COMPUTER NETWORKS AND NETWORK PROGRAMMING PRACTICE
Academic year2020/21
CourseCOMPUTER SCIENCE
Code274AA
Credits12
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| LABORATORIO DI RETI | INF/01 | LABORATORI | 48 | | LAURA EMILIA MARIA RICCI unimap |
|
| RETI DI CALCOLATORI | INF/01 | LEZIONI | 48 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Il corso si propone di fornire le nozioni teoriche e metodologiche di base per la comprensione dei modelli di riferimento e protocolli delle reti di calcolatori e conoscenze pratiche per la programmazione in ambiente di rete.
Knowledge
The aim of the course is to introduce the main aspects of computer networks including reference models and protocols in computer networks as well as practical knowledge for network programming.
Modalità di verifica delle conoscenze
- Prova scritta per verificare le conoscenze acquisite nel modulo di Reti di Calcolatori
- Progetto software e discussione orale del progetto software e dei contenuti del programma di Laboratorio
Assessment criteria of knowledge
- Written exam
- Software project and discussion on the software project and content of the Laboratory course
.
Capacità
Al termine del corso lo studente avrà acquisito i fondamenti su modelli architetturali e protocolli di rete e sarà in grado di progettare e sviluppare servizi e applicazioni di rete in linguaggio JAVA.
Skills
The student will acquire foundations of architectural models and network protocols and he/she will also able to design and implement network services and applications in Java.
Modalità di verifica delle capacità
Al termine del corso dovrà sviluppare un programma Java che risolve un problema assegnato dai docenti e sostenere una prova scritta sulle nozioni teoriche.
Assessment criteria of skills
The student will design and develop a Java program that implements a solution of a problem assigned by teachers and pass a written exam on network foundations.
Comportamenti
Lo studente acquisirà conoscenza dei fondamenti dei modelli e protocolli di rete e dei principali strumenti offerti da java per la programmazione multi-threading e di rete.
Behaviors
The student will acquire knowledge on foundations of network models and protocols and the main tools offered by Java for multi-threading and network programming.
Modalità di verifica dei comportamenti
Realizzazione di un programma funzionante e verifica mediante prova scritta delle conoscenze teoriche acquisite.
Assessment criteria of behaviors
Written exam to assess acquired knowledge of network protocols and architectures and development of a Java network program.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Fondamenti di programmazione in linguaggio Java
Prerequisites
Foundations of Java programming.
Indicazioni metodologiche
Lezioni frontali
Attività di apprendimento:
- frequenza delle lezioni
- studio individuale
- lavoro di laboratorio
Frequenza: consigliata
Metodi di insegnamento:
Teaching methods
Delivery: face to face lectures
Learning activities:
- attending lectures
- individual study
- Laboratory work
Attendance: Advised
Teaching methods:
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Il modulo “reti di calcolatori” introduce i fondamenti delle reti di calcolatori illustrando applicazioni e protocolli dell'architettura di rete TCP/IP.
In particolare i contenuti trattati sono:
- Introduzione alle reti di computer e Internet. Concetti di base: packet switching, circuit switching, Internet e organismi di standardizzazione, reti di accesso, metriche (latenza in reti a commutazione di pacchetto, throughput, prodotto rate ritardo)
- Modelli stratificati. Modello ISO/OSI. Flusso dell'informazione, incapsulamento/decapsulamento. Stack TCP/IP.
- Livello applicazione (paradigma client-server, applicazioni web, HTTP, FTP, protocolli per servizio di email, Telnet, SSH e port forwarding, DNS).
- Livello di trasporto. Servizi livello di trasporto, UDP, TCP (gestione connessione, trasferimento dati affidabile, controllo di flusso, controllo di congestione).
- Livello di rete. Introduzione allo strato di rete. Protocollo IP. Instradamento, forwarding, indirizzamento, modello datagram. Frammentazione. Indirizzamento IP. Forwarding diretto e indiretto. ICMP, programma ping e traceroute. Funzioni e architettura di un Router. Algoritmi (distance vector e link state) e protocolli di routing (RIP e OSPF). Sistemi autonomi e routing inter-AS, BGP. Cenni di IPv6, da IPv4 a IPv6: dual stack e tunneling.
- Livello data link: cenni su servizi del livello link, ARP, Ethernet, dispositivi di interconnessione, switch (autoapprendimento), VLAN.
- Applicazioni peer to peer, reti p2p centralizzate e decentralizzate, strutturate e non strutturate, esempio BitTorrent.
- Cenni su sicurezza nelle reti: concetti di base, cifratura simmetrica e asimmetrica, firma digitale, protocollo IPSec.
Il modulo “Laboratorio di Programmazione di Rete” si pone l’obiettivo di fornire le conoscenze necessarie per la scrittura di applicazioni di rete tramite l'utilizzo di socket (indirizzi, URL, socket TCP e UDP, modelli connection-oriented e connectionless, comunicazioni punto a punto, multicast e broadcast, modello client/server). Gli argomenti affrontati sono:
- Programmazione concorrente in Java con thread
- Meccanismi di serializzazione in Java
- JAVA API per socket TCP
- JAVA API per protocollo UDP: Datagram Socket
- Remote Method Invocation (RMI) per la realizzazione di semplici servizi di rete.
- Stile architetturale REST
Syllabus
The “reti di calcolatori” module introduces the foundations of computer networks by illustrating applications and protocols of the TCP/IP network architecture.
- Introduction to computer networks and Internet. Basics of: packet switching, circuit switching, Internet and standard institutions, access networks, metrics (latency, throughput, rate delay product)
- Layered models. ISO/OSI reference model. Information flow, encapsulation. Stack TCP/IP.
- Application layer (client-server paradigm, web, HTTP, FTP, email protocols, Telnet, SSH and port forwarding, DNS).
- Transport layer. Services, UDP, TCP (connection management, reliable data transerf, flow control, congestion control).
- Network layer. Main concepts about network layer. IP protocol. Datagram model. Fragmentation. IP addressing. Direct and indirect forwarding. ICMP, ping and traceroute. Router. Routing algorithms (distance vector e link state) and protocols (RIP e OSPF). Autonomous systems and inter-AS routing, BGP. Introduction to IPv6, from IPv4 to IPv6: dual-stack and tunneling.
- Data link layer: introduction to services of link layer, ARP, Ethernet, interconnection devices (switch), VLAN.
- Peer to peer applications, centralized and decentralized p2p networks, structured and unstructured, example: BitTorrent.
- Introduction to network security: symmetric and asymmetric cryptography, digital signature, IPSec.
The "Laboratorio di Programmazione di Rete” module aims at providing students with knowledge for design and development of network applications, including:
- Concurrent programming with threads
- Java serialization mechanisms
- JAVA API for TCP sockets
- JAVA API for UDP protocol
- Remote Method Invocation (RMI) for basic network services
- REST architectural style
Bibliografia e materiale didattico
B.A. Forouzan & F. Mosharraf – Computer Networks: A Top Down Approach McGraw-Hill
Materiale didattico (diapositive) fornite dai docenti
Bibliography
B.A. Forouzan & F. Mosharraf – Computer Networks: A Top Down Approach McGraw-Hill
Slides provided by teachers
Modalità d'esame
- Prova scritta per verificare le conoscenze acquisite nel modulo di Reti di Calcolatori
- Progetto software e discussione orale del progetto software e dei contenuti del programma di Laboratorio
Assessment methods
- Written exam
- Software project and discussion on the software project and content of the Laboratory course
Updated: 10/09/2020 18:54
