Programa de la Asignatura

Transcripción

1 Sistemas de Transporte de Datos Ingeniería Informática (9186) Programa de la Asignatura Francisco Andrés Candelas Herías Grupo de Innovación Educativa en Automática 2009 GITE IEA

2 1. Información general de la asignatura Nombre y código: Sistemas de Transporte De Datos (9186). Curso y titulación: 4º curso de Ingeniería en Informática (plan de estudios de 2001). Centro: Escuela Politécnica Superior,. Departamento responsable: Dpto. Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal. Profesor Coordinador: Francisco A. Candelas Herías. 2. Contenido de la asignatura En la asignatura Redes de Computadores se estudian los fundamentos en los que se basan las redes de comunicación de datos, pero sin entrar en detalle de tecnologías especificas. Como una continuación lógica de esa asignatura está Sistemas de Transporte de Datos, en donde si se abordan los sistemas y tecnologías usadas en la actualidad, estudiando su funcionamiento y las normativas que deben obedecer. Por ello, es recomendable haber cursado Redes de Computadores antes de estudiar Sistemas de Transporte de Datos. El temario de la parte teórica de la asignatura se divide en cuatro bloques que estudian diferentes tipos de tecnologías y equipos. Dispositivos Para la Transmisión de Datos. Aborda principalmente la normativa actual referente a los módems telefónicos y de dispositivos móviles (GSM-GPRS), su programación con comandos AT, y sus interfaces de conexión. También se repasa la transmisión digital de señales analógicas con PCM, para estudiar después cómo funcionan las técnicas de multiplexado estándar de TDM y SONET, cuyo uso está muy extendido en todos los ámbitos de las telecomunicaciones y comunicación de datos. Redes de Área Local (LANs). A este tema se le dedica bastante tiempo, debido a la importancia que tiene el conocimiento en el ámbito profesional de la gran variedad de redes de este tipo. Primero se introducen las redes locales clásicas como Ethernet (802.3) y redes en anillo (802.5), así como algunos ejemplos de redes metropolitanas (FDDI). Después se profundiza en las nuevas tecnologías Ethernet Conmutada y Gigabit Ethernet (802.3), y se estudian con bastante detalle las redes inalámbricas, especialmente las normativas /WiFi. También se aborda el funcionamiento de dispositivos de interconexión a nivel de enlace: puentes (bridges) y conmutadores (switches). Finalmente se tratan las técnicas de encaminamiento de nivel de enlace y las VLANs (Virtual LANs ). Redes de Área Extensa (WANs). Este bloque se dedica a las distintas tecnologías actuales que permiten el acceso a redes públicas de datos, así como la interconexión de LANs a través de esas redes públicas. Se estudian las principales características de tecnologías clásicas como RDSI y Frame-Relay, el funcionamiento de los accesos DSL sobre cable telefónico y sus principales variantes (ADSL, ADLS2+, VDSL), y el acceso a datos través de redes de televisión por cable (cable-módem). En este bloque también se estudia la arquitectura ATM, las principales características de acceso de datos en redes de telefonía móvil (GPRS, UMTS y 3,5G), y se introduce PLC (Power-Line Communication). A lo largo del bloque se analiza también como se utiliza el protocolo IP, basado en datagramas, sobre redes de circuitos virtuales. Interconexión de Redes. Se dedica principalmente al estudio del protocolo de interconexión de redes IPv6, analizando principalmente su direccionamiento y asignación - 2 -

3 de direcciones, y comparando sus características con IPv4. También se repasan el control de la calidad de servicio (QoS) en diferentes tipos de redes estudiadas en la asignatura. En muy importante que el alumno sepa para qué aplicación resulta más adecuado el uso de cada tecnología, por lo que a lo largo de cada bloque se irán comparando las distintas alternativas. En cuanto a las prácticas, se dispone de los equipos y herramientas necesarios para profundizar en el estudio de diversas tecnologías avanzadas muy utilizadas en la actualidad: Configuración de tablas de encaminamiento para interconexión de redes con IPv4. Enrutamiento dinámico con RIP e EIGRP. Gestión de puertas de enlace HSRP. Traducción de direcciones de red (NAT). Distribución de servicios con NAT. NAT de direcciones externas. Encapsulación de paquetes (tunneling). Combinación de diferentes arquitecturas de red. Redes Virtuales Privadas (VPN) y RADIUS. Mejora del rendimiento de la red mediante control de la calidad de servicio (QoS) y perfilado del tráfico. Control con listas de acceso. Análisis del tráfico de tramas en redes WiFi. 3. Programa detallado de teoría En el siguiente esquema se detalla el contenido de la asignatura. En el Campus Virtual estarán disponibles las transparencias de los distintos temas antes de las clases, a medida que se vayan impartiendo, que sirven como un buen guión de los aspectos estudiados en el curso. I. Dispositivos Para la Transmisión de Datos. 1. Elementos que Intervienen en la Transmisión de Datos. - Conceptos básicos. - Elementos en la comunicación entre dos equipos. - Interconexión de equipos con LANs o WANs. - Necesidad de normativas. 2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar. - Introducción. Interfaces síncronas y asíncronas. Conexiones. - Interfaz EIA-232-C/D (V.24). - Interfaces V.35 y HSSI. 3. Programación de módems. - Introducción. Repaso de las técnicas de modulación para señales digitales. - Breve repaso histórico de la normativa de módems. Normas de 56Kbps. - Programación mediante los comandos y registros Hayes. - Comandos Hayes para dispositivos GSM y GPRS-UMTS. - Ejemplos de programación. 4. Arquitectura de multiplexado de señales. - Repaso del proceso de transmisión digital de señales analógicas con PCM y de la multiplexión TDM. - Estándar de TDM Europeo. - Jerarquías de multiplexión SDH y SONET. II. Redes de Área Local (LANs). 5. Características de las Redes Locales. - Introducción a las Redes de Área local (LAN). Topologías de red comunes. - Banda base o banda ancha. Tipos de cables. Transmisión inalámbrica. Métodos de control de acceso al medio usados en LANs

4 - Las LAN en el modelo OSI. Normas IEEE 802.X. Niveles de trabajo de una LAN. Las normas IEEE 802.X dentro del modelo OSI. Subniveles MAC y LLC. 6. Estándares clásicos de LAN y MAN. - La norma IEEE 802.3; Nivel físico y MAC CSMA/CD. - La norma IEEE 802.5; Nivel físico y MAC Token Ring. - Interfaz de Datos Distribuido por Fibra óptica (FDDI). - La norma IEEE 802.6; Redes MAN, DQDB. 7. Redes Ethernet Conmutadas. - Conmutación de tramas de enlace. Rendimiento de una LAN conmutada. - Funcionamiento y tipos de conmutadores. - Fast Ethernet y IEEE de 100Mbps. - Gigabit Ethernet y 10Gigabit. 8. Redes inalámbricas (WLANs). - Características, ventajas e inconvenientes. Ámbitos de aplicación. - Normas IEEE y WiFi. Desde la a a la n. - Estructura de las redes IEEE Control de acceso al medio en redes IEEE : CSMA/CA y PCF. - Niveles físicos. Canales. FHSS, DSSS, OFDM. Tecnología MIMO en n. - Seguridad con WiFi. WEP, WPA, WPA2, TKIP... - Otras tecnologías inalámbricas: WiMax, UWB, Bluetooh. 9. Interconexión de LANs. - Equipos para la interconexión de LANs. - Puentes (bridges). Puentes transparentes (IEEE 802.1d) y Spanning Tree. Puentes remotos. - Encaminamiento y conmutación a nivel de enlace. VLANs o LANs virtuales (IEEE 802.1Q). Otras funciones de los conmutadores. - Interconexión de distintos tipos de redes locales. III. Redes de Área Extensa (WANs). 10. Introducción. - Conceptos básicos. Redes públicas de datos. Aplicación de las redes WAN. - Repaso de las técnicas de conmutación de datos. Conmutación de paquetes por circuitos virtuales o por datagramas. VPC. 11. Red Digital de Servicios Integrados (RDSI). - Introducción. Evolución de la red telefónica hacia RDSI. Niveles. Normativa de la RDSI. Servicios, tipos de canales y modos de acceso. - Interfaces y equipos RDSI. - Niveles físico, de enlace y de red de la RDSI europea. 12. Redes Frame Relay. - Principios en los que se basa Frame Relay. Normativa. Características. - Formato de las tramas. - Gestión de los circuitos virtuales. - Controles de admisión y congestión del tráfico en una red WAN. - IP sobre Frame Relay. 13. Tecnología ATM. - Principios y características de una red ATM. Ejemplo de red ATM. - Las capas de ATM: capas ATM y AAL. Servicios de AAL. - Conmutadores ATM. Conmutación de celdas y circuitos virtuales. - Formato de las tramas. - ATM en LANs. IP sobre redes ATM. 14. Accesos de datos en redes de telefonía. - Tecnología DSL. DSL Asimétrica (ADSL). Uso de FDM y DMT. Equipos empleados. - Encapsulación y protocolos para ADSL: PPPoE, PPPoA, RFC ADSL2, ADSL2+ y VDSL+. - Comparación de rendimiento de los accesos ADSL en España. - Datos en telefonía móvil. Redes GPRS, UMTS y 3,5G. 15. Redes de cable para transmisión de datos (cable-módem). - Estándares DOCSIS y el OSI. Euro-DOCSIS y DVB/DAVID. DOCSIS 2. - Estructura de un terminal cable-módem. 16. Comparación de las distintas tecnologías de acceso a WANs

5 IV. Interconexión de Redes 17. Arquitecturas de Interconexión. - Interconexión de redes a niveles superiores; encaminadores (routers) y pasarelas. 18. Versión 6 de IP. - Razones que llevan a la nueva versión. Características. Comparación con IPv4. - Formato de los paquetes. - Direccionamiento y distribución de direcciones. - Asignación de direcciones. ICMP para IPv6. - Calidad de servicio. - Migración de IPv4 a IPv Control de la calidad de servicio. - Calidad de servicio. Protocolos con QoS: IP, IPv6, ATM. - Perfilado de tráfico. Traffic Shaping y Traffic Policing. 4. Programa de prácticas 1. Encaminamiento avanzado con IP (4 sesiones de 2 horas). Configuración de tablas de encaminamiento con IPv4. Encaminamiento dinámico con RIP e EIGRP. Traducción de direcciones (NAT). Gestión dinámica de puertas de enlace con HSRP. 2. Túneles y Redes Virtuales Privadas (4 sesiones de 2 horas). Túneles de nivel 3. Túneles de nivel 2 y VPN (Virtual Private Networks), servicios RADIUS. 3. Gestión de la Calidad de Servicio. Análisis de tráfico en redes IEEE (4 sesiones de 2 horas). Precedencia IP, Perfilado y gestión de tráfico, enlaces WAN con QoS. Control con listas de acceso. Análisis de tráfico de tramas en redes WiFi. 5. Referencias Los materiales bibliográficos indicados a continuación están disponibles en la biblioteca de la Universidad. Bibliografía Básica Sistemas Para la Transmisión de Datos (2ª ed.) / F. Torres, F. A. Candelas, S. T. Puente. Publicaciones de la U. de Alicante, Se ajusta a la mayor parte del temario y al nivel de la asignatura, aunque no trata los temas más modernos como redes inalámbricas, Ethernet conmutada, ADSL o cablemódem. Redes y Servicios de banda ancha: tecnología y aplicaciones. José M. Huidobro, David Roldán. McGraw-Hill. Libro muy interesante que trata todas las tecnologías de transporte de datos más actuales de banda ancha: PLC, SDH, ATM, DSL, Gigabit Ethnernet, redes inalámbricas, UMTS, TV por cable... Los autores son españoles, por lo que no hay problemas de traducción. Comunicaciones y Redes de Computadoras (7ª Ed.) / William Stallings. Prentice-Hall, Trata prácticamente todos los aspectos actuales sobre las redes de computadores. Aunque no profundiza mucho, aborda tecnologías como interfaces serie (RS232), DSL, Ethernet conmutada y Gigabit, puentes y conmutadores, SONET/SDH, IPv6, Si profundiza más en aspectos como ATM, técnicas de modulación usadas en redes inalámbricas o seguridad en redes. También está bien la 6ª edición, del año

6 Redes e Internet de Alta velocidad. Rendimiento y Calidad de Servicio. William Stallings. Prentice-Hall, 2003 (hay una 2ª edición del 2004). Describe bien tecnologías como Frame Relay o ATM, pero lo interesante de este libro es que trata temas actuales sobre calidad de servicio y encaminamiento dinámico, que hasta hace poco no se trataban en libros de texto en castellano. Tecnologías Emergentes Para Redes de Computadores (2ª Ed.). Uyless Black. Prentice- Hall, Aunque tiene algunos años, este libro trata las tecnologías como xdsl y Ethernet Conmutada además de SDH/SONET, Frame Relay o ATM. Redes Wireless Gast, Matthew S. Anaya Multimedia, Madrid (2005). Libro completo sobre las redes WLAN IEEE Bibliografía Complementaria El Protocolo IPv6: Casos Prácticos en Linux / Manuel Rodriguez Salgado, Liru, Aica Ediciones, El libro analiza IPv6, sus ventajas, y lo compara con IPv4. También sirve de guía para implantar IPv6. Network Security Fundamentals / Gert De Laet, Gert Schauwers. Cisco Press, 2005 Este libro aborda todos los aspectos relativos a la seguridad en redes de datos, desde las consideraciones básicas hasta aplicación a tecnologías como VPNs o redes WLAN. Está en inglés. Redes de comunicación: conceptos fundamentales y arquitecturas básicas / A. León- García, I. Widjaja. Mc Graw Hill, Describe todos los aspectos del mundo de las redes de computadores: redes locales, redes de conmutación, TCP/IP, ATM, redes avanzadas, seguridad, multimedia... Redes de área local / Rafael Moreno Vozmedian. Grupo Editorial Bélenger, Más adecuado para prácticas, trata temas como configuración de redes IP, Ethernet o ARP. Interconectividad de redes con TCP/IP. Vol. II. Diseño e implementación (3ª Ed.) / Douglas E. Comer, David L. Stevens. Prentice-Hall, Describe con detalle todos los protocolos de TCP/IP, desde ARP hasta los de aplicación, mostrando además como se implementan en C. Routers Linux: a primer for network administrators / Tony Mancyll. Prentice Hall, Aborda las características de enrutamiento, enrutamiento dinámico, IPv6 y calidad de servicio de Linux, a partir de su kernel 2.4. Comunicación de Datos, redes de Computadores y Sistemas Abiertos (4ª Ed.) / F. Halsall. Addison-Wesley, Estudia bien los aspectos más técnicos de las distintas tecnologías para transporte de datos