PoliCollege

 
Ing. Eugenio Moro
Ing. Andrea Pimpinella

 

Descrizione del Corso:

Il corso consente agli studenti di comprendere cosa succede nell’infrastruttura della rete quando clicchiamo su una pagina web o giochiamo online, come l’informazione viene rappresentata e trasferita nella rete, come viene regolato il traffico sulle autostrade dell’informazione, come nuovi algoritmi intelligenti di controllo consentono di migliorare continuamente le prestazioni delle nostre applicazioni e che ruolo giocano le nuove tecnologie di rete: dalla fibra ottica al 5G.

Link: dettaglio del corso

Organizzazione:

Il corso si compone di 5 moduli didattici (un modulo 0 di introduzione e 4 moduli di contenuto formativo), più un modulo di attività guidate di laboratorio.

  • Modulo 0: prologo - storia della nascita della tecnologia che ha cambiato il mondo
  • Modulo 1: I pacchetti d’informazione e la loro trasmissione in rete
  • Modulo 2: I protocolli applicativi di Internet
  • Modulo 3: Il servizio di trasporto ovvero come accelerare e rallentare in rete
  • Modulo 4: Come trovare la strada verso la destinazione
  • Laboratorio: Analisi della rete usando degli script in linguaggio Python 

 

Laboratorio

Descrizione:

Durante il laboratorio utilizzeremo il linguaggio di programmazione Python e scriveremo degli script per analizzare le richieste HTTP e disegneremo grafici confrontando il tempo di risposta di diversi siti Web.

Materiale didattico:

Modulo 0

Descrizione:

Il 29 ottobre 1969 veniva stabilito il primo collegamento sulla rete che poi sarebbe diventata Internet tra il dipartimento di Computer Science della University of California Los Angeles (UCLA) e lo Stanford Research Institute. Come si è giunti fino a quel risultato? Perché per più di vent’anni dopo quel giorno la rete è rimasta una faccenda riservata ai ricercatori e non visibile al grande pubblico? Qual era lo spirito dei pionieri di Internet e cosa è cambiato da allora?

Ripercorriamo questa storia affascinante e poco nota attraverso il racconto del prof. Leonard Kleinrock, che in occasione dei 50 anni dalla nascita di Internet ha fatto visita al Politecnico di Milano. Kleinrock guidava il gruppo di ricerca che a UCLA inviò il primo pacchetto informativo in rete. Grazie alla sua testimonianza, è possibile collocare la scoperta di Internet nel contesto storico degli anni 60-70: la rete è infatti figlia della guerra per il predominio tecnologico, insieme alla corsa allo spazio e alla conquista della Luna, anch’essa giunta da poco al cinquantesimo compleanno.

Proviamo a rispondere autonomamente ad alcune domande da utenti di Internet e poi discutiamo insieme le risposte nel webinar di apertura del corso. 

Materiale didattico:

Video

 

Modulo 1

Descrizione:

Il primo modulo fornisce alcuni concetti di base sulle comunicazioni a distanza, dal principio alla base della vecchia rete telefonica fino alla rappresentazione digitale dell’informazione e la sua suddivisione in frammenti rappresentati da sequenze finite di bit (pacchetti), che possono essere trasferite in rete.

Prendiamo familiarità con il concetto di condivisione delle risorse in rete e la commutazione di pacchetto. Identifichiamo le grandezze fisiche che determinano i limiti nella velocità di trasmissione dell’informazione e il tempo necessario. Impariamo ad effettuare dei calcoli sul trasferimento di informazione in rete. 

Materiale didattico:

Video

Attività proposte:

- Attività 1.1: calcolo tempi di trasferimento

 

Modulo 2

Descrizione:

Passando al secondo modulo facciamo un salto dalla base della fisica per la trasmissione dell’informazione fino al suo utilizzo per creare applicazioni di uso comune come il web e la posta elettronica.

Definiamo il concetto di protocollo e di servizio di comunicazione. Impariamo ad utilizzare dei semplici strumenti comunemente impiegati da chi lavora con la rete come Wireshark e i tool per sviluppatori dei browser web. Catturiamo ed analizziamo i pacchetti scambiati in rete dal nostro PC ed identifichiamo i livelli protocollari. Scopriamo quali messaggi si scambiano client e server quando viene inviata una mail o viene scaricata una pagina web, come funzionano lo streaming video o i giochi online. Svolgiamo alcune attività esplorative utilizzando gli strumenti suggeriti. 

Materiale didattico:

Video

Attività proposte:

- Attività 2.1: Scarica il programma Wireshark e familiarizza con le sue funzioni

- Attività 2.2: Scarica manualmente una pagina web di un serve collegandoti con telnet porta 80

- Attività 2.3: Usa gli strumenti per sviluppatore del browser chrome e guarda questo video. Analizza le pagine dei tuoi siti web preferiti.

- Attività 2.4: Invia manualmente una mail collegandoti al server porta 25 (livello di difficoltà alto)

 

Modulo 3

Descrizione:

Nel terzo modulo impariamo che la rete rappresenta un efficiente meccanismo di condivisione delle costose risorse per trasmettere informazione, ma che come tutti i meccanismi di condivisione impone delle limitazioni. Internet è infatti paragonabile ad una rete stradale, in cui la larghezza della strada limita il numero massimo di auto e all’aumentare del traffico il tempo di spostamento si allunga.

All’interno dei sistemi operativi di tutti i computer collegati, il servizio di trasporto di Internet svolge un lavoro poco visibile ma fondamentale per il funzionamento della rete: consente di regolare la velocità di trasferimento dell’informazione sulla base della larghezza (capacità in bit al secondo) delle autostrade digitali e del traffico generato da tutti gli utenti che in un dato momento le usano.

Prendiamo dimestichezza con i principi di funzionamento del TCP (Transmission Control Protocol) e con alcuni semplici modelli che ci consentono di calcolare qual è la velocità di trasferimento dell’informazione sostenibile in rete. 

Materiale didattico:

 Video

Attività proposte:

- (...)

 

Modulo 4

Descrizione:

Nel quarto modulo scopriamo che, per raggiungere la destinazione, ai pacchetti di informazione serve conoscerne l’indirizzo e ricevere delle indicazioni sul percorso da seguire ad ogni nodo di smistamento del traffico di rete.

Impariamo a conoscere gli indirizzi di Internet e come sono legati alla sua architettura. Studiamo come i nodi di rete, denominati router, elaborano ad alta velocità gli indirizzi dei pacchetti che ricevono e consultano delle tabelle per decidere su che collegamento d’uscita trasmetterli. Infine, affrontiamo il problema della compilazione delle tabelle per far seguire ai pacchetti il percorso più breve. 

Materiale didattico:

 Video

Attività proposte:

- (...)