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Docenti
– Attività di didattica frontale finalizzata all’apprendimento dei principali concetti teorici di base delle reti di calcolatori e dei sistemi multimediali, delle reti wireless e dei protocolli di streaming audio-video. Le lezioni di didattica frontale sono integrate con specifici assignment che prevedono lo studio e lo svolgimento individuale da parte degli studenti di esercizi e casi di studio forniti dal docente. La correzione di tali assignment avviene in aula anche con presentazioni da parte degli studenti del lavoro svolto.
– Attività di laboratorio finalizzata allo sviluppo delle capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite su casi applicativi reali inerenti i principali aspetti delle reti di calcolatori. Le lezioni di laboratorio sono integrate con attività progettuali di gruppo che prevedono la realizzazione di una semplice rete di calcolatori che possa trasmettere dati ed informazioni.
– Attività di progetto da svolgere in gruppo e finalizzata alla definizione, progettazione e sviluppo di una rete di calcolatori.
In particolare, lo studente acquisirà specifiche competenze e conoscenze su:
– i concetti fondamentali delle tecniche e dei protocolli per la trasmissione dei dati multimediali (immagini, video, tracce audio, etc.) attraverso la rete internet e, più in generale, attraverso canali di comunicazione;
-le principali tecniche di analisi dei segnali nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze;
– elementi fondamentali delle tecniche di trasmissione dati, delle reti wireless e delle reti LAN.
Lo studente dovrà saper analizzare i principali protocolli di comunicazione e i dati utilizzati nei vari livelli di una architettura di rete, e saper progettare un’applicazione multimediale che utilizzi le reti di calcolatori.
1. Introduzione – Scopi, applicazioni, evoluzione storica, caratteristiche e struttura delle principali reti, tipologie e architetture di rete, primitive di servizio, protocolli di rete, controllo di flusso e controllo di errore, messaggi e pacchetti, commutazione di circuito e di pacchetto, instradamento (routing) ed interconnessione di reti eterogenee. Esercizi ed esempi applicativi.
2. Principali componenti di una rete e tecniche di trasmissione dati – Mezzi trasmissivi elettrici, ottici e elettromagnetici, banda di un segnale, attenuazione e distorsione di un segnale, capacità di canale, I e II Teorema di Nyquist, Teorema di Shannon. Esercizi ed esempi applicativi.
3. Il modello ISO/OSI: il livello fisico ed il livello data-link – Principi di base e principali caratteristiche. Le architetture a strati. Il modello ISO-OSI e il modello TCP-IP. Principali caratteristiche del livello Data-Link. Protocolli di framing. Configurazione di linea. Protocolli per il controllo di flusso (Stop&Wait, Go-Back-N, Sliding Window) e per il controllo di errore. Calcolo dell’efficienza di una rete. Esercizi ed esempi applicativi.
4. Il livello di rete – Tecniche di routing (routing by network, address label swapping, source routing), architettura logica di un router e tabelle di instradamento, algoritmi di routing dinamico (distance vector e link state). Il protocollo IP, formato del pacchetto IP, indirizzamento IP, classi di indirizzi, sottoreti e netmask. Il protocollo IPv6. Esercizi ed esempi applicativi.
5. I livelli di trasporto e di applicazione – Servizi ed indirizzi del livello di trasporto, creazione, gestione e chiusura di una connessione. Il protocollo hand-shake a tre vie. I protocolli TCP (Transport control protocol) e UPD (User datagram protocol). Principali applicazioni di rete: Domain Name Server (DSN), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). Esercizi ed esempi applicativi.
6. Reti wireless e protocollo Bluetooth – Introduzione, vantaggi/svantaggi rispetto alle reti cablate, classificazione delle reti wireless, reti powerline, reti ottiche, reti a radiofrequenza, reti a microonde, reti cellulari, reti satellitari, tecniche di trasmissione spread-spectrum: direct sequence e frequency hopping. Reti LAN IEEE802.11, access point, roaming, registrazione dei nodi, protocollo CSMA/CA (Collision Avoidance), probabilità di errore, IEEE 802.15.1 (Personal Area networks). Protocollo Bluetooth, struttura del frame Bluetooth. Esercizi ed esempi applicativi.
7. Streaming video e streaming audio – Definizione di streaming. Correlazione e ridondanza temporale, progettazione di uno schema di codifica. Principali schemi di codifica video (MPEG, H.263) e principali utilizzi nei moderni canali trasmessivi. Esercizi ed esempi applicativi.
8. Streaming Multimediali – Sincronizzazione di singoli stream (audio, video, testo, etc.) e tecniche per consentire la loro acquisizione, spedizione, ricezione ed esecuzione sincronizzata. Esercizi ed esempi applicativi.
Attività di Laboratorio
Durante il corso sono previste specifiche esercitazioni di laboratorio relative all’uso e alla configurazione delle reti:
(1) Connettività fisica ad una rete: scheda di rete, connettori, patch panels, hub, switch, mezzi trasmissivi
(2) Installazione, configurazione e manutenzione di una rete TCP/IP
(3) Programmi di utilità integrati nei sistemi operativi e uso di software di rete per assegnazione di indirizzi di rete IP pubblici / privati
(4) Configurazione di un Access Point Wireless e di una Rete Wi-Fi (WLAN).
(5) Applicazioni Client-Server con programmazione in linguaggio PHP.
[2] D.E. Comer “Computer Networks and Internet”, 6th edition, Prentice Hall, 2018
[3] Andrew S. Tananbaum, N. Feamster, David J. Wetherall, “Computer Networks, Global Edition”, 7th edition, Pearson Italia, 2021
