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Module 1. Computer Networks

1.1. Computer Networks on the Internet

1.1.1. Networks and Internet
1.1.2. Protocol Architecture

1.2. The Application Layer

1.2.1. Model and Protocols
1.2.2. FTP and SMTP Services
1.2.3. DNS Service
1.2.4. HTTP Operation Model
1.2.5. HTTP Message Formats
1.2.6. Interaction with Advanced Methods

1.3. The Transport Layer

1.3.1. Communication Between Processes
1.3.2. Connection-Oriented Transportation: TCP and SCTP

1.4. The Network Layer

1.4.1. Circuit and Packet Switching
1.4.2. IP Protocol (v4 and v6)
1.4.3. Routing Algorithms

1.5. The Link Layer

1.5.1. Link Layer and Error Detection and Correction Techniques
1.5.2. Multiple Access Links and Protocols
1.5.3. Link Level Addressing

1.6. LAN Networks

1.6.1. Network Topologies
1.6.2. Network and Interconnection Elements

1.7. IP Addressing

1.7.1. IP Addressing and Subnetting
1.7.2. Overview: An HTTP Request

1.8. Wireless and Mobile Networks

1.8.1. 2G, 3G and 4G Mobile Networks and Services
1.8.2. 5G Networks

1.9. Network Security

1.9.1. Fundamentals of Communications Security
1.9.2. Access Control
1.9.3. System Security
1.9.4. Fundamentals of Cryptography
1.9.5. Digital Signature

1.10. Internet Security Protocols

1.10.1. IP Security and Virtual Private Networks (VPN)
1.10.2. Web Security with SSL/TLS

Module 2. Corporate Networks and Infrastructure 

2.1. Transport Networks

2.1.1. Functional Architecture of Transport Networks 
2.1.2. SDH Network Node Interface 
2.1.3. Network Element 
2.1.4. Network Quality and Availability 
2.1.5. Transport Network Management 
2.1.6. Evolution of Transportation Networks 

2.2. Classic WAN Architectures

2.2.1. WAN Wide Area Networks 
2.2.2. WAN Standards 
2.2.3. WAN Encapsulation 
2.2.4. WAN Devices 

 2.2.4.1. Router 
 2.2.4.2. Modem 
 2.2.4.3. Switch 
 2.2.4.4. Communication Servers 
 2.2.4.5. Gateway 
 2.2.4.6. Firewall 
 2.2.4.7. Proxy 
 2.2.4.8. NAT 

2.2.5. Connection Types 

 2.2.5.1. Point-to-Point Links 
 2.2.5.2. Circuit Switching 
 2.2.5.3. Packet Switching 
 2.2.5.4. WAN Virtual Circuits 

2.3. ATM-Based Networks

2.3.1. Introduction, Characteristics and Layer Model 
2.3.2. ATM Physical Access Layer 

 2.3.2.1. Physical Environment Dependent Sublayer PM 
 2.3.2.2. TC Transmission Convergence Sublayer 

2.3.3. ATM Cell 

 2.3.3.1. Heading 
 2.3.3.2. Virtual Connection 
 2.3.3.3. ATM Switching Nodes 
 2.3.3.4. Flow Control (Link Loading) 

2.3.4. AAL Cell Adaptation 

 2.3.4.1. AAL Service Types 

2.4. Advanced Queuing Models

2.4.1. Introduction 
2.4.2. Fundamentals of Queuing Theory 
2.4.3. Queuing Theory Basic Systems 

 2.4.3.1. M/M/1, M/M/m and M/M/∞ Systems 
 2.4.3.2. M/M/1 and K/M/ M/M/∞ Systems

2.4.4. Advanced System Queuing Theory 

 2.4.4.1. M/G/1 System 
 2.4.4.2. M/G/1 System with Priorities 
 2.4.4.3. Queuing Networks 
 2.4.4.4. Communication Network Modeling 

2.5. Quality of Service in Corporate Networks 

2.5.1. Fundamentals 
2.5.2. QoS factors in Converged Networks
2.5.3. QoS Concepts 
2.5.4. QoS Policies 
2.5.5. Methods for Implementing QoS 
2.5.6. QoS Models 
2.5.7. Mechanisms for Deploying DiffServ QoS 
2.5.8. Application Examples 

2.6. Corporate Networks and All-Ethernet Infrastructures

2.6.1. Ethernet Network Topologies 

 2.6.1.1. Bus Topology 
 2.6.1.2. Star Topology 

2.6.2. Ethernet and IEEE 802.3 Frame Format 
2.6.3. Switched Ethernet Network 

 2.6.3.1. Virtual VLANs 
 2.6.3.2. Port Aggregation 
 2.6.3.3. Connection Redundancy 
 2.6.3.4. QoS Management 
 2.6.3.5. Safety Functions 

2.6.4. Fast Ethernet 
2.6.5. Gigabit Ethernet 

2.7. MPLS Infrastructures

2.7.1. Introduction 
2.7.2. MPLS 

 2.7.2.1. MPLS Background and Evolution 
 2.7.2.2. MPLS Architecture 
 2.7.2.3. Reshipment of Labeled Packages 
 2.7.2.4. Label Distribution Protocol (LDP) 

2.7.3. VPN MPLS 

 2.7.3.1. VPN Definition 
 2.7.3.2. VPN Models 
 2.7.3.3. MPLS VPN Model 
 2.7.3.4. MPLS VPN Architecture 
 2.7.3.5. Virtual Routing Forwarding (VRF) 
 2.7.3.6. RD 
 2.7.3.7. Route Target (RT) 
 2.7.3.8. VPNv4 Route Propagation in an MPLS VPN 
 2.7.3.9. Packet Forwarding in an MPLS VPN Network 
 2.7.3.10. BGP 
 2.7.3.11. Extended BGP Community: RT 
 2.7.3.12. Label Transport with BGP 
 2.7.3.13. Route Reflector (RR 
 2.7.3.14. Group RR 
 2.7.3.15. BGP Route Selection 
 2.7.3.16. Package Forwarding 

2.7.4. Common Routing Protocols in MPLS Environments 

 2.7.4.1. Vector Distance Routing Protocols 
 2.7.4.2. Link-State Routing Protocols 
 2.7.4.3. OSPF
 2.7.4.4. ISIS 

2.8. Carrier Services and VPNs

2.8.1. Introduction 
2.8.2. Basic VPN Requirements 
2.8.3. Types of VPN 

 2.8.3.1. Remote VPN Access 
 2.8.3.2. Point-to-Point VPN 
 2.8.3.3. VPN Interna (over LAN): 

2.8.4. Protocols Used in VPN 
2.8.5. Implementations and Connection Types 

2.9. NGN (Next Generation Networks) 

2.9.1. Introduction 
2.9.2. Background 

 2.9.2.1. Definition and Characteristics of NGN Networks 
 2.9.2.2. Migration to Next Generation Networks 

2.9.3. NGN Architecture 

 2.9.3.1. Primary Connectivity Layer 
 2.9.3.2. Access Layer 
 2.9.3.3. Service Layer 
 2.9.3.4. Management Layer 

2.9.4. IMS 
2.9.5. Standardizing Organizations 
2.9.6. Regulatory Trends 

2.10. ITU and IETF Standards Review

2.10.1. Introduction 
2.10.2. Standardization 
2.10.3. Some Standard Organizations 
2.10.4. WAN Physical Layer Protocols and Standards 
2.10.5. Examples of Medium Oriented Protocols 

Module 3. Data Centers, Network Operation and Services 

3.1. Data Center: Basic Concepts and Components 

3.1.1. Introduction
3.1.2. Basic Concepts 

 3.1.2.1. CD Definition
 3.1.2.2. Classification and Importance 
 3.1.2.3. Catastrophes and Losses 
 3.1.2.4. Evolutionary Trend 
 3.1.2.5. Complexity Costs 
 3.1.2.6. Pillars and Redundancy Layers 

3.1.3. Design Philosophy 

 3.1.3.1. Objectives 
 3.1.3.2. Location Selection 
 3.1.3.3. Availability 
 3.1.3.4. Critical Elements 
 3.1.3.5. Cost Evaluation and Analysis 
 3.1.3.6. IT Budget 

3.1.4. Basic Components 

 3.1.4.1. Access Floor 
 3.1.4.2. Tile Types 
 3.1.4.3. General Considerations 
 3.1.4.4. DC Size 
 3.1.4.5. Racks 
 3.1.4.6. Servers and Communication Equipment 
 3.1.4.7. Monitoring 

3.2. Data Center: Control Systems 

3.2.1. Introduction 
3.2.2. Power Supply 

 3.2.2.1. Electrical Network 
 3.2.2.2. Electrical Power
 3.2.2.3. Electrical Distribution Strategies
 3.2.2.4. UPS 
 3.2.2.5. Generators 
 3.2.2.6. Electrical Problems 

3.2.3. Environmental Control 

 3.2.3.1. Temperature 
 3.2.3.2. Humidity 
 3.2.3.3. Air Conditioning 
 3.2.3.4. Caloric Estimation 
 3.2.3.5. Refrigeration Strategies
 3.2.3.6. Corridor Design. Air Circulation 
 3.2.3.7. Sensors and Maintenance 

3.2.4. Safety and Fire Prevention 

 3.2.4.1. Physical Security 
 3.2.4.2. Fire and its Classification
 3.2.4.3. Classification and Types of Extinction Systems 

3.3. Data Center: Design and Organization 

3.3.1. Introduction 
3.3.2. Network Design 

 3.3.2.1. Typology 
 3.3.2.2. Structured Cabling 
 3.3.2.3. Backbone 
 3.3.2.4. UTP and STP Network Cables 
 3.3.2.5. Telephone Cables 
 3.3.2.6. Terminal Elements 
 3.3.2.7. Fiber Optic Cables 
 3.3.2.8. Coaxial Cable 
 3.3.2.9. Wireless Transmission 
 3.3.2.10. Recommendations and Labeling 

3.3.3. Organization 

 3.3.3.1. Introduction 
 3.3.3.2. Basic Measures 
 3.3.3.3. Cable Management Strategies 
 3.3.3.4. Policies and Procedures 

3.3.4. DC Management 
3.3.5. Data Center Standards 

3.4. Data Center: Business Models and Continuity 

3.4.1. Introduction 
3.4.2. Optimization 

 3.4.2.1. Optimization Techniques 
 3.4.2.2. Eco-Friendly Data Centers 
 3.4.2.3. Current Challenges 
 3.4.2.4. Modular Data Centers 
 3.4.2.5. Housing 
 3.4.2.6. Data Centres Consolidation 
 3.4.2.7. Monitoring 

3.4.3. Business Continuity 

 3.4.3.1. BCP. Business Continuity Plan. Key Points 
 3.4.3.2. DR. Disaster Recovery Plan 
 3.4.3.3. DR Implementation 
 3.4.3.4. Backup and Strategies 
 3.4.3.5. Back-Up Data Center 

3.4.4. Best Practices 

 3.4.4.1. Recommendations
 3.4.4.2. Use of ITIL Methodology 
 3.4.4.3. Availability Metrics 
 3.4.4.4. Environmental Control 
 3.4.4.5. Risk Management 
 3.4.4.6. DC Manager 
 3.4.4.7. Tools 
 3.4.4.8. Implementation Tips 
 3.4.4.9. Characterization 

3.5. Cloud Computing: Introduction and Basic Concepts 

3.5.1. Introduction 
3.5.2. Basic Concepts and Terminology 
3.5.3. Objectives and Benefits 

 3.5.3.1. Availability 
 3.5.3.2. Reliability 
 3.5.3.3. Scales 

3.5.4. Risks and Challenges 
3.5.5. Roles. Provider. Consumer 
3.5.6. Cloud Characteristics 
3.5.7. Service Delivery Models 

 3.5.7.1. IaaS 
 3.5.7.2. PaaS 
 3.5.7.3. SaaS 

3.5.8. Types of Cloud 

 3.5.8.1. Public 
 3.5.8.2. Private 
 3.5.9.3. Hybrid 

3.5.9. Cloud Enabling Technologies 

 3.5.9.1. Network Architectures 
 3.5.9.2. Broadband Networks. Interconnectivity 
 3.5.9.3. Data Center Technologies 

  3.5.9.3.1. Computing 
  3.5.9.3.2. Storage 
  3.5.9.3.3. Networking 
  3.5.9.3.4. High Availability 
  3.5.9.3.5. Backup Systems 
  3.5.9.3.6. Balancers 

 3.5.9.4. Virtualization 
 3.5.9.5. Web Technologies 
 3.5.9.6. Multitenant Technology 
 3.5.9.7. Service Technology 
 3.5.9.8. Cloud Security 

  3.5.9.8.1. Terms and Concepts 
  3.5.9.8.2. Integrity, Authentication 
  3.5.9.8.3. Security Mechanisms 
  3.5.9.8.4. Security Threats 
  3.5.9.8.5. Cloud Security Attacks 
  3.5.9.8.6. Case Study 

3.6. Cloud Computing: Technology and Cloud Security 

3.6.1. Introduction 
3.6.2. Mechanisms of Cloud Infrastructure 

 3.6.2.1. Network Perimeter 
 3.6.2.2. Storage 
 3.6.2.3. Server Environment 
 3.6.2.4. Cloud Monitoring 
 3.6.2.5. High Availability 

3.6.3. Cloud Security Mechanisms (Part I) 

 3.6.3.1. Automation 
 3.6.3.2. Load Balancers 
 3.6.3.3. SLA Monitor 
 3.6.3.4. Pay-As-You-Go Mechanisms 

3.6.4.  Cloud Security Mechanisms (Part II) 

 3.6.4.1. Traceability and Auditing Systems 
 3.6.4.2. Failover Systems 
 3.6.4.3. Hypervisor 
 3.6.4.4. Clustering 
 3.6.4.5. Multitenant Systems 

3.7. Cloud Computing: Infrastructure. Control and Safety Mechanisms 

3.7.1. Introduction to Cloud Management Mechanisms 
3.7.2. Administrating Remote Systems 
3.7.3. Resource Management Systems 
3.7.4. Service Level Agreement Management Systems 
3.7.5. Invoicing Management Systems 
3.7.6. Mechanisms of Cloud Security

 3.7.6.1. Encryption 
 3.7.6.2. Hashing 
 3.7.6.3. Digital Signature 
 3.7.6.4. PKI 
 3.7.6.5. Identity and Access Management 
 3.7.6.6. SSO 
 3.7.6.7. Cloud-Based Security Groups 
 3.7.6.8. Bastioning Systems 

3.8. Cloud Computing: Cloud Architectures 

3.8.1. Introduction 
3.8.2. Basic Cloud Architectures 

 3.8.2.1. Workload Distribution Architectures 
 3.8.2.2. Resource Usage Architectures 
 3.8.2.3. Scalable Architectures 
 3.8.2.4. Load Balancing Architectures
 3.8.2.5. Redundant Architectures 
 3.8.2.6. Examples: 

3.8.3. Advanced Cloud Architectures 

 3.8.3.1. Hypervisor Cluster Architectures 
 3.8.3.2. Virtual Load Balancing Architectures
 3.8.3.3. Non-Stop Architectures 
 3.8.3.4. High Availability Architectures 
 3.8.3.5. Bare-Metal Architectures 
 3.8.3.6. Redundant Architectures 
 3.8.3.7. Hybrid Architectures 

3.8.4. Specialised Cloud Architectures 

 3.8.4.1. Direct I/O Access Architectures 
 3.8.4.2. Direct LUN Access Architectures 
 3.8.4.3. Elastic Network Architectures 
 3.8.4.4. SDDC Architectures 
 3.8.4.5. Special Architectures 
 3.8.4.6. Examples: 

3.9. Cloud Computing: Service Provision Models 

3.9.1. Introduction 
3.9.2.  Cloud Service Provision 
3.9.3. Service Provider Perspective 
3.9.4. Consumer Perspective of these Services 
3.9.5. Study Cases 

3.10. Cloud Computing: Contracting Models, Metrics and Service Providers 

3.10.1. Introduction to Invoicing Models and Metrics 
3.10.2. Invoicing Models
3.10.3. Pay-As-You-Go Metrics
3.10.4. Cost Management Considerations 
3.10.5. Introduction to Quality-of-Service Metrics and SLAs 
3.10.6. Service Quality Metrics 
3.10.7. Service Performance Metrics 
3.10.8. Service Scalability Metrics
3.10.9. SLA Service Model
3.10.10. Study Cases 

Module 4. System Engineering and Network Services 

4.1. Introduction to the System Engineering and Network Services

4.1.1. Computer System Concept and Computer Engineering 
4.1.2. The Software and its Features 

 4.1.2.1. Software Features 

4.1.3. Software Evolution 

 4.1.3.1. The Dawn of Software Development 
 4.1.3.2. The Software Crisis 
 4.1.3.3. Software Engineering 
 4.1.3.4. The Tragedy of Software 
 4.1.3.5. Current Software 

4.1.4. Software Myths 
4.1.5. New Software Challenges 
4.1.6. Software Engineering Professional Ethics 
4.1.7. SWEBOK. Software Engineering Body of Knowledge 

4.2. Development Process

4.2.1. Problem-Solving Process 
4.2.2. Software Development Process 
4.2.3. Software Process vs. Life Cycle 
4.2.4. Life Cycles. Process Models (Traditional) 

 4.2.4.1. Waterfall Model 
 4.2.4.2. Models Based on Prototypes 
 4.2.4.3. Incremental Development Model 
 4.2.4.4. Rapid Application Development (RAD) 
 4.2.4.5. Spiral Model 
 4.2.4.6. Unified Development Process or Unified Rational Process (RUP) 
 4.2.4.7. Component-Based Software Development 

4.2.5. Agile Manifesto. Agile Methods 

 4.2.5.1. Extreme Programming (XP) 
 4.2.5.2. Scrum 
 4.2.5.3. Feature Driven Development (FDD) 

4.2.6. Software Process Standards 
4.2.7. Software Process Definition 
4.2.8. Software Process Maturity 

4.3. Agile Project Planning and Management

4.3.1. What Is Agile? 

 4.3.1.1. History of Agile 
 4.3.1.2. Agile Manifesto 

4.3.2. Agile Basics 

 4.3.2.1. “Agile” Mentality 
 4.3.2.2. Agile Alignment 
 4.3.2.3. Product Development Life Cycle 
 4.3.2.4. The "Iron Triangle" 
 4.3.2.5. Working with Uncertainty and Volatility 
 4.3.2.6. Defined and Empirical Processes 
 4.3.2.7. Agile Myths 

4.3.3. Agile Environment 

 4.3.3.1. Operating Model 
 4.3.3.2. Agile Roles 
 4.3.3.3. Agile Techniques 
 4.3.3.4. Agile Practices 

4.3.4. Agile Frameworks 

 4.3.4.1. e-Xtreme Programming (XP) 
 4.3.4.2. Scrum 
 4.3.4.3. Dynamic Systems Development Method (DSDM) 
 4.3.4.4. Agile Project Management 
 4.3.4.5. Kanban 
 4.3.4.6. Lean Software Development 
 4.3.4.7. Lean Start-up 
 4.3.4.8. Scaled Agile Framework (SAFe) 

4.4. Configuration Management and Collaborative Repositories

4.4.1. Software Configuration Management Basics 

 4.4.1.1. What is Software Configuration Management? 
 4.4.1.2. Software Configuration and Software Configuration Items 
 4.4.1.3. Baselines 
 4.4.1.4. Versions, Revisions, Variants and “Releases” 

4.4.2. Configuration Management Activities 

 4.4.2.1. Configuration Identification 
 4.4.2.2. Configuration Change Control 
 4.4.2.3. Status Report Generation 
 4.4.2.4. Configuration Auditing 

4.4.3. Configuration Management Plans 
4.4.4. Configuration Management Tools 
4.4.5. Configuration Management in the Metrics v.3 Methodology 
4.4.6. Configuration Management in SWEBOK 

4.5. System and Service Testing

4.5.1. General Test Concepts 

 4.5.1.1. Verify and Validate 
 4.5.1.2. Test Definition 
 4.5.1.3. Test Principals 

4.5.2. Test Approaches 

 4.5.2.1. White Box Testing 
 4.5.2.2. Black Box Testing 

4.5.3. Static Tests or Revisions 

 4.5.3.1. Formal Technical Reviews 
 4.5.3.2. Walkthroughs 
 4.5.3.3. Code Inspections 

4.5.4. Dynamic Tests 

 4.5.4.1. Unit Tests 
 4.5.4.2. Integration Test 
 4.5.4.3. System Tests 
 4.5.4.4. Acceptance Tests 
 4.5.4.5. Regression Tests 

4.5.5. Alpha Testing and Beta Testing 
4.5.6. Testing Process 
4.5.7. Error, Defect and Failure 
4.5.8. Automatic Testing Tools 

 4.5.8.1. Junit 
 4.5.8.2. LoadRunner 

4.6. Modeling and Design of Network Architectures

4.6.1. Introduction 
4.6.2. System Characteristics 

 4.6.2.1. System Description 
 4.6.2.2. Description and Characteristics of Services 1.3. Performance Requirements 
 4.6.2.3. Operability Requirements 

4.6.3. Requirements Analysis 

 4.6.3.1. User Requirements 
 4.6.3.2. Application Requirements 
 4.6.3.3. Network Requirements 

4.6.4. Network Architecture Design 

 4.6.4.1. Reference Architecture and Components 
 4.6.4.2. Architectural Models 
 4.6.4.3. System and Network Architectures 

4.7. Non-Linear System Modeling and Design

4.7.1. Introduction 
4.7.2. Addressing and Routing Architecture 

 4.7.2.1. Addressing Strategy 
 4.7.2.2. Routing Strategy 
 4.7.2.3. Design Considerations 

4.7.3. Network Design Concepts 
4.7.4. Design Process 

4.8. Platforms and Deployment Environments

4.8.1. Introduction 
4.8.2. Distributed Computer Systems 

 4.8.2.1. Basic Concepts 
 4.8.2.2. Computing Models 
 4.8.2.3. Advantages, Disadvantages and Challenges 
 4.8.2.4. Operating System Basics 

4.8.3. Virtualized Network Deployments 

 4.8.3.1. Need for Change 
 4.8.3.2. Transformation of Networks: from "All-IP" to the Cloud 
 4.8.3.3. Cloud Network Deployment 

4.8.4. Example: Azure Network Architecture 

4.9. E2E Performance: Delay and Bandwidth. QoS

4.9.1. Introduction 
4.9.2. Performance Analysis 
4.9.3. QoS 
4.9.4. Traffic Prioritization and Management 
4.9.5. Service Level Agreements 
4.9.6. Design Considerations 

 4.9.6.1. Performance Assessment 
 4.9.6.2. Relationships and Interactions 

4.10. Network Automation and Optimization

4.10.1. Introduction 
4.10.2. Network Management 

 4.10.2.1. Management and Configuration Protocols 
 4.10.2.2. Network Management Architectures 

4.10.3. Orchestration and Automation 

 4.10.3.1. ONAP Architecture 
 4.10.3.2. Controllers and Functions 
 4.10.3.3. Politics 
 4.10.3.4. Network Inventory 

4.10.4. Optimization 

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