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Risorse bibliografiche
Risorsa bibliografica obbligatoria
Risorsa bibliografica facoltativa
Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054908 - FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI E INTERNET
Docente De Marco Martino , Gatto Alberto
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Corso Integrato
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  1.0  CFU erogati con Didattica Innovativa come segue:
  • Blended Learning & Flipped Classroom

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (358) INGEGNERIA INFORMATICA*AZZZZ054908 - FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI E INTERNET
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - CR (263) MUSIC AND ACOUSTIC ENGINEERING*AZZZZ054908 - FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI E INTERNET

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso è dedicato alla descrizione delle architetture e delle tecnologie di comunicazione impiegate nella rete Internet. Lo studente avrà modo di comprendere come funziona la rete Internet e quali sono le scelte progettuali che hanno portato all’Internet del giorno d’oggi.

L’approccio didattico è basato su numerosi esempi pratici ed un utilizzo di strumenti software per supporto alle tematiche trattate e per consentire allo studente di acquisire dimestichezza sugli strumenti e sulle tecniche di dimensionamento e valutazione delle prestazioni di reti di telecomunicazioni.

Sono inizialmente illustrati i principi delle comunicazioni tra calcolatori e le caratteristiche di base dei protocolli adottati in Internet. In seguito, sono definiti alcuni concetti fondamentali alla base dei sistemi di comunicazione; l’obiettivo è quello di mostrare come l’informazione deve essere “trattata” per poter essere trasferita sull’Internet e quali sono le metriche usate per valutare le prestazioni di un sistema trasmissivo e, di conseguenza, di una rete di telecomunicazioni.

Successivamente l'architettura protocollare della rete è illustrata con un approccio top-down partendo cioè dal livello applicativo (più visibile all’utente finale) e proseguendo con il livello di trasporto, il livello di rete per finire con le tecnologie alla base delle reti locali.

Il corso è composto da due moduli non separabili. La valutazione finale sarà congiunta sull’intero programma.


Risultati di apprendimento attesi

Descrittori di Dublino

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

  • Comprendere le architetture logiche, fisiche e protocollari delle reti di comunicazione
  • Conoscere gli elementi basilari delle funzioni di rete (trasmissione, multiplazione, commutazione, instradamento, accesso al mezzo trasmissivo)
  • Comprendere le principali metriche di valutazione delle prestazioni in una rete: ritardo di trasferimento, throughput, perdita
  • Conoscere i principali protocolli di Internet, applicativi, di trasporto, di rete e di linea
  • Conoscere i principi di base che consentono alle applicazioni di usare le interfacce di rete (socket)

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

  • Valutare le prestazioni della rete nel trasferimento di informazioni
  • Programmare applicazioni client e server che utilizzano le interfacce socket
  • Progettare il piano di indirizzamento di una rete
  • Configurare gli apparati di rete

Autonomia di giudizio

  • Valutare i gradi di libertà nella definizione dei protocolli di comunicazione e i vincoli dovuti ai limiti fisici e di capacità

Capacità di apprendimento

  • Essere in grado di apprendere nuovi protocolli e modelli di sviluppo di applicazioni di rete
  • Essere in grado di utilizzare le conoscenze e metodologie imparate per affrontare problemi nuovi 

Argomenti trattati

INTRODUZIONE ALL'INTERNETWORKING

-      Quali tipi di reti esistono: Principi generali e classificazione delle reti di telecomunicazioni

-      Come è gestita la comunicazione in rete: il concetto di protocollo di comunicazione, modelli architetturali a strati, commutazione di pacchetto e commutazione di circuito

 

CARATTERIZZAZIONE DI SISTEMI DI COMUNICAZIONE 

-      Come viaggia in rete l’informazione: cenni sulla caratterizzazione dei segnali (il concetto di banda del segnale, i segnali numerici)

-      Dove viaggia l’informazione in rete: cenni sulla caratterizzazione dei mezzi trasmissivi (la banda di canale, ritardo di trasferimento, il concetto di capacità di canale)

-      Come misuro una rete di telecomunicazioni: il concetto di throughput, i ritardi nelle reti di telecomunicazioni (tempo di trasmissione, ritardo di trasferimento, tempo di processing, tempo di accodamento)

 

PROTOCOLLI APPLICATIVI 

-      Architetture delle applicazioni di rete: approccio client-server ed approccio peer-to-peer

-      Esempi di protocolli applicativi client-server: HTTP, FTP, SMTP, DNS

-      Architetture peer-to-peer: BitTorrent

-      Voice over IP / IP Telephony

 

IL LIVELLO DI TRASPORTO

-      Caratterizzazione del servizio di comunicazione tra processi applicativi; trasporto non affidabile: il protocollo UDP (formato dei segmenti)

-      Trasporto affidabile: il protocollo TCP (formato dei segmenti, apertura della connessione, controllo di flusso, controllo di congestione e controllo d’errore)

 

IL LIVELLO DI NETWORKING

-      L’Internet Protocol (IP): servizi offerti da IP, formato dei pacchetti IPv4

-      Gestione di indirizzi IP: formati e notazioni degli indirizzi IPv4, le classi e gli indirizzi speciali, pianificazione di uno spazio di indirizzamento IPv4, tecniche di subnetting e supernetting, assegnamento automatico di indirizzi IP: il Dynamic Host Control Protocol (DHCP)

-      Indirizzamento privato e traduzioni di indirizzi IP (NAT, NAPT)

-      l’Internet Control Message Protocol (ICMP)

-      Cenni sull’IPv6

 

INOLTRO ED INSTRADAMENTO IN INTERNET

-      Inoltro diretto ed indiretto

-      Uso delle tabelle di routing

-      Instradamento su cammini minimi, la costruzione dell’albero dei cammini minimi

-      Instradamento link state ed instradamento distance vector

-      Esempi di protocolli: RIP, OSPF, BGP

 

RETI LOCALI E LIVELLO DI LINEA

-      Il problema dell’accesso multiplo

-      Indirizzamento nelle reti locali

-      L’Address Resolution Protocol (ARP)

-      Interconnessione di reti locali con bridge/switch

-      Lo standard Ethernet/802.3: principi e funzionamento

-      Lo standard IEEE 802.11 (WiFi): principi e funzionamento

 

RETI MOBILI

-      Caratteristiche dei collegamenti wireless

-      Tecniche di copertura e gestione della mobilità

-      Architetture di rete

-      L'evoluzione delle reti mobili: 3G, 4G e 5G

  

Attività di laboratorio 

Le attività di laboratorio saranno organizzate in due parti con due obiettivi specifici:

PROTOCOLLI APPLICATIVI E PROGRAMMAZIONE SOCKET:

In questa parte gli studenti avranno modo di prendere familiarità con i protocolli applicativi standard utilizzati per la comunicazione in rete tra processi applicativi. Inoltre potranno apprendere i rudimenti della programmazione delle interfacce (socket) di comunicazione utilizzando un approccio semplificato basato sul linguaggio python.

CONFIGURAZIONE DI RETE:

In questa parte, gli studenti si eserciteranno nella pianificazione e configurazione di reti locali tramite strumenti di emulazione di rete come PacketTracer che consente la creazione di scenari di rete, la configurazione di apparati di rete (interfacce, tabelle e protocolli di routing) e la verifica delle loro funzionalità.


Prerequisiti

Conoscenze di base di programmazione e architettura dei calcolatori.


Modalità di valutazione

L'esame è scritto consente di ottenere fino a 32 punti ed e basato su:

- esercizi numerici

- domande a risposta aperta

- attività di laboratorio

Sono previste delle prove in itinere e potranno essere svolte prove di valutazione in laboratorio.

Il voto finale in trentesimi è pari al numero di punti ottenuti. E' assegnato il voto di 30 e lode se la somma dei punti è superiore a 31.

Modalità di verifica

Descrizione

Risultato di apprendimento perseguito

Prova scritta

-      risoluzione di problemi numerici (valutazione delle prestazioni di rete)

-      domande di carattere teorico/pratico a risposta aperta sugli argomenti dell’insegnamento

-      esecuzione in forma scritta di una attività di laboratorio

 

1

1,2,3

1,2,3,5

 

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaDispense del corso a integrazione dei libri consigliati, distribuite a cura del docente.
Risorsa bibliografica facoltativaJames F. Kurose, Keith W. Ross, Reti di calcolatori e internet. Un approccio top-down, Editore: Pearson - Addison Wesley, Anno edizione: 2011
Note:

5a edizione

Risorsa bibliografica facoltativaAndrew S. Tanenbaum, Reti di calcolatori, Editore: Pearson - Prentice Hall, Anno edizione: 2011
Note:

5a Edizione

Risorsa bibliografica facoltativaAchille Pattavina, Reti di Telecomunicazione, Editore: McGraw Hill, Anno edizione: 2007
Note:

2a edizione


Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
54:00
81:00
Esercitazione
28:00
42:00
Laboratorio Informatico
18:00
27:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.7.0 / 1.7.0
Area Servizi ICT
26/05/2022