Reti di Calcolatori

per il secondo anno della laurea triennale in Informatica
Anno Accademico 2008-2009, secondo semestre

Testo dell'ultimo scritto

Sono disponibili più in basso i testi e le soluzioni dell'ultimo scritto.

Visita guidata

La visita guidata alla rete comunale di Trento è prevista per il giorno 19 giugno.
Anni accademici precedenti: [ 2007/2008 ] [ 2006/2007 ] [ 2005/2006 ]

Docenti


Orario

Mercoledì e venerdì dalle 1330 alle 1530 in Aula 202.
Si raccomanda la puntualità alla lezione del venerdì, che inizierà alle 1330 esatte per concludersi alle 1500.

Programma del corso

Ciascuno dei seguenti argomenti prevede la presentazione delle problematiche di base, la terminologia, alcuni esempi, la presentazione dei protocolli più importanti.
  1. Introduzione alle reti di calcolatori
  2. livello fisico
  3. livello data link
  4. sottolivello di accesso al mezzo
  5. livello di rete
  6. livello di trasporto
Vedere oltre il programma dettagliato.

Esame

L'esame è esclusivamente scritto e non è consentito l'uso di libri, calcolatrici e appunti.

Esercizi degli anni precedenti

Attenzione: a causa di alcune inevitabili differenze fra il programma dell'anno in corso e quello degli scorsi anni, alcuni esercizi potrebbero non essere risolvibili. Gli esercizi sono presentati esclusivamente in via indicativa.

Bibliografia

Testo ufficiale

  • Andrew S. Tanenbaum - Reti di Calcolatori
    Pearson - Prentice Hall
    L'edizione di riferimento è la quarta edizione italiana, vanno bene anche la terza e le edizioni in lingua inglese.

Altri testi di riferimento

(non utilizzati, ma di contenuto pressoché equivalente, anche se con approcci diversi)
  • Douglas E. Comer - Internet e reti di calcolatori
    Pearson - Addison Wesley
  • Fred Halsall - Networking e Internet, quinta edizione
    Pearson - Addison Wesley.

Materiale del corso

  • Lucidi per le lezioni dell'Ing. Covelli:
    • Primo Modulo
      WAN (Wide Area Networks)
      Dalle reti telefoniche alle reti dati

      Versione 3.0, 20 febbraio 2009
      [ PDF, 2.3 MB ]
    • Secondo Modulo
      LAN (Local Area Networks) Ethernet e Router
      Versione 3.0, 3 aprile 2009
      [ PDF, 2.3 MB ]
    • Terzo Modulo
      Protocolli complementari ad IP, Natting, PPP
      Versione 3.0, 22 maggio 2009
      [ PDF, 1 MB ]
  • Dispense aggiuntive:

Programma svolto

I riferimenti sono relativi alla quarta edizione del Tanenbaum.
  • 18 febbraio 2009 (Brunato)
    Descrizione del corso
    Introduzione alle reti di calcolatori
    • Distinzione tra servizi e protocolli.
    • Modello di riferimento ISO/OSI
    • Modello di riferimento TCP/IP
    Riferimento: Capitolo 1
     
  • 20 febbraio 2009 (Covelli)
    Wide Area Networks
    • l'invenzione del telefono
    • reti wan circuit switching
    • trunk telefonici
    • digitalizzazione del segnale vocale (PCM)
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 25 febbraio 2009 (Mascia)
    Serie di Fourier
    • Segnali variabili nel tempo, periodo e frequenza
    • Scomposizione in armoniche sinusoidali: serie di Fourier
    • Ricomposizione del segnale
    Riferimento: 2.1
     
  • 27 febbraio 2009 (Mascia)
    Serie di Fourier
    • Esempi pratici
    Limitazioni alla velocità di trasmissione
    • Attenuazione e banda passante di una linea di trasmissione
    • Rapporto segnale / rumore, scale logaritmiche (decibel)
    • Teorema di Nyquist
    • Teorema di Shannon
    Riferimento: 2.1
     
  • 4 marzo 2009 (Brunato)
    Mezzi trasmissivi
    • Doppino ritorto UTP, cavo coassiale, doppino ritorto schermato
    • Legge di Snell, riflessione totale
    • Fibre ottiche multimodali: spread dell'impulso luminoso
    • Fibre ottiche monomodali
    • Apparati di rete per comunicazioni ottiche, convertitori optoelettronici
    Riferimento: 2.2
     
  • 6 marzo 2009 (Covelli)
    Wide Area Networks
    • PCM; continuazione dalla lezione precedente
    • Frequency Division Multiplexing
    • Time Division Multiplexing
    • PDH e SDH
    • ISDN
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 11 marzo 2009 (Mascia)
    Trasmissioni Wireless e Comunicazioni satellitari
    • Spettro elettromagnetico
    • Trasmissioni radio
    • Trasmissioni a microonde
    • Infrarossi (cenni)
    • Satelliti Geostazionari, e su orbite medie e basse
    Riferimento: 2.3, 2.4
     
  • 13 marzo 2009 (Mascia)
    Introduzione dello strato Data Link
    • Servizi offerti allo strato network
    • Suddivisione in frame
    • Controllo degli errori
    • Controllo di flusso
    Riferimento: 3.1
     
  • 18 marzo 2009 (Brunato)
    Lo strato Data Link
    • Rilevamento e correzione degli errori
    • Probabilità di errore in un frame
    • Distanza di Hamming, messaggi e codeword
    • Correzione degli errori: la codifica di Hamming per errori di un bit, sua ottimalità
    Riferimento: 3.2
     
  • 20 marzo 2009 (Covelli)
    Local Area Networks
    • differenze fra reti circuit e packet switching
    • WAN connection oriented e connection less
    • vantaggi/svantaggi della tecnologia a pacchetto nella trasmissione dati
    • reti di tipo X.25
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 27 marzo 2009 (Mascia)
    Controllo di ridondanza ciclica (CRC)
    • Anello dei polinomi Z2[x] (moltiplicazione e divisione polinomi modulo 2)
    • Proprietà dei polinomi generatori.
    Riferimento: 3.2.2
     
  • 1 aprile (Mascia)
    Controllo di accesso al mezzo (MAC)
    • Elementi di teoria delle code: le code M/M/1
    • Vantaggi e svantaggi dell'accesso condiviso rispetto al multiplexing
    Riferimento: 4.1.1
     
  • 3 aprile 2009 (Covelli)
    Local Area Networks
    • FrameRelay
    • ATM
    • ADSL ed ATM
    • Principali caratteristiche delle LAN
    • Differenze fra LAN/MAN/WAN
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 8 aprile 2009 (Brunato)
    Controllo di accesso al mezzo (MAC)
    • Modelli di accesso alle reti locali
    • ALOHA, Slotted ALOHA
    • Protocolli CSMA 1-, non-, p-persistenti, CSMA/CD
    • Accesso wireless: problema della stazione nascosta, MACA, CSMA/CA
    • Protocolli con coordinazione: prenotazione lineare e binaria
    • Ethernet: thick e thin ethernet, adattamento di impedenza, codifica Manchester.
    Riferimento: 4.1, 4.2
     
  • 15 aprile 2009 (Brunato)
    Ethernet
    • Livello fisico: codifica manchester, rilevamento della portante e jamming, tempo di propagazione, lunghezza minima del frame, domini di collisione e di broadcast, switch e hub.
    • Livello data link: struttura del frame, CRC.
    • Livello MAC: indirizzi, attesa esponenziale binaria, efficienza di canale sotto carichi elevati.
    Riferimento: da 4.3.1 a 4.3.6
     
  • 17 aprile 2009 (Covelli)
    LAN
    • Topologia delle LAN (anello, bus, stella, albero)
    • Ethernet come standard a livello 2 delle LAN
    • Cablaggio strutturato
    • Differenze fra hub e switch
    • Mezzi trasmissivi (rame, fibra ottica, etere)
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 22 aprile (Mascia)
    Livello rete
    • Commutazione di pacchetto e di circuito.
    • Circuiti virtuali e label switching.
    • Instradamento dei pacchetti: principio di ottimalità, sink tree, metriche, shortest path routing.
    • Algoritmo di Dijkstra.
    • Distance vector routing: algoritmo distribuito di Bellman-Ford.
    Riferimento: 5.1, 5.2.1, 5.2.2, 5.2.4
     
  • 24 aprile 2009 (Covelli)
    Ethernet e IP
    • dominio di collisione
    • dominio di broadcasting
    • router ed internetworking
    • differenze fra indirizzo IP e MAC Address
    • struttura dell'indirizzo IP : net-id ed host-id
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 29 aprile 2009 (Brunato)
    Algoritmi di instradamento
    • Instradamento basato sullo stato dei collegamenti: algoritmi link-state.
    • Instradamento gerarchico.
    Riferimento: 5.2.5, 5.2.6
     
  • 6 maggio 2009 (Mascia)
    Controllo della congestione
    • definizione di congestione e cause, differenze tra controllo congestione e flusso
    • soluzioni a ciclo aperto e ciclo chiuso
    • politiche di prevenzione della congestione e normalizzazione del traffico
    • leaky bucket, token bucket e differenze
    • esemipio di algortimo a token bucket ed esercizio appello Gennaio 2009 su token bucket
    Riferimento: 5.3.1, 5.3.2, 5.3.4
     
  • 8 maggio 2009 (Covelli)
    IP
    • principali caratteristiche degli indirizzi IP
    • suddivisione degli indirizzi IP in classi (A,B,C,D,E)
    • VLSM
    • esempi di suddivisione di un range di indirizzi IP /24 in più sottoreti (/25, /26, /27, /30)
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 13 maggio 2009 (Brunato)
    Internetworking e frammentazione
    • Problematiche dell'internetworking
    • Vantaggi e svantaggi della frammentazione a livello 2 e 3
    • L'intestazione IP: significati dei vari campi
    • Frammentazione di pacchetti IP
    Riferimento: 5.5, 5.6.1, 5.6.2
     
  • 15 maggio 2009 (Covelli)
    IP
    • Differenza fra indirizzi privati ed indirizzi pubblici
    • Vantaggi/svantaggi nell'utilizzo di indirizzi privati
    • Stack TCP/IP
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 20 maggio 2009 (Brunato)
    Livello trasporto
    • Funzionalità messe a disposizione;
    • Primitive del servizio trasporto
    • Protocollo UDP
    • Protocollo TCP (introduzione)
    Riferimento: 6.1, 6.2, 6.4, 6.5.1-8
     
  • 22 maggio 2009 (Covelli)
    Progettazione e analisi
    • progettazione ed implementazione di alcune reti con simulatore Netsimk
    • analisi delle tabelle di routing
    • analisi del funzionamento delle tabelle di routing mediante ping
    Protocolli complementari a IP
    • Protocollo ARP
    Riferimento: Lucidi del docente
     
  • 27 maggio 2009 (Mascia)
    Livello trasporto
    • Politica di trasmissione di TCP, algoritmo di Nagle e Silly Window problem (Clark)
    • Controllo di congestione, finestra di congestione, algoritmo di slowstart con soglia (Jacobson)
    • Gestione timer di TCP: timer di ritrasmissione (stima di RTT e RTO) e algoritmo di Karn, timer di persistenza, keepalive timer e TIMED WAIT
    • Esercizio sul livello trasporto
    Riferimento: 6.5.8-10
     

Mauro Brunato