Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Si assume conoscenza dei concetti e della terminologia fondamentale nel contesto delle reti di comunicazione (modello ISO/OSI, trasmissione a pacchetto, instradamento), e dei protocolli principali di rete (MAC, IP, trasporto), nonche' dimestichezza con la teoria della probabilità e dei processi aleatori. Competenze informatiche di base sono richieste nelle esperienze di laboratorio e per lo svolgimento degli homework. Si ricorda che vengono offerti su base volontaria corsi introduttivi su fondamenti di Linux e MATLAB, organizzati dai tecnici di laboratorio, prima dell'inizio del corso (vedi https://elearning.dei.unipd.it/enrol/index.php?id=421 per ulteriori dettagli
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Il corso mira a fornire allo studente un insieme di strumenti matematici e metodologici per la progettazione e l'analisi delle prestazioni di reti e protocolli di comunicazioni. Più specificatamente, gli studenti acquisiranno le seguenti conoscenze e abilità: 1. Comprensione dei Key Performance Indicator da considerare per la progettazione/valutazione delle reti di comunicazione 2. Conoscenza delle caratteristiche dei diversi tipi di sorgenti di dati, dei loro requisiti di prestazione e della loro modellizzazione matematica. 3. Conoscenza e capacità di utilizzo degli strumenti matematici necessari a modellare, dimensionare e analizzare le prestazioni di un sistema di comunicazione a livello di rete. 4. Abilità di identificare gli strumenti e le metodologie di analisi più adatte da applicare per la progettazione di protocolli e reti innovative. 5. Familiarità con i principi di dematerializzazione e virtualizzazione delle reti di comunicazione
Modalita' di esame:	L'esame finale sarà lo stesso per gli studenti FREQUENTI e NON FREQUENTANTI, poiché non si basa su attività in classe. L'esame consiste in una prova scritta, con problemi simili a quelli affrontati in classe durante le lezioni. Opzionalmente, la prova scritta può essere sostituita da una modalità di esame alternativa, consistente in alcuni homework da svolgere durante il corso e un progetto finale consistente nella progettazione e/o analisi delle prestazioni di un semplice protocollo o nel dimensionamento di un sistema.
Criteri di valutazione:	I criteri di valutazione con i quali verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle competenze attese saranno: 1. Completezza delle conoscenze acquisite 2. Livello di comprensione dei principi di progettazione dei protocolli di rete 3. Capacità di discutere i pro e i contro dei diversi protocolli di rete 4. Capacità di dimensionare una rete attraverso le tecniche proposte 5. Conoscenza della terminologia tecnica 6. Competenza e coerenza nell'interpretazione delle curve di prestazione e delle tracce generate dagli strumenti di analisi di rete 7. Capacità di applicare le conoscenze acquisite ad altri problemi di rete rispetto a quelli affrontati nel corso 8. Livello di familiarità con gli strumenti basilari di gestione di configurazione delle reti
Contenuti:	Il corso coprirà aspetti tecnici e metodologici relativi alla progettazione e dimensionamento di reti di comunicazione. Si illustreranno i concetti di qualità dell'esperienza (QoE) e qualità del servizio (QoS), analizzando alcuni modelli proposti in letteratura per metterli in relazione. Si introdurranno i Key Performance Indicator (KPI) da considerare nella progettazione dei sistemi. Quindi si definiranno modelli di sorgente di traffico e relativi requisiti di QoE/QoS. Si introdurranno quindi alcune metodologie per la modellizzazione, lo studio e il dimensionamento di semplici sistemi di comunicazione, come modelli coda/servente avanzati, nonche' tecniche di ottimizzazione basate su modelli Markoviani, come dynamic programming e Q-Learning. Si studieranno quindi i principali algoritmi di gestione delle risorse in reti di comunicazione (incluso lo scheduling) con riferimento agli paradigmi emergenti di dematerializzazione degli apparati e delle funzionalità di rete. Si proporranno inoltre alcune esperienze di laboratorio atte ad approfondire questi aspetti.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Il corso è costituito da lezioni frontali svolte sia in aula che in laboratorio. Le lezioni in aula sono prevalentemente di natura teorica e sono orientate all'acquisizione delle conoscenze di base delle metodologie per la progettazione e l'analisi di prestazioni delle reti. Le esperienze di laboratorio hanno l'obiettivo di consentire allo studente di sperimentare i concetti appresi su dispositivi reali. Durante il corso verranno proposti homework ed esercizi per verificare il grado di apprendimento e ampliare le conoscenze.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Durante il corso verranno inoltre fornite note, slide, articoli e altro materiale di studio. Tutto il materiale sarà reso disponibile sul sito moodle (e-learning) del corso.
Testi di riferimento:	Behrouz Forouzan, "Data Communications and Networking". --: McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 5 edit, 2012. N. Benvenuto and M. Zorzi, Principles of Communications Networks and Systems. --: Wiley, 2011. Behrouz Forouzan, "Reti di calcolatori e Internet". --: McGraw-Hill Companies, ISBN-13:9788, 2008.