Reti di Calcolatori I (9 CFU)

Università degli Studi di Napoli Federico II

Corso di Laurea in Ingegneria Informatica

Prof. Roberto Canonico

A.A. 2019-20

AVVISO: E' opportuno che gli studenti che seguono il corso di Reti di Calcolatori I del prof. Canonico si iscrivano al corso sul sito http://www.docenti.unina.it/roberto.canonico mediante la apposita procedura, selezionando l’opzione "Iscrizione alla mailing list" per ricevere eventuali comunicazioni dal docente.

AVVISO: A seguito delle misure precauzionali stabilite dal governo, almeno in una fase iniziale, il corso verrà svolto in modalità telematica. Gli studenti sono invitati ad installare sui propri PC il software Microsoft Teams, seguendo le istruzioni contenute sulla pagina web predisposta dal nostro ateneo: http://softwaresso.unina.it/teams/ utilizzando le proprie credenziali UNINA per l'accesso alla piattaforma.
Le lezioni del corso saranno erogate tramite la piattaforma Microsoft Teams a partire da venerdì 13 marzo 2020 nell'orario ufficiale del corso.
Si invitano gli studenti a consultare quotidianamente gli avvisi pubblicati nella bacheca del sito docenti.

AVVISO: La partecipazione alle lezioni tramite la piattaforma Teams dovrà avvenire nel rispetto delle regole indicate nel documento qui riportato: POLICY USO TEAMS.

Programma dettagliato delle lezioni svolte

Le slide delle lezioni verranno pubblicate in formato PDF dopo ciascuna lezione.

Lezione Data Slide / Riferimenti Argomenti
1 13/03/2020 Introduzione al Corso. Introduzione alle reti di calcolatori.
Commutazione di circuito e di pacchetto.
Reti a datagrammi e reti a circuiti virtuali.
2 16/03/2020 Modelli a strati delle reti. Concetto di protocollo. Esempio dei due filosofi.
Imbustamento dei messaggi.
Il modello di riferimento ISO/OSI. Funzionalità dei livelli dello stack protocollare.
Introduzione allo stack TCP/IP.
Commutazione di pacchetto e qualità del servizio.
3 18/03/2020 Presentazione generale dello stack di protocolli TCP/IP. IETF ed RFC.
Funzionalità del livello rete e del livello trasporto.
Formato di un datagram IPv4. Indirizzi IPv4.
4 20/03/2020 Modello di servizio dei protocolli UDP e TCP. Protocolli applicativi e loro relazione con i protocolli di trasporto (vedi slide lezione precedente).
Il protocollo HTTP. RFC 2616. Formato dei messaggi.
Il protocollo HTTP: metodi GET, HEAD, POST, PUT.
Connessioni persistenti. Cookies.
5 23/03/2020 Web caching e protocollo HTTP. Proxy cache. Gestione della coerenza con HTTP.
Trasmissione di dati da form HTML mediante il protocollo HTTP: differenza tra uso di GET e POST.
Il protocollo FTP.
Posta elettronica. I protocolli SMTP e POP3. Formato di messaggi di posta elettronica con allegati.
6 25/03/2020 Il servizio DNS. Il protocollo DNS.
Esempi di uso pratico di nslookup per l'interrogazione di server DNS.
Content Delivery Networks.
7 27/03/2020 Applicazioni peer-to-peer. Caratteristiche generali.
Meccanismi di discovery di tipo query flooding.
Cenni su Napster, Gnutella e BitTorrent.
Introduzione alla scrittura di programmi client/server in Python.
Esempio d'uso del tool Wireshark per la cattura di pacchetti.
8 30/03/2020 Il livello rete in Internet. Il protocollo IPv4. Servizio best-effort.
Formato del pacchetto IPv4.
Frammentazione e riassemblaggio dei pacchetti in IPv4.
Indirizzi IPv4. Assegnazione degli indirizzi IP.
Gestione degli indirizzi IPv4 per classi.
9 01/04/2020 CIDR e subnetting in IPv4. La netmask. Subnetting FLSM e VLSM.
Esempi di piani di indirizzamento con subnetting.
Funzionamento di un router IP. Relazione tra forwarding e routing.
10 03/04/2020 Trasmissione di datagram IP su segmenti di rete Ethernet.
Il protocollo ARP. Proxy ARP. Il protocollo RARP.
Il protocollo DHCP.
11 06/04/2020 Il protocollo ICMP. I tool ping e traceroute.
Il tool Wireshark per la cattura di pacchetti.
Network Address Translation (NAT).
Funzionamento di un router NAT. Port forwarding. UPnP.
Tecniche di NAT traversal (cenni).
12 08/04/2020 Routing in reti a datagrammi. Routing statico e dinamico. Routing centralizzato e distribuito.
Esempio: configurazione delle rotte statiche in una rete di piccole dimensioni.
Introduzione al simulatore Cisco Packet Tracer.
Routing Link State.
13 17/04/2020 Broadcast dei Link State Packets. Algoritmo di Dijkstra.
Esempio di esecuzione dell'algoritmo di Dijkstra.
Problemi di oscillazione del routing link-state.
Il protocollo IPv6. Formato dell'header IPv6. Indirizzamento in IPv6.
Modalità di transizione da IPv4 a IPv6 (cenni).
14 20/04/2020 Routing Distance Vector. Formula di Bellmann-Ford.
Problemi di convergenza del routing Distance Vector.
Problema del conteggio all'infinito. Split horizon e reverse poisoning.
Protocolli di routing: RIP.
15 22/04/2020 Protocolli di routing: OSPF.
Tecniche di trasmissione broadcast: flooding e flooding controllato.
RPF. Spanning tree.
IP multicast. IGMP.
Trasmissione di datagram multicast in frame Ethernet.
Cenni alla evoluzione della rete Internet.
Il routing in Internet. Autonomous Systems. Routing interno e routing esterno.
16 24/04/2020 Relazioni tra AS. AS stub e multihomed. Routing inter-dominio. IXP (cenni, vedi slide lezione precedente).
Introduzione ai protocolli di trasporto: servizio connectionless vs. connection-oriented. Multiplexing e demultiplexing.
Protocollo UDP. Formato dell'header UDP.
Cenni al problema della rivelazione e correzione di errori nella comunicazione. Calcolo della cheksum in UDP.
17 27/04/2020 Trasmissione affidabile a livello trasporto: protocollo stop-and-wait.
Analisi di efficienza di S-and-W.
Pipelining: protocolli go-back-N e selective-repeat.
Il protocollo TCP. I campi dell'header TCP. Numero di sequenza ed ack.
18 29/04/2020   Seminario su Network Visibility e Security (ing. Giuseppe Giannini, Telecom Italia)
19 04/05/2020 Apertura e chiusura di una connessione TCP. Diagrammi di stato TCP.
Apertura di una connessione TCP: three-way handshake.
Chiusura di una connessione TCP: four-way handshake.
I timer del TCP.
Il protocollo TCP: un modello del sender. Gestione degli ack.
20 06/05/2020 Controllo di flusso in TCP. Problema della silly window sindrome. Algoritmo di Nagle. Soluzione di Clark.
Problema del controllo di congestione: tecniche end-to-end e tecniche a livello rete.
Controllo di congestione in TCP: introduzione.
21 08/05/2020 Controllo di congestione in TCP: slow-start ed AIMD.
Congestion avoidance.
Differenza di comportamento tra TCP Tahoe e TCP Reno.
Semplici modelli del throughput di una connessione TCP.
Fairness di TCP.
Trasmissione di flussi multimediali in reti a commutazione di pacchetto.
Streaming e playout buffer.
22 11/05/2020 Ulteriori dettagli sul protocollo TCP: opzioni, MSS, Windows scale.
Procedura di chiusura delle connessioni TCP e stato TIME_WAIT.
Protocolli per applicazioni multimediali: RTP ed RTCP.
23 13/05/2020 Il livello di collegamento: introduzione e servizi.
Tecniche di rilevazione e correzione degli errori: controllo di parità, checksum, CRC.
Tecniche di accesso multiplo ad un canale condiviso: partizionamento del canale, tecniche ad accesso casuale, tecniche a rotazione.
Tecniche di partizionamento del canale: TDMA ed FDMA.
Tecniche ad accesso casuale: slotted ALOHA.
24 15/05/2020 Tecniche ad accesso casuale: slotted ALOHA e ALOHA puro.
Analisi dell'efficienza massima di slotted ALOHA ed ALOHA puro.
Tecniche ad accesso casuale: CSMA e CSMA/CD.
Cenni alle tecniche di accesso multiplo basate su rotazione.
Programmazione di applicazioni TCP/IP con le socket di Berkeley in C (prima parte).
25 18/05/2020 Programmazione di applicazioni TCP/IP con le socket di Berkeley in C (seconda parte).
La tecnologia Ethernet. Struttura dei pacchetti.
Indirizzi di livello datalink: indirizzi MAC.
26 20/05/2020 Algoritmo di backoff esponenziale nel CSMA/CD di Ethernet.
Cenni alla evoluzione del cablaggio delle reti Ethernet: 10base5, 10base2, 10baseT. Cablaggio UTP: schemi TIA/EIA T-568A e T-568B.
Interconnessione di LAN: hub vs. bridge.
Bridge ed autoapprendimento.
Hub e switch Ethernet: differenze.
Evoluzione della tecnologia Ethernet. Ethernet full-duplex.
27 22/05/2020 Esercitazione con CISCO Packet Tracer.
28 25/05/2020 Esercizi su indirizzamento e subnetting in reti IP.
29 27/05/2020 Esercitazione con Packet Tracer. Simulazione di una rete multi-area con routing OSPF. Simulazione con protocollo di routing BGP.
30 29/05/2020 Virtual LAN (VLAN). Trunking. VLAN tagging in IEEE 802.1q.
Cablaggio strutturato. Cenni alle caratteristiche dei vari mezzi trasmissivi utilizzati in ambito LAN.
31 01/06/2020 Sicurezza nelle comunicazioni in rete: cenni alle tecniche di cifratura. Crittografia a chiave simmetrica. Cifrari a blocchi. Cenni a DES, 3DES ed AES.
Crittografia a chiave pubblica. Algoritmo RSA: scelta delle chiavi, cifratura e decifratura.
Sicurezza nelle comunicazioni in rete (Cenni introduttivi).
Funzioni hash crittografiche. Integrità dei messaggi.
32 03/06/2020 Sicurezza nelle comunicazioni in rete: firma digitale.
Identificazione sicura del mittente.
Certificazione della chiave pubblica e Certification Authority.
Protocolli di autenticazione. Posta elettronica sicura.
Reti locali wireless. Reti 802.11. Differenza tra modo infrastruttura e modo ad-hoc. Procedure di associazione. Il problema del terminale nascosto.
33 05/06/2020 Reti locali wireless: CSMA/CA. Frame RTS e CTS. Struttura della trama 802.11. Sistema di distribuzione.
Simulazione di scenari di rete locale con VLAN mediante Cisco Packet Tracer.
Introduzione all'uso dell'emulatore di rete Kathara. Esempi di scenari di rete emulati con Kathara.

Libro di testo

  • Reti di calcolatori e Internet. Un approccio top-down. (7a ed.)
    J. Kurose, K. Ross
    Pearson, 2017
    ISBN: 978-8891902542

Standard

Documenti di approfondimento teorico

Approfondimenti pratici, tutorial e simulazioni

Video didattici


Edizioni precedenti del corso


The world is a jungle in general, and the networking game contributes many animals.
-- David C. Plummer, RFC 826

roberto.canonico at unina.it

Ultimo aggiornamento: 5 giugno 2020