PERIODO: MARZO - APRILE 2017


INGLESE
Internet protocol stack is based on the end-to-end principle, which requires the existence of a communication path between both ends. However, mobility of network nodes can limit or preclude the availability of this path. Disruption Tolerant Networks (DTN) is a recent network paradigm where nodes may transfer data closer to the destination since it is not possible to establish an end-to-end connection with the final destinations. Typically, intermediate nodes are commissioned the delivery of other’s data to its final destination. Mobility scenarios such as LEO satellite constellations and UAV systems are characterized by frequent disruptions which can limit data transfer if the end-to-end principle is required; thus, these scenarios can significantly benefit from the DTN approach. This course introduces the fundamentals of DTN, focusing on modelling techniques that can be used to investigate its performance with respect to other solutions. Problems such as routing and congestion management in DTN are analyzed to better understand fundamental limitations of DTN as well as practical solutions. Besides, the problem on contact plan design is introduced and discussed to illustrate the value of predictability of the mobility of nodes and/or the traffic matrix.


ITALIANO
Lo stack di protocolli su Internet si basa sul principio "end-to-end", che richiede l'esistenza di un percorso di comunicazione tra le due estremità. Tuttavia, la mobilità dei nodi di rete possono limitare o escludere la disponibilità di questo percorso. Disruption Tolerant Networks (DTN) è un recente paradigma di rete in cui i nodi possono trasferire dati più vicino alla destinazione poiché non è possibile stabilire una connessione end-to-end con le destinazioni finali. In genere, i nodi intermedi sono incaricati della consegna dei dati di altri alla sua destinazione finale. Scenari di mobilità come costellazioni di satelliti LEO e sistemi UAV sono caratterizzati da interruzioni frequenti che possono limitare il trasferimento dei dati se è richiesto il principio end-to-end; in tal modo, questi scenari possono beneficiare in modo significativo da un approccio DTN. Questo corso introduce i fondamenti della DTN, concentrandosi su tecniche di modellazione che possono essere utilizzati per studiare le prestazioni rispetto ad altre soluzioni. Problemi come il routing e la gestione della congestione in DTN vengono analizzati per comprendere meglio i limiti fondamentali della DTN e delle soluzioni pratiche. Inoltre, il problema sulla progettazione del piano di contatto viene introdotto e discusso per illustrare il valore della prevedibilità della mobilità dei nodi e / o la matrice di traffico.

NETWORK ARCHITECTURE
Beyond Internet network architecture: challenged networks. Issues: latency, errors, reliability, intermittent connections. Application scenarios. Connectivity models. Contact types: opportunistic versus scheduled. Limitations of TCP/IP and UDP/IP protocols. Store, carry and forward schemes. Classes of services: custody transfer, return receipt, delivery priority. Time to live: expiration. Late binding.
THE BUNDLE PROTOCOL
Overview. Bundle Format. Self-Delimiting Numeric Values (SDNVs). Endpoint IDs.Bundle Blocks: Primary, Canonical, Payload. Extension Blocks. Bundle Processing: Transmission, Dispatching, Forwarding, Expiration, Reception, Delivery. Administrative Records.

ROUTING ALGORITHMS AND PROTOCOLS
Classification. Replication-based routing schemes: Epidemic, Spray-and-Wait, PRoPHET, MaxProp, RAPID. Forwarding-based routing: Delay-Tolerant Link State Routing, Schedule-Aware Bundle Routing. Contact Plan Design. Design strategies. Congestion management.

CALENDARIO:
- primo incontro: martedi 14 marzo ore 9,00 - sala di riunione grande del DET (di fronte Aula 12).

Tentative schedule (weeks/days could be redefined based on availability of students)
Week 1: March 14 (Tue) and 17 (Fri), from 9AM to 1PM
Week 2: March 21 (Tue) and 24 (Fri), from 9AM to 1PM
Week 3: March 28 (Tue) and 31 (Fri), from 9AM to 1PM
Week 4: April 4 (Tue) and 6 (Fri), from 9AM to 12PM