Universitatea Babeş-Bolyai Cluj-Napoca
Facultatea de Matematică şi Informatică
Ciclul de studii: Licenţă
Domeniul: Calculatoare şi tehnologia informaţiei
Programul de studii: Ingineria informaţiei - în limba română
Limba de predare: Română

SYLLABUS

I. Date generale
Codul	Disciplina	
MIC0011	Controlul traficului în Internet	

Semestrul	Ore: C+S+L+P	Categoria	Statutul	
8	2+0+1+1	specialitate	opţională	

II. Cadre didactice cu norma de bază în Universitate
Numele şi	Titlul	Gradul	Catedra	Tipul activităţii	
Prenumele	ştiinţific	didactic		C	S	L	
BUFNEA Darius Vasile	Dr. 	Lect.	Sisteme Informatice	*			

Cadre didactice asociate
Numele şi	Titlul	Instituţia	Tipul	Tipul activităţii	
Prenumele	ştiinţific		postului	C	S	L	

III. Obiectivele disciplinei
Cursul Controlul traficului în Internet abordează diferite aspectele legate de traficul în reţeaua Internet, trafic catalogat şi privit din perspectiva diferitelor nivele ale stivei TCP/IP. Din perspectiva nivelelor superioare, o mare importanţă o are traficul Web, cursul abordând aspecte precum cele legate de SEO (Search Engine Optimization). Aceste aspecte, au implicaţi majore în comerţul electronic, o bună cunoaştere a tehnicilor SEO fiind de dorit de către orice programator Web. Din această perspectivă cursul oferă studenţilor şansa de a-şi însuşi cunoştinţe unice care nu sunt abordate de către nici o altă disciplină din planul de învăţământ. Din perspectiva nivelelor inferioare, cursul doreşte iniţierea studenţilor în problematica congestiei ca fenomen ce degradează performanţele unei reţele de calculatoare în general, cu particularizare în cazul reţelei Internet sau a mecanismelor de control al fluxului. Studenţii, din perspectiva de viitori potenţiali ingineri de reţea sau de sistem trebuie să dobândească capacitatea de a identifica cauzele congestiei în momentele în care aceasta este detectată şi de a identifica cele mai bune măsuri pentru limitarea şi eliminarea acesteia. Ca viitori potenţiali dezvoltatori de software, studenţii trebuie să dobândească capacitatea de a proiecta protocoale de comunicare în Internet robuste, care să nu genereze congestie şi care să reacţioneze eficient în momentele în care sunt folosit pe perioade de timp sau pe tronsoane de reţea congestionate.	

IV. Conţinutul disciplinei
Cursul cataloghează pentru început principalele forme de trafic în Internet din diferite perspective: aplicaţie: trafic Web, P2P, VoIP; transport şi reţea: trafic metropolitan vs. trafic Internet. Fiecare tip de trafic este analizat din perspectiva importanţei, a procentului şi a rolului pe care îl are în cadrul reţelei Internet. Cursul abordează de asemenea, congestia, tipurile de congestie, cauzele care duc la apariţia acestui fenomen precum şi principalele mecanisme de control ale acesteia. Sunt prezentate de asemenea principalele mecanisme de tratare ale congestiei implementate atât la nivelul protocoalelor de transport, cat şi la nivelul reţelei de transport (în cadrul routerelor din reţeaua Internet). Sunt prezentaţi astfel algoritmii principali de tratare ai congestiei, precum algoritmul startului lent implementat în cadrul protocolului TCP sau algoritmul RED implementat la nivelul routerelor din cadrul reţelei Internet. Din perspectiva nivelului inferior legătura de date, este abordat controlul fluxului pentru diferite medii de transmisie, în special medii wireless precum reţelele WiFi, GSM, CDMA.	

V. Bibliografie
- The Art of SEO: Mastering Search Engine Optimization, Eric Enge, Stephan Spencer, Rand Fishkin, Jessie Stricchiola, O'Reilly Media; 1st edition, 2009, ISBN: 978-0596518868;
- Peer-to-Peer : Harnessing the Power of Disruptive Technologies, Andy Oram, O'Reilly Media; 1st edition, 2001, ISBN: 978-0596001100;
- Jacobson, V., Congestion Avoidance and Control, Proceedings of SIGCOMM 88, Stanford, CA, August 1988, ACM;
- Floyd, S., Jacobson, V., Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance, IEEE/ACM Transactions on Networking, 1(4), pp. 379-413, 1993;
- Balakrishnan, H., Seshan, S., The Congestion Manager, IETF RFC 3124, June 2001;
- Sarolahti, P., Kuznetsov, A., Congestion Control in Linux TCP, Proceedings of USENIX 2002/Freenix Track, pp. 49-62. Monterey, CA, USA, June 2002;
- Bufnea, D. V., Campan, A., Darabant, A.S., Fine-Grained Macroflow Granularity in Congestion Control Management, in Studia Universitatis, Vol. L(1), pp. 79-88, 2005;
- Campan, A., Bufnea, D. V., Delimitation of Macroflows in Congestion Control Management Using Data Mining Techniques, 4th ROEDUNET International Conference, Education/Training and Information/Communication Technologies - ROEDUNET '05, Romania, pp. 225-234, 2005;
- Brown, M. A., Traffic Control using tcng and HTB,
http://tldp.org/HOWTO/Traffic-Control-tcng-HTB-HOWTO/, April 2006;
- Bufnea, D. V., A New Method for Macroflows Delimitation from a Receiver's Perspective, in the International Journal of Computer, Communication & Control - proceedings of the IEEE 2nd International Conference on Computers, Communications & Control (ICCCC 2008), Felix Spa, Romania, Vol. III (2008), pp. 201-205.	

VI. Tematica activităţilor didactice pe săptămâni
Curs:

1. Catalogarea traficului în reţelele de calculatoare: trafic Web vs. P2P vs. VoIP; trafic metropolitan vs. trafic Internet. Analiza traficului din perspectiva diferitelor nivele ale stivei TCP/IP. Măsuri de control ridicate de fiecare astfel de nivel pentru fiecare tip de trafic aparte.
2. Trafic Web. Importanţa acestuia. Mecanisme de creştere ale traficului Web. Tehnici SEO.
3. Trafic P2P. Aspecte negative vs. aspecte pozitive. Analiza din perspective legale.
4. Analiza traficului în Internet din perspectiva nivelului reţea. Congestia ca fenomen în Internet. Tipuri de congestie. Cauzele principale ale congestiei.
5. Detectarea implicită prin eliminarea pachetelor sau explicită a congestiei folosind pachete ECN.
6. Tratarea congestiei la nivelul protocolului de transport. Tratarea congestiei în cadrul protocolului TCP. Algoritmul startului lent.
7. Tratarea congestiei TCP în cadrul stivei TCP/IP a nucleului Linux.
8. Tratarea congestiei la nivelul infrastructurii de transport. Algoritmi de management al cozilor de aşteptare la nivelul routerelor. Algoritmul RED. Controlul congestiei per flux.
9. Algoritmi de control ai congestiei binomiali. Controlul congestiei fluxurilor multimedia. Constrângeri ale controlului congestiei in cadrul fluxurilor multimedia.
10. Managere de congestie. Controlul congestiei în cadrul unui manager de congestie.
11. Noţiunea de macroflow. Delimitarea şi granularitatea unui macrolfow.
12. Extinderea unui macroflow la nivelul sursei de date.
13. Extinderea unui macroflow la nivelul receptorului de date.
14. Controlului fluxului la nivelele inferioare (legatura de date) ale stivei TCP/IP. Abordare pentru diferite medii de transmisie, în special medii wireless precum reţelele WiFi, GSM, CDMA.

Laborator:

1. Instrumente de măsurare ale traficului în Internet. Identificarea şi utilizarea unor astfel de instrumente.
2. Simularea şi/sau reproducerea unei situaţii de congestie reală în Internet. Analiza cauzelor şi identificarea măsurilor împotriva acestui fenomen.
3. Testarea mediilor mai puţin sigure (reliable) cum ar fi mediile wireless din perspectiva nivelelor inferioare ale stivei TCP/IP (fizic şi legatura de date). Transmisii neorientate pe conexiune peste aceste medii: demonstrarea pierderii pachetelor prin analiza unei perechi de procese care comunică pe baza protocolului UDP.
4. Implementarea unui mecanism de comunicare "sigur" (reliable), folosind UDP. Analiza performanţelor acestui mecanism peste medii wired şi medii wireless.
5. Mecanisme de interceptarea (luarea de mostre) ale variabilelor de stare din cadrul stivei TCP/IP. 
6. Implementarea unor algoritmi de clusterizare pe baza datelor capturate la laboratorul anterior care să identifice fluxurile cu un comportament similar.
7. Predarea ultimelor laboratoare din partea studenţilor şi încheierea situaţiei acestora la această activitate.

Proiect:

1. Prezentarea temei proiectului: fiecare student trebuie să creeze un o structură de pagini web sau un site pe o anumita temă, site care până la evaluarea de către cadrul didactic trebuie sa ajungă la un page ranking cat mai ridicat în motoarele de căutare şi să atragă pentru tema abordată cât mai mulţi vizitatori. Introducere în principalele tehnici SEO.
2. Cuvinte cheie. Realizarea conţinutului Web pe baza cuvintelor cheie identificate.
3. Tehnici fundamentale SEO: conţinutul si structura URL-ului, popularizare în cadrul directoarelor Web.
4. Popularizare Web, mecanisme de obţinere a backlink-urilor.
5. Tehnici "black SEO" vs. "white SEO".
6. Instrumente de măsurare a traficului Web. Google Analytics.
7. Predarea proiectului şi încheierea situaţiei studenţilor la această activitate.	

VII. Metode didactice folosite
Expunerea: descrierea, explicaţia, prelegerea magistrală, prelegerea dialog, prelegerea cu demonstraţii, prelegeri introductive, prelegeri curente, prelegeri de sinteză. 
Conversaţia: dezbaterea, dialogul, conversaţii introductive, conversaţii de fixare şi consolidare a cunoştinţelor, conversaţii de sistematizare şi sinteză, conversaţii de aplicare.
Problematizarea: utilizarea întrebărilor-problemă, problemelor şi situaţiilor-problemă. 
Descoperirea: redescoperirea dirijată şi independentă, descoperirea creativă, descoperirea inductivă, descoperirea deductivă, descoperirea analogică, descoperirea prin documentare, descoperirea experimentală.	

VIII. Evaluare
Semestrul se încheie cu un examen scris notat cu nota E. Pe parcursul semestrului, studenţii vor primi diferite teme de laborator, precum şi un proiect. Sunt notate atât temele de laborator, media acestor note fiind L, precum şi proiectul (nota P). Nota finală se calculează ca medie aritmetica între nota pe activitatea de laborator, nota cu care este notat proiectul şi nota examenului scris E: nota finală = (E + L + P) / 3. Pentru promovarea cu succes a cursului, atât nota examenului scris cât şi notele pe activitatea de laborator şi proiect trebuie sa fie cel puţin 5.

Informaţii actualizate despre curs se pot obţine la adresa:
http://www.cs.ubbcluj.ro/~bufny/index.php?view=trafic/trafic.php	

IX. Bibliografie suplimentară
- SEO Training Made Easy - Online tutorials - http://www.seobook.com/;
- Network Congestion Control: Managing Internet Traffic, Michael Welzl, Wiley, 2005, ISBN: 978-0470025284;
- Internet Measurement: Infrastructure, Traffic and Applications, Mark Crovella, Balachander Krishnamurthy, Wiley, 2006, ISBN: 978-0470014615;
- Floyd, S. and Fall, K., Promoting the Use of End-to-End Congestion Control in the Internet, IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 7, No. 4, pp. 458-472, 1999;
- Bufnea, D., Controlul şi optimizarea traficului în reţele de calculatoare, PhD Thesis, 2007.	

	Decan,							Şef de catedră,

	Data,							Titular curs,
								Lect. Dr.  BUFNEA Darius Vasile