Redes

El objetivo de esta materia es presentar los principios básicos de la arquitectura de redes. Se estudian las distintas alternativas de interconexión de redes, los modelos de capas y los protocolos básicos dentro de cada capa, considerando la programación de las redes a nivel de transporte e IP. Se estudian también diferentes mecanismos para el control de la congestión y los principales protocolos de encaminamento en redes de área amplia. La materia finaliza con el estudio de las redes de área local y las tarjetas de red a nivel de capa de enlace. Por último, complementaremos los estudios teóricos con implementaciones básicas de algunos de los algoritmos y protocolos estudiados.

Esta es la primera materia de redes que se imparte en el grado, por lo que se centra en los principios y funcionamiento de los protocolos básicos. Otras materias de la titulación tratan también de redes, pero se centran en otros aspectos, tales como modelos comerciales de redes, diseño, administración, programación distribuida, etc. Esta primera materia aporta los conocimientos básicos de redes que se utilizarán más adelante en la titulación.

1. Introducción. En este tema se dará una visión general de todo lo que se tratará a lo largo del curso.
- Programación de sockets (TCP y UDP)
- Elementos de Internet (hosts, routers, conexiones, proveedores,... )
- Tipos de protocolos (orientación a conexión y sin conexión)
- Tipos de redes (difusión, conmutación)
- Acceso a Internet. Medios de transmisión.
- Retardos en Internet.
- Arquitectura. Modelo de capas. TCP/IP

2. Capa de aplicación. En este tema se trata la transmisión de mensajes entre aplicaciones: web, correo, etc., que son las que justifican los requerimientos y el modo de funcionamiento de las redes.
- Servidores y clientes
- Servicios que necesita una aplicación
- La web y HTTP. El protocolo FTP
- El correo electrónico. SMTP, POP3, IMAP
- Servicio de nombres. DNS
- Distribución de contenidos

3. Capa de transporte. Este tema trata sobre una de las capas básicas de la arquitectura TCP/IP, esencial para la transmisión de paquetes.
- Características generales y clasificación
- Servicio sin conexión. UDP
- Fundamentos de la transferencia fiable
- Control de flujo: retransmisión adaptativa, ventana deslizante
- Servicio orientado a conexión. TCP
- Control de la congestión

4. Capa de red. Esta es otra capa básica de la arquitectura TCP/IP, esencial para que los paquetes puedan ser encaminados hacia su destino.
- Técnicas de conmutación: datagramas, circuitos virtuales
- Algoritmos de estado de enlaces y vector de distancias
- Estrategias de encaminamento. RIP, OSPF, BGP
- El protocolo de Internet (IP e IPv6)
- El protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP)
- El protocolo de configuración dinámica de hosts (DHCP)
- Traducción de direcciones de red (NAT)

5. Capa de enlace. En este tema se verá básicamente el funcionamiento de las tarjetas de red y de las redes locales.
- Función de la capa de enlace
- Protocolos de acceso al medio. Ethernet
- Hubs, bridges y switches
- Redes inalámbricas
- Modo de transferencia asíncrona (ATM)

Prácticas: Programación de TCP/IP en C. En las prácticas se realizará la programación de algunos de los conceptos y protocolos vistos en teoría usando las funciones y estructuras disponibles en forma de librerías C (direcciones, puertos, servicio de nombres, sockets, etc.).

Las presentaciones utilizadas en clase están disponibles en el Campus Virtual de la USC.

Bibliografía básica:
- Kurose, James F. y Ross, Keith W. Redes de Computadores. Un enfoque descendente. 7ª edición: Pearson Educación S. A., 2017. ISBN: 978-849035-528-2. Este libro es autocontenido y abarca todos los temas que se tratarán en la materia. Contiene todo lo necesario para seguir la materia, además de mucho material adicional. Es un libro de redes pensado para informáticos.
- Peterson, Larry L. y Davie, Bruce S. Computer networks: a systems approach. 5ª edición: Morgan Kaufmann, 2012. ISBN: 978-0-12-385059-1. Este es un libro muy completo y que supone un buen material de referencia para esta materia.

Bibliografía complementaria:
- Comer, D. E, Stevens, D. L. y Evangelista, M. Internetworking with TCP/IP, Vol. III: Client-Server Programming and Applications, Linux/Posix Sockets Version. Prentice Hall. 2001. ISBN: 0130320714. Uno de los libros que explican la librería sockets, utilizada en las prácticas, aunque hay disponibles en Internet infinidad de tutoriales sobre el tema.
- Stallings, W. Comunicaciones y redes de computadores. 7ª edición: Pearson Prentice-Hall, 2013.
- Comer, D. E. y Stevens, D. L. Internetworking with TCP/IP Vol. III Client-Server Programming and Applications-Windows Sockets Version. Prentice-Hall.
- Donahoo, M. y Calvert, K. TCP/IP Sockets in C: Practical Guide for Programmers (The Practical Guides Series). 2ª edición: Morgan Kaufmann, 2009.
- Magaña, E., Izme Mendi, E., Prieto Mínguez, M. y Villadangos Alonso, J. Comunicación y Redes de Computadores. Problemas y Ejercicios Resueltos. Pearson Prentice Hall, 2003. ISBN: 8420539201.
- Barcia Vázquez, N. y otros. Redes de computadores y arquitecturas de comunicaciones: supuestos prácticos. Pearson 2005. ISBN 8420546070.

Se contribuye a adquirir las competencias recogidas en la memoria de título de Grado en Ingeniería Informática CG8, CG9, CG10, TR1, TR3, FB5, RI11, TI2 e TI4.

Más concretamente, para las competencias específicas de esta materia se adquirirán los conceptos básicos de funcionamiento de las redes de área local y de Internet y su programación con TCP/IP, que representan gran parte de la competencia RI11 y contribuyen a las competencias FB5, TI2 y TI4 y a las globales CG8, CG9 y CG10.

Además, se desarrollarán las siguientes competencias genéricas: capacidad para resolver problemas, capacidad de análisis y síntesis, capacidad de organización y planificación, capacidad de gestión de información (captación y análisis de información), toma de decisiones, capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica, habilidad para trabajar de forma autónoma, expresión escrita, que forman parte de las competencias transversales TR1 y TR3.

En las clases teóricas se hará uso de la pizarra sistemas multimedia y presentaciones. La metodología didáctica se centrará especialmente en el trabajo individual del alumnado.

Las prácticas se harán en el Aula de Informática de la escuela. Se procurará que los alumnos trabajen individualmente en su realización.

Adicionalmente se hará uso, en la medida de lo posible, de las capacidades de la USC-Virtual. En la página de la materia el alumnado podrá obtener una copia en formato digital del material usado en las clases teóricas y prácticas, así como material suplementario y enlaces a páginas web relacionadas con los contenidos de la materia.

En las clases expositivas se trabajarán las competencias CG8 (mediante el conocimiento de materias básicas y tecnologías), FB5 (mediante el conocimiento de la interconexión de los sistemas informáticos), RI11 (mediante el conocimiento y aplicación de las características y funcionalidades de las redes de ordenadores e Internet), TI2 (mediante el conocimiento de las tecnologías de redes) y TI4 (mediante el conocimiento de los protocolos básicos de redes y de Internet).

En las clases interactivas se trabajarán las competencias CG8 (mediante el conocimiento de materias básicas y uso de tecnologías básicas), CG9 (mediante la resolución de problemas prácticos), CG10 (mediante la realización de informes y cálculos), FB5 (mediante la realización de programas para aplicar lo estudiado en las clases expositivas), RI11 (mediante la implementación de aplicaciones basadas en los conocimientos sobre redes e Internet), TR1 (mediante la entrega de informes escritos, ejercicios y la exposición en el aula de los mismos), TR3 (mediante la realización de problemas y programas que requieran búsqueda de soluciones de manera autónoma).

La evaluación del aprendizaje se basará en la realización efectiva de una evaluación continua y un examen final de teoría. Esta evaluación estará fundamentada en la asistencia a las clases interactivas, en la realización por parte del alumnado de las prácticas propuestas a lo largo del cuatrimestre durante estas clases y en la realización de un examen final de teoría sobre todos los contenidos de la materia. Para aprobar la materia es imprescindible tener aprobado tanto las prácticas como el examen final.

EVALUACIÓN DE COMPETENCIAS

Dentro de la parte práctica de la materia (35% de la nota) la nota de los trabajos, informes y exposiciones realizados en las clases interactivas tendrá en cuenta el grado de consecución de las competencias CG8, CG9, CG10, FB5, RI11, TR1 y TR3.

En la parte teórica de la materia (65% de la nota) se evaluarán las competencias CG8, FB5, RI11, TI2 y TI4 mediante distintas preguntas en el examen teórico.


ASISTENCIA A LAS CLASES INTERACTIVAS

Debido al carácter eminentemente práctico de la materia, la asistencia a las clases interactivas es requisito obligatorio para superar la materia tanto en la oportunidad ordinaria (final del cuatrimestre) como en la extraordinaria (julio).

El número de horas que el alumnado puede faltar a las clases interactivas, sin justificación, no debe ser superior a 6 horas. En caso de que el alumnado falte más de 6 horas sin justificar adecuadamente esas faltas, tendrá suspensa la parte práctica. Si las faltas se producen por causa justificada (según figura en la normativa de asistencia a clase en las enseñanzas adaptadas al Espacio Europeo de Educación Superior, aprobada en CG de 25 de marzo de 2010) debidamente acreditada, el alumnado podrá optar bien por intentar realizar por su cuenta las prácticas que no pudo realizar en el aula, o bien por recuperar esas horas en otros turnos de prácticas. El control de asistencia en las clases interactivas se hará pasando lista en la clase y reflejando la asistencia en una hoja de firmas.


EVALUACIÓN CONTINUA DE LAS PRÁCTICAS

Cada una de las prácticas propuestas tendrá una fecha concreta de finalización. Pasada esta fecha, la práctica será considerada como no hecha.

En base a la evaluación de las prácticas y a los trabajos realizados, se dará una nota de 0 a 10 sobre las prácticas. Para tener las prácticas superadas, se deberá obtener una nota de 5 o superior. En el caso de obtener una nota inferior a 5, el alumnado tendrá suspensa la parte práctica.

La nota de las prácticas tendrá un peso de un 35% en la calificación final de la materia.


OPORTUNIDAD ORDINARIA

Al final del cuatrimestre se realizará un examen teórico de todo el contenido de la materia. La superación de esta prueba es requisito imprescindible para aprobar la materia. La nota obtenida en este examen tendrá un peso de un 65% en la calificación final.

El alumnado que hubiera faltado más de 6 horas sin justificar adecuadamente esas faltas o que tenga las prácticas suspensas tendrá suspensa la materia.


OPORTUNIDAD EXTRAORDINARIA DE JULIO

El alumnado que tenga la parte práctica suspensa podrá recuperar esta parte en la oportunidad extraordinaria de julio, entregando las prácticas obligatorias propuestas durante el curso y realizando además un examen de prácticas.

En esta oportunidad se realizará un examen teórico de todo el contenido de la materia. La superación de esta prueba es requisito imprescindible para aprobar la materia. La nota obtenida en este examen tendrá un peso de un 65% en la calificación final.


CONDICIÓN DE APROBADO

Para aprobar la materia es necesario que se cumplan todas las siguientes condiciones:

a. Haber asistido a las clases interactivas, bajo las condiciones antes expuestas.
b. Tener aprobadas las prácticas.
c. Haber aprobado el examen teórico.


CONDICIÓN DE NO PRESENTADO

Se tendrá la condición de no presentado cuando no se asista al examen teórico.


ALUMNADO REPETIDOR

Por norma general, el alumnado repetidor se someterá al mismo régimen que el alumnado ordinario, debiendo asistir a las clases interactivas bajo las condiciones antes expuestas. En los casos en los que la calificación de las prácticas sea superior a un 7, se podrá guardar las prácticas realizadas de un curso para otro.

En el caso de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en la Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións. En aplicación de la Normativa da ETSE sobre plaxio (aprobada por la Xunta de la ETSE el 19/12/2019), la copia total o parcial de algún ejercicio de prácticas o de teoría supondrá el suspenso en las dos oportunidades del curso, con la calificación de 0,0 en ambos casos.

La distribución estimada de las horas que se deben dedicar a la materia es como sigue:

15 horas de clases magistrales
10 horas de aprendizaje basado en problemas en grupos reducidos
25 horas de prácticas

Un total de 50 horas de trabajo presencial. El trabajo autónomo del alumno aproximado es 100 horas, que incluyen el estudio autónomo, escritura de ejercicios y trabajos, preparación de las prácticas, evaluación de trabajos, etc.

El total de horas es 150 horas

La constancia en el estudio y en la asistencia a las prácticas es una de las claves para estudiar esta materia. Es muy importante para que la materia resulte fácil que se vaya estudiando al día, de este modo se rentabilizan las explicaciones recibidas en clase. Además, una actitud seria en las prácticas va a permitir que los conceptos se vayan afianzando y que se puedan abordar ejercicios cada vez más complicados sin demasiado esfuerzo.

Es necesario haber adquirido con anterioridad un conocimiento básico de programación en lenguaje C y de manejo de Linux a nivel de ususario.

Las clases se imparten en castellano. Se hace uso del Campus Virtual de la USC. En las prácticas se utiliza el sistema operativo Linux y el compilador de C gcc.