RETI DI CALCOLATORI

Le reti di calcolatori sono parte integrante dei sistemi ICT, e sono massivamente pervasive. È fondamentale che gli studenti abbiano una conoscenza approfondita del loro funzionamento e di come queste influenzano le prestazioni dei software che vengono utilizzati ai livelli applicativi.
La conoscenza del funzionamento delle reti è essenziale sia per chi vuole intraprendere una carriera da sistemista, ma anche per gli sviluppatori che dovranno sapere come la rete introduce ritardi, congestioni, ed espone le informazioni private a terze parti.

Il corso è diviso in due parti: una prima metà dedicata agli algoritmi, ai fondamenti della comunicazione e alla sicurezza, una seconda dedicata ai protocolli di rete.

Lo studente acquisirà le seguenti conoscenze:

Lo studente acquisirà le seguenti capacità:
- interpretare i flussi di traffico in una rete, dimensionandone le componenti.
- progettare una architettura di rete di base con assegnazione degli indirizzi e tabelle di routing.
- utilizzare strumenti e primitive note per creare servizi semplici.

Lo studente otterrà le seguenti capacità di giudizio e comunicazione:
- interpretare una proposta di architettura di rete, valutandone la solidità, la presenza di servizi essenziali, la sicurezza dei componenti del sistema.
- Comunicare specifiche necessità di supporto per componenti e servizi quando si relaziona con esperti del settore e fornitori di servizi.

È richiesta familiarità con la programmazione in linguaggio C ottenibile dall'esame di programmazione.

Parte 1: Algoritmi e principi fondamentali.
- Commutazione di Pacchetto (Packet Switching) e pile protocollari
- Livello Fisico: elementi di fisica della comunicazione, teoremi di Nyquist e Shannon
- Livello di collegamento: parità, checksum, go-back-n, selective repeat. Topologie di rete, accesso multiplo a divisione di tempo (time-division) e casuale (random access)
- Livello di Rete: datagrammi, indirizzi, routing basato su distance vector e link-state
- Livelli di Trasporto e Applicazione: servizi, connectionless/connection-oriented (senza/con connessione), nomi a dominio (naming principles)
- Servizi di sicurezza e crittografia: Funzioni Hash, Crittografia a chiave simmetrica, HMAC, Crittografia a chiave pubblica, Certificati

Parte 2: Protocolli che implementano i principi descritti (top-down).
- Il Livello Applicazione: DNS, SMTP, POP, Estensioni di sicurezza per e-mail (e-mail Security Extensions), HTML, HTTP
- Il Livello Trasporto: UDP, TCP
- Il Livello Rete: IPv4, tabelle di routing (routing tables), ICMP, OSPF, elementi essenziali di BGP
- Il Livello di Collegamento : Ethernet, ARP, DHCP, 802.11, Spanning Tree
- Extra: programmazione di socket (socket programming) e protocolli sicuri: TLS

Testo di riferimento e di consultazione:
O. Bonaventure, "Computer Networking : Principles, Protocols and Practice" third edition. Liberamente scaricabile on-line.
A.Tanenbaum, D. Wetherall, ‘Reti di Calcolatori’, 6a ed., Pearson.

L'esame è composto da due prove scritte, che si svolgono in sequenza nello stesso giorno usando la piattaforma Moodle (in laboratorio), ed un orale opzionale.

Una prima prova scritta con domande a scelta multipla (50% del voto), una seconda prova scritta con domande aperte (50% del voto).
L'esame può essere superato (anche con il punteggio massimo) con lo scritto, gli studenti che abbiano ottenuto un voto superiore a 24 possono scegliere di fare un esame orale per incrementare il punteggio ottenuto.

La prova consiste in esercizi che accertino le conoscenze acquisite:
- principi alla base delle comunicazioni di rete
- componenti essenziali di protocolli di rete esistenti
- le caratteristiche di sicurezza dei protocolli

Gli esercizi dovranno anche verificare le abilità:
- analizzare la performance di un sistema di rete
- verificare la correttezza di un sistema di rete
- verificare le caratteristiche di sicurezza di un sistema di rete

In fine, attraverso la verifica della padronanza del linguaggio, del corretto uso della terminologia e della familiarità nell'utilizzo di alcuni comandi di base si verificheranno la capacità di giudizio e le abilità comunicative, per accertare che lo studente abbia maturato non solo la conoscenza pratica e teorica ma anche la capacità di formulare i problemi e soluzioni con il corretto linguaggio tecnico

scritto e orale

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

La valutazione dell'esame è formulata secondo quanto segue:
18: Lo studente ha familiarità con concetti essenziali delle comunicazioni, con le caratteristiche di base dei singoli protocolli, e con la stima delle loro performance
19-25: Lo studente dimostra capacità di mettere i principi ed i protocolli nel contesto di un'architettura di rete, spiegando le interazioni tra i componenti e riassumendo le problematiche che ciascun componente risolve
25-30: Lo studente dimostra la capacità di risolvere problemi più avanzati di design di rete, che richiedono un maggiore dettaglio e maggiori interazioni tra i componenti.

Corso frontale che si avvale anche di moduli didattici disponibili sulla piattaforma di e-learning di ateneo moodle.unive.it ed altre piattaforme per la realizzazione di esercizi on-line.
Le lezioni si svilupperanno con una componente teorica ed esempi di esercizi. Se possibile verranno proposte attività extra come esercizi di gruppo in aula, o presentazioni di temi a scelta degli studenti.