Livello Network, commutazione e frammentazione

Introduce le funzioni del livello Network nel modello TCP/IP e OSI. Analizza i due paradigmi fondamentali di commutazione — circuit switching e packet switching — con le varianti connection-oriented (virtual circuit) e connectionless. Conclude con il meccanismo di frammentazione IP e il suo ruolo nel trasporto su reti eterogenee.
Obiettivi: capire il ruolo del livello 3 nello stack, distinguere i paradigmi di switching, comprendere perché e come avviene la frammentazione.

Progettazione e sicurezza delle reti W-LAN

✓Selezionare correttamente i canali Wi-Fi in banda 2.4 GHz e 5 GHz per minimizzare le interferenze tra AP adiacenti
✓Confrontare WEP, WPA, WPA2 e WPA3 identificando i punti di forza, le vulnerabilità e il protocollo attualmente raccomandato
✓Descrivere i principali attacchi alle reti wireless (evil twin, deauth, KRACK, PMKID) e le relative contromisure
✓Comprendere il modello di autenticazione enterprise 802.1X/EAP con server RADIUS e applicarne i principi

Reti wireless 802.11: standard, CSMA/CA e infrastruttura

✓Riconoscere i principali standard Wi-Fi 802.11 (b/g/n/ac/ax), le bande di frequenza e le velocità teoriche
✓Spiegare perché nelle reti wireless si usa CSMA/CA invece di CSMA/CD, e descriverne il meccanismo con DIFS, SIFS e backoff
✓Distinguere BSS, ESS e IBSS e comprendere il ruolo dell’Access Point nella comunicazione wireless
✓Spiegare il problema del nodo nascosto e come RTS/CTS lo mitiga

Gli Switch Ethernet: funzionamento, tabella MAC e tecniche di switching

✓Spiegare come uno switch popola dinamicamente la tabella MAC (CAM table) e come la usa per inoltrare i frame
✓Distinguere le tre modalità di switching: Store-and-Forward, Cut-Through e Fragment-Free, con i relativi trade-off
✓Descrivere i comportamenti di unicast, flooding e broadcast nello switch e le condizioni che li attivano
✓Capire il problema dei loop tra switch e il ruolo dello Spanning Tree Protocol (STP) nella sua soluzione

Ethernet 802.3: frame, indirizzi MAC e CSMA/CD

✓Disegnare e commentare ogni campo del frame Ethernet 802.3 (preambolo, SFD, MAC, EtherType, payload, FCS)
✓Spiegare i valori EtherType più comuni (IPv4, IPv6, ARP) e la differenza con il campo Length
✓Descrivere il funzionamento di CSMA/CD: ascolto, trasmissione, rilevazione collisione, jam signal e backoff esponenziale
✓Comprendere perché CSMA/CD è obsoleto nelle reti switched full-duplex moderne

Il Progetto IEEE 802: LLC, MAC e accesso al mezzo condiviso

✓Spiegare perché IEEE 802 divide il livello Data Link in LLC e MAC, e qual è il compito di ciascun sottostrato
✓Leggere e interpretare un indirizzo MAC a 48 bit: OUI, numero seriale, bit I/G e U/L
✓Distinguere unicast, multicast e broadcast a livello MAC e riconoscere l’indirizzo FF:FF:FF:FF:FF:FF
✓Collocare i principali standard 802 (802.3, 802.11, 802.1Q, 802.15) nel contesto del progetto IEEE

Controllo del flusso: ARQ, PAR e Sliding Window

✓Comprendere il problema del controllo del flusso e perché Stop-and-Wait non è sufficiente
✓Calcolare l’efficienza del protocollo Stop-and-Wait in funzione del parametro a
✓Descrivere Go-Back-N e Selective Repeat: finestra, dimensione massima e gestione degli errori
✓Distinguere ARQ come meccanismo generale rispetto alle sue implementazioni specifiche

Correzione degli errori: VRC/LRC e codici di Hamming

✓Distinguere rilevazione e correzione degli errori, capire quando usare ciascuna tecnica
✓Calcolare il bit di parità VRC e costruire un blocco LRC su una sequenza di byte
✓Comprendere la struttura del codice di Hamming e posizionare i bit di parità
✓Applicare il processo di codifica e decodifica Hamming(7,4) su un esempio reale

Rilevazione degli errori: parità, checksum e CRC

✓Spiegare il principio del bit di parità (EVEN e ODD), applicarlo su una sequenza di bit e indicarne il limite rispetto agli errori pari
✓Descrivere il funzionamento del checksum: somma modulo 256, complemento bit a bit lato mittente, verifica lato ricevitore
✓Descrivere il CRC: polinomio generatore, divisione XOR, calcolo del resto lato mittente e verifica lato ricevitore, con esempio numerico completo
✓Confrontare le tre tecniche per potere di rilevazione, overhead e contesti di utilizzo tipici

Framing: delimitare le trame nel flusso di bit

✓Spiegare il problema del framing: perché il ricevitore deve sapere dove inizia e finisce ogni frame in un flusso continuo di bit
✓Descrivere la tecnica del character stuffing: delimitatori DLE STX / DLE ETX, il problema del carattere DLE nei dati e come viene risolto
✓Descrivere la tecnica del bit stuffing: il flag 01111110, la regola di inserimento dello zero in trasmissione e di rimozione in ricezione, con esempio passo per passo
✓Confrontare le due tecniche indicando vantaggi, svantaggi e contesti di utilizzo