Redes II - Universidade do Algarve - Néstor Cataño

Conhecimentos Prévios recomendados

Redes de Computadores I

Objetivos de aprendizagem (conhecimentos, aptidões e competências)

a. Compreender as diferenças e o funcionamento das arquitecturas de rede ao nível da camada de aplicação.

b. Compreender o endereçamento de rede no âmbito público e privado.

c. Compreender o endereçamento IPv6.

d. Compreender os serviços das várias camadas protocolares para a implementação de redes sem fios.

e. Compreender as características e os principais constrangimentos da transmissão multimédia.

f. Conhecer as principais vertentes da segurança em redes informáticas, e identificar as principais vulnerabilidades e tipos de ameaças.

Metodologias de ensino (avaliação incluída)

Os conteúdos programáticos serão ministrados por exposição teórica tendo como suporte um conjunto de slides e vídeos, e pela leitura/discussão de alguns artigos. A compreensão dos conteúdos será consolidada através da realização de trabalhos práticos que permitem perceber com mais detalhe o funcionamento dos protocolos subjacentes ao funcionamento das redes.

A avaliação tem duas componentes: prática e teória. A componente prática é avaliada por tarefa de casa, tem incidência nos trabalhos práticos realizados durante o semestre e vale 40% da nota final.

A componente teórica é avaliada por exame, tem incidência na matéria teórica e vale 60% da nota final. Para admissão a exame (em qualquer das épocas previstas) será necessário entregar todos os trabalhos práticos dentro do prazo, obter a sua validação e obter uma nota mínima >= 8 (sobre 10) valores nas tarefas de casa.

Week 1 - introduction to computer networks

1. The four-layer model

2. Overview of packets

3. Overview of network protocols security

   1. CIA (Confidentiality, Integrity, Availability)

   2. Dolev-Yao threat model for network protocols

   3. attacks: package dropping, message forgery, message delay

Readings

1. K&R (Chapters 1.0-1.8)

Week 2 - the link (ethernet) Layer

1. The Ethernet protocol

2. MAC addresses

3. Switching

4. Switching security

   1. attacks: poisoning, flooding

Readings

1. K&R (Chapter 6.1, 6.4.1, 6.4.2)

Week 3 - the internetwork layer

1. The Internet Protocol (IP)

2. IP addresses

3. Reserved IP addresses

4. IP packet structure

5. Routing

6. IP packet safety and security

   1. Eavesdropping on the Internet

7. ICMP

8. ping and traceroute

Readings

1. K&R (Chapters 4.3.1-4.3.3)

Week 4 - Introduction to Security

1. Basics on security

2. Safety and security in the IP layer

3. NAT and IP addresses

4. Man-in-the-middle (MITM) attacks.

Readings

1. K&R (Chapters 8.1)

Week 5 - ARP and DHCP

1. Introduction to ARP and DHCP

2. MAC addressing and ARP

3. DHCP

4. ARP security

5. DHCP security

Readings

1. K&R (Chapters 4.3.3, 6.4.1, 6.7.1-6.7.2)

Week 6 & 7 - UDP

1. UDP segment

2. UDP protocol

3. UDP security

   1. Reflection attack

   2. Amplification attack

Readings

1. K&R (Chapters 4.3.3, 6.4.1, 6.7.1-6.7.2)

Week 8 - TCP

1. Transport Control Protocol (TCP)

2. TCP packet

   1. Connection establishing and closing

   2. Sequence numbers

   3. Reliability

   4. IP spoofing

   5. SYN flooding

Readings

1. K&R (Chapters 3.4-3.4.1, 3.5)

Week 9 - DNS

1. DNS introduction

2. DNS record types

3. Recursive name resolutions

4. Traffic filtering

5. Security considerations

   1. DNS poisoning

   2. DNS sinkholing

   3. DNS amplification attacks

Readings

1. K&R (Chapters 2.4, 6.7.3-6.7.4)

Week 10 - networking outlook

1. Application layer protocols

2. HTTP

3. Web sockets

4. WiFi and WiFi security

5. Bluetooth

6. security by locality

7. Mobile internet

8. Long-term security

Readings

1. K&R (Chapters 7.1,7.3,7.6)

Week 11 - TLS

1. TLS introduction

2. Internet PKI

3. Trust model issues

   1. CA

   2. Certification issuance and maintenance

   3. Certificate revocation

   4. Users

Readings

1. K&R (Chapters 3.4-3.4.1,3.5,8.6)

2. G&T (Chapters 7.1.2,8.3)

Week 12 - wireless and mobile networks

1. Introduction

2. Wireless links

3. IEE 802.11 wireless LANs

4. Cellular internet access

5. Mobility: principles of addressing and routing to mobile users

6. Mobile IP

7. Handling mobility in cellular networks

8. Mobility and higher-layer protocols

Readings

1. K&R (Chapter 7)

Week 13 & 14 - security and TLS

1. Security in Computer Networks

2. Principles of Cryptography

   1. Symmetric key cryptography

   2. Public key encryption

   3. Message integrity and Digital signatures

       1. Cryptographic hash functions
      
       2. Message authentication code
      
       3. Digital signatures
      

Readings

1. K&R (Chapters 8.1-8.3)

Bibliography

1. Computer Networking: A Top-Down Approach, 7th Edition, by Kurose and Ross (K&R).

2. Introduction to Computer Security, 1st Edition, by Goodrich, and Tamassia (G&T).

Inquiries

For any questions or issues contact Néstor Cataño nestor.catano@gmail.com.