B031369 - ARCHITECTURES AND TECHNOLOGIES FOR IOT

Italiano con materiale didattico in inglese.

Il Corso fornisce una prospettiva esauriente delle archittetture e tecnologie per sistemi IoT, evidenziando criticamente gli aspetti tecnologici e di progettazione di protocolli.
Il Corso illustra i seguenti aspetti:
- principali tecnologie e standard di comunicazione wireless per IoT
- paradigmi, elementi funzionali ed architetture di riferimento per IoT
- elementi di sicurezza e privacy per IoT
- gestione e controllo delle funzioni e servizi di rete e loro virtualizzazione

Materiale didattico del Corso disponibile su piattaforma Moodle
Testi di approfondimento consigliati:
S. Cirani, G. Ferrari, M. Picone, L. Veltri, “Internet of Things: Architectures, Protocols and Standards”, JohnWiley, 2019, 1st edition.
Y. Zhang, “Network Function Virtualization: Concepts and Applicability in 5G Networks”, JohnWiley, 2018, 1st edition.
A. Chaudhuri, “Internet of Things, for Things, and by Things”, Taylor & Francis, 2018, 1st edition.
D. D. Guinard, V. M. Trifa, “Building the Web of Things”, Manning, 2016, 1st edition.

Conoscenza e comprensione (CC)
Il Corso fornisce le conoscenze di base delle principali architetture e standard di comunicazione wireless per IoT.
Verranno quindi approfonditi gli elementi funzionali delle architetture di rete IoT innovative approfondendo il ruolo dei vari standard di riferimento, insieme alle conoscenze dei sistemi di network management e controllo delle funzioni e servizi di rete e loro virtualizzazione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA)
Il Corso mira a fornire le seguenti competenze:
- Capacità di progettare servizi ed architetture per l’elaborazione, memorizzazione e condivisione distribuita delle informazioni su reti IoT eterogenee e mobili
- Capacità di interpretare la specifica di un protocollo di rete
- Capacità di progettare protocolli ed algoritmi di controllo di reti IoT a partire dalla specifica di una applicazione
- Capacità di analisi, applicazione ed integrazione di specifici protocolli di rete standard

Elementi di base di architetture e protocolli di reti di telecomunicazioni.

Didattica frontale e
seminari tematici di approfondimento.
La presentazione degli aspetti teorici è integrata con l'illustrazione di esempi pratici.
Potranno essere previste alcune ore facoltative di seminario con l'intervento di operatori del settore.

L'esame è costituito da una prova scritta tesa a verificare:
- la conoscenza delle tecnologie e delle architetture avanzate di networking con applicazioni principali alle reti ad hoc nel dominio IoT, come previsto dal programma di studio;
- la capacità di analisi e valutazione dell’adozione dei suddetti modelli e tecnologie;
- il livello di maturità nell'applicazione pratica delle conoscenze acquisite.

1. Introduzione:
• Definizioni
• Caratteristiche HW/SW
• Applicazioni potenziali
• Architettura e componenti:
• Wireless Ad-hoc and Sensor Networks
• 5 Layers Model
• ITU + World Forum Reference Model

2. Application Layer:
• Web of Things e architettura REST
• CoAP
• CoSIP
• Scenari di applicazione
• MQTT
• MQTT-SN
• AMQP
• DNMP

3. IoT Computing architectures
• Cloud of Things
• Big Data, Big Stream
• Fog/Edge Computing
• IoT Hub (Lambda Architecture)

4. SDN/NFV per IoT
• SDN architecture
• NFV architecture
• application to IoT (SDN-WISE)
• applicazioni ad architetture cellular IoT

5. IoT Privacy and Security
• Sicurezza: generalità e applicazione a scenari IoT
• Network Layer
• Transport Layer
• Application Layer
• Algoritmi crittografici LWC
• Privacy: generalità e applicazione a scenari IoT
• protocolli OAuth e DCAF

6. Tecnologie abilitanti per sistemi IoT
• Radio Frequency Identifier (RFID)
• Low Power Wide Area Networks
• Short Range:
o Low Power Wi-Fi
o Bluetooth e BLE
o IEEE: IEEE 802.15.4 e ZigBee
o IETF: 6LoWPAN e RPL
• Long Range:
o LoRa, SigFox
o NB-IoT, LTE-M, 5G-IoT
• Vehicular Networks
o IEEE 802.11
o IEEE 802.11p/WAVE
o e-MTC