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Computación en Red. Máster en Ingeniería de Telecomunicación. 2 º Curso. Curso Académico 2014/15 - PDF
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1 Computación en Red Máster en Ingeniería de Telecomunicación Curso Académico 2014/15 2 º Curso
2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Computación en Red Código: Titulación en la que se imparte: Carácter: Obligatoria Créditos ECTS: 4.5 Curso y cuatrimestre: Máster en Ingeniería de Telecomunicación Automática 2º Curso, 2º Cuatrimestre del Plan de Estudios, impartido en 1er Cuatrimestre de 2014 Profesorado: Por determinar Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: Por determinar Español 1. PRESENTACIÓN Prerrequisitos Los alumnos deben estar familiarizados con algún Lenguaje de Programación, Arquitecturas de Redes, Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos. Introducción La Computación en Red es un término genérico que hace referencia a un grupo de computadores o nodos de red con capacidad de proceso que trabajan de forma conjunta. Bajo este paradigma general de la Computación en Red (Network Computing), destaca actualmente entre otros el marco tecnológico de la Computación en la Nube (Cloud Computing). La Computación en la Nube hace referencia a la creación, despliegue y oferta de servicios de Tecnologías de la Información (IT) con requisitos de computación a usuarios heterogéneos, en los que la característica fundamental es la abstracción de la tecnología, recursos y localización de la infraestructura desde la perspectiva del usuario. Las IT han experimentado una brusca evolución en la pasada década, en la que factores como la provisión de hardware, el software Open-Source, la Virtualización, la globalización de la mano de obra, y los procesos Ágiles IT han promovido el desarrollo de nuevas tecnologías y modelos de negocio. 2
3 La idea de proveer servicios de computación parte en los años 60 con una aproximación centralizada basada en mainframes y el uso de tecnologías de tiempo compartido (time-sharing). Estas infraestructuras de computación conformaban una arquitectura monolítica constituida por potentes pero muy caros servidores, y un mercado dominado por unos pocos vendedores de hardware. Con el cambio en la industria de los semiconductores, los ordenadores personales se hacen más asequibles y aparece un nuevo desafío, cómo compartir los datos. Los sistemas cliente-servidor abordan este desafío, y conforme crecen las necesidades de computación y se amplía Internet, la arquitectura cliente-servidor se ve ampliada a arquitecturas más complejas de dos, tres y cuatro niveles. Los sistemas operativos se instalan directamente en el hardware, y los servidores alojan múltiples aplicaciones sin un aislamiento virtual o físico. Dado que el balanceo de aplicaciones entre servidores es muy complejo, los recursos no se utilizan de forman eficiente. Por otro lado, las aplicaciones distribuidas que se instalaban en múltiples servidores se comunicaban utilizando protocolos propietarios (CORBA, DCOM sobre RPC, etc) muchas veces incompatibles. Como resultado de todos estos factores, la complejidad y los costes de infraestructura IT se desbordan. Estos problemas se resuelven parcialmente a inicios del 2000 con la introducción de los Servicios Web (Web Services), que utilizan especificaciones abiertas, agnósticas respecto de la plataforma, lenguaje o vendedor. Sin embargo, aún con la aparición de los Web Services, la provisión de hardware, su uso eficiente, y la posibilidad de un despliegue rápido y escalable de servicios y aplicaciones siguen siendo un desafío. Para muchas empresas, el sueño ha sido siempre abstraerse de los aspectos directamente relacionados con las tecnologías de la información, y enfocar su esfuerzo en el núcleo de su negocio. Fruto de esta necesidad, y de los avances tecnológicos de las últimas décadas, como la introducción de la virtualización, las cosas cambian de forma radical, e irrumpe el término Cloud Computing (Computación en la Nube), que asume que toda aplicación o componente de un sistema puede convertirse en un servicio o parte de un servicio. Con la virtualización, se mejora la utilización de recursos y la eficiencia energética, ayudando a reducir sustancialmente la carga de mantenimiento y proporcionando una alta disponibilidad y recuperación rápida de desastres. La virtualización aísla el software del hardware, proporcionando mecanismos que permiten realojar aplicaciones entre servidores atendiendo a la demanda computacional. El siguiente elemento fundamental para configurar una infraestructura Cloud es proveer de una capa de abstracción que permita una gestión eficiente de la infraestructura. Dependiendo de la implementación de estos interfaces, la gestión de la nube puede realizarse a través de Web Services REST o SOAP, APIs u otros servicios. Como conclusión, la computación en la nube puede proporcionar exactamente las mismas tecnologías que las infraestructuras IT tradicionales, con la diferencia de que son provistas como servicios, accesibles mediante una capa de interfaz de gestión sobre REST/SOAP o una consola de gestión web. La computación en la nube ofrece a las organizaciones más elecciones sobre cómo operar infraestructuras, ahorrar costes, y delegar sobre proveedores terceros. Descripción de la asignatura Computación en Red introduce al alumno en las arquitecturas y tecnologías IT más destacadas, que resultan fundamentales para abordar el posterior estudio del marco tecnológico de la Computación en la Nube. Se estudia el ámbito tecnológico de los Servicios Web (Web Services), las Arquitecturas Orientadas a Servicios (SOA) y la Arquitectura REpresentational State Transfer (REST). 3
4 A continuación se estudian los principios y arquitecturas de la computación en la nube, sus características principales, tipologías, taxonomía, virtualización, escalabilidad, almacenamiento, modelos y tipos de servicio que ofrece la nube (Infraestructura, Plataforma y Software como Servicio; IaaS, PassS y SaaS), analizando los impactos que la nube ejerce sobre la arquitectura, seguridad, costes, tendencias software/hardware y factores organizativos y humanos. Se presentan además varias implementaciones existentes actualmente en el mercado como Amazon Web Services (AWS), Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), Amazon Simple Storage Service (S3), Microsoft Windows Azure, Google App Engine, y otras opciones open-source como OpenStack. Finalmente, este curso presenta también una introducción a la Computación Grid e introduce las Redes Definidas por Software (Software Defined Networking, SDN). La Computación Grid es una tecnología que permite utilizar de forma coordinada todo tipo de recursos (entre ellos cómputo, almacenamiento y aplicaciones específicas) que no están sujetos a un control centralizado, para desarrollar grandes tareas. SDN por otro lado aparece como paradigma emergente de la computación en red que aborda el control de la red mediante un controlador central programable. De esta forma se separa el plano de control de la red (control de acceso, seguridad, aislamiento de tráfico, calidad de servicio, etc) del plano de control de los datos, (cómo se hace el reenvío), permitiendo que operador de red puedan escribir programas de control de alto nivel que especifiquen el comportamiento global de la red, en contraste con las redes convencionales, donde los operadores deben codificar la funcionalidad mediante configuración de cada elemento de red (router o puente). 2. COMPETENCIAS Competencias Básicas y Generales CB6 Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación. CB7 Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio. Competencias Transversales CT1 Capacidad para la resolución de problemas. CT3 Capacidad para trabajar en equipo. Esta asignatura contribuye a adquirir las siguientes competencias de carácter profesional, definidas en la Orden CIN/355/2009: CTecTel7 Capacidad para realizar la planificación, toma de decisiones y empaquetamiento de redes, servicios y aplicaciones considerando la calidad de servicio, los costes directos y de operación, el plan de implantación, supervisión, los procedimientos de seguridad, el escalado y el mantenimiento, así como gestionar y asegurar la calidad en el proceso de desarrollo. CTecTel8 Capacidad de comprender y saber aplicar el funcionamiento y organización de Internet, las tecnologías y protocolos de Internet de nueva generación, los modelos de componentes, software intermediario y servicios. 4
5 CTecTel9 Capacidad para resolver la convergencia, interoperabilidad y diseño de redes heterogéneas con redes locales, de acceso y troncales, así como la integración de servicios de telefonía, datos, televisión e interactivos. CGestion1 Capacidad para la integración de tecnologías y sistemas propios de la Ingeniería de Telecomunicación, con carácter generalista, y en contextos más amplios y multidisciplinares como por ejemplo en bioingeniería, conversión fotovoltaica, nanotecnología, telemedicina. Las siguientes competencias específicas matizan, priorizan y seleccionan las competencias citadas anteriormente: CE1 Capacidad de aplicar los principios fundamentales que definen las Arquitecturas Orientadas a Servicios, los Web Services y REST. CE2 Capacidad de desarrollo de aplicaciones y servicios web. CE3 Conoce los estándares básicos de representación de la información XML y estándares asociados de procesado de información. CE4 Conoce los principios y arquitecturas de la computación en la nube, sus características principales, tipologías, taxonomía, virtualización, escalabilidad, almacenamiento, modelos y tipos de servicio que ofrece la nube. CE5 Conoce el impacto que la nube ejerce sobre la arquitectura, seguridad, costes, tendencias software/hardware y factores organizativos y humanos en el desarrollo de soluciones IT. CE6 Capacidad para desplegar y desarrollar soluciones básicas en la nube. CE7 Tiene nociones al respecto de los elementos que conforman la siguientes tecnologías: Computación Grid, Gestión de Datos (Centros de Datos, Redundancia, Tolerancia a fallos y disponibilidad) CE8 Conoce las Redes Definidas por Software (Software Defined Networking, SDN), su utilidad, los principios que rigen su funcionamiento, y las entidades que abordan el estudio e implementación de esta tecnología emergente. 3. CONTENIDOS Bloques de contenido Fundamentos de Arquitecturas IT, SOA, Web Services, REST Fundamentos de la Computación en la Nube, Gestión de Datos, Introducción a la Computación Grid Software Defined Networking (SDN) Horas (semanas) 8 horas (4 semanas) 18 horas (9 semanas) 2 horas (1 semanas) 5
6 Bloques de contenido práctico Programación y despliegue de Web Services/REST Caso de estudio en la nube Horas 6 horas 8 horas Estructura del Curso El curso tiene un enfoque fundamentalmente participativo, centrado en el trabajo del alumno, la iniciativa, y la puesta en práctica de los conceptos estudiados. El curso se estructura en una sesión teórica en Grupo Grande de 2 horas cada una, dedicada a la presentación de conceptos y a la resolución de tareas prácticas relacionadas con los conceptos impartidos, y una sesión en laboratorio de Grupo Pequeño de carácter eminentemente práctica y centrada en el alumno de 2 horas por sesión, que se desarrolla en la segunda mitad del cuatrimestre. 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES FORMATIVAS 4.1. Distribución de créditos (especificar en horas) Número de horas presenciales: Número de horas del trabajo propio del estudiante: Total horas Clases presenciales: Grupo Grande 28 horas (2 horas x 14 semanas) Grupo Pequeño 14 horas (1 horas x 14 semanas) Preparación de las clases, aprendizaje autónomo, preparación de ejercicios, exposición de trabajos: 70 horas 112 horas 4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos Clases Presenciales Tutorías individuales, grupales y vía web (foro, correo, etc, ) Presentación y/o revisión de conceptos Resolución de tareas y pruebas de concepto Resolución de dudas Apoyo al aprendizaje autónomo Utilización de la plataforma Aula Virtual de la UAH para el seguimiento y participación 6
7 5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación PROCEDIMIENTOS El alumno dispone de dos convocatorias para superar la asignatura: una ordinaria y otra extraordinaria. Convocatoria Ordinaria En la convocatoria ordinaria el alumno será evaluado mediante el proceso de Evaluación Continua. En situaciones excepcionales, debidamente justificadas, podrá acogerse a un sistema de evaluación mediante Examen Final. Para ello debe solicitarlo por escrito al Director del centro, en las dos primeras semanas de su incorporación, indicando las razones que le impiden seguir el sistema de Evaluación Continua. En este caso, el Director del centro comunicará la resolución en un máximo de 15 días. Si el alumno no recibe respuesta en ese plazo de tiempo, se considera estimada la solicitud. Convocatoria extraordinaria La convocatoria extraordinaria consistirá en una prueba similar a la que se plantee en el sistema de evaluación mediante Examen Final. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Atendiendo a las competencias descritas en el apartado 2, la evaluación del alumno se basará en el grado de adquisición de las mismas que demuestre, de acuerdo a los siguientes criterios de evaluación: 1. Conoce los principios fundamentales que definen las Arquitecturas Orientadas a Servicios, los Web Services y REST. 2. Conoce los fundamentos del desarrollo de aplicaciones y servicios web. 3. Conoce los lenguajes básicos de programación web. 4. Conoce los estándares básicos de representación de la información XML y estándares asociados de procesado de información. 5. Conoce los principios y arquitecturas de la computación en la nube, sus características principales, tipologías, taxonomía, virtualización, escalabilidad, almacenamiento, modelos y tipos de servicio que ofrece la nube. 6. Conoce el impacto que la nube ejerce sobre la arquitectura, seguridad, costes, tendencias software/hardware y factores organizativos y humanos en el desarrollo de soluciones IT. 7. Conoce la implementaciones más destacadas existentes en la actualidad para el despliegue y desarrollo de soluciones en la nube. 7
8 8. Tiene nociones al respecto de los elementos que conforman la siguientes tecnologías: Computación Grid, Gestión de Datos (Centros de Datos, Redundancia, Tolerancia a fallos y disponibilidad) 9. Conoce las Redes Definidas por Software (Software Defined Networking, SDN), su utilidad, los principios que rigen su funcionamiento, y las entidades que abordan el estudio e implementación de esta tecnología emergente. INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN Y CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Se plantea una evaluación continua del rendimiento del estudiante mediante el seguimiento del trabajo programado a través de la realización de Actividades de Seguimiento, Prácticas de Laboratorio y de dos Pruebas Parciales (PP1 y PP2). Se considerará que un alumno se ha presentado a la convocatoria ordinaria en el caso de estar sometido a evaluación continua cuando el alumno haya entregado una práctica, realizado dos o más actividades de seguimiento, o realizado una de las pruebas parciales. El seguimiento del trabajo del estudiante permite que el profesor conozca el grado de dedicación del mismo respecto a las distintas actividades propuestas. A su vez, al estudiante le sirve para comprobar si va alcanzando los objetivos marcados a lo largo del curso. Consistirá en la entrega de ejercicios y prácticas 1, y el seguimiento, por parte del profesor, del trabajo del alumno en las sesiones de Grupo Pequeño (GP). La nota final del alumno se corresponde con la realización de las pruebas teórico/prácticas, las prácticas de laboratorio y los ejercicios propuestos en las sesiones de grupo pequeño y grande. El conjunto de prácticas y ejercicios propuestos constituirán por tanto un 80% de la nota. A mitad del cuatrimestre se realiza la prueba PP1, que incluye cuestiones teóricas de desarrollo y/o tipo test y la realización de uno o más ejercicios, que constituirán el 40% de la nota final. Al finalizar el curso se realiza una última prueba PP2 con las mismas características que engloba todo el temario del curso, que constituirá el 40% de la nota final. Ninguna prueba de evaluación, ya sea de práctica, actividad de seguimiento o prueba parcial es eliminatoria, de manera que todas ellas tienen carácter aditivo. En resumen: 40% - Prueba de evaluación de mitad de cuatrimestre (PP1). 40% - Prueba de evaluación de final de (PP2). 20% - Evaluación de ejercicios, prácticas y trabajos propuestos. Aquellos estudiantes que tengan reconocido el derecho a evaluación final, según fija la normativa de la UAH, deben realizar un examen final que incluye cuestiones teóricas y la realización de uno o más ejercicios, con un peso del 100% de la calificación final. 1 El plagio de cualquier trabajo entregado, tanto si se trata de plagio activo como pasivo, será penalizado con un suspenso en la evaluación continua. Se asignará la calificación alcanzada hasta el momento de la detección del plagio con un límite de 4,5 puntos. 8
9 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía La asignatura utiliza como principales fuentes, recursos online, cuyos enlaces se proporcionaran durante el curso a través de la plataforma online Aula Virtual de la UAH. Se proporcionará además documentación detallada en forma de transparencias de todos los contenidos de la asignatura. 9

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