.
Competencias generales
Instrumentales
G1. Capacidad de análisis y síntesis
G2. Capacidad de organización y planificación
G3. Capacidad para aplicar los conocimientos al análisis de situaciones y la resolución de problemas
G6. Capacidad de comunicarse con propiedad de forma oral y escrita en catalán y castellano, tanto delante de audiencias expertas como inexpertas
Interpersonales
G8. Capacidad de trabajo en equipo
Sistemáticas
G11. Capacidad de aplicar con flexibilidad y creatividad los conocimientos adquiridos y adaptarlos a contextos y situaciones nuevas.
G12. Capacidad para progresar en el proceso de formación y aprendizaje de manera autónoma y continua.
Competencias específicas
Profesionales
P5. Conocimientos para la realización de medidas, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritajes, estudios, informes, planificación de tareas y otros trabajos análogos.
Telecomunicaciones
T1. Capacidad de aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas adecuadas para la concepción, el desarrollo o la explotación de sistemas y servicios de telecomunicación.
T2. Capacidad de utilizar aplicaciones informáticas (ofimáticas, bases de datos, cálculo avanzado, gestión de proyectos, visualización, etc.) para apoyar el desarrollo y explotación de redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación y electrónica.
T4. Capacidad de analizar y especificar los parámetros fundamentales de un sistema de comunicaciones.
T6. Capacidad de concebir, desplegar, organizar y gestionar redes, sistemas, servicios e infraestructuras de telecomunicación en determinados contextos residenciales, empresariales o institucionales responsabilizándose de su inicio y mejora continua, así como conocer su impacto económico y social.
T13. Capacidad para conocer, entender y utilizar los conceptos de arquitectura de red, protocolos e interficias de comunicaciones.
T14. Diferenciar los conceptos de redes de acceso y transporte, redes de conmutación de circuitos y de paquetes, redes fijas y móviles, así como los sistemas y aplicaciones de redes distribuidas, servicios de voz, datos, vídeo y servicios interactivos.
Ingeniería Telemática
TE1. Capacidad de construir, explotar y gestionar las redes, servicios, procesos y aplicaciones de telecomunicaciones, entendidas como sistemas de captación, transporte, representación, procesado, guardado, gestión y presentación de información multimedia, desde el punto de vista de los servicios telemáticos.
TE2. Capacidad para aplicar las técnicas en que se basan las redes, servicios y aplicaciones telemáticas, tales como sistemas de gestión, señalización y conmutación, encaminamiento, seguridad, ingeniería del tráfico, tarificación y fiabilidad y calidad de servicio, tanto en entornos fijos, móviles, personales, locales o a gran distancia, con diferentes anchos de banda, incluyendo telefonía y datos.
TE3. Capacidad de construir, explotar y gestionar servicios telemáticos, incluyendo Internet, web, diseño arquitectónico (datos y protocolos), ingeniería y tecnologías de programación, gestión del conocimiento distribuido y de la información multimedia, utilizando herramientas analíticas de planificación, dimensionado y análisis.
TE5. Capacidad de seguir el progreso tecnológico de transmisión, conmutación y proceso de mejora de las redes y servicios telemáticos.
Objetivos de aprendizaje
En esta asignatura se pretende que los estudiantes aprendan a utilizar las herramientas de simulación que los permitan reforzar los conocimientos fundamentales de las telecomunicaciones aprendidos en asignaturas anteriores. Se profundiza en temas como teoría de colas, algoritmos de encaminamientos, dimensionado y evaluación de enlaces de comunicaciones fijas y la planificación y análisis de sistemas móviles.
Se insiste en la utilización del ordenador y la programación libre como herramientas de análisis de estas y otros temas de relevancia para la formación del estudiante en el área de ingeniería telemática. El estudiante también utilizará herramientas analíticas que le permitan validar los resultados de sus simulaciones con los resultados teóricos. Más concretamente, se pretende alcanzar los siguientes objetivos:
Revisar y aplicar los Principios de Simulación de Sistemas:
Aprender a dimensionar y simular un sistema de telefonía:
Analizar y planificar redes de comunicación móviles elementales mediante simulaciones:
Comprender y simular adecuadamente los protocolos de transporte:
Revisar y simular adecuadamente protocolos de encaminamiento en redes de paquetes de datos:
Criterios generales de evaluación
Esta asignatura se evaluará de forma continua durante el transcurso del trimestre, y también se hará una evaluación final de la asignatura. Los mecanismos de evaluación serán:
La nota final del curso se calcula de la siguiente forma:
| Algunas características | Porcentaje | Recuperable | |
|---|---|---|---|
| Pruebas escritas | Prueba final del trimestre (se tiene que obtener más de un 4 para hacer media) |
35.00%
|
Recuperable |
| Productos escritos |
Prueba de medio trimestre |
10.00%
|
No recuperable
|
| Pruebas test de evaluación de seminarios | - | No recuperable | |
| Pruebas de ejecución |
Memoria de prácticas |
55.00%
|
No recuperable |
|
Cada práctica solo se contabilizará si se ha respondido el test correspondiente al seminario anterior. En caso de ausencia justificada el día de la práctica, para aceptar un justificante se debe entregar la práctica previamente. P = nota de prácticas M = nota de la prueba de medio trimestre F = nota de la prueba final Evaluación del curso: Min(P) i Min(F) > 4.0 Para aprobar la asignatura es necesario que P y E sean mayores que 4.0 Nota Final = 0.55P + 0.1M + 0.35F | |||
IMPORTANTE: El plagio de cualquier contenido en las prácticas o seminarios es motivo de suspenso de la asignatura.
NOTA EVALUACIÓN EXTRAORDINARIA: Consiste en una evaluación en julio. La máxima nota final que se puede obtener es un 5.0. Esta prueba solo puede recuperar la nota de la prueba final del trimestre, haciendo media con la calificación de las prácticas realizadas a lo largo del trimestre (si esta ha sido superior a 4.0).
Prácticas y Seminarios
En los seminarios el estudiante trabajará en la aplicación práctica de los conocimientos vistos en las sesiones de teoría, mediante el guiado del docente, y los materiales de la asignatura. El objetivo es que el estudiante se familiarice con las herramientas de simulación. Las sesiones de prácticas tienen por objetivo evaluar el conocimiento del estudiante alcanzado en las sesiones de teoría y seminarios, y se permitirá la utilización del material de la asignatura, así como la consulta de la bibliografía y referencias proporcionadas durante el trimestre.
| ¿Qué se evaluará? | Indicador de obtención | ¿Como se evaluará? |
|---|---|---|
|
1. Capacidad de abstracción de modelos de simulación a partir de problemas reales en redes de telecomunicación. 2. Aplicar teoría de errores en la evaluación de resultados numéricos generados en la simulación. 3. Capacidad de analizar resultados de prestaciones de un sistema de telecomunicación. 4. Capacidad para definir los parámetros principales de evaluación de prestaciones en sistemas de telecomunicación. 5. Utilización de paquetes de software genéricos para la simulación de modelos de redes y protocolos de telecomunicación. |
1. Que el estudiante seleccione los parámetros apropiados a cada una de las simulaciones realizadas en la asignatura. Que el estudiante responda correctamente a las preguntas que se le plantean en las prácticas correspondientes. 2. Resolver adecuadamente los ejercicios que se le plantean en referencia a las simulaciones ejecutadas, obtener y reportar adecuadamente los errores obtenidos en los resultados de las simulaciones ejecutadas en las prácticas. 3. Analizar adecuadamente los resultados obtenidos ne las simulaciones y si es el caso, resolver las incidencias que se presenten producto de las evaluaciones realizadas. Contestar adecuadamente a las preguntas propuestas en las prácticas. 4. Correcta comprensión de los problemas planteados y su extrapolación a la simulación con los paquetes de software y los comandos adecuados en las prácticas. Resolver correctamente las preguntas que se proponen en las prácticas. 5. Utilizar adecuadamente el software puesto a disposición del estudiante y utilizar las librerías y comandos correctamente en todas y cada una de las simulaciones realizadas en la asignatura. |
1. Con las prácticas entregadas, preguntas de seminarios y examen final. 2. Con las prácticas entregadas, preguntas de seminarios y examen final. 3. Con las prácticas entregadas, preguntas de seminarios y examen final. 4. Con las prácticas entregadas, preguntas de seminarios y examen final. 5. Con las prácticas entregadas, preguntas de seminarios y examen final. |
Bloques de contenido
Esta asignatura se divide en cuatro bloques generales:
Bloque de contenido 1: Principios de simulación de sistemas.
Bloque de contenido 2: Utilización del Network Simulator 2.
Bloque de contenido 3: Simulación de sistemas de telefonía.
Bloque de contenido 4: Simulación de redes telemáticas cableadas y sin hilos.
Organización y concreción de los contenidos
Bloque de contenidos 1. Principios de simulación de sistemas
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
- Paradigma cliente-servidor - Teoría de colas - Cola de servicio - Tiempo de espera - Modelos MM1, MD1, MMC - Estabilización de un sistema - Tiempo de transitorio - Tiempo entre llegadas - Condiciones de equilibrio - Utilización del sistema |
- Introducción a los sistemas de colas y a su utilización práctica - Breve descripción de la problemática a resolver para los sistemas basados en colas - Descripción y análisis de los parámetros de un sistema de colas - Clasificación y análisis de los tipos de sistemas de colas - Realización de ejemplos teóricos y su comprobación mediante simulaciones en el laboratorio - Valoración de resultados mediante comparación |
- Interés en aprender conceptos nuevos y profundizar en conceptos aprendidos con anterioridad - Interés en abstraer conceptos y relacionarlos con situaciones reales |
Bloque de contenido 2. Utilización del Network Simulator 2
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
- Modelos de tráfico y aplicaciones - Protocolos de transporte - Encaminamiento y colas - Capa de enlace - Script de simulación - Librería e interprete de simulación Análisis de resultados mediante animación - Topología de red - Inyección de tráfico |
- Introducción a las simulaciones y al Network Simulator 2 (NS2) - Descripción de arquitectura funcional de NS2 - Introducción a las librerías de NS2 - Creación de topologías e inyección de tráfico - Establecimiento de procedimientos genéricos para realizar simulaciones - Reproducir y analizar los resultados de las simulaciones |
- Interés en aprender conceptos nuevos y profundizar en conceptos aprendidos con anterioridad |
Bloque de contenido 3. Simulación de sistemas de telefonía
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
- Tráfico de voz - Modelo ON/OFF - Ráfaga de paquetes - Tráfico exponencial - Intensidad de tráfico - Hora cargada - Probabilidad de bloqueo - Grado de servicio - Dimensionado de una red |
- Revisión de requisitos básicos para el dimensionado de redes de telecomunicaciones - Posicionamiento de conceptos de teoría de colas en sistemas de telefonía - Dimensionado de redes de telefonía utilizando conceptos de teoría de colas - Realizar y comprobar los cálculos de optimización de topologías de redes de telefonía |
- Interés en aprender conceptos nuevos y profundizar en conceptos aprendidos con anterioridad |
Bloque de contenido 4. Simulación de redes telemáticas cableadas y sin hilos
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
- Movilidad de nodos y redes sin hilos - Protocolos de enrutamiento - Capa de enlace - Propagación de radio - Localización y movimiento - Canal sin hilos - Topología híbrida |
- Análisis de elementos que intervienen en las comunicaciones sin hilos - Revisión de arquitectura funcional del NS2 para una simulación de comunicaciones sin hilos - Deducción de procedimientos genéricos para la simulación de redes sin hilos - Análisis de protocolos de enrutamiento y movilidad de nodos - Realización de escenarios de movilidad y comunicaciones móviles - Creación de topologías híbridas: interacción entre topologías fijas y móviles |
- Interés en aprender conceptos nuevos y profundizar en conceptos aprendidos con anterioridad |
Las actividades de aprendizaje que integran la metodología para el curso de Simulación de Redes y Sistemas son las siguientes:
Clases Magistrales de Teoría
En estas clases se abordan los conceptos teóricos de los bloques de contenido de la asignatura. La asignatura de Simulación de Redes y Sistemas se organiza mediante un único grupo de teoría T1. Las clases magistrales consisten en sesiones de dos horas de duración.
El docente llevará a cabo las explicaciones de los contenidos teóricos de la asignatura, y para esto se dispone de ordenador, proyector, y pizarra como material de soporte. Se utilizaran transparencias que servirán como apuntes de clase para los estudiantes.
Se realizarán nueve Clases Magistrales de teoría, en las cuales se desarrollaran los siguientes contenidos:
Sesión T1: Introducción y Principios de Simulación de Sistemas
Sesión T2: Principios de Simulación de Sistemas II
Sesión T3: Introducción a Simulaciones de Redes Telemáticas
Sesión T4: Aspectos Notables de Simulación
Sesión T5: Simulación de un Sistema de Telefonía
Sesión T6: Dimensionado de un Sistema de Telefonía
Sesión T7: Simulación de Redes Móviles y Sin Hilos
Sesión T8: Simulación de Redes Móviles y Sin Hilos
Sesión T9: Revisión general de conocimientos
La sesión T5 o T6 incluirá la prueba de evaluación de medio trimestre.
Los conceptos analizados en este tipo de sesiones serán utilizados en otro tipo de actividades de aprendizaje de la asignatura, las sesiones de prácticas y seminarios.
Sesiones de Seminarios y Prácticas
En estas sesiones se desarrollan los puntos prácticos del bloque de contenido de la asignatura, así como las evaluaciones prácticas.
El único grupo de teoría T1 define el único grupo de prácticas P11. El grupo de prácticas se divide en subgrupos preferentemente de dos personas para la realización de las prácticas. Los seminarios se dividen en dos subgrupos S111 y S112, y servirán para reforzar los conocimientos teóricos e introducir las prácticas y herramientas de simulación. Estas sesiones se desarrollan en el laboratorio y tienen una duración de dos horas.
El profesor de prácticas facilitará un enunciado en el que se explica el desarrollo de la práctica y dará las directrices necesarias para que los estudiantes realicen las comprobaciones y el desarrollo que se les solicite en los enunciados de la práctica. El estudiante entregará una memoria de la práctica en la fecha establecida, sobre la cual el docente evaluará que se han desarrollado adecuadamente los conceptos prácticos que se han planteado en el enunciado de la práctica.
Las sesiones de práctica estarán orientadas a cubrir los puntos prácticos de los siguientes contenidos:
Práctica 0: Introducción a la Simulación de Sistemas
Seminario y Práctica 1: Principios de Simulación de Sistemas
Seminario y Práctica 2: Simulación de Redes Telemáticas
Seminario y Práctica 3: Simulación de un Sistema de Telefonía
Seminario y Práctica 4: Simulación de Redes Telemáticas Cableadas y Sin Hilos
Bibliografía básica (soporte en papel i electrónico)
Bibliografía complementaria
(soporte en papel i electrónico)
Recursos didácticos. Material docente de la asignatura