Diseño y Administración de Redes

El objetivo de esta materia es presentar a los futuros ingenieros los aspectos básicos y de diseño de las redes de comunicaciones de voz y datos actuales, así como de la gestión y administración de los dispositivos de red. En primer lugar se abordarán cuestiones relacionadas con la calidad de servicio y con las transmisiones multimedia, para luego tratar sobre las principales tecnologías LAN (Ethernet, WLAN), redes de acceso residencial (FTTH, GPON, VoIP) y tecnologías de área amplia (5G, MetroEthernet, MPLS). Se intentará que el alumno conozca la metodología de diseño de las redes empresariales y sea capaz de tomar decisiones sobre tecnologías, dispositivos de interconexión, protolocos y seguridad.

En las prácticas se tratará sobre sobre la configuración y administración de los dispositivos de red (switches, routers, cortafuegos, etc). En concreto, se estudiará cómo repartir o limitar el ancho de banda, gestionar los algoritmos de rutado, establecer cortafuegos y construir VLANs y túneles.

Puesto que ésta es una materia de especialización, se supondrá adquirido con anterioridad un conocimiento básico de arquitecturas y protocolos de red. Se profundizará en tecnologías, modelos y protocolos. La materia es, por otro lado, complementaria de las materias de la titulación de "Administración de Sistemas y Redes" y "Computación en la Nube" en las que también se imparten distintos aspectos de administración de redes.

CONTENIDOS Y TEMPORIZACIÓN DE LAS CLASES EXPOSITIVAS
10 sesiones de una hora + 18,5 horas de trabajo personal:

Tema 1: Calidad de servicio (1,5 sesiones + 3,5 horas de trabajo personal)
En este tema estudiaremos las características que han de tener redes y protocolos para proporcionar QoS, imprescindible para las nuevas aplicaciones de telefonía y videoconferencia IP, juegos en red, el pago por visión (streaming), aplicaciones en tiempo real, etc.

* Sesión 01: Calidad de Servicio, IntServ y DiffServ
* Sesión 02: RTP, VoIP y Multicast.

Tema 2: Redes de área local y metropolitanas (2,5 sesiones + 5 horas de trabajo personal)
En este tema se estudian las distintas posibilidades que tiene una empresa para construir sus redes de área local y metropolitanas.

* Sesión 03: Ethernet. Interconexión de LANs
* Sesión 04: Redes inalámbricas

Tema 3: Redes de área extensa (3 sesiones + 5 horas de trabajo personal)
En este tema se estudian las redes que las compañías telefónicas y los proveedores de servicios de Internet proporcionan a sus clientes para construir redes de voz y de datos de área amplia.

* Sesión 05: Red telefónica conmutada
* Sesión 06: Telefonía móvil
* Sesión 07: MPLS y redes troncales

Tema 4: Diseño de redes (3 sesiones + 5 horas de trabajo personal)
Este tema es aplicación directa de los contenidos presentados en los dos anteriores. Una vez conocidos los modelos de red disponibles comercialmente, se estudia una metodología de diseño de una red empresarial empleando una estrategia de arriba a abajo.

* Sesión 08: Diseño de redes empresariales 1
* Sesión 09: Diseño de redes empresariales 2
* Sesión 10: Ejemplos de diseño

CONTENIDOS Y TEMPORIZACIÓN DE LAS CLASES INTERACTIVAS
12 sesiones de 2,5 horas + 50 horas de trabajo personal:

Mediante simulaciones con máquinas virtuales y aplicaciones disponibles en Linux se tratan cuestiones relacionadas con la configuración de dispositivos (switches, bridges y routers), configuración y gestión de redes (cortafuegos, redes privadas virtuales, VLAN) y la calidad de servicio. Además, se propone un trabajo de diseño de la red de una empresa. Planificación aproximada de las prácticas en sesiones de 2.5 horas:

* P01. Rutado simple (3 horas (sesión 01) +4 horas de trabajo personal)
* P02. Configuración de routers (5 horas (sesiones 02y 03) +8 horas de trabajo personal)
* P03. VLANs (2 horas (sesión 04) +2 hora de trabajo personal)
* P04. Cortafuegos (2 horas (sesión 05) +2 horas de trabajo personal)
* P05. Calidad de servicio (4 horas (sesiones 06 y 07/1) +9 horas de trabajo personal)
* P06. Puentes y switches (2 horas (sesión 07/2) +2 horas de trabajo personal)
* P07. Multicast (2 horas (sesión 08) +3 horas de trabajo personal)
* P08. Enrutamiento avanzado (4 horas (sesiones 09 y 10/1) +9 horas de trabajo personal)
* P09. MPLS (4 horas (sesiones 10/2 y 11) +2 horas de trabajo personal)
* P10. Diseño de la red de una empresa (2 horas (sesión 12) +9 horas de trabajo personal)

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA DESCARGABLE

- Apuntes de Diseño y Administración de Redes. Se proporcionan apuntes elaborados por el profesor que cubren la totalidad de los temas teóricos y prácticos de la materia.

- Cisco Systems, "Small Enterprise Design Profile Reference Guide", 2010, http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/Enterprise/Small_Enterpr…

- Cisco Systems, "Medium Enterprise Design Profile Reference Guide", 2013, http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/Enterprise/Medium_Enterp…

- Cisco Systems, "Design Zone", http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/design-zone.html

BIBLIOGRAFÍA BASICA EN PAPEL

- A. Bruno y S. Jordan, "CCNP Enterprise Design ENSLD 300-420 Official Cert Guide: Designing Cisco Enterprise Networks", Cisco Press, 2020. Es el libro que más se adapta a la materia, si bien, dada la naturaleza avanzada de esta, no cubre estrictamente todos los temas.

- D. Benchimol, "USERS: Redes CISCO, Instalación y administración de hardware y software" (1ª ed), Creative Andina Corp, 2010, ISBN: 978-987-663-024-5. Un libro más básico que el anterior.

- P. Oppenheimer, "Top-down network design" (3ª ed), Cisco Press, 2010, ISBN: 978-1-58720-283-4. Es un libro muy interesante que trata de la metodología de diseño formal de las redes empresariales. Se utilizará sobre todo en el tema 4.

En esta materia se intentará que el alumno adquiera los conocimientos fundamentales para manejarse en el amplio y complejo campo de las comunicaciones y redes de computadores. En concreto, se intentará que el alumno conozca la metodología de diseño de las redes empresariales y sea capaz de tomar decisiones sobre tecnologías, dispositivos de interconexión, protocolos y seguridad.

Esta materia contribuye a adquirir las competencias recogidas na memoria do título de Grado en Enxeñería Informática CG4, CG8, CG9, CG10, FB5, RI1, RI2, RI10, TI5, e TI6. Con maior intensidade se desarrollan as competencias CG6, RI5, TI2 e TI4, relacionadas con la capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar y gestionar redes e infraestructuras de comunicaciones en una organización.

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

Además de las competencias anteriores, en esta materia se desarrollan las siguientes competencias y resultados del aprendizaje recogidos dentro del grupo temático Redes de la memoria del título de Grado en Enxeñería Informática:

- Conocer las diferentes tecnologías de red, tanto locales como de área extensa, de cable e inalámbricas.
- Escoger la tecnología de red y los protocolos más adecuados dados unos requerimientos.
- Configuración de routers y de otros elementos de interconexión.
- Diseñar y desarrollar redes corporativas a pequeña y mediana escala.
- Analizar y optimizar las redes de computadores en términos de utilización, rendimiento y calidad de servicio.

CLASES EXPOSITIVAS
En las clases teóricas se describirán los aspectos básicos y de diseño de las redes de comunicaciones de voz y datos actuales. Estas clases se impartirán en el aula de la USC y para las explicaciones se hará uso de sistemas multimedia.

Mediante las clases expositivas se desarrollarán las competencias CG8, CG10, FB5, RI10, TI5, TI6, CG6, RI5, TI2 y TI4, así como la competencia de conocer las diferentes tecnologías de red, tanto locales como de área extensa, de cable e inalámbricas, y la competencia de escoger la tecnología de red y los protocolos más adecuados dados unos requerimientos.

CLASES INTERACTIVAS
En las clases de prácticas, el estudiante desarrollará los aspectos introducidos en las clases de teoría, además de tareas de gestión y de administración de dispositivos de red. Las sesiones prácticas se impartirán en grupos reducidos en las aulas de informática de la USC. Para poder realizar tareas de administración, se utilizarán de forma intensiva máquinas virtuales Linux en las que el alumno realizará las instalaciones y configuraciones de enrutamiento avanzado, programación de routers, calidad de servicio, etc. El alumno podrá a su elección realizar las prácticas en su propio portátil, puesto que la totalidad de los programas que se utilizan son software libre. También se realizará un trabajo de diseño de redes corporativas.

Mediante prácticas se desarrollarán las competencias CG1, CG2, CG4, CG9, RI1, RI2, TR1 y TR3, así como la competencia de configuración de routers y de otros elementos de interconexión, y la competencia de analizar y optimizar las redes de ordenadores en términos de utilización, rendimiento y calidad de servicio. También se cubrirá la competencia de diseño y desarrollo de redes corporativas a pequeña y mediana escala.

La metodología didáctica se centrará especialmente en el trabajo individual de los alumnos, pero también se hará un especial esfuerzo para fomentar la discusión en la clase y en los foros.

TUTORÍAS
Las tutorias se realizarán de forma presencial o virtual.

MATERIALES Y HERRAMIENTAS
El aprendizaje del alumno también estará apoyado en la enseñanza virtual, a través del Campus Virtual de la USC. En la página de la materia el alumno podrá obtener una copia en formato digital del material usado en las clases, así como material suplementario y enlaces la páginas web relacionadas con los contenidos de la materia. Estarán a la disposición de los alumnos diversos sistemas (MS Teams, correo electrónico, foro de discusiones, chat), donde podrán hacer consultas y establecer discusiones sobre los diferentes tópicos de la materia. Todos los programas, tanto las máquinas virtuales como las aplicaciones utilizadas en esta materia son software libre.

La calificación de la materia será 70% de la puntuación obtenida en la evaluación continua y 30% en el examen.

EVALUACIÓN CONTINUA
La evaluación continua supodrá el 70% de la cualificación e estará fundamentada en la realización efectiva por parte del alumno de las prácticas propuestas a lo largo del cuatrimestre. El requerimiento de la realización de las prácticas durante el cuatrimestre se justifica en la naturaleza de las mismas (configuración y administración de protocolos y dispositivos) y en que el trabajo realizado en ellas permite al profesor seguir el progreso del alumno.

Las prácticas se realizarán individualmente. Al finalizar cada una de las prácticas propuestas, el alumno la presentará en el aula y será evaluada por el profesor. Cada una de las prácticas tendrá una fecha concreta de realización. Pasada esta fecha, la práctica será considerada como no hecha.

EXAMEN
El 30% de la evaluación de la materia se obtendrá mediante un examen escrito realizado sobre el material impartido en las clases expositivas.

PRIMERA OPORTUNIDAD
Para superar la materia es necesario sacar por lo menos un 5 en la suma de los puntos obtenidos en las prácticas y el examen.

SEGUNDA OPORTUNIDAD
En esta oportunidad el alumno tendrá la posibililidad de entregar una única práctica adicional o bien sustituir una de las prácticas entregadas durante el cuatrimestre. En el primer caso se sumarán los puntos conseguidos con la nueva práctica, mientras que en el segundo caso se reemplazarán los puntos de la práctica sustituida. Para superar la materia es necesario sacar por lo menos un 5 en la suma de los puntos obtenidos en las prácticas y el examen realizado en esta oportunidad.

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA
Se aplicará el mismo criterio que en la segunda oportunidad.

CONDICIÓN DE NO PRESENTADO
Se tendrá la condición de no presentado cuando el alumno no asista al examen.

ALUMNOS REPETIDORES
Los alumnos que hayan suspendido la materia en las convocatorias anteriores tendrán que realizar de nuevo las prácticas y el examen en las mismas condiciones que el resto de los alumnos.

SISTEMA DE EVALUACIÓN
A continuación se indican los puntos de cada parte en la nota final:

* P01. Rutado simple: 0,4 puntos.
* P02. Configuración de routers: 1,1 puntos.
* P03. VLANs: 0,4 puntos.
* P04. Cortafuegos: 0,4 puntos.
* P05. Calidad de servicio: 1,2 puntos.
* P06. Puentes y switches: 0,4 puntos.
* P07. Multicast: 0,4 puntos.
* P08. Enrutamiento avanzado: 1,1 puntos.
* P09. MPLS: 0,4 puntos.
* P10. Diseño de una red empresarial: 1,2 puntos.
* Examen: 3 puntos.

Para superar la materia es necesario sacar al menos un 5 en total.

EVALUACIÓN DE COMPETENCIAS
Dentro de la parte práctica de la materia (70% de la nota) la evaluación de trabajos e informes presentados tendrá en cuenta el grado de consecución de las competenciasCG4, CG9, RI1, RI2, TR1 y TR3. También mediante prácticas se evaluarán las competencias recogidas dentro del grupo temático Redes de configuración de routers y de otros elementos de interconexión, así como analizar y optimizar las redes de ordenadores en términos de utilización, rendimiento y calidad de servicio.

Dentro de la parte teórica de la materia (30% de la nota) se evaluarán las competencias CG8, CG10, FB5, RI10, TI5, TI6, CG6, RI5, TI2 y TI4, mediante distintas preguntas y ejercicios planteados en el examen teórico. También de este modo se evaluarán las competencias recogidas dentro del grupo temático Redes de conocer las diferentes tecnologías de red, tanto locales como de área extensa, de cable e inalámbricas, así como escoger la tecnología de red y los protocolos más adecuados dados unos requerimientos y la competencia de diseño y desarrollo de redes corporativas la pequeña y mediana escala.

REALIZACIÓN FRAUDULENTA DE EJERCICIOS Y PRUEBAS
Se establecerán medidas específicas para evitar plagios y la realización fraudulenta de las prácticas, por ejemplo, se comprobará que cada alumno trabaja sobre su propia máquina virtual y no se permitirá en ningún caso la compartición de máquinas. Además, los documentos entregados serán sometidos a pruebas de detección de plagio.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios y pruebas será de aplicación lo recojido en la Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións de la USC.

Docencia expositiva: 10 horas presenciales + 18,5 horas de trabajo personal.
Docencia interactiva: 30 horas presenciales + 50 horas de trabajo personal.
Tutorías y atención personalizada: 2 horas presenciales.
Actividades de evaluación: 2 horas presenciales.
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Total: 44 horas de trabajo presencial y 68,5 horas de trabajo individual.

Para las clases de teoría se supondrá que los alumnos tienen conocimentos de arquitectura de redes a nivel de la materia de segundo curso Redes. Al realizarse las prácticas sobre máquinas virtuales Linux se requerirán conocimientos de los comandos básicos en línea de comando y de administración básica en este sistema operativo.

La constancia en el estudio y en la asistencia a clase 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 la clase. Además, una actitud seria en las prácticas va a permitir que los conceptos se vayan afianzando y que se puedan abordar problemáticas cada vez más complejas sin demasiado esfuerzo.

Esta materia se imparte en castellano y gallego.

En la página de la materia del Campus Virtual el alumno podrá obtener una copia en formato digital del material usado en las clases teóricas y prácticas, vídeos mostrando qué debe entregarse en las prácticas, así como material suplementario y enlaces a páginas web relacionadas con los contenidos de la materia. Estarán a la disposición de los alumnos diversos sistemas (MS Teams, correo electrónico, foro de discusiones, chat), donde podrán hacer consultas y establecer discusiones sobre los diferentes tópicos de la materia.

Todos los programas utilizados en esta materia, tanto las máquinas virtuales como las aplicaciones son software libre.