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