UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA DIRECCION GENERAL DE ASUNTOS ACADEMICOS PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN
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- María Cristina Acuña Chávez
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1 UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA DIRECCION GENERAL DE ASUNTOS ACADEMICOS PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN 1. Unidad Académica: Facultad de Ciencias 2. Programa (s) de estudio: Licenciatura en Ciencias Computacionales 3. Vigencia del plan: Nombre de la Asignatura: Redes de Datos 5. Clave: HC: 2 HL: 2 HT: 2 HPC: HCL: HE: CR: 8 7. Ciclo Escolar: Etapa de formación a la que pertenece: Terminal 9. Carácter de la Asignatura: Obligatoria: X Optativa 10. Requisitos para cursar la asignatura: Fundamentos de Telecomunicaciones y redes Formuló: Evelio Martínez Martínez Fecha: Julio 2003 VoBo. MC. Marcelo Meras Cargo: Subdirector Académico
2 II. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO El propósito del curso es que el estudiante sea capaz de relacionar y comparar los conceptos fundamentales de las redes de datos, que le permitan emitir o proponer soluciones a los sistemas de redes de las organizaciones. La materia de Redes de Datos es una materia obligatoria y pertenece a la etapa terminal. Las materias subsecuentes relacionadas con ésta son: arquitecturas de protocolos de red, seguridad en cómputo, tópicos selectos de redes y otras materias optativas. Le antecede la materia de fundamentos de telecomunicaciones y redes. III. COMPETENCIA (S) DEL CURSO Diseñar y evaluar redes de datos en el estado del arte analizando las diferentes arquitecturas, modelos, protocolos, etc. seleccionando la estrategia de planeación y configuración más adecuadas que ayuden a la solución de problemas en las redes de datos de las organizaciones con una actitud ética, crítica y propositiva. IV. EVIDENCIA (S) DE DESEMPEÑO Exámenes teóricos, tareas extraclase, exposición oral, reportes escritos, y prácticas de laboratorio
3 V. DESARROLLO POR UNIDADES Unidad I 1. Redes de área local (LAN) Competencia Analizar los fundamentos de las redes de área local describiendo sus diferentes configuraciones para entender el funcionamiento de los elementos que la componen y determinar, detectar y aislar posibles fallas en la red de las organizaciones de una manera crítica y propositiva. Contenido Temático 1. Redes de área local (LAN) 1.1. Concepto de red (repaso) 1.2. Topologías (repaso) 1.3. Medios de transmisión (repaso) 1.4. Niveles en LAN: Físico, MAC y LLC 1.5. Ethernet básico Configuraciones básicas Ethernet/10 Mbps: 10Base2, 10Base5, 10BaseT, 10BaseF Fast Ethernet/100 Mbps: 100BaseTX/FX/T Gigabit Ethernet/1000 Mbps: 1000BaseTX/FX/SX/CX Tramas Ethernet y direcciones MAC: Ethernet-II, IEEE Acceso al medio Algoritmo CSMA/CD Colisiones y domino de colisiones Restricciones y limitaciones 1.6. Ethernet conmutado (switched) Desventaja de una red con hubs Ventaja de una red con switchs Tipos de switchs (store and forward, cut through, híbridos) Diseño de una red con switchs 1.7. LANs no cableadas (IEEE ) Que son las WLANs Beneficios, ventajas Topologias (Ad-hoc, infraestructura,...) Tecnologías y estándares Duración: 15 horas
4 Unidad II 2. Protocolos de Comunicaciones IV. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Analizar el funcionamiento de los protocolos de red entendiendo y diferenciando la estructura básica de sus campos para identificar los protocolos de capas superiores y capas inferiores. Contenido temático Duración: 9 horas 2. Protocolos de comunicaciones 2.1. Funciones básicas de un protocolo 2.2. Como funciona un protocolo 2.3. Protocolos orientados a conexión y no conexión 2.4. Protocolos orientados a bit y caracter 2.5. Protocolos de capas superiores Estructura de los protocolos: SNA (IBM), TCP, UDP, IP, Netware IPX (Novell), Appletalk (Apple), HDLC, 2.6. Protocolos de capas inferiores Estructura de los protocolos: Ethernet, Token Ring, X.25, Frame Relay, ATM, ISDN, HDLC, LAPB,
5 Unidad III 3. Control del enlace de datos IV. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Analizar el funcionamiento de control de flujo de datos en las comunicaciones en red mediante la comprensión de algoritmos y técnicas para la detección y control de errores con una actitud crítica y propositiva. Contenido temático Duración: 9 horas 3. Control del enlace de datos 3.1. Control del flujo parada y espera ventana deslizante 3.2. Detección de errores Paridad Checksum Redundancia cíclica (CRC) 3.3. Control de errores ARQ con parad y espera ARQ con vuelta a atrás N ARQ con rechazo selectivo 3.4. Control del enlace de datos a alto nivel (HDLC)
6 Unidad IV 4. Direccionamiento IP IV. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Analizará los principios básicos del direccionamiento IPv4 entendiendo la jerarquización empleada para diseñar, administrar direcciones IP y configurar enrutadores en las redes de las organizaciones de una manera ética y responsable. Contenido temático Duración: 1 4. Direccionamiento IP 4.1. Direccionamiento Clases Notación punto-decimal Notación binaria 4.2. Subredes Niveles de jerarquía Mascaras de subred 4.3. Direccionamiento sin clases (CIDR) 4.4. Ejercicios
7 Unidad V 5. Enrutamiento IV. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Analizar el funcionamiento del enrutamiento de los paquetes en las redes de comunicaciones diferenciando los diferentes tipos de protocolos y algoritmos empleados en el encaminamiento, así mismo aplicará dichos conocimientos para la configuración básica de un enrutador comercial. Contenido temático Duración: 15 horas 5. Enrutamiento 5.1. Teoría de enrutamiento Determinación de rutas y concepto de convergencia Direcciones de hardware y lógicas Tablas de enrutamiento Protocolos enrutables Algoritmos de enrutamiento (estáticos, dinámicos) Métricas de enrutamiento Enrutamiento interno (RIP, IGRP, OSPF) Enrutamiento externo (BGP) 5.2. Direcciones privadas (NAT) 5.3. Como funciona un enrutador Interfaces físicas de un enrutador Comandos básicos de un enrutador Cisco Configuración básica de un enrutador Cisco
8 Unidad VI IV. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia 6. Interconectividad y equipos de interconexión Analizar la importancia de la interconectividad y de los equipos de telecomunicaciones contrastando e identificando los diferentes elementos de red así como de las metodologías de diseño de redes para analizar e identificar la forma en la que están interconectadas para eficientizar la intercomunicación de las redes de la organización con una actitud crítica y propositiva. Contenido temático Duración: 15 horas 6. Interconectividad y equipos de interconexión 6.1. Concepto de interconectividad 6.2. El reto de la interconectividad Retos técnicos, retos administrativos 6.3. Requisitos globales 6.4. Equipos de interconexión Equipos a nivel físico Repetidores, hubs Equipos a nivel de enlace de datos Puentes, switch, access point, DSU/CSU, mux, Equipos a nivel de capa de red Enrutadores, switch capa Equipos de capas superiores Gateways, proxys, servidores 6.5. Elementos de diseño de redes Metodologías Factores a considerar: capacidad del canal, requerimientos de tráfico, costos, servicios, tipos de aplicaciones Proyección a futuro Dimensionamiento y optimización de redes
9 Unidad VII 7. Conjunto de protocolos TCP/IP IV. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Analizar el conjunto de protocolos de Internet (TCP/IP) contrastando sus diferentes servicios, protocolos, tipos de enrutamientos y otros mecanismos para la toma de decisiones en el diseño de la red en la organización de una manera crítica y propositiva. Contenido temático Duración: 15 horas 7. Conjunto de protocolos TCP/IP 7.1. Familia de protocolos TCP/IP 7.2. Formato de cabecera IPv4 e IPv Sistema de nombres de dominios de nombre (DNS) 7.4. Protocolo de arranque (BOOTP) 7.5. Protocolo de configuración dinámica de hosts (DHCP) 7.6. Servicios de Internet Transferencia remota de archivos (FTP, TFTP) Correo electrónico (SMTP, POP3, MIME, MTA) Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) Acceso remoto (Telnet) 7.7. Protocolos de gestión de red (SNMP) 7.8. Protocolos en el nivel de red Protocolos para la resolución de direcciones (ARP, RARP) Protocolos de mensajes de control y grupo (ICMP, IGMP) 7.9. Protocolos en el nivel de transporte (UDP, TCP)
10 VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS No. de Práctica Competencia(s) Descripción Material de Apoyo Duración 1 Diseñar una red de área local con concentradores con varios niveles y ver su eficiencia Se interconectan varias computadoras ya configuradas en red (linux/windows) a distintos concentradores puestos a varios niveles. - Computadora - Concentradores - Cables 2 Hacer la misma practica anterior ahora sustituyendo los concentradores por conmutadores de paquetes (switchs) y comparar su eficiencia. Se interconectan varias computadoras ya configuradas en red (linux/windows) a distintos switches puestos a varios niveles. - Entregar un reporte - Computadora -Switch - Cables - Utileria para medir la eficiencia de la red (Tcpdump, Iperf, etc.) 3 Diseño de una red local (e.g. café internet, red empresarial) identificando costos en equipo (hardware/software) y servicios de acceso a Internet - Especificación: definir número de de PCs, hubs/switch, metros de cables, conectores, etc - buscar cotizaciones en Internet del hardware (marcas, precios) - buscar cotizaciones en Internet del software (Sistema operativo, aplicaciones, licencias) - buscar cotizaciones en Internet del servicios de acceso a Internet (ISDN, lineas privadas, ADSL,..), contemplando el costo de instalación, contratación y del equipo de acceso. - Hacer un reporte del costo/ beneficio de la red LAN - Lapiz y papel - Computadora con Internet 4 horas
11 No. de Práctica Competencia(s) 4 Configuración básica de un Access Point (AP) y de una tarjeta de red inalámbrica (TRI) 5 Utilizar herramientas de análisis de protocolos de red (e.g. Ethereal) para comprender y asociar que protocolos corresponden a que aplicaciones 6 Verificar la eficiencia de algoritmos de control y verificación de error CRC-32 y compararlos con los alogoritmos de paridad y checksum. Descripción - Descripción física de un Access Point - Descripción física de una tarjeta de red inalámbrica - Configuración de los parámetros básicos de un AP - Configuración de los parámetros de seguridad de un AP - Configuración de una TRI en una PC y asociarla a un AP - Entregar un reporte escrito -- Instalar la aplicación Ethereal y el wincap ( -- Correr aplicaciones tales como Telnet, ping, traceroute, ftp, etc -- Identificar los protocolos asociados a estas aplicaciones -- Identificar las tramas del protocolo Ethernet y de TCP/IP ---- Entregar un reporte escrito con los casos vistos y la conclusión general del estudiante - Compilar el código en C de un algoritmo CRC-32 - Correr la aplicación con un archivo de texto cambiando el texto para ver su eficiencia - Entregrar un reporte 7 Ejercicios de direccionamiento IP - Se pondran varios ejercicios practicos para diseñar redes en base a direccionamiento IP - Una vez comprendido el calculo de IPs, el maestro les mostrara aplicaciones (herramientas) para el calculo de direccionamiento y subredes IP Material de Apoyo - Acess Point - Tarjeta de red inalambrica - PC con sistema operativo windows - drivers -- Computadora con salida a Internet y con el Ethereal (ethereal.com) cargado u otro software capturador de paquetes. - computadora - compilador de C - algoritmo Duración - Lapiz y papel
12 No. de Práctica Competencia(s) Descripción Material de Apoyo Duración 8 Diseño de la interconexión de una red WAN 9 Interconexión de redes LAN/WAN (enrutamiento) mediante la configuración de enrutadores - Hacer el mapa de interconexión de una red (caso de estudio) - Identificar servicios y aplicaciones - Buscar que equipos de interconexión son necesarios - Cotizar dichos equipos - Buscar y cotizar servicios de telecomunicaciones para interconectar los nodos en la red - Hacer un reporte del costo/beneficio de la red - Hacer un mapa de la red ejemplo con varios enrutadores - Configurar cada enrutador para establecer trayectorias - Entregar un reporte - Papel - computadora con Internet - Lapiz y papel - Enrutador físico - Aplicación de simulación de enrutadores 4 horas 10 Utilización de los comandos ARP, TCPDUMP, NETSTAT - Hacer ejercicios practicos utilizando estos comandos - computadora con windows/linux 11 Instalación de un servidor Web (http) en ambiente windows/linux - Instalar sistema operativo - Instalar software del servidor http - Hacer una pequeña pagina con HTML en el directorio publico para comprobar la instalacion del servidor web - Entregar un reporte - Computadora -Sistema operativo - Software del servidor 12 Instalación de un servidor DNS (windows/unix) - Hacer la instalación (software) y configuración del servidor DNS utilizando LINUX o WINDOWS - Entregar un reporte - Computadora - servidor DNS y DHCP 13 Instalación de un servidor DHCP en un ambiente windows/unix - Hacer la instalación (software) y configuración del servidor DHCP utilizando LINUX o WINDOWS - Entregar un reporte - Computadora - servidor DNS y DHCP
13 No. de Práctica Competencia(s) Descripción 14 Instalación de Samba - Instalar Sistema Operativo LINUX - Instalar y configurar Samba - Instalación de clientes con Sistema Operativo Windows y conexión con Samba - Entregar reporte escrito Material de Apoyo - Computadora - Sistema operativo Linux Duración 4 horas
14 VII. METODOLOGIA DE TRABAJO Investigación La investigación será empleada en los trabajos extraclase que se pedirán al estudiante sobre temas de actualidad o sobre temas que se verán posteriormente en clase. El propósito de estos trabajos es que el estudiante aprenda hacer investigación en medios electrónicos (Internet), libros, y revistas sobre temas del área. Las fuentes serán tanto en el idioma inglés como español para fomentar la enseñanza del idioma extranjero. Los reportes deberán contener las referencias que se utilizaron para la realización del trabajo y debe contar imprescindiblemente una conclusión personal acerca de la investigación. El maestro debe enfatizar a los estudiantes que los reportes escritos sean claros y bien redactados, recalcándoles también las faltas de ortografía. Exposición oral El alumno debe ser capaz de desenvolverse oralmente al exponer un tema o al establecer una discusión sobre una temática en particular del curso. El maestro debe involucrar a los estudiantes en la exposición oral ya sea de una noticia reciente o de un tema particular el alumno haya tenido el tiempo necesario para investigarlo. Prácticas de Laboratorio Llevar a la práctica los conocimientos teóricos vistos en clase es el mejor método de enseñanza-aprendizaje, por eso es importante que el estudiante desarrolle habilidades que le permitan resolver problemas reales en el área de redes. Exámenes de conocimientos El maestro deberá aplicar al menos 2 exámenes de conocimientos durante el curso, de tal manera que refuercen los conocimientos aprendidos durante la clase. Los exámenes podrán ser de varios tipos, tales como: de preguntas abiertas, opción múltiple, crucigramas o mapas mentales. Visitas a empresas de telecomunicaciones Se recomienda contactar a empresas de telecomunicaciones para realizar al menos una vez por curso una visita guiada a las instalaciones de la misma. Las empresas a visitar pueden ser compañías de televisión por cable, televisoras, radiodifusoras, telefonía fija, telefonía celular, provisión de Internet, etc.
15 VIII. CRITERIOS DE EVALUACION La evaluación general del curso consistirá de exámenes teóricos, tareas-reportes, prácticas de laboratorio y una exposición oral con un reporte escrito. Los porcentajes de evaluación serán los siguientes: Exámenes 40% Tareas/prácticas 30% Exposición oral y Reporte escrito 30% Total 100% Criterio de acreditación Resolver al menos 2 exámenes parciales en tiempo y forma. Las tareas y las prácticas serán estrictamente individuales Deberán ser al menos 10 prácticas y tareas extraclase por semestre Cumplir con las prácticas y tareas extraclase en tiempo y forma. Cumplir con la presentación y reporte escrito en tiempo y forma. Criterio de evaluación Las tareas, prácticas y exámenes serán resueltos en clase posterior de la entrega para que el estudiante conozca inmediatamente la solución propuesta en cada uno de los trabajos o exámenes. En el caso de la exposición final por equipo, la evaluación se dividirá en dos: reporte escrito y exposición, en el primer caso la calificación será por equipo y los puntos a evaluar serán, contenido, claridad y forma, así como ortografía y redacción; para la exposición oral ésta se calificará de manera individual y los puntos a evaluar serán, dominio del tema, claridad y estructura. Los alumnos puede ayudarse en la exposición mediante apoyos visuales tales como proyector de transparencias, acetatos u medios multimedia.
16 Básica IX. BIBLIOGRAFIA Complementaria Comunicaciones y redes de computadores Williams Stallings Prentice Hall ISBN Transmisión de datos y redes de comunicaciones Behrouza A., Forouzan McGraw Hill ISBN Comunicación entre computadoras y tecnologías de redes Michael A. Gallo William M. Hancock Editorial Thomson ISBN X TCP/IP Illustrated, Volume 1: The protocols Richard Stevens Addison-Wesley ISBN Microsoft Fundamentos de redes Plus Curso Oficial de Certificación MCSE Microsoft Corporation Editorial McGraw Hill ISBN Redes de Computadoras Andrew S. Tanenbaum Pearson Prentice Hall ISBN Data Networking Design, third edition Darren L. Spohn Editorial McGraw-Hill Osborne ISBN Internetworking with TCP/IP Vol. 1: Principles, protocols, and Arquitecture (4 th edition) Douglas E. Comer Prentice Hall ISBN Practical Cisco Routers Joe Habraken Que ISBN La brecha digital: Mitos y realidades Arturo Serrano Santoyo & Evelio Martinez Martinez Editorial UABC-FOECA-ICBC ISBN: X
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