Universitatea Babeş-Bolyai Cluj-Napoca
Facultatea de Matematică şi Informatică
Ciclul de studii: Licență

FISA DISCIPLINEI

Codul
Denumirea disciplinei
MIC0016 Controlul traficului web
Specializarea
Semestrul
Ore: C+S+L+P
Statutul
Informatică
6
2+0+1+0
optionala
Ingineria informatiei
8
2+0+1+1
optionala
Titularii de disciplina
Lect. Dr. BUFNEA Darius Vasile,  bufnycs.ubbcluj.ro
Obiective
Cursul Controlul traficului în Internet abordeaza diferite aspectele legate de traficul în reteaua Internet, trafic catalogat si privit din perspectiva diferitelor nivele ale stivei TCP/IP. Din perspectiva nivelelor superioare, o mare importanta o are traficul Web, cursul abordând aspecte precum cele legate de SEO (Search Engine Optimization). Aceste aspecte, au implicati majore în comertul electronic, o buna cunoastere a tehnicilor SEO fiind de dorit de catre orice programator Web. Din aceasta perspectiva cursul ofera studentilor sansa de a-si însusi cunostinte unice care nu sunt abordate de catre nici o alta disciplina din planul de învatamânt. Din perspectiva nivelelor inferioare, cursul doreste initierea studentilor în problematica congestiei ca fenomen ce degradeaza performantele unei retele de calculatoare în general, cu particularizare în cazul retelei Internet sau a mecanismelor de control al fluxului. Studentii, din perspectiva de viitori potentiali ingineri de retea sau de sistem trebuie sa dobândeasca capacitatea de a identifica cauzele congestiei în momentele în care aceasta este detectata si de a identifica cele mai bune masuri pentru limitarea si eliminarea acesteia. Ca viitori potentiali dezvoltatori de software, studentii trebuie sa dobândeasca capacitatea de a proiecta protocoale de comunicare în Internet robuste, care sa nu genereze congestie si care sa reactioneze eficient în momentele în care sunt folosit pe perioade de timp sau pe tronsoane de retea congestionate.
Continutul
Curs:

1. Catalogarea traficului în retelele de calculatoare: trafic Web vs. P2P vs. VoIP; trafic metropolitan vs. trafic Internet. Analiza traficului din perspectiva diferitelor nivele ale stivei TCP/IP. Masuri de control ridicate de fiecare astfel de nivel pentru fiecare tip de trafic aparte.
2. Trafic Web. Importanta acestuia. Mecanisme de crestere 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 retea. Congestia ca fenomen în Internet. Tipuri de congestie. Cauzele principale ale congestiei.
5. Detectarea implicita prin eliminarea pachetelor sau explicita 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 asteptare 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. Notiunea de macroflow. Delimitarea si 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 retelele WiFi, GSM, CDMA.

Laborator:

1. Instrumente de masurare ale traficului în Internet. Identificarea si utilizarea unor astfel de instrumente.
2. Simularea si/sau reproducerea unei situatii de congestie reala în Internet. Analiza cauzelor si identificarea masurilor împotriva acestui fenomen.
3. Testarea mediilor mai putin sigure (reliable) cum ar fi mediile wireless din perspectiva nivelelor inferioare ale stivei TCP/IP (fizic si legatura de date). Transmisii neorientate pe conexiune peste aceste medii: demonstrarea pierderii pachetelor prin analiza unei perechi de procese care comunica pe baza protocolului UDP.
4. Implementarea unui mecanism de comunicare "sigur" (reliable), folosind UDP. Analiza performantelor acestui mecanism peste medii wired si 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 sa identifice fluxurile cu un comportament similar.
7. Predarea ultimelor laboratoare din partea studentilor si încheierea situatiei acestora la aceasta activitate.

Proiect:

1. Prezentarea temei proiectului: fiecare student trebuie sa creeze un o structura de pagini web sau un site pe o anumita tema, site care pâna la evaluarea de catre cadrul didactic trebuie sa ajunga la un page ranking cat mai ridicat în motoarele de cautare si sa atraga pentru tema abordata cât mai multi vizitatori. Introducere în principalele tehnici SEO.
2. Cuvinte cheie. Realizarea continutului Web pe baza cuvintelor cheie identificate.
3. Tehnici fundamentale SEO: continutul si structura URL-ului, popularizare în cadrul directoarelor Web.
4. Popularizare Web, mecanisme de obtinere a backlink-urilor.
5. Tehnici "black SEO" vs. "white SEO".
6. Instrumente de masurare a traficului Web. Google Analytics.
7. Predarea proiectului si încheierea situatiei studentilor la aceasta activitate.
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.
Evaluare
Semestrul se încheie cu un examen scris notat cu nota E. Pe parcursul semestrului, studentii vor primi diferite teme de laborator, precum si un proiect. Sunt notate atât temele de laborator, media acestor note fiind L, precum si proiectul (nota P). Nota finala se calculeaza ca medie aritmetica între nota pe activitatea de laborator, nota cu care este notat proiectul si nota examenului scris E: nota finala = (E + L + P) / 3. Pentru promovarea cu succes a cursului, atât nota examenului scris cât si notele pe activitatea de laborator si proiect trebuie sa fie cel putin 5.

Informatii actualizate despre curs se pot obtine la adresa:
http://www.cs.ubbcluj.ro/~bufny/index.php?view=trafic/trafic.php
Syllabus-urile tuturor disciplinelor