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LUCA FERRETTI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Matematica
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Insegnamento: Protocolli e architetture di rete
Informatica (Offerta formativa 2021)
Obiettivi formativi
Il corso mira a fornire i concetti di base su protocolli e architetture di rete informatici. La maggior parte del corso è focalizzata sullo studio dello stack dei protocolli TCP/IP e su alcuni dei principali protocolli applicativi.
Il corso comprende esercitazioni di laboratorio volte a consolidare gli argomenti di teoria tramite analisi sperimentale dei protocolli e a fornire competenze necessarie per l'installazione, configurazione e debugging di reti tramite l'uso di comandi e tool in sistemi operativi basati su Linux.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrebbe conoscere i più popolari protocolli di rete utilizzati dalle moderne reti di calcolatori ed essere in grado di comprendere i principali criteri progettuali per la realizzazione di protocolli e architetture di reti di calcolatori. Lo studente dovrebbe inoltre essere in grado di creare e debuggare lo stato di funzionamento di reti di calcolatori in sistemi operativi basati su Linux.
Prerequisiti
Sistemi operativi: conoscenza teorica (in particolare, struttura e componenti, gestione di processi, comunicazione fra processi), competenza nell'uso della linea di comando e dei principali programmi dei sistemi operativi Linux.
Programma del corso
Il corso tratta le principali problematiche legate alle modalità di comunicazione dei sistemi su reti locali e geografiche. Gli obiettivi specifici sono lo studio e l'approfondimento dei protocolli della suite TCP/IP, dell'architettura e routing in Internet, dei sistemi client/server, dei meccanismi di naming con particolare riferimento al sistema DNS, dei fondamenti architetturali e funzionali dei principali applicativi di rete con particulare riferimento al World Wide Web.
Di seguito vengono riportati i principali argomenti trattati.
- Concetti di stack di protocolli
- Livello host-to-network, Ethernet
- Livello IP: Autonomous systems, Algoritmi di routing in Internet, Architettura dei router
- Livello di trasporto: protocolli UDP e TCP, socket di rete
- Domain Name System: categorie di name server, resource record, zone, modalità di risoluzione
- Protocolli applicativi
+ World Wide Web e HTTP
+ Posta Elettronica
Nel laboratorio si utilizzano sistemi di virtualizzazione di sistemi operativi basati su Linux per permettere l'installazione, la configurazione e l'analisi di reti di calcolatori tramite alcuni dei principali programmi e strumenti di questi ambienti.
Le modalità di esame in presenza includono un laboratorio e un appello orale.
Metodi didattici
Insegnamento teorico in aula con supporto di proiettore e slide.
Insegnamento in laboratorio dove ciascuno studente utilizza una postazione computer (personale o presente in laboratorio) per riprodurre le esercitazioni o per svolgere esercizi proposte dal docente. Durante lo svolgimento del corso vengono lasciati degli esercizi di laboratorio facoltativi aggiuntivi che gli studenti possono svolgere al di fuori dell'orario di lezione per esercitarsi.
Testi di riferimento
Il libro di testo consigliato per lo studio è:
- Versione italiana: "Reti di Calcolatori e Internet. Un approccio top-down", J. Kurose, K.W. Ross
- Versione inglese (originale): "Computer Networking: A Top-Down Approach" J. Kurose, K.W. Ross
Il libro non è obbligatorio per il conseguimento della materia, ma è consigliato per una più completa trattazione di alcuni argomenti. È inoltre maggiormente consigliato agli studenti che non riescono a frequentare il corso con continuità.
Verifica dell'apprendimento
L'esame è costituito da due parti e mira a verificare la conoscenza e abilità pratica di tutti gli obiettivi formativi descritti in precedenza.
- Nella prima parte lo studente dovrà dimostrare di saper risolvere un problema fornito dal docente sulla falsariga di problemi analizzati e risolti nell'ambito delle esercitazioni.
- Nella seconda parte lo studente deve dimostrare di conoscere le tematiche teorico-pratiche trattate in aula.
Risultati attesi
Conoscenza e comprensione:
- principi e criteri di progettazione degli stack di protocolli di rete e dettagli dello stack TCP/IP
- dettagli del funzionamento del protocollo e delle reti locali Ethernet
- dettagli del funzionamento del protocollo IPv4 e alcuni concetti del protocollo IPv6
- principi e criteri di progettazione e di funzionamento degli algoritmi di routing e le principali informazioni di alcuni protocolli di routing standard
- dettagli del funzionamento dei protocolli UDP e TCP
- dettagli del funzionamento dei meccanismi di Network Address Traslation
- protocolli e architetture associate ai DNS, alla posta elettronica e al World Wide Web
Competenze:
- saper analizzare protocolli di rete date delle tracce di traffico catturate sperimentalmente
- saper progettare semplici reti locali in termini di indirizzi IP e topologie di rete
- saper utilizzare comandi e tool relativamente alla configurazione e al debugging di reti in sistemi operativi basati su Linux