• Descripció

Avui en dia, les xarxes de gran abast son una part fonamental del nostre entorn, principalment gràcies al fenomen d'Internet i la proliferació de la banda ampla. Des dels correu electrònics o la missatgeria instantània fins els serveis web, les xarxes són un aspecte més de la nostra vida, sempre present de manera invisible, però ja inevitable. Per aquest motiu, cada dia calen nous especialistes que donin suport a les empreses que volen treure el màxim rendiment de les seves xarxes i usar tecnologies d'interconnexió remota per garantir que la distància que les separa desaparegui totalment. Aquesta necessitat també ha creat un conjunt de certificacions professionals que acrediten la seva expertesa.

L'assignatura de "Estructura de Xarxes de Computadors" (EXC) es centra en l'aprenentatge dels fonaments dels protocols de comunicació de més baix nivell que permeten que diferents tipus de dispositiu es puguin comunicar: Transport, Internet i Accés a la xarxa. Dins d'aquesta es dóna especial protagonisme al funcionament de les xarxes d'àrea local (LAN) Ethernet i la creació d'esquemes d'adreçament IP.

La seva principal particularitat respecte altres assignatures del grau és que el seu contingut s'alinea totalment amb una part de la darrera versió del temari oficial de Cisco per l'obtenció de la certificació professional CCNA (Cisco Certified Network Associate), en castellà. Aquesta és una de les més reconegudes dins el món professional de les xarxes i serveix com a punt d'entrada per tot un seguit d'especialitzacions en el camp (disseny, seguretat, etc.). 

Concretament, dins de tot el temari d'aquesta darrera versió del temari CCNA, aquesta assignatura engloba pràcticament la totalitat de la primera part del curs, anomenada "Introduction to Networks" (ITN), i una part del segon, anomenada "Switching, Routing and Wireless Essentials" (SRWE).

• L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis

El Grau d'Enginyeria Informàtica disposa d'un bloc d'assignatures relacionades amb les xarxes de computadors, que es composa de:

1. Xarxes i Aplicacions a Internet
2. Estructura de Xarxes de Computadors.
3. Disseny de Xarxes de Computadors.
4. Administració de Xarxes i Sistemes Operatius 
5. Seguretat en Xarxes de Computadors.

L'assignatura "Estructura de Xarxes de Computadors" (EXC) forma part del itinerari d'Enginyeria de Computadors, i es considera una de les fonamentals, complementant la de "Xarxes i Aplicacions a Internet" (XAI), que se centra més en la capa d'Aplicació model TCP/IP. Independentment del itinerari seguit, és recomanable cursar XAI abans d'EXC.

• Camps professionals en què es projecta

Donada la seva particularitat principal, un temari totalment alineat amb la certificació oficial CCNA, l'assignatura es projecta d'interès per qualsevol professional dins del camp de les xarxes. Resultarà d'especial utilitat per aquells que treballin amb equips Cisco o que tinguin la intenció d'obtenir aquesta certificació pròximament.

• Coneixements previs

Per cursar aquesta assignatura no cal tenir especials coneixements previs dins el camp de les xarxes, al tractar-se d'una de les assignatures base del grau. De totes formes, es recomana haver cursat "Xarxes i Aplicacions a Internet". En qualsevol cas, es considera que l'estudiant al menys sí que coneix què és una xarxa i què és i quin format té una adreça IPv4.

• Informació prèvia a la matrícula

L'assignatura "Estructura de Xarxes de Computadors" (EXC) forma part del itinerari d'Enginyeria de Computadors, i es considera una de les fonamentals, complementant la de "Xarxes i Aplicacions a Internet" (XAI), que se centra més en la capa d'Aplicació model TCP/IP. Independentment del itinerari seguit, i per seguir un model d'aprenentatge "top-down" sobre el funcionament de les xarxes de computadors, és recomanable cursar XAI abans d'EXC.

En el cas que l'estudiant cursi l'assignatura "Disseny de xarxes de computadors" amb posterioritat a EXC, haurà tingut accés a la totalitat del curs oficial CCNA de Cisco.

• Objectius i competències

Les competències generals del Grau que es posen de manifest en aquesta assignatura són:

• Ús i aplicació de les TIC en l'àmbit acadèmic i professional.
• Capacitat per adaptar-se a les tecnologies i als futurs entorns actualitzant les competències professionals.
• Capacitat per innovar i generar noves idees.

Les competències específiques d'aquesta assignatura són:

• Capacitat per analitzar l'arquitectura i organització dels sistemes i aplicacions informàtics en xarxa.
• Conèixer les tecnologies de comunicacions actuals i emergents i saber-les aplicar convenientment per dissenyar i desenvolupar solucions basades en sistemes i tecnologies de la informació.
• Capacitat per administrar i gestionar els sistemes operatius i les comunicacions d'una xarxa d'ordinadors.
• Capacitat per proposar i avaluar diferents alternatives tecnològiques per resoldre un problema concret.

Finalment, els objectius específics de la assignatura són:

• Reconèixer els diferents tipus de xarxa i les seves característiques principals.
• Reconèixer els diferents tipus de dispositius de xarxa i com desplegar-los i configurar-los correctament.
• Saber com funcionen diferents protocols de xarxa, especialment Ethernet.
• Dur a terme esquemes d'adreçament eficients tant per IPv4 com IPv6.
• Realitzar casos pràctics i exemples de cada tecnologia.

• Continguts

Per les característiques de l'assignatura, els materials que s'utilitzaran al llarg del curs a EXC són els oficials per la certificació CCNA, proporcionats dins el programa oficial de formació de Cisco Systems, anomenat "Networking Academy". Aquest materials es complementen amb el llibre "Computer Networks: A top-down approach", que no pertany al currículum d'aquesta certificació.

El temari del curs dins l'assignatura es divideix en quatre blocs temàtics, o mòduls, que engloben els diferents capítols dels materials de les parts "Introduction to Networks", "Switching, Routing and Wireless Essentials" i alguns apartats del llibre.

Mòdul 1. Como funcionen les xarxes?

(2 setmanes)

• Introducció a les xarxes modernes: Es presenta el concepte de xarxa de dades, donant una visió molt general de les bases per explorar els serveis, les tecnologies i els problemes que enfronten els professionals de xarxa mentres dissenyen, desenvolupen, i mantenen la xarxa moderna.
• Configuració bàsica de conmutadors i dispositius de xarxa: Serveix com introducció al sistema operatiu Cisco IOS. Es mostren l'estructura de línia de comandes i les ordres bàsiques.
• Protocols i models de xarxa: Es presenta el concepte de protocol i la importància dels processos d'estandardització. Per això, s'expliquen els models de comunicació TCP/IP i OSI.
• La capa física: S'explica com els protocols de capa física permeten les comunicacions en xarxes de dades.

Mòdul 2. Xarxes Ethernet

(4 setmanes)

• La capa d'accés a la xarxa: S'estudien les funcions generals de la capa física i els estàndards i protocols que administren la transmissió de dades a través dels mitjans locals. També es presenten les funcions de la capa d'enllaç de dades i els protocols associats a aquesta.

• Conceptes de conmutació: S'explica com els conmutadors de capa 2 transmeten informació.

• Conmutació Ethernet: Es descriuen les característiques i el funcionament de la xarxa Ethernet en termes de la seva evolució des d'una tecnologia de mitjans compartits de comunicació de dades basada en contencions fins a esdevenir l'actual tecnologia full-duplex de gran ample de banda.

• VLANs: Aquesta part es centra en conèixer què és una xarxa privada virtual (VLAN) i com funciona, així com la seva implementació.

• Conceptes i configuració de WLAN: S'explica com les xarxes sense fils WLAN permeten la connexió de xarxa, així com la seva configuració, seguretat bàsica i resolució de problemes.

Mòdul 3. El Protocol Internet

(3 setmanes)

• La capa de xarxa: S'analitza la funció de la capa de xarxa i com divideix les xarxes en grups d'equips per administrar el flux de paquets de dades dins d'una xarxa. També s'examina la forma en què es facilita la comunicació entre xarxes, l'encaminament.

• Resolució d'adreces IP: S'expliquen els protocols ARP i "Network Discovery" que permeten la comunicació en una xarxa.
• Configuració bàsica d'encaminadors: S'explica la implementació inicial de paràmetres en un encaminador (router) i dispositius de xarxa.

• Adreçament IPv4 i IPv6: S'examina detalladament l'estructura de les adreces IPv4 i IPv6 de xarxa i subxarxa mitjançant l'ús eficient de la segmentació.

• ICMP: S'explica l'ús de diverses eines per comprobar la connectivitat de xarxa.

Mòdul 4. Encaminament a Internet i Capa de Transport

(3 setmanes)

• Algorismes d'encaminament: Aquesta part s'estudia en combinació amb el llibre i se centra en veure quins algorismes i protocols existeixen per crear de forma dinàmica les taules d'encaminament d'un router.
• Encaminament estàtic: Configuració de rutes estàtiques IPv4 i IPv6.

• La capa de transport: S'examina el paper de la capa de transport en l'encapsulament de dades d'aplicació que utilitza la capa de xarxa. La capa de transport inclou també les funcions de control d'errors i permetre l'ús de diferents serveis en un mateix equip.

• Consulta dels recursos d'aprenentatge de la UOC per a l'assignatura

• Informació addicional sobre els recursos d'aprenentatge i eines de suport

Aquesta assignatura presenta un seguit de particularitats que la diferencien d'altres dins el grau. La principal és el fet que s'imparteix de manera conjunta en dos entorns d'aprenentatge. Tot el procés que s'explica a continuació es troba més detallat a la Guia d'estudi que se us proporcionarà a l'inici de curs.

Per una banda, usareu el campus de la UOC per la majoria de tasques habituals: comunicar-vos amb els companys de l'aula, lliurar activitats, ser avaluats i veure les vostres notes, etc.

Però per altra banda, al principi del curs se us donarà d'alta a la pàgina de la Networking Academy (www.netacad.com), el campus virtual de Cisco, a través del qual s'imparteix el temari oficial associat a la certificació CCNA. És en aquest entorn on podreu accedir als materials del curs, en format on-line interactiu, així com a un conjunt d'exàmens d'auto-avaluació que podreu, de manera opcional, fer al llarg del curs. Tant els materials com els exàmens estan en castellà i anglès.

El campus virtual de Cisco conté molta informació i moltes opcions. Cal fer èmfasi que, per l'assignatura "Estructura de Xarxes de Computadors", només l'usarem per l'accés als materials i a alguns recursos puntuals. De totes formes, un cop donats d'alta, totalment sou lliures per accedir a la comunitat d'estudiants Cisco o a qualsevol recurs disponible que considereu del vostre interès personal.

També es proporciona el material "Manual de referència de Cisco IOS" amb els principals conceptes i comandes per realitzar les PAC i pràctica.

Finalment, el temari de l'assignatura també se suporta en la lectura d'alguns apartats del llibre "Computer Networks: A top-down approach". Aquest és el millor llibre que hi ha actualment per estudiar els fonaments de les xarxes. Cal dir que aquest llibre és en anglès, i per tant, a nivell de temari només s'usarà de manera limitada, però el podeu usar també com referència al llarg del curs si voleu una segona opinió sobre com explicar un tema en concret. Aquest llibre també s'usa a altres assignatures del grau, i s'hi accedeix a través d'una plataforma en línia.

• Informacions sobre l'avaluació a la UOC

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material, programari o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre altres, són conductes irregulars en l'avaluació que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

Aquestes conductes irregulars poden comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent -incloses les proves finals- o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials, programari o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha dut a terme qualsevol altra conducta irregular.

Així mateix, i d'acord amb la normativa acadèmica, les conductes irregulars en l'avaluació també poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui, de conformitat amb l'establert a la normativa de convivència de la UOC.

En el marc del procés d'avaluació, la UOC es reserva la potestat de:

• Sol·licitar a l'estudiant que acrediti la seva identitat segons l'establert a la normativa acadèmica.
• Sol·licitar a l'estudiant que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació, tant avaluació contínua com avaluació final, per mitjà d'una prova oral o els mitjans síncrons o asíncrons que estableixi la Universitat. Aquests mitjans tindran per objecte verificar els coneixements i les competències que garanteixin l'autoria; en cap cas no implicaran una segona avaluació. Si no és possible garantir l'autoria de l'estudiant, la prova serà qualificada amb D, en el cas de l'avaluació contínua, o amb un Suspens, en el cas de l'avaluació final.

  A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació; és responsabilitat de l'estudiant assegurar que aquests dispositius funcionen correctament.

• Consulta del model d'avaluació