Semestre 2024-20
| Nombre del curso: | Infraestructura de Comunicaciones |
| Course Name: | — |
| Créditos: | – |
| Profesor: | Yezid Enrique Donoso Meisel Carlos Andres Lozano Garzon Jesse Padilla Agudelo |
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- Descripción
- Objetivos
- Metodología
- Plan de Temas
- Evaluación del curso
- Cronograma
- Bibliografía
- Laboratorios
Información general
El modelo de atención a estudiantes se debe acordar entre profesor y estudiantes en la primera semana de clases.
Introducción y descripción general del curso
Este es un primer curso de redes de computadores. Bajo un enfoque top-down, se presentan cada uno de los niveles que componen la pila de protocolos de una red, con especial énfasis en la pila TCP/IP que se encuentra en la base de la actual Internet. TCP/IP se utiliza como ejemplo de implementación real de los conceptos fundamentales de redes, sin olvidar por ello protocolos e implementaciones de arquitecturas de red diferentes. Se introducen adicionalmente las especificidades para tener en cuenta cuando se adaptan los conceptos estudiados a nuevas tecnologías como por ejemplo las redes inalámbricas.
Objetivos pedagógicos
El curso busca desarrollar las siguientes competencias:
- Describir el funcionamiento general de una red de computadores y explicar la funcionalidad de los diferentes niveles de protocolos que integran la pila TCP/IP;
- Evaluar cuantitativamente el comportamiento de una red con sus servicios utilizando para ello herramientas de monitoreo y de simulación de redes;
- Diseñar y codificar aplicaciones distribuidas seleccionando los protocolos más adecuados para su funcionamiento;
- Identificar los elementos a tener en cuenta para hacer un despliegue de una infraestructura de redes.
Metodología
Las clases teóricas se complementan con sesiones prácticas que complementan en experiencia y temática. Para un mejor aprovechamiento de las sesiones teóricas, el estudiante debe preparar la temática de acuerdo con la agenda del curso.
Generalidades y Funcionamiento
- El curso consiste en 3 horas semanales de clase presencial con el profesor, 1½ horas de trabajo supervisado en el laboratorio con los monitores y 4½ horas de trabajo individual por fuera de clase.
- Durante las clases el profesor llevará una bitácora de presencia de los estudiantes como registro de asistencia. El estudiante que no asista al menos al 85% de las clases y sesiones de trabajo supervisado no podrá aprobar el curso, de acuerdo con el artículo 42 y 43 del Reglamento General de Estudiantes de Pregrado.
- Se realizan evaluaciones escritas individuales, así como seguimiento a la preparación de las clases.
- La grabación, por cualquier medio, de este curso NO está autorizada. En caso de requerirla realice una solicitud por escrito dirigida al profesor del curso justificando las razones.
- El curso tiene como canales oficiales de comunicación el correo electrónico UniAndes, la lista de correo del curso, el sistema de apoyo a la docencia SICUA+ (http://sicuaplus.uniandes.edu.co).
Plan de Temas
El curso tiene dos componentes igualmente importantes: las clases magistrales teóricas y los laboratorios de práctica. Los laboratorios no solo ilustran la parte práctica de los conceptos más importantes vistos en las clases teóricas, sino que complementan en temáticas que buscan dar al estudiante nuevas competencias profesionales útiles en el ejercicio de la profesión.
En particular se abordarán los siguientes temas:
- Introducción: descripción de alto nivel de los elementos que componen las redes de computadores y de la necesidad de dividir por capas la problemática de transmisión de datos. Se hace una primera categorización de las redes de datos con las que interactuamos.
- Nivel de aplicación: presentación de las principales aplicaciones de red con las que interactuamos diariamente. Se estudia su funcionamiento e implementación para entender los conceptos fundamentales detrás de estos desarrollos. Se programa una aplicación de red sencilla.
- Nivel de transporte: introducción de los dos principales protocolos de nivel de transporte existentes: TCP y UDP para entender los servicios que esta capa puede prestar a la capa superior y las necesidades que se tienen de capas inferiores. Se estudia en detalle el funcionamiento de TCP: aseguramiento de entrega, gestión de flujo y control de congestión.
- Nivel de red, plano de datos: corresponde a las operaciones que se ejecutan en todos y cada uno de los routers para evacuar los datagramas recibidos. Determina el proceso para llevar un paquete desde el puerto de entrada por el que llega a un router hasta el puerto de salida por el que es despachado. Incluye todas las temáticas de direccionamiento.
- Nivel de red, plano de control: corresponde a la lógica de la red global. Determina el proceso para alimentar las tablas de enrutamiento de manera que se encuentren siempre listas y correctas para ejecutar la función en el plano de datos. Permite entonces encontrar la ruta que debe seguir un paquete desde la máquina origen a la máquina destino, esto es, las diferentes estrategias de enrutamiento con sus correspondientes algoritmos. Al final, se aborda la temática de las redes definidas por software (SDN).
- Nivel de enlace: se estudian los servicios prestados por este nivel, estudiando en detalle las tecnologías asociadas a las Redes de Área Local (LAN). Se introducen los elementos que caracterizan las redes Ethernet por ser éstas las de mayor presencia en la actualidad. Adicionalmente se presenta los hubs y switches, elementos de hardware centrales para este nivel. Al final se hace una rápida introducción al protocolo Wifi.
Evaluación del curso
La evaluación del curso consiste en:
-
- Tres exámenes escritos en el que se evalúan conceptos y habilidades adquiridas en el curso. Cada examen tiene un porcentaje de 20% en la nota del curso.
- Laboratorios. El total de talleres tiene un porcentaje del 40% de la nota del curso.
- Las reglas de juego para cada uno de los talleres y laboratorios son definidas con el enunciado correspondiente. Pueden incluir pre-entregas o puntos de bono por desarrollos o actividades complementarios.
- La evaluación de los talleres es individual. Se tiene en cuenta tanto el producto entregado como el proceso con el cual se logró. Esa evaluación se realiza a partir de la entrega del software, la documentación solicitada en el enunciado y, eventualmente, sustentación, auto-evaluación y evaluación de pares.
La distribución de los porcentajes de notas se presenta a continuación:
| Evaluación | Porcentaje en Nota del Curso |
|---|---|
| Examen 1 | 20% |
| Examen 2 | 20% |
| Examen 3 | 20% |
| Laboratorios | 40% |
Notas finales
- Las notas de los exámenes parciales y laboratorios se califican entre 0.00 y 5.00 y no hay aproximaciones.
- La nota final se calculará como la Nota Ponderada de las evaluaciones realizadas por su porcentaje respectivo, expresada con sus dos primeros decimales.
- Para pasar el curso es indispensable lograr en el puntaje ponderado 3.00/5.00. No existe aproximación automática en la nota definitiva. En particular, no hay aproximación a 3.00 de puntajes menores a esta nota (e.g., 2.99 no es 3.00).
Cronograma
| Semana | Tema | Lectura Texto Guía | |
|---|---|---|---|
| Semana 1 | |||
| 06/08/2019 | Clase 1 | Introducción al curso | |
| 08/08/2019 | Clase 2 | • ¿Qué es la Internet? • La frontera de la red |
pp. 1 -8 pp. 9 – 18 |
| Semana 2 | |||
| 13/08/2019 | Clase 1 | • La frontera de la red • El núcleo de la red |
pp. 18 – 34 |
| 15/08/2019 | Clase 2 | • Retardos, pérdidas y tasa de transferencias en las redes de conmutación de paquetes • Capas de protocolos y sus modelos de servicios • Seguridad: Ataques a las redes |
pp. 35 – 58 |
| Semana 3 | |||
| 20/08/2019 | Clase 1 | • Principios de las aplicaciones de red | pp. 83 – 97 |
| 22/08/2019 | Clase 2 | • La Web: HTTP | pp. 98 – 115 |
| Semana 4 | |||
| 27/08/2019 | Clase 1 | • Transferencia de archivos: FTP • Correo electrónico en Internet: SMTP |
pp. 116 – 125 |
| 29/08/2019 | Clase 2 | • Servicio de Directorio de Internet: DNS • Aplicaciones P2P |
pp. 126 – 146 |
| Semana 5 | |||
| 03/09/2019 | Clase 1 | • Video Streaming y Redes de Distribución de Contenidos • Servicios Convergentes |
pp. 147 – 156 |
| 05/09/2019 | Clase 2 | • Caracterización del Trafico de Red • Programación de sockets: TCP y UDP |
pp. 157 – 170 |
| Semana 6 | |||
| 10/09/2019 | Clase 1 | • Introducción y Servicios de la Capa de Transporte • UDP: Transporte no orientado a conexión |
pp. 187 – 2232 |
| 12/09/2019 | Clase 2 | Examen Parcial 1 | |
| Semana 7 | |||
| 17/09/2019 | Clase 1 | • TCP: Transporte orientado a conexión | pp. 233 – 260 |
| 19/09/2019 | Clase 2 | • TCP: Transporte orientado a conexión | pp. 233 – 260 |
| Semana 8 | |||
| 24/09/2019 | Clase 1 | • Principios del control de congestión | pp. 261 – 282 |
| 26/09/2019 | Clase 2 | • Seguridad: TLS/SSL | pp. 631 – 637 |
| Semana 9 | |||
| 30/09/2019 – 04/10/2019 | Semana de trabajo individual | ||
| Semana 10 | |||
| 08/10/2019 | Clase 1 | • Introducción a la Capa de Red: Plano de Datos • El interior de un Enrutador |
pp. 305 – 328 |
| 10/10/2019 | Clase 2 | • Examen Parcial 2 | – |
| Semana 11 | |||
| 15/10/2019 | Clase 1 | • Internet Protocol (IP) | pp. 329 – 353 y pp. 354 – 360 |
| 17/10/2019 | Clase 2 | • Internet Protocol (IP) • Reenvío generalizado y SDN |
pp. 329 – 353 pp. 354 – 360 |
| Semana 12 | |||
| 22/10/2019 | Clase 1 | • Introducción a la Capa de Red: Plano de Control • Protocolos de enrutamiento |
pp. 373 – 406 |
| 24/10/2019 | Clase 2 | • Enrutamiento Intra-AS en Internet: OSPF • Enrutamiento entre los ISPs: BGP |
pp. 373 – 406 |
| Semana 13 | |||
| 29/10/2019 | Clase 1 | • El plano de control en SDN | pp. 407 – 418 |
| 31/10/2019 | Clase 2 | ICMP: The Internet Control Message Protocol • Gestión de redes y SNMP • IP Security |
pp. 419 – 425 pp. 637 – 645 |
| Semana 14 | |||
| 5/11/2019 | Clase 1 | • Introducción a la Capa de Enlace de Datos • La trama de capa de enlace • Métodos de control de acceso al medio |
pp. 439 – 443 pp. 451 – 466 |
| 7/11/2019 | Clase 2 | • Ethernet • ARP: Address Resolution Protocol |
pp. 460, 474 – 475 pp. 468 – 473 |
| Semana 15 | |||
| 12/11/2019 | Clase 1 | • Fundamentos de switching | pp. 481 – 486 |
| 14/11/2019 | Clase 2 | • VLANs | pp. 487 – 490 |
| Semana 16 | |||
| 19/11/2019 | Clase 1 | • Wireless LAN | pp- 519 – 550 |
| 21/11/2019 | Clase 2 | • Examen Parcial 3 | – |
Bibliografía
El texto guía del curso es: “Computer networking, a top-down approach featuring the Internet”. James Kurose, Keith Ross. Addison-Wesley, 7th ed., 2016.
Sin embargo, en general cualquier libro de redes de computadores presenta los conceptos que se ven este curso. Los siguientes libros se pueden encontrar en la biblioteca:
- William Stallings. Data and computer communications., 2004
- Michal Pióro, Deepankar Medhi, Routing, flow, and capacity design in communication and computer networks, 2004
Laboratorios
| Tema# | LABORATORIO | Duración (Semanas) | Semana Inicio | Actividad |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Introducción a Redes de Datos | 2 | Semana 1 | 1. Introducción a Modelo OSI y Modelo TCP/IP |
| 2 | Capa de Aplicación | 3 | Semana 3 | 1. Instalación y configuración de Servicios de Red en GNU/Linux |
| Semana 5 | 2. Análisis de Protocolos de Capa de Aplicación con Wireshark | |||
| 3 | Capa de Transporte | 4 | Semana 6 | 1. Implementación Servicios TCP |
| Semana 8 | 2. Implementación Servicios UDP | |||
| 4 | Capa de Red | 3 | Semana 10 | 1. Protocolos de enrutamiento dinámico RIP/OSPF en IPV4 e IPV6 |
| Semana 12 | 2. SDN y OpenFlow | |||
| 5 | Capa de Enlace de Datos | 1 | Semana 13 | 1. Admin. De Switches y VLANs |
| Proyecto | 3 | Semana 14 | 1. Proyecto Final |
Cronograma de Laboratorios
La evaluación del curso consiste en:
• Laboratorios. El total de talleres tiene un porcentaje del 40% de la nota del curso.
o 5 laboratorios
o 1 proyecto
La distribución de los porcentajes de notas se presenta a continuación:
| Práctica Laboratorio Porcentaje | ||
|---|---|---|
| 1 | Introducción | 3% |
| 2 | Capa de Aplicación | 8% |
| 3 | Capa de Transporte | 8% |
| 4 | Capa de Red | 7% |
| 5 | Capa de Enlace de Datos | 5% |
| Proyecto | 9% |