Questo insegnamento presenta le architetture, gli algoritmi e i protocolli più diffusi per la realizzazione di reti di calcolatori e di comunicazione, a partire da sistemi di trasmissione a livello fisico, fino ad arrivare alle più diffuse applicazioni e relativi protocolli di comunicazione. L'obiettivo dell'insegnamento è fornire agli studenti gli elementi necessari alla comprensione del funzionamento delle reti di calcolatori e di comunicazione, con particolare attenzione alla rete Internet.

• Concetti generali alla base delle reti di calcolatori: classificazione basata sull'area geografica coperta, topologie di rete, tecniche di commutazione a pacchetto e a circuito, tecniche di multiplazione e di accesso multiplo, modelli di servizio di tipo client-server e peer-to-peer, architetture stratificate di protocolli, caratterizzazione del traffico di rete e requisiti di qualità di servizio. • Principali tipi di canali trasmissivi, tecniche di codifica dei dati, reti di accesso e di trasporto. • Principali tecniche di recupero degli errori e di controllo di flusso: protocolli a finestra ARQ. • Principali protocolli di livello collegamento e architetture e protocolli per reti locali e interconnessione di reti locali. • Protocollo IP: protocollo di livello rete in Internet, algoritmi e protocolli di instradamento, indirizzamento e traduzione di indirizzi in Internet, Multicast IP. • Protocollo TCP e UDP: Protocolli di livello trasporto in Internet, algoritmi e problematiche. • Protocolli per applicazioni in Internet: SMTP, POP e IMAP, HTTP, DNS, Applicazioni P2P, Comunicazioni multimediali, VoIP, SIP. La capacità di applicare le conoscenze sarà verificata mediante esercitazioni in aula e in laboratorio.

Lo studente deve avere una conoscenza elementare sul funzionamento di un sistema di elaborazione, conoscere gli elementi base della rappresentazione dei numeri sui calcolatori, ed essere in grado di effettuare le conversioni decimale-binario e binario-decimale. Inoltre, è anche richiesta la conoscenza del concetto di spettro di frequenza, e delle tecniche di campionamento dei segnali. Infine, sono richieste conoscenze elementari di fisica, con particolare riferimento all'ottica ed all'elettromagnetismo.

Gli argomenti trattati a lezione sono i seguenti, divisi in due parti: Parte I: Fondamenti e reti di accesso • Concetti generali alla base delle reti di calcolatori: classificazione basata sull'area geografica coperta e topologie, tecniche di commutazione (pacchetto e circuito), tecniche di multiplazione, modelli di servizio (client-server, peer-to-peer), architetture a strati di protocolli, caratterizzazione del traffico e requisiti di qualità di servizio. (1,6 CFU) • Livello fisico: Principali tipi di canali trasmissivi e relative tecniche di codifica, reti di accesso con e senza fili, reti di trasporto. (0,8 CFU) • Livello data-link: principi di recupero di errore e controllo di flusso, protocolli per canali punto-punto, architetture e protocolli per reti locali e interconnessione di reti locali. (1,6 CFU) Parte II: Comunicazione end-to-end e applicazioni • Protocolli di livello rete in Internet: IPv4 e ICMP, indirizzamento IP, DHCP, ARP, NAT, Multicast IP. (1,2 CFU) • Strumenti per l’analisi di rete (0,2 CFU) • Protocolli di livello trasporto (TCP e UDP). (0,7 CFU) • Protocolli di livello applicativo (SMTP, POP e IMAP, HTTP, DNS, Applicazioni P2P, Comunicazioni multimediali, VoIP, SIP) (1 CFU) • Esercitazioni di laboratorio (0,9 CFU)

Sono previste esercitazioni in aula (comprese nel dettaglio di suddivisione oraria indicato nella sezione precedente) che vertono prevalentemente sui seguenti argomenti: • Tecniche di commutazione • Funzionamento dei protocolli a finestra • Previsione di sequenze di messaggi che vengono generati per realizzare operazioni avviate dall'utente, data una particolare configurazione della rete. In laboratorio è prevista l'analisi di tracce di pacchetti catturati su rete locale, sia in modo passivo, sia a seguito di operazioni iniziate dall'utente.

Il materiale verrà fornito dal docente e sarà disponibile sul sito web del portale della didattica. Testi consigliati per gli approfondimenti/esercitazioni: • A. Pattavina: Reti di telecomunicazioni, Mc.Graw-Hill (in italiano) • J.F. Kurose, K.W. Ross: Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet, Pearson (disponibile in italiano e inglese) • (per la prima parte del corso) A. Bianco, C. Casetti, P. Giaccone, Esercitazioni di reti telematiche, Capitoli 1-2-3, CLUT (in italiano) • (per la seconda parte del corso) F. Risso, dispense di esercizi (in inglese, disponibili sul portale della didattica)

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova orale facoltativa;

Exam: Computer lab-based test; Optional oral exam;

... Prova scritta di 60 minuti contenente 31 quiz a risposta multipla (1 punto in caso di risposta giusta, -1/3 di punto in caso di risposta sbagliata, 0 punti per ogni risposta non data). Il punteggio finale sarà arrotondato all'intero più vicino. Orale facoltativo per valutazioni maggiori o uguali a 18. La prova orale fornisce un incremento o un decremento massimo di 6 punti rispetto alla valutazione della prova scritta. In entrambe le prove si valuta il livello di comprensione dei concetti e degli argomenti esposti a lezione, attraverso sia domande teoriche che esercizi numerici, anche posti, nel caso della prova scritta, sotto forma di quiz a risposta multipla. In caso il numero di iscritti ad un particolare appello sia limitato, i docenti potranno valutare lo svolgimento di un esame interamente in forma orale. Il voto finale dovrà essere convalidato da una valutazione positiva della prova finale.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.