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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
Insegnamento
TELECOMMUNICATION NETWORKS - RETI DI TELECOMUNICAZIONI
INN1027895, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
IN2371, ordinamento 2017/18, A.A. 2018/19
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Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese TELECOMMUNICATION NETWORKS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2018-IN2371-000ZZ-2018-INN1027895-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ANDREA ZANELLA ING-INF/03
Altri docenti SIMONE FRISO 000000000000

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INP3050962 COMPUTER NETWORKS - RETI DI CALCOLATORI ANDREA ZANELLA IN0521
INN1027895 TELECOMMUNICATION NETWORKS - RETI DI TELECOMUNICAZIONI ANDREA ZANELLA IN0527

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria delle telecomunicazioni ING-INF/03 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
Turni
LABORATORIO 1.0 10 15.0 4
LEZIONE 8.0 62 138.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2019

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
2 A.A. 2018/2019 01/10/2018 15/03/2020 ZANELLA ANDREA (Presidente)
BADIA LEONARDO (Supplente)
CALVAGNO GIANCARLO (Supplente)
CORVAJA ROBERTO (Supplente)
ERSEGHE TOMASO (Supplente)
FRISO SIMONE (Supplente)
MILANI SIMONE (Supplente)
ROSSI MICHELE (Supplente)
TOMASIN STEFANO (Supplente)
VANGELISTA LORENZO (Supplente)
ZANUTTIGH PIETRO (Supplente)
ZORZI MICHELE (Supplente)
1 A.A. 2017/2018 01/10/2017 15/03/2019 ZANELLA ANDREA (Presidente)
MILANI SIMONE (Membro Effettivo)
BADIA LEONARDO (Supplente)
CALVAGNO GIANCARLO (Supplente)
CORVAJA ROBERTO (Supplente)
ERSEGHE TOMASO (Supplente)
LAURENTI NICOLA (Supplente)
ROSSI MICHELE (Supplente)
TOMASIN STEFANO (Supplente)
VANGELISTA LORENZO (Supplente)
ZANUTTIGH PIETRO (Supplente)
ZORZI MICHELE (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Si assume una conoscenza di base dei concetti e della terminologia fondamentale nel contesto delle reti di comunicazione (modello ISO/OSI, trasmissione a pacchetto, instradamento), nonche' dimestichezza con la teoria della probabilità elementare. Competenze informatiche di base sono richieste nelle esperienze di laboratorio e per lo svolgimento degli homework. Si ricorda che vengono offerti su base volontaria corsi introduttivi su fondamenti di Linux e MATLAB, organizzati dai tecnici di laboratorio, prima dell'inizio del corso (vedi https://elearning.dei.unipd.it/enrol/index.php?id=421 per ulteriori dettagli).
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso fornisce conoscenze di base sulle moderne reti di telecomunicazioni, sia dal punto di vista pratico che teorico, compresi gli strumenti matematici essenziali per la progettazione e l'analisi delle prestazioni della rete.

Il corso mira a fornire le seguenti conoscenze e abilità:
1. Conoscenza e comprensione dell'architettura di Internet.
2. Conoscenza delle caratteristiche dei diversi tipi di sorgenti di dati e la loro modellizzazione matematica.
3. Comprensione dei principi fondamentali di progettazione di protocolli di comunicazione
4. Conoscenza e comprensione dei principi operativi dei principali protocolli di rete (MAC, DLL, IP, UDP, TCP, FTP, HTTP).
5. Comprensione del ruolo e delle funzionalità dei dispositivi fondamentali della rete Internet, come i server NAT, DHCP, DNS, SMPT.
6. Capacità di utilizzo degli strumenti matematici necessari a dimensionare una semplice rete di comunicazione.
7. Capacità di configurare ed gestire una semplice rete locale.
8. Familiarità con i comandi principali di configurazione e gestione di una rete, nonche' gli strumenti fondamentali per la diagnostica (packet sniffer, Tcpdump, ping, iperf, ifconfig,...).
Modalita' di esame: L'esame finale sarà lo stesso per gli studenti FREQUENTI e NON FREQUENTANTI, poiché non si basa su attività in classe. L'esame si compone di due parti, vale a dire:
1) Esame scritto al computer [vale 25 punti]: consiste in 16 domande a scelta multipla a cui si deve rispondere in 20 minuti senza usare libri, appunti o altro materiale di consultazione, seguito da 2 domande numeriche a cui si deve rispondere in 10 minuti, a libro aperto.
2) Test di laboratorio [vale 10 punti]: agli studenti verrà richiesto di fare un test di laboratorio che consiste nel creare una rete con una data topologia utilizzando l'emulatore di rete "netkit" (che è liberamente disponibile e verrà utilizzato in alcune delle esperienze di laboratorio durante il corso). L'esperienza può consistere nel completamento delle tabelle di routing dei nodi, in base a un determinato schema di pianificazione della rete, e potrebbe anche richiedere la configurazione di alcuni server, o di eseguire alcune misurazioni di connettività o analizzare il file di traccia generato da uno sniffer di pacchetti. Agli studenti saranno dati 90' per portare a termine questi compiti.

Durante le lezioni, agli studenti potranno venire proposti alcuni compiti o attività da svolgere in classe oppure fuori dall'orario di lezione, come la redazione e la revisione tra pari di report tecnici su alcuni argomenti, la partecipazione a discussioni in classe su argomenti specifici inerenti la disciplina, o la risoluzione di alcuni problemi. La partecipazione attiva a queste iniziative può essere premiata con alcuni ulteriori punti (fino a 4) che andranno a sommarsi ai punteggio acquisiti con l'esame scritto e la prova di laboratorio.

Il voto finale sarà basato sulla somma "S" dei punti guadagnati dagli studenti nella prova scritta e di laboratorio, e con le altre attività proposte in classe, secondo il seguente schema:
* se S<=30 allora il voto corrisponde a "S"
* se S = 31 oppure S= 32, allora il voto sarà "30"
* se S>=33, allora il voto sarà "30 e lode".

Agli studenti saranno offerti quattro tentativi di superare i test scritti e di laboratorio: due alla fine del primo semestre (gennaio-febbraio), uno alla fine del secondo semestre (giugno-luglio), uno nella sessione di recupero (settembre). Gli esami scritti e di laboratorio saranno sempre offerti negli stessi giorni, ma gli studenti potranno decidere se affrontare una prova o l'altra, o entrambe. Gli studenti possono sostenere l'esame in tutti gli appelli disponibili, nell'ordine che preferiscono. Tuttavia, ogni tentativo annulla i risultati precedenti della stessa prova, sicche' verranno considerati solo i punti ottenuti nell'ultimo tentativo sostenuto per ciascuna prova.

Gli studenti che hanno superato l'esame scritto con almeno 17 punti hanno la possibilità di richiedere un esame orale, indipendentemente dai risultati ottenuti nel test di laboratorio. La prova orale coprirà l'intero programma del corso (e potrà anche vertere sulle conoscenze pratiche di laboratorio) e il voto finale si baserà esclusivamente sulla preparazione dello studente appurate durante tale prova orale, indipendentemente dai risultati ottenuti negli altri test.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con i quali verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle competenze attese saranno:
1. Completezza delle conoscenze acquisite
2. Livello di comprensione dei principi di progettazione dei protocolli di rete
3. Capacità di discutere i pro e i contro dei diversi protocolli di rete
4. Capacità di dimensionare una rete attraverso le tecniche proposte
5. Conoscenza della terminologia tecnica
6. Competenza e coerenza nell'interpretazione delle curve di prestazione e delle tracce generate dagli strumenti di analisi di rete
7. Capacità di applicare le conoscenze acquisite ad altri problemi di rete rispetto a quelli affrontati nel corso
8. Livello di familiarità con gli strumenti basilari di gestione di configurazione delle reti
Contenuti: L'inizio del corso è dedicato a una rapida revisione dei concetti di base e all'analisi delle prestazioni di rete, come ad esempio la terminologia, gli standard, la struttura dei protocolli, i dispositivi di comunicazione. La maggior parte del corso è dedicata allo studio dei protocolli di rete più importanti, con riferimento allo stato dell'arte delle tecnologie. In particolare, il corso introdurrà l'architettura e i protocolli di Internet, e affronterà le metodologie di analisi delle prestazioni dei protocolli di controllo di accesso al mezzo, dello strato di collegamento dati, e dei protocolli di trasporto. Le lezioni teoriche saranno completate da esperienze pratiche in laboratorio, che copriranno i seguenti argomenti: Configurazione di rete, tool diagnostici e routing statico con emulatore NetKit, routing statico con router Cisco e Cisco IOS, configurazione di DHCP, DNS e Firewall.

Più specificamente, il programma del corso è organizzato come segue.

1. Introduzione al corso. Struttura del corso e laboratori. Procedure e regole d'esame.
2. Architetture di rete: PAN, LAN, WAN. Architettura Internet: sistemi autonomi, provider di servizi Internet, collegamenti di accesso alla rete. Organi direttivi: IETF, IANA, ICANN, RIR, IEEE.
3. Modello ISO/OSI. Concetti di livelli, protocolli, interfacce. Principio di incorporamento.
4. Livello di collegamento dati. Servizi e funzionalità DLL. Protocolli MAC. Esempio di protocolli MAC pratici (Ethernet, IEEE 802.11n, Bluetooth LE, LoRa).
5. Fondamenti dell'internetworking: dispositivi di rete (hub, bridge, switch e router).
6. Architettura di indirizzamento. Architettura degli indirizzi IP, pubblici e privati. DHCP, Intranet e NAT. ARP. Protocollo IP e ICMP.
7. Routing: sistemi autonomi. IGP (RIP, OSPF), BGP.
8. Livello di trasporto: principio del controllo della congestione e controllo del flusso. Descrizione dei protocolli UDP e TCP. Controllo della congestione e aspetti della qualità del servizio. Analisi delle prestazioni del TCP.
9. Applicazioni: paradigma client-server. Principali protocolli applicativi (SMPT, FTP, HTTP). Protocollo DASH per il video streaming su HTTP. Introduzione agli aspetti di sicurezza.
10. Qualità del servizio. Metriche sul rendimento. Qualità del servizio e qualità dell'esperienza. Tipi di origine dati, CBR, VBR, Bursty, delay-sensitive/elastic. Modellazione di base delle sorgenti di traffico. Introduzione al principio delle Software Defined Networks.

The lab experiences are the following.
LAB1: Introduzione a bash linux+netkit + wireshark
LAB2: static routing con netkit
LAB3: ARP protocol
LAB4: introduzione al sistema operativo Cisco router (IOS) e programmazione di routing statico con router CISCO
LAB5: Firewall & iptables
LAB6: DNS & DHCP
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso è costituito da lezioni frontali svolte sia in aula che in laboratorio. Le lezioni in aula sono prevalentemente di natura teorica e sono orientate all'acquisizione delle conoscenze di base dei protocolli (44 ore), nonche' delle metodologie per la progettazione e l'analisi di prestazioni delle reti (16 ore). Le esperienze di laboratorio (12 ore) vengono tipicamente organizzate in turni e hanno l'obiettivo di consentire allo studente di sperimentare i concetti appresi su dispositivi reali. Durante il corso verranno proposti homework ed esercizi da svolgersi su base volontaria, per verificare il grado di apprendimento e ampliare le conoscenze.

Le attività didattiche frontali prevedono l'utilizzo di tablet PC (lucidi + inchiostro digitale). Le esperienze di laboratorio faranno uso dell'emulatore di rete netkit, di PC di laboratorio con privilegi di root e di router CISCO.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Si suggerisce un libro di testo per la parte di descrizione dei protocolli. Durante il corso verranno inoltre fornite note, slide, articoli e altro materiale di studio.

Tutto il materiale sarà reso disponibile sul sito moodle (e-learning) del corso.
Testi di riferimento:
  • Behrouz Forouzan, "Data Communications and Networking". --: McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 5 edit, 2012. Cerca nel catalogo
  • N. Benvenuto and M. Zorzi, Principles of Communications Networks and Systems. --: Wiley, 2011. Cerca nel catalogo
  • Behrouz Forouzan, "Reti di calcolatori e Internet". --: McGraw-Hill Companies, ISBN-13:9788, 2008. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Working in group
  • Problem solving
  • Peer assessment
  • Quiz o test a correzione automatica per feedback periodico o per esami
  • Peer review tra studenti

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Lavoro dignitoso e crescita economica Industria, innovazione e infrastrutture Citta' e comunita' sostenibili