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Redes de Computadores 2017/2018

  • 4 ECTS
  • Lecionada em Português
  • Avaliação Contínua

Objetivos

i) Articula a organização da Internet
ii) Lista e define a terminologia de redes adequada
iii) Descreve a estrutura em camadas de uma arquitetura de rede típica
iv) Discute sistemas de rede, cliente-servidor, e sistemas operativos distribuídos
v) Descreve como os pacotes são encaminhados numa rede IP
vi) Implementa uma aplicação cliente-servidor baseada em sockets
vii) Identifica os diferentes níveis de complexidade numa rede (edges, core, etc.)
viii) Lista as diferenças e relações entre nomes e endereços numa rede
ix) Descreve a operação de protocolos de comunicação fiáveis
x) Lista os benefícios em termos de escalabilidade no uso de endereçamento hierárquico
xi) Descreve as diferenças e inter-relações entre redes IP e Ethernet
xii) Descreve os mecanismos em como os erros são detetados, sinalizados, e geridos, e a correção de erros
xiii) Discute as propriedades de segurança de redes sem fios
xiv) Descreve o objetivo da criptografia e sua utilização na comunicação de dados

Pré-Requisitos Recomendados

Sem pré-requisitos obrigatórios.

É aconselhável, porém, que os alunos possuam:
• conhecimentos básicos da linguagem de programação C (Algoritmia e Programação);
• conhecimentos de formatos básicos de representação de informação numérica, e operações aritméticas elementares em base binária (Arquitetura e Organização de Computadores).

Método de Ensino

Nas aulas teórico-práticas recorrer-se-á ao método expositivo-ativo, a relatórios e exposições orais para apresentar os diferentes conceitos teórico-práticos. Será utilizado um simulador de redes, um analisador de protocolos e um laboratório de redes com equipamento CISCO (swiches, routers, e firewals).
Serão utilizados métodos de prática guiada, casos práticos serão demonstrados, e os alunos terão a possibilidade de efetuar experimentação de novas situações. Serão realizados trabalhos práticos individuais e em grupo, e serão frequentemente propostas fichas de trabalho.
Apelar-se-á à participação ativa de todos os estudantes.

Elementos de avaliação:
- Realização de trabalhos práticos periódicos
em aula e fichas de trabalho, submetidas no
Moodle para avaliação, e resolvidas em aula;
- Realização de trabalhos práticos
laboratoriais com recurso a bancadas de rede
Cisco;
- Realização de dois testes intermédios, e um
trabalho prático (projeto) final.

Conteúdos Programáticos

1. Introdução: redes de computadores e a Internet; tecnologias de comutação; arquitetura em camadas; protocolos e serviços.

2. Camada de Aplicação: a Web e HTTP; FTP; SMTP; DNS.

3. Camada de Transporte: multiplexagem e desmultiplexagem; UDP; transferência fiável de dados; stop-and-wait, go-back-N e selective Repeat; TCP; controlo de congestão.

4. Camada de Rede: encaminhamento por estado-da-ligação; encaminhamento por vetor-distancia; IP; CIDR; RIP; OSPF; BGP; IPv6; VPNs; NAT.

5. Camada da Ligação de dados: deteção e correção de erros; acesso múltiplo; ALOHA; CSMA; token-ring; WLANs e IEEE 802.11; ARP; hubs e comutadores; PPP; ATM.

6. Camada Física.

7. Redes sem fios.

Bibliografia e Webgrafia Recomendada

• Computer Networking, a Top-Down Approach, 6ª edição, James F. Kurose, Keith W. Ross, 2013, Addison-Wesley, ISBN-10: 0-13-285620-4; ISBN-13: 978-0-13-285620-1

• Webgrafia disponibilizada no decorrer das aulas.

Bibliografia Complementar

• Data and Computer Communications, William Stallings, 10ª edição, Prentice Hall; 2013.
ISBN-10: 0133506487; ISBN-13: 978-0133506488

• Computer Networks, Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall, 5ª edição, Prentice Hall, 2010.
ISBN-10: 0132126958; ISBN-13: 978-0132126953

• Computer Networks: A Systems Approach, Larry L. Peterson, Bruce S. Davie, 5ª edição, Morgan Kaufmann, 2011.
ISBN-10: 0123850592; ISBN-13: 978-0123850591

• Engenharia de Redes Informáticas, Edmundo Monteiro e Fernando Boavida, 10ª edição Actualizada e Aumentada, FCA, 2011.
ISBN: 978-972-722-694-8

Planificação Semanal

1
• Apresentação e discussão do plano curricular, metodologia de ensino e modelo de avaliação
2
• Introdução às Redes de Computadores e Internet
• Laboratório 1: Simulador de redes de computadores
• Laboratório 2: Analisador de protocolos Wireshark
3
• Camada de Aplicação
• Laboratório 3: Resolução de nomes e endereços IP (DNS) com o simulador de redes
4
• Camada de Aplicação
• Laboratório 4: HTTP com o simulador de redes
5
• Camada de Transporte
• Laboratório 5: DNS com o analisador de protocolos Wireshark
6
• Camada de Transporte
• Laboratório 6: HTTP com o analisador de protocolos Wireshark
7
• Teste escrito
• Laboratório 7: TCP com o analisador de protocolos Wireshark
8
• Camada de Rede
• Laboratório 8: IP com o simulador de redes e o analisador de protocolos Wireshark
• Trabalho em Laboratório com recurso a equipamento CISCO
9
• Camada de Rede
• Laboratório 9: DHCP com o simulador de redes e o analisador de protocolos Wireshark
• Trabalho em Laboratório com recurso a equipamento CISCO
10
• Camada de Ligação de Dados
• Laboratório 10: Routing com o simulador de redes
• Trabalho em Laboratório com recurso a equipamento CISCO
11
• Camada de Ligação de Dados
• Laboratório 11: ICMP com o analisador de protocolos Wireshark
• Trabalho em Laboratório com recurso a equipamento CISCO
• Início do trabalho prático
12
• Camada Física
• Laboratório 12: Ethernet e ARP com o analisador de protocolos Wireshark
• Trabalho em Laboratório com recurso a equipamento CISCO
• Trabalho prático
13
• Redes sem Fios
• Trabalho prático
14
• Teste escrito
• Trabalho prático
15
• Apresentação dos trabalhos

Nota: As datas dos testes estão condicionadas à publicação do mapa de avaliações, podendo ser alteradas.

Coerência do programa para com os objetivos

Esta UC tem por objetivo apresentar uma abordagem às Redes de Computadores, que estão atualmente presentes em todas as áreas em que a tecnologia está envolvida.

Os conteúdos programáticos são desenvolvidos de acordo com a evolução do conhecimento necessária para acompanhar essa envolvência.

Em M1 dá-se uma introdução às redes de computadores e a Internet. Estes conteúdos alinham-se com as competências i, ii, iii, iv, vii.
Em M2 aborda-se a camada de Aplicação (vi, viii, e parcialmente iv, ix, e x).
Em M3, a camada de Transporte é abordada (ix, e parc. iv).
M4 apresenta a camada de Rede (v, e parc. iv, x, e xi).
Em M5, a camada da Ligação de dados é tratada (xii, e parc. ii, vii, e xi).
Em M6, a camada física é referida. Estes conteúdos alinham-se de um modo geral, com a maioria das competências, no que concerne à implementação e instalação de sistemas de rede.
Em M7, as Redes sem fios são abordadas (xiii, e xiv), e nestas redes a segurança desempenha um papel fundamental.

Coerência dos métodos de ensino para com os objetivos

As Redes de Computadores, estão atualmente presentes praticamente em todas as áreas da atividade humana. Abrangem um leque muito vasto de conceitos e tecnologias distintas, sendo, portanto, essencial procurar desenvolver um conjunto alargado de competências relacionadas com as redes de computadores, para preparar os alunos para os desafios tecnológicos e societais com elas relacionados.
O método expositivo ativo permitirá apresentar e contextualizar os temas principais, complementado com vídeos. A capacidade da descrição da estrutura em camadas de uma arquitetura de rede, a discussão de sistemas de rede, a identificação dos diferentes níveis de complexidade numa rede serão objeto de avaliação pela realização de trabalhos práticos periódicos, que incidirão também na análise e resumo de artigos de investigação do IEEE/ACM. A correção técnica e a criatividade são também avaliadas.
A discussão de sistemas de rede, cliente-servidor, e sistemas operativos distribuídos, a implementação uma

competência genérica relevantedesenvolvida?avaliada?
Análise e sínteseSimSim
Aptidão para aplicação na prática dos conhecimentos teóricosSimSim
Capacidade crítica e de avaliaçãoSimSim
Capacidade de adaptação a novas situaçõesSimSim
Capacidade de auto-critica e de auto-avaliaçãoSim 
Capacidade de iniciativa e espírito empreendedorSimSim
Capacidade de investigaçãoSim 
Competência em informática e uso de novas tecnologiasSimSim
Competência em língua estrangeiraSim 
Comportamento ético e responsávelSim 
Comunicação oral e escritaSimSim
CriatividadeSimSim
Gestão da informação e da aprendizagemSimSim
Preocupação com a qualidadeSimSim
Relacionamento interpessoalSim 
Resolução de problemasSimSim
Saber organizar, planear e gerirSim 
Trabalho em equipaSimSim
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