Reconocimiento internacional del laboratorio EIMT-UOC (II): Laboratorio Remoto

Retomamos la presentación de los laboratorios de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación. Después de presentar el “Laboratorio en Casa” en una entrada anterior, hablamos ahora sobre el “Laboratorio Remoto”.

Esta tipología de laboratorio tiene en cuenta algunas consideraciones especiales.

  • En primer lugar, todos los recursos utilizados por los estudiantes están físicamente ubicados en las instalaciones de la propia Universidad, por lo tanto todos los recursos son accedidos de una manera remota utilizando Internet, ya sea por protocolos TCP/IP directamente, o por medio de la interfaz de diferentes softwares específicos; en todo caso, siempre sin existir ningún tipo de acceso físico entre el estudiante y los recursos del laboratorio.
  • En segundo lugar, algunos equipamientos electrónicos especializados tienen una limitación temporal dado que sólo pueden ser accedidos por un estudiante a la vez y son compartidos entre ellos (p. ej. generadores de señal), por eso es necesario controlar su acceso utilizando un sistema de reservas o colas.
  • En tercer lugar, experimentos relacionados con HPC (High Performance Computing o Computación de Altas Prestaciones) tienen también una limitación de número de recursos, o exclusividad, que puede limitar la concurrencia, por eso, en este caso, se utiliza un sistema de colas de ejecución, cuando los servidores son accedidos para la realización de los diferentes trabajos de computación de los estudiantes.
  • Finalmente, se tienen que tener en cuenta dos consideraciones más, por un lado la usabilidad del laboratorio y, por la otra, como tiene que ser llevada a cabo la experimentación práctica para adquirir las competencias prácticas utilizando este tipo de laboratorio.

Una vez descrito el Laboratorio Remoto, se presentan algunos casos de uso de aquellos experimentos prácticos que pueden ser llevados a término usando hardware y software. Para empezar, se muestra como se utiliza el hardware en diferentes áreas de conocimiento.

  • Generación y medida de señal. Se pueden llevar a cabo experimentos relacionados con la generación y medida de señales utilizando equipamiento complejo de laboratorio que podría ser encontrado en cualquier laboratorio de electrónica y/o comunicaciones, con la característica principal de ser accesible remotamente. Algunos de estos dispositivos son, por ejemplo: generador arbitrario de señal, osciloscopio digital o analizador vectorial de señal (Figura 3).
Figura 3 - Equipamiento para la generación y medida de señal en el Laboratorio Remoto

Figura 3 – Equipamiento para la generación y medida de señal en el Laboratorio Remoto

  • Electrónica analógica. Estos experimentos están destinados a montar diferente tipo de circuitos electrónicos. Para hacerlo se dispone de matrices de conmutación que permiten que diferentes componentes electrónicos, dispositivos de generación y medida de señal se puedan combinar entre sí. Esta sería una manera original de permitir a los estudiantes montar sus propios circuitos electrónicos en educación en línea.
  • Electrónica digital. Experimentos de electrónica digital son llevados a cabo utilizando placas con FPGA reales en las que los estudiantes cargan su código VHDL para probarlo. Estos experimentos utilizan una placa FPGA de National Instruments junto con el software LabVIEW, que permite crear una interfaz para controlar el código VHDL cargado.
  • Sistemas de comunicación. Estos experimentos están destinados a que los estudiantes puedan practicar diferentes conceptos de Ingeniería de Telecomunicación. Se dispone de una variedad de dispositivos con diferentes objetivos: i) NI Elvis II+ utilizado junto con Emona DATEx y Emona FOTEx para llevar a cabo experimentos de sistemas de comunicaciones (Figura 4) y de fibra   óptica , ii) USRP 2920 bundle disponible para la práctica compleja con protocolos de radiocomunicaciones y transmisión de señales, iii) Tablets y smartphones utilizados por los estudiantes para la carga de sus aplicaciones en dispositivos reales. Además, el uso de matrices de conmutación mejora la flexibilidad de los experimentos (experimentación del estudiante) y facilita la gestión del laboratorio (preparación de experimentos).
Figura 4 - Ejemplo de montaje para la experimentación de sistemas de comunicación usando NI Elvis II+, Emona DATEx y una matriz de conmutación de Agilent Technologies

Figura 4 – Ejemplo de montaje para la experimentación de sistemas de comunicación usando NI Elvis II+, Emona DATEx y una matriz de conmutación de Agilent Technologies

  • Configuración de redes (switchs y routers). Una topología de red, exclusivamente formada por switches y routers Cisco está disponible para llevar a cabo experimentos de configuración de los dispositivos. Los estudiantes se conectan utilizando un navegador web y un software de protocolos Telnet/SSH para configurar los dispositivos reales.

Llegados a este punto, por último, se presenta la experimentación en el Laboratorio Remoto usando software en las siguientes áreas de conocimiento:

  • Servidores web. Los estudiantes disponen de acceso a servicios Cloud de Amazon, de forma que se los provee de máquinas virtuales (VMs) donde experimentar. Cada estudiante accede a una VM de Amazon y la tiene que configurar según unos parámetros definidos con el objetivo de alojar páginas web de e-commerce y una serie de servicios de red social.
  • Redes y seguridad de ordenadores. Los estudiantes pueden practicar métodos de ataque conectándose remotamente a diferentes VMs que forman un entorno de pruebas. Así, pueden entrar en ellas y hacer diferentes tipos de experimentos y comprobaciones de seguridad: i) vulnerabilidades de Apache, ii) vulnerabilidades de Windows , iii) vulnerabilidad en páginas web con XSS, SQLinjection, blind SQLinjection y Path Transversal, e iv) utilizar Honeypot para el estudio de técnicas implementadas dentro de algún malware.
  • Sistemas distribuidos: protocolos y aplicaciones. Los estudiantes y los investigadores de la UOC utilizan la red global de ordenadores PlanetLab para probar protocolos de red y técnicas experimentales sobre sistemas distribuidos (Figura 5), y así disponer de acceso por parte de las aplicaciones de estudiantes a un entorno real distribuido de forma tanto geográfica como heterogénea.
Figura 5 - Estructura del banco de pruebas de PlanetLab@UOC

Figura 5 – Estructura del banco de pruebas de PlanetLab@UOC

  • Matemáticas. Los estudiantes de matemáticas necesitan practicar con diferentes tipos de ejercicios para adquirir las habilidades requeridas. En una situación ideal, los ejercicios necesarios para adquirir todas las competencias tendrían que ser personalizados por un tutor según el trabajo llevado a cabo por el estudiante en clase. Nuestra iniciativa tiene como objetivo simular el papel de un tutor remoto mediante la creación de ejercicios personalizados, su corrección y el feedback a los estudiantes con aquello que está mal en su resolución.

Carlos Monzo es doctor por la Universidad Ramon Llull en Ingeniería de Telecomunicación. Actualmente trabaja como profesor en la Universitat Oberta de Catalunya, donde es el responsable del Laboratorio de Telecomunicación.

CC BY-NC-SA 4.0 Reconocimiento internacional del laboratorio EIMT-UOC (II): Laboratorio Remoto por Profesor UOC está licenciado bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

Comentar

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *

Leer entrada anterior
Reconocimiento internacional del laboratorio EIMT-UOC: Laboratorio en Casa

El pasado día 1 de setiembre de 2014 el laboratorio virtual de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación recibió...

Cerrar