Insegnamento di “Fondamenti di Internet”
PROGRAMMA
Servizi, funzioni e topologie delle reti di telecomunicazione. L’architettura a strati ed il modello OSI. I modi di trasferimento: schemi di multiplazione, principi di commutazione, architetture protocollari. Esempi di modi di trasferimento: modo a circuito; modo a pacchetto. Caratteristiche principali dei protocolli di strato fisico, MAC, collegamento, rete e trasporto. Cenni su reti in area geografica (rete telefonica e attuali strutture di rete). Reti in area locale: Ethernet, Token Ring e Token Bus. Architetture di interconnessione. Architettura protocollare di Internet. I principali protocolli di Internet: ARP, PPP, IP, ICMP, IGMP, UDP, TCP, DNS, cenni sui protocolli applicativi. Architettura dei routers. Problematiche di mobilità: mobile IP. Reti private virtuali. Il problema della qualità del servizio. IPv6.
Modelli dell’’interazione tra attività e risorse. Sistemi di servizio. Sistemi a coda, reti di code. Cenni su tecniche di simulazione.
Il corso include un modulo di esercitazione pratica avente come obiettivo la realizzazione di laboratori in cui gli studenti devono configurare l’indirizzamento e il routing IP su router e server Linux usando un emulatore di rete. In questo modulo gli studenti impareranno a creare ambienti virtuali e a configurare server e router con sistema operativo Linux attraverso i tool iproute2 e iptables.
OBIETTIVI FORMATIVI
Introdurre gli studenti alle reti di telecomunicazioni, ponendo anche le basi per accedere ai successivi corsi specialistici. In particolare: conoscere i principali servizi di telecomunicazioni e i concetti base che governano il funzionamento di una rete; sapere come si descrive e progetta una rete mediante l’architettura a strati; conoscere le caratteristiche principali di specifiche reti (LAN, cellulari, Internet); acquisire strumenti per la valutazione delle prestazioni ed essere in grado di progettare e dimensionare elementi di rete; essere in grado di configurare una semplice rete IP.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Conoscenza delle modalità di funzionamento di una generica rete e degli aspetti più significativi di particolari esempi di reti, con particolare riferimento alle reti in area locale e alle reti cellulari. Comprensione delle modalità di funzionamento di una generica inter-rete e di Internet. Conoscenza della situazione attuale e delle tendenze evolutive delle reti di telecomunicazioni. Acquisizione di strumenti per la valutazione delle prestazioni.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Capacità di comprendere la letteratura tecnica sull’argomento e gli standards. Capacità di valutare comparativamente diverse soluzioni. Capacità di dimensionare elementi caratteristici di una rete. Capacità di configurare elementi caratteristici di una rete e protocolli. Capacità di progettare semplici architetture di rete in funzione di requisiti di alto livello.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Capacità di valutare le principali caratteristiche e prestazioni di una rete di telecomunicazione, giudicando se una data soluzione risponde a determinati requisiti. Capacità di applicare il principio di compromesso e capire le relazioni tra soluzioni e requisiti.
ABILITÀ COMUNICATIVE
L’esame prevede quattro esercizi di dimensionamento e la realizzazione e configurazione di una piccola rete IP, usando un ambiente di virtualizzazione che emula router e server. In entrambi i casi è richiesta una descrizione e documentazione delle soluzioni. Il corso e quindi la preparazione al relativo esame migliorano la capacità di comunicare concetti tecnici e di descrivere delle specifiche soluzioni. Inoltre, gli studenti sono sollecitati ad esporre e commentare i loro elaborati con il docente, integrando il loro esame scritto con un colloquio, se lo desiderano, potenziando in tal modo anche le loro capacità di esposizione.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Il corso fornisce i principi generali di funzionamento di una rete di telecomunicazione e i concetti teorici di base che sono dietro al loro funzionamento; grazie a ciò, gli studenti saranno in grado di studiare e comprendere il funzionamento di qualsiasi rete specifica.
Il corso spiega anche il concetto di standard e quello di protocollo, dando così agli studenti strumenti importanti per comprendere un vasto insieme di problematiche e di soluzioni al di là della specifica materia.
PROPEDEUTICITA’
Nessuna, graditi concetti elementari di teoria della probabilità.
DESCRIZIONE DELLE MODALITÀ E DEI CRITERI DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO
L’esame scritto è diviso in 6 parti: due sezioni a risposta multipla aventi lo scopo di verificare se lo studente supera una soglia di preparazione sufficiente e riguardanti rispettivamente i principi generali e reti specifiche (LAN e Internet); quattro esercizi a risposta aperta riguardanti il dimensionamento di componenti di rete, la configurazione di una rete IP e le prestazioni di TCP. L’esame nel suo complesso include anche la realizzazione di un progetto consistente nella realizzazione e configurazione di una rete IP usando un emulatore e documentando il lavoro fatto. Il voto complessivo deriva da una media pesata della valutazione delle 6 parti e del progetto. Il voto è normalizzato tenendo conto anche delle prestazioni complessive della classe. Si incoraggiano gli studenti a sostenere l’esame tutti insieme nello stesso appello.
DESCRIZIONE DELLA MODALITÀ DI SVOLGIMENTO E METODI DIDATTICI ADOTTATI
Il corso comprende lezioni frontali, esercitazioni e lezioni pratiche che richiedono l’utilizzo di un personal computer da parte dello studente. Se uno studente non dispone di un personal computer, gliene viene fornito uno. Nelle lezioni pratiche lo studente è guidato dal docente nello svolgimento di attività di configurazione di rete e di protocolli.
MODALITA’ DI FREQUENZA
La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata, soprattutto per quanto riguarda le lezione pratiche. Il materiale didattico distribuito include, oltre ai testi, delle slides e la descrizione dell’emulatore usato per il lavoro di progetto.
TESTI DI RIFERIMENTO
Testi consigliati:
- N. Blefari Melazzi, M. Listanti, A. Roveri: ”Reti per Applicazioni Telematiche”, dispense in distribuzione a cura degli autori (non fanno parte del programma d’esame i capitoli: II (strato fisico), V (strato di trasporto), VII (Internet) e VIII (la rete ISDN))
- N. Blefari Melazzi: ”Internet: Architettura, Principali Protocolli e Linee Evolutive”, McGraw-Hill, 2005 (http://www.ateneonline.it/blefari_melazzi/)
- M. Decina, A. Roveri: ”Code e Traffico nelle Reti di Comunicazione”, La Goliardica Editrice
- A. Roveri: ”Reti di Telecomunicazioni”, Principi Generali, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, L’Aquila, 1995 (non fa parte del programma d’esame il capitolo V: reti dedicate e reti integrate)
- D. Comer: ”Internetworking with TCP/IP”, Volume I – Principles, Protocols and Architecture. Prentice Hall
- D. Comer, D. Stevens: ”Internetworking with TCP/IP”., Volume II – Design, Implementation and Internals. Prentice Hall
- R. Gallager, D. Bertsekas: ”Data Networks”, Prentice-Hall L. Kleinrock: ”Queueing Systems”, Volume I e II, John Wiley & Sons
- J. F. Kurose, K. W. Ross: ”Computer Networking: a Top-Down Approach Featuring the Internet”, Addison-Wesley
- W. R. Stevens: ”TCP/IP illustrated”, Vol. 1-3, Addison Wesley
- A. Tanenbaum, ”Computer Networks”, Prentice Hall
LUCIDI DEL CORSO
Parte 1: generalità, modello OSI, modi di trasferimento
Parte 2: Reti in area locale
Parte 3: Internet
Esercitazioni: Sistemi a coda
Lucidi commentati (relativi ai sistemi a coda, autore: Stefano Salsano)
COLLEGAMENTI UTILI
Servizio di prenotazione in linea per appelli d’esame e verifiche intermedie