SIMULAZIONE E PERFORMANCE DELLE RETI

Il corso si propone di introdurre le principali tecniche di analisi e progettazione delle reti di computer con particolare attenzione alle reti wireless, che, ad oggi, sono fondamentali nelle comunicazioni sia private che professionali. Il corso si compone di due parti, che trattano i fondamenti delle reti wireless, e l'analisi delle loro prestazioni attraverso la modellazione e la simulazione.
- comprensione delle basi delle comunicazioni wireless e delle reti wireless
- conoscenza dei principali formalismi per la modellazione di sistemi informatici e telematici (con attenzione ai modelli di simulazione)
- un primer sull'interpretazione dei risultati delle simulazioni con strumenti statistici.

Una descrizione grafica dei temi del corso si trova nella pagina del professore: https://www.dais.unive.it/~maccari/courses.html

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
- comprendere le sfide delle comunicazioni wireless, essere in grado di stimare la capacità di un canale in condizioni semplici ed eseguire una semplice pianificazione di una rete
- programmare un simulatore per la valutazione delle prestazioni di un protocollo di rete o di un'architettura di rete
- interpretare scientificamente i risultati di un esperimento di simulazione
- identificare i "performance patterns" in un sistema di rete

Si presume che gli studenti abbiano raggiunto gli obiettivi di apprendimento dei corsi di Probabilità e Statistica e di Programmazione, sebbene non sia formalmente richiesto il superamento degli esami. In particolare, gli studenti dovrebbero conoscere:
- la programmazione in un linguaggio procedurale o orientato agli oggetti come C/C++/Python
- gli strumenti di base della statistica descrittiva (media, indice di dispersione)
- variabili aleatorie continue e discrete: momenti, stimatori di massima verosimiglianza

- Elementi di valutazione delle prestazioni: colli di bottiglia, collasso per congestione
- Classificazione dei simulatori, progettazione e sfide dei simulatori ad eventi discreti
- Comunicazioni senza fili:
- Elementi di fisica delle comunicazioni: SNR, teorema di Shannon, legge di Friis
- Modelli di path loss deterministici e casuali
- Lo standard IEEE 802.11: il livello MAC, il bit rate, concetti di MIMO e beamforming
- Il simulatore omnet++, come impostare una simulazione di rete ed estrarre i risultati
- Come interpretare i risultati della simulazione, quando interrompere una simulazione, intervalli di confidenza per media e mediana, condizione di i.i.d
- Catene di Markov per modellare reti reali: il protocollo ALOHA.

Materiale fornito dal docente (slides in Italiano, dispense ad integrazione in inglese)
Le Boudec: Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems. CRC Press. 2011

L’esame può essere superato in due modi:
- una prova scritta e una discussione del compito
- uno o due progetti di laboratorio (dipende dalla consistenza delle esercitazioni) e una discussione sugli argomenti del corso

La prova scritta consiste di domande aperte sugli argomenti del corso e in esercizi. Gli esercizi mirano a verificare l'acquisizione dei modelli teorici matematici e la capacità di applicazione in situazione problematiche. Le domande aperte mirano a verificare le conoscenze teoriche acquisite dallo studente.
I progetti di laboratorio sono volti alla verifica delle capacità dello studente di applicare le conoscenze teoriche in casi di studio reali.

NOTA: le modalità di esame, in particolare la possibilità di effettuare progetti di laboratorio possono variare in funzione delle restriozioni dovute alla pandemia di COVID

scritto e orale

Lezioni frontali e seminari. Le lezioni si svolgeranno in Inglese, le slides saranno in Italiano, le dispense in Inglese.