Corso di Studi in Ingegneria Informatica

SCHEDA DELL'INSEGNAMENTO (SI)
SSD ING-INF/05

 

LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA INFORMATICA

ANNO ACCADEMICO: 2022-2023

 

DOCENTE: PROF. STEFANO AVALLONE
TELEFONO: +39 081 768 3902
EMAIL: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

 

INSEGNAMENTO INTEGRATO (EVENTUALE): 
MODULO (EVENTUALE):
CANALE (EVENTUALE):
ANNO DI CORSO (I, II, III): II
SEMESTRE (I, II): II
CFU: 6

 

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Scopo del corso è impartire una conoscenza approfondita delle principali tecnologie impiegate in reti wireless, sia ad alte prestazioni (Wi-Fi) che caratterizzate da vincoli sul consumo energetico dei dispositivi (LoraWAN, ZigBee), come richiesto ad esempio dal paradigma Internet of Things (IoT). Tale scopo è perseguito attraverso l'analisi delle principali problematiche affrontate dalle tecnologie wireless considerate e la presentazione delle più recenti soluzioni proposte dagli enti internazionali di standardizzazione. Il corso è focalizzato principalmente sulle problematiche relative all'accesso al mezzo, all'instradamento e al supporto per le applicazioni nelle reti wireless. Gli obiettivi formativi principali sono: la conoscenza dei principali algoritmi distribuiti per l’accesso al mezzo wireless; l’acquisizione delle principali metodologie per l’analisi delle prestazioni delle tecniche di accesso wireless; la conoscenza delle problematiche di sicurezza nelle reti wireless; la comprensione delle problematiche derivanti dalla necessità di ridurre il consumo energetico dei dispositivi; la conoscenza dei protocolli per il supporto delle applicazioni in reti IoT; la capacità di utilizzare strumenti per la simulazione di reti wireless.

 

Conoscenza e capacità di comprensione

Gli studenti devono dimostrare di conoscere le principali tecnologie di reti locali di tipo wireless e le principali differenze tra di esse. Gli studenti devono comprendere le problematiche relative all’accesso al mezzo wireless condiviso e capire le scelte progettuali alla base delle diverse soluzioni proposte dalle diverse tecnologie. Il percorso formativo intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici di base necessari per analizzare le prestazioni delle reti locali di tipo wireless. Gli studenti devono dimostrare di conoscere strumenti per la cattura del traffico di rete reale e strumenti per l’esecuzione di simulazioni di rete .

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Gli studenti devono essere in grado di identificare la tecnologia di rete locale di tipo wireless più adatta ad un determinato contesto applicativo, sulla base delle caratteristiche dei dispositivi e dell’ambiente all’interno del quale operano e sulla base dei requisiti applicativi imposti. Gli studenti devono essere in grado di selezionare le tecniche e i meccanismi messi a disposizione da una tecnologia di rete wireless al fine di raggiungere determinati obiettivi. Gli studenti devono essere in grado di analizzare le prestazioni delle diverse tecniche proposte dalle tecnologie di reti locali di tipo wireless anche mediante l’ausilio di strumenti di simulazione di rete.

 

Reti WLAN: architetture, definizione dei componenti, procedure di gestione e controllo. Reti WLAN: cenni sul livello fisico (IEEE 802.11a/b/g standards). Livello MAC: DCF e PCF. La sicurezza nelle reti WLAN: meccanismi per l’autenticazione (WEP, PSK, 802.1x, SAE) e algoritmi di cifratura (WEP, TKIP, CCMP, GCMP). Estensioni per il supporto della Qualità del Servizio: lo standard IEEE 802.11e e le funzioni di accesso al mezzo EDCA e HCCA. Metodologie per la valutazione delle prestazioni delle reti WLAN basate su IEEE 802.11. Evoluzione delle reti WLAN: gli emendamenti 802.11n, 802.11ac e 802.11ax. Reti wireless ad-hoc: scenari applicativi, problematiche, protocolli di routing reattivi e proattivi. Reti wireless mesh: scenari applicativi, procedure di gestione e controllo, protocolli per la selezione dei percorsi, interoperabilità con altri segmenti di rete LAN. Tecnologie di comunicazione wireless per l’Internet of Things (IoT): LoraWAN e Zigbee (IEEE 802.15.4 standard). Protocolli applicativi per l’IoT: MQTT e CoAP. Strumenti e metodi per la simulazione di reti wireless.

 

Libro di testo consigliato: Stefano Avallone, “Protocolli per Reti Mobili”. McGraw-Hill Italia. ISBN: 978-88-386-7414-3
Altro materiale didattico utile: Slides delle lezioni, articoli scientifici e standard selezionati.

 

La didattica verrà erogata principalmente attraverso lezioni frontali. Circa 6 ore saranno dedicate all’illustrazione del simulatore di rete ns-3, che verrà utilizzato come strumento per l’esecuzione di simulazioni di rete. La documentazione relativa al simulatore ns-3 è disponibile online sul sito web del simulatore.

 

a) Modalità di esame:

L'esame si articola in prova:
Scritta e orale
Solo scritta
Solo orale
Discussione di elaborato progettuale
Altro

 

In caso di prova scritta i quesiti sono (*):
A risposta multipla
A risposta libera
Esercizi numerici

  

L’elaborato consiste nella realizzazione di un programma per il simulatore di rete ns-3 che abbia come obiettivo la valutazione di una o più tecniche utilizzate dalle tecnologie di rete wireless oggetto del corso. L’elaborato incide per un massimo di 3 punti sulla valutazione complessiva.