Reti di Calcolatori 1 (info)

Prof. Roberto Battiti

a.a. 2000/2001
 
 

   Finalità

           Il corso introduce le problematiche fondamentali e le relative soluzioni tecnologiche e progettuali nel
           settore delle reti di computer.
 

   Programma

           1) Introduzione alle reti di elaboratori

           Definizione di rete di elaboratori. Usi delle reti.

           1.1) Aspetti hardware delle reti
           Tecnologie trasmissive (punto a punto, broadcast), scala (LAN, MAN, WAN). Le LAN: generalità, tecnologie trasmissive,
           topologia (bus
           e anello), allocazione del canale (statica e dinamica). Le MAN: generalità, cenni allo standard DQDB. Le WAN: generalità,
           communication subnet e relative caratteristiche generali, topologie (stella, anello, albero, magliatura). Cenni al problema della
           interconnessione di reti.

           1.2) Aspetti software delle reti
           Organizzazione a livelli. Concetti di servizio di livello n, peer entity di livello n, protocollo di livello n, interfaccia fra livelli.
           Relazioni
           fra livelli, servizi e protocolli. Caratteristiche dei servizi: orientati alla connessione e connectionless, affidabili e non affidabili.
           Concetti
           di Service Access Point (SAP), Protocol Data Unit (PDA), Protocol Control Information (PCI) e relative relazioni. Aspetti di
           progetto dei
           livelli. Concetto di architettura di rete. Tipi di architetture (proprietarie, standard de iure, standard de facto). Il modello di
           riferimento
           OSI. L'architettura Tcp/Ip. Cenni sulle architetture Arpanet, Novell Netware, Decnet Phase V, IBM SNA. Le autorità nel mondo
           degli
           standard.
 

           2) Il livello fisico

           Generalità sulle competenze del livello.

           2.1) Basi teoriche della trasmissione dati
           Mezzi fisici e corrispondenti grandezze fisiche utilizzabili nella trasmissione dati. Trasmissione di segnali analogici e digitali.
           Cenni
           sull'analisi di Fourier. Relazioni fra caratteristiche del mezzo trasmissivo (banda passante, attenuazione del segnale) e velocità
           di
           trasmissione delle informazioni. Teorema di Nyquist. Teorema di Shannon.

           2.2) Mezzi trasmissivi e relative caratteristiche
           Doppino telefonico. Cavo coassiale (broadband e baseband). Fibre ottiche. Struttura di una rete in fibra ottica.

           2.3) Il sistema telefonico
           Struttura gerarchica del sistema telefonico. Trasmissione dati sul local loop: modem, modulazione del segnale, relazione fra
           velocità di
           segnalazione e velocità di trasmissione, constellation pattern, gli standard V32 e V34, il futuro del local loop (Cable modem,
           ADSL).
           Trasmissione dati sulle linee ad alta velocità: multiplazione FDM, WDM ed FDM, i carrier T1 e successivi, E1 e successivi, lo
           standard
           SONET/SDH. Cenni sui dispositivi di commutazione.
 

           3) Il livello data link

           Generalità sulle competenze del livello e sui servizi offerti.

           3.1) Framing
           Conteggio. Caratteri di inizio e fine, con character stuffing. Sequenze di bit di inizio e fine, con bit stuffing. Violazioni della
           codifica.

           3.2) Rilevamento e correzione di errori
           Concetti di codice, codeword, distanza di Hamming. Codici per la correzione di errori: bit di parità, correzione di burst di
           lunghezza k.
           Codici per la rilevazione di errore: Cyclic redundancy code, standard CRC-12, CRC-16, CRC-CCITT.

           3.3) Gestione della sequenza di trasmissione e controllo del flusso
           Protocollo per rete ideale, protocollo stop and wait, protocollo stop and wait per canale rumoroso. Protocolli a finestra
           scorrevole:
           finestra scorrevole di 1 bit, go back N, selective repeat. Esempi di protocolli data link: HDLC, SLIP, PPP
 

           4) Il sottolivello MAC

           Generalità sulle competenze del livello e sui servizi offerti. Allocazione statica e dinamica del canale.

           4.1) Protocolli multiple access
           Aloha. Slotted Aloha. CSMA 1-persistent, p-persistent e nonpersistent. CSMA/CD.

           4.2) Lo standard IEEE 802
           Descrizione delle varie componenti: Logical Link Control (802.2), protocolli MAC (802.3, 802.5). IEEE 802.3: cablaggio,
           codifica dei dati,
           formato del frame, descrizione del protocollo MAC. Le reti ad anello: caratteristiche generali. IEEE 802.5: cablaggio, codifica
           dei dati,
           formato del frame, descrizione del protocollo MAC. IEEE 802.2: funzioni del livello, formato del frame.

           4.3) Bridge
           Caratteristiche generali. Differenze fra bridge e router. Caratteristiche e funzionamento dei bridge IEEE 802: transparent bridge,
           source
           routing bridge.
 

           5) Il livello network

           Generalità sulle competenze del livello e sui servizi offerti. Relazione fra servizi offerti e implementazione interna della subnet.

           5.1) Algoritmi di routing
           Routing statico e dinamico. Shortest path routing. Flooding. Distance vector routing. Link state routing. Routing gerarchico.

           5.2) Controllo della congestione
           Controllo con e senza controreazione. Traffic shaping: algoritmo leaky bucket, algoritmo token bucket, flow specification. Choke
           packets. Hop-by-hop choke packets.

           5.3) Internetworking
           Problematiche generali e possibili soluzioni. Rete di router multiprotocollo. Tunneling. Transport gateway. Application gateway.
           Internetwork routing.

           5.4) Il livello network in Internet
           Struttura di Internet. Il formato di un pacchetto IP. Il formato degli indirizzi IP. Principi del routing IP. Subnet IP. Protocolli di
           controllo:
           ICMP, ARP, RARP. Protocolli di routing: OSFP, BGP. Cenni sul protocollo IPv6.
 

           6) Il livello transport

           Generalità sulle competenze del livello e sui servizi offerti. Qualità del servizio. Primitive di definizione del servizio.
           Indirizzamento.

           6.1) Principi dei protocolli di livello transport
           Attivazione e rilascio di una connessione. Il problema dei tre eserciti. Controllo di flusso e bufferizzazione. Multiplazione.

           6.2) Il livello transport in Internet
           Indirizzamento: socket e port. Il protocollo TCP: caratteristiche generali, formato del segmento, gestione della connessione,
           gestione
           della ritrasmissione e controllo del flusso. Il protocollo UDP: caratteristiche generali, formato del segmento.
 

           7) Il livello application

           Generalità sulle competenze del livello e sui servizi offerti.

           7.1) Principali protocolli di livello application in Internet
           Cenni sui protocolli DNS (domain name system), SMTP/POP (posta elettronica), HTTP (world wide web).
 

   Testi

           A. Tanenbaum - Reti di Computer -     Prentice Hall International, 1997 -  ISBN 88-7750-453-6