ECTS - University of Pisa
Scheda programma d'esame
INTRODUCTION TO NETWORK MANAGEMENT
LUCA DERI
Academic year2023/24
CourseCOMPUTER SCIENCE
Code248AA
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
GESTIONE DI RETIINF/01LEZIONI48
LUCA DERI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Al termine del corso lo studente sara' capace di individuare la metodologia e gli strumenti piu' idonei per risolvere problemi di rete (network troubleshooting, sicurezza di rete, performance) e per sviluppare programmi di rete che usino al meglio la infrastruttura esistente.
Knowledge

At the end of the course the student will be able to identify the most suitable methodology and tools to solve network problems (network troubleshooting, network security, performance) and to develop network programs that make the best use of the existing infrastructure.
Modalità di verifica delle conoscenze

Per l'accertamento delle conoscenze saranno svolte delle esercitazioni in itinere e lezioni pratiche in cui saranno verificati gli argomenti finora insegnati con esempi pratici e casi d'uso reali.
Assessment criteria of knowledge

For the assessment of the knowledge will be carried out in itinere exercises and practical lessons in which the topics taught so far with practical examples will be verified.
Capacità

 Lo studente sara' in grado di:

  • analizzare un problema di gestione di rete e di risolverlo utilizzando gli strumenti presentati nel corso
  • avere una conoscenza pratica da applicare quando si trovera' a sviluppare programmi che fanno uso di comunicazioni in rete
  • analizzare un problema di cybersecurity di rete
Skills

The student will be able to:

  • analyze a network management problem and solve it using the tools presented in the course
  • have practical knowledge to apply when developing programs that use networked communications
  • analyse network cybersecurity use cases
Modalità di verifica delle capacità

Durante le sessioni di esercitazioni saranno svolti brevi progetti pratici e saranno sottoposti agli studenti degli casi d'uso comuni al fine di comprender ecome affrontare problemi riguiardanti le reti di calcolatori
Assessment criteria of skills

During the practice sessions short practical projects will be carried out and students will be subjected to common use cases in order to understand how to cope with problems concerning the networks of calculators
Comportamenti

Metodologia per affrontare in maniera un problema di gestione di rete e consapevolezza dei limiti degli strumenti oggi disponibili. Questo per fornire allo studente soluzioni a problemi comuni di rete e capacita' pratica per capire come ottimizzare il software quando questo viene usato in rete.
Behaviors

Methodology to deal with a network management problem and awareness of the limits of the tools available today. This is to provide the student with solutions to common network problems and practical skills to understand how to optimize the software when it is used on the network.
Modalità di verifica dei comportamenti

 Durante le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte.
Assessment criteria of behaviors

During the laboratory sessions the degree of accuracy and precision of the activities carried out will be evaluated.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Essendo il corso basato sul monititoraggio di reti e traffico Internet, allo studente viene richiesta la conoscenza del mondo Internet inteso come concetti di base, stack IP. Gradita e' la conoscenza di base di un linguaggio di programmazione (es. C/C++, Python, etc) per il progetto finale.
Prerequisites

Since the course is based on the monitoring of Internet networks and traffic, the student is required to know the Internet world as basic concepts. The basic knowledge of a programming language (eg C / C ++, Python, etc) for the final project is appreciated.
Indicazioni metodologiche

Durante il corso saranno presentati sia strumenti per la gestione di rete e di sistema, che casi reali in cui verranno proposte e confrontate varie soluzioni al problema. Questo per fornire non solo una conoscenza di base, ma per permettere allo studente di rendersi conto di quali sono i problemi di gestione piu' comuni e come questi vengono affrontati. Assieme all'insegnanti sara' sviluppato un programma per la gestione di un particolare problema di gestione di rete.
Teaching methods

During the course will be presented both tools for network and system management, and real cases in which various solutions to the problem will be proposed and compared. This is to provide not only a basic knowledge, but to allow the student to understand what are the most common management problems and how these are dealt with. Together with the teacher will be developed a program for the management of a particular network management problem.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
  • Introduzione
  • Monitoraggio di reti Ethernet/IP: SNMP.
  • Introduzione alla misurazione del traffico di rete.
  • Configurazione ed utilizzo pratico di router e sistemi di monitoraggio per piccole reti
  • Strumenti open-source per il monitoraggio di rete e la risoluzione di comuni problemi di rete.
  • Misure utilizzando soluzioni basate SNMP.
  • Flow-based Measurement: NetFlow/IPFIX, sFlow.
  • Misurazione di Rete: casi reali di monitoraggio.
  • Monitoraggio di traffico P2P, VoIP (Voice over IP), Wi-Fi.
  • Analisi traffico IoT (Internet of Things).
  • Analisi del traffico di rete orientato alla cybersecurity.
  • Geolocalizzazione di host in Internet.
  • Visualizzazione dei dati di traffico
  • Memorizzazione delle misure di rete mediante databases efficienti per questi caso d'uso e sistemi per la memorizzazione dei dati di serie temporali
  • Deep packet inspection (DPI) e "host reputation" per la caratterizzazione del traffico di rete applicativo.
  • Monitoraggio degli eventi di sistema utilizzando sysdig ed eBPF.
  • Memorizzazione dei dati di traffico (serie temporali): RRD, InfluxDB e database no-SQL.
  • Cattura e gestione di traffico ad alta velocità
  • Casi pratici di analisi di cybersecurity di rete.
  • Algoritmi per l'analisi dei dati di traffico: strutture dati probabilistiche, analisi serie temporali, rilevazione di anomalie
Syllabus

Theory (one third of the total duration of the course):

  1. Introduction
  • Monitoring of IP networks: SNMP.
  • Laboratory / Practice (two thirds of the total duration of the course):
  1. Introduction to network traffic measurement
  • Practical configuration and use of routers and monitoring systems for small networks
  • Open-source tools for network monitoring and resolution of common network problems.
  • Measurements using SNMP based solutions.
  • Flow-based Measurement: NetFlow / IPFIX, sFlow.
  • Network measurement: real monitoring cases.
  • Monitoring of P2P traffic, VoIP (Voice over IP), wireless.
  • Geolocation of hosts on the Internet.
  • Display of traffic data in HTML5
  • Storing network measurements using efficient databases for these use cases and time series data storage systems
  • Deep packet inspection (DPI) and "host reputation" for the characterization of application network traffic.
  • Cybersecurity traffic analysis.
  • Monitoring system events using sysdig and eBPF
  • The Linux kernel: IP stack and the communication system.
  • Monitoring of mobile networks and mobile terminals
  • Storage of traffic data (timeseries): RRD/InfluxDB and no-SQL database.
  • IoT (Internet of Things) traffic analysis.
  • Capture and manage high-speed traffic
  • Algorithms for network data analysis: probabilistic algorithms, time series analysis, anomaly detection
Bibliografia e materiale didattico

Durante il corso sara' utilizzato del materiale didattico messo a disposizione degli studenti, sufficiente per superare e non e' necessario acquistare libri di testo. Il materiale e' disponibile nella pagina web del corso.

 
Bibliography

During the course will be used of teaching materials made available to students, sufficient to overcome and don't need to buy textbooks. The material is available on the course web page.
Indicazioni per non frequentanti

 Nessuna indicazione speciale.
Non-attending students info

None
Modalità d'esame

 Breve progetto scritto (e' possibile svolgerlo nella seconda meta del corso o alla fine) e prova orale.
Assessment methods

Short written project (it is possible to do it in the second half of the courseor at the end) and oral exam.
Pagina web del corso

http://luca.ntop.org
Class web page

http://luca.ntop.org
Note

Eventuali domande possono essere inviate al docente luca.deri@di.unipi.it
Notes

Questions can be sent to luca.deri@di.unipi.it
Updated: 13/09/2023 15:23