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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2022/2023
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054303 - FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI E INTERNET
Docente Capone Antonio
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare
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 INFORMATICAI1TPJZZZZ054303 - FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI E INTERNET
IT1PJZZZZ054303 - FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI E INTERNET

Obiettivi dell'insegnamento

Obiettivi:

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.

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.

Modalità didattiche:

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.

Le modlità didattiche utilizzate sono basate sui principi della classe attiva con il coinvolgimento degli studenti durante i momenti d'aula. Alcuni argomenti del corso e tutta la parte di laboratorio sono svolti in modalità flipped class con video e materiale didattico da studiare prima delle attività in aula. Le modalità di valutazione dell'apprendimento, oltre che utilizzare gli appelli tradizionali che sono comunque garantiti, è di tipo continuo durante il semestre con 4 prove in itinere, alcune attività svolte durante le lezioni come quiz online e sfide che consentono di acquisire punti premio validi per il voto finale.


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

 

IL LIVELLO DI TRASPORTO

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

 

 

Attività di laboratorio 

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

ANALISI DEL TRAFFICO IN RETE:

In questa parte gli studenti avranno modo di familiarizzare con strumenti per l’analisi del traffico in rete. L’attività presuppone l’uso di strumenti di ispezione del traffico come WireShark (https://www.wireshark.org) che consentono di catturare pacchetti che circolano in rete e di visualizzarne il contenuto in maniera strutturata. 

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.

Questa parte di laboratorio viene erogata secondo la modalità blended della didattica innovativa tramite materiale video e online sulla programmazione e discussione e verifica in aula con esercizi avanzati.

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

La valutazione dell'apprendimento del corso è di tipo continuo e si base su attività svolte durante il semestre di erogazione dell'insegnamento. Sono previste:

- 4 prove in itinere

- quiz svolti durante le lezioni

- attività valutate relative a esercitazioni e laboratori

Alla fine del corso, agli studenti che hanno ottenuto una valutazione sufficiente mediante la valutazione continua svolta nel semestre è proposto un voto finale.

A chi non ha ottenuto un voto sufficiente, a chi non ha partecipato alle attività di valutazione in itinere o a chi non fosse soddisfatto del voto ottenuto è contentito di svolgere gli appelli regolari nelle date previste dal calendario delle prove. I punti extra eventualmente conseguiti con i quiz o le attività valutate sono comunque conservati per gli appelli dell'anno accademico di pertinenza.

L'esame durante gli appelli da calendario è scritto e consente di ottenere fino a 32 punti mediante:

- esercizi numerici

- domande a risposta aperta

- attivita di 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 obbligatoria Slides, software, video, e appunti http://www.antlab.polimi.it/teaching-capone/fondamenti-di-internet-e-reti
Note:

disponibili sulla pagina web del docente

Risorsa bibliografica obbligatoriaSlides, software, video, appunti http://www.antlab.polimi.it/teaching/fondamenti-di-internet-e-reti
Note:

disponibili sulla pagina web del docente

Risorsa bibliografica obbligatoriaAchille Pattavina, Internet e Reti: Fondamenti - Terza edizione, Editore: Pearson, Anno edizione: 2022, ISBN: 9788891930910 https://www.pearson.it/opera/pearson/0-7602-internet_e_reti

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
58:00
87:00
Esercitazione
24:00
36:00
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. 1.7.2 / 1.7.2
Area Servizi ICT
03/10/2022