Obiettivi formativi.

Al termine dell’attività gli studenti saranno in grado di:

• Analizzare i requisiti di una rete locale complessa
• Progettare una LAN strutturata con segmentazione VLAN
• Selezionare le apparecchiature di rete adeguate
• Pianificare un indirizzamento IP coerente
• Progettare l’accesso a Internet tramite router/firewall
• Integrare server locali per la condivisione file

Analisi dei requisiti.

L’istituto dispone di:

• 16 laboratori × 30 PC = 480 PC
• 1 aula docenti = 8 PC
• Segreteria = 25 PC
• 2 server locali
• Collegamento Internet per tutti i dispositivi

Totale PC:
480 + 8 + 25 = 513 PC

Dispositivi totali stimati (inclusi server e apparati di rete): circa 540–560 dispositivi

Architettura proposta.

Modello gerarchico a 3 livelli

• Core layer (livello centrale)
• Distribution layer
• Access layer

Topologia: stella estesa (albero gerarchico).

Apparecchiature di rete utilizzate.

Router/Firewall.

Esempio: Cisco ISR 4000 Series.

Funzione:

• Collegamento alla rete Internet (WAN)
• NAT (Network Address Translation)
• Firewall
• Routing tra VLAN
• VPN eventuali

Switch di Core (Layer 3).

Esempio: Cisco Catalyst 9500.

Funzione:

• Routing tra VLAN
• Gestione traffico ad alte prestazioni
• Collegamento ai server
• Collegamento agli switch di distribuzione

Switch di Accesso (Layer 2).

Esempio: Cisco Catalyst 2960-X.

Funzione:

• Collegamento dei PC
• Supporto VLAN
• Possibile PoE (se presenti Access Point o telefoni VoIP)

Per ogni laboratorio:

• 1 switch 48 porte (oppure 2 switch 24 porte)

Numero stimato:

• 16 laboratori → 16 switch 48 porte
• Aula docenti → 1 switch 24 porte
• Segreteria → 1 switch 48 porte

Totale: circa 18–20 switch di accesso

Server locali (2 unità).

Funzioni:

1. File Server
   • Condivisione cartelle
   • Backup centralizzato
2. Server Servizi di rete
   • DHCP
   • DNS interno
   • Active Directory (se ambiente Windows)

Mezzi trasmissivi.

Cablaggio orizzontale

• Cavo UTP Cat.6
• Velocità fino a 1 Gbps
• Collegamento PC ↔ Switch

Cablaggio verticale (dorsale).

• Fibra ottica multimodale
• Collegamento tra:
  • Switch di accesso
  • Switch core
  • Server

Vantaggi:

• Alta velocità (10 Gbps)
• Immunità ai disturbi
• Lunghe distanze

Segmentazione della rete – VLAN.

Per motivi di sicurezza e gestione si suddivide la rete:

Area	VLAN	Subnet
Laboratori	VLAN 10	192.168.10.0/23
Docenti	VLAN 20	192.168.20.0/27
Segreteria	VLAN 30	192.168.30.0/27
Server	VLAN 40	192.168.40.0/28
Management	VLAN 50	192.168.50.0/28

Pianificazione indirizzi IP.

VLAN 10 – Laboratori.

Necessari: 480 IP
Subnet scelta: 192.168.10.0/23

• Range: 192.168.10.1 – 192.168.11.254
• Gateway: 192.168.10.1
• Totale host disponibili: 510

VLAN 20 – Docenti.

8 PC → subnet /27

• Rete: 192.168.20.0/27
• Gateway: 192.168.20.1
• Host disponibili: 30

VLAN 30 – Segreteria.

25 PC → subnet /27

• Rete: 192.168.30.0/27
• Gateway: 192.168.30.1

VLAN 40 – Server.

• Rete: 192.168.40.0/28
• Server 1: 192.168.40.2
• Server 2: 192.168.40.3
• Gateway: 192.168.40.1

VLAN 50 – Management.

• Rete: 192.168.50.0/28
• Per:
  • Switch
  • Router
  • Access Point

Collegamento a Internet.

Schema:

Internet
↓
Router/Firewall
↓
Core Switch
↓
Switch di accesso
↓
PC

Funzioni attive:

• NAT overload
• Firewall rules
• Access Control List (ACL)
• DNS forwarding

Condivisione File.

Modalità:

• Server File in VLAN 40
• Permessi differenziati:
  • Cartelle laboratori
  • Cartelle docenti
  • Cartelle segreteria
• Backup automatico notturno

Attività laboratoriale.

Fase 1 – Analisi

Gli studenti:

• Calcolano numero dispositivi
• Determinano subnet necessarie

Fase 2 – Progettazione logica

• Disegno schema con software (es. Packet Tracer)
• Creazione VLAN
• Configurazione routing inter-VLAN

Fase 3 – Configurazione

• Configurazione DHCP
• Configurazione NAT
• Test ping tra VLAN
• Test accesso Internet

Fase 4 – Verifica

• Test accesso server
• Test isolamento VLAN
• Test sicurezza base

Competenze sviluppate

• Progettazione reti LAN complesse
• Subnetting avanzato
• VLAN e routing
• Pianificazione IP
• Sicurezza di base
• Documentazione tecnica

Risultato atteso.

Produzione di:

• Schema topologico
• Tabella VLAN
• Piano indirizzamento IP
• Relazione tecnica
• File di configurazione simulato

Se vuoi, posso anche:

• Preparare la griglia di valutazione
• Fornire un esempio di configurazione Cisco CLI
• Preparare una UDA completa con competenze, abilità, conoscenze e rubriche
• Creare una versione pronta per consegna concorso docenti

UDA – Progettazione di una rete LAN per istituto scolastico.

Titolo.

Progettazione e simulazione dell’infrastruttura di rete di un istituto scolastico complesso.

Destinatari.

Classe V – Istituto Tecnico Tecnologico
Indirizzo: Informatica e Telecomunicazioni
Disciplina: Sistemi e Reti / TPSIT

Durata: 20 ore (5 moduli da 4 ore).

Competenze in uscita (Linee Guida Istituti Tecnici).

Gli studenti saranno in grado di:

• Progettare e configurare reti locali complesse
• Dimensionare apparati e mezzi trasmissivi
• Pianificare indirizzamento IPv4
• Implementare VLAN e routing inter-VLAN
• Configurare servizi di rete (DHCP, DNS, NAT)
• Redigere documentazione tecnica strutturata

Prerequisiti.

• Modello ISO/OSI e TCP/IP
• Subnetting IPv4
• Funzionamento switch e router
• Concetto di VLAN
• Fondamenti di cablaggio strutturato

Articolazione delle attività.

MODULO 1 – Analisi dei requisiti (4 ore).

Attività:

• Analisi del caso studio
• Calcolo dispositivi
• Definizione criticità (sicurezza, scalabilità, affidabilità)

Output:

• Documento di analisi tecnica

MODULO 2 – Progettazione logica (4 ore).

Strumenti:

• Cisco Packet Tracer

Attività:

• Progettazione topologia gerarchica
• Creazione VLAN
• Assegnazione subnet

Output:

• Schema logico rete
• Tabella VLAN

MODULO 3 – Progettazione fisica (4 ore).

Apparati scelti (simulati):

• Router: Cisco ISR 4331
• Core Switch L3: Cisco Catalyst 9500
• Switch Accesso: Cisco Catalyst 2960-X

Mezzi trasmissivi:

• UTP Cat.6 (orizzontale)
• Fibra ottica multimodale (dorsale)

Output:

• Schema fisico
• Relazione tecnica su mezzi trasmissivi

MODULO 4 – Configurazione servizi (4 ore).

Attività pratiche:

• Configurazione VLAN
• Routing inter-VLAN
• DHCP
• NAT
• Access Control List (ACL)

MODULO 5 – Verifica e collaudo (4 ore).

Test:

• Ping intra-VLAN
• Ping inter-VLAN
• Accesso server
• Accesso Internet
• Test isolamento rete segreteria

Output finale:

• Relazione tecnica completa
• File Packet Tracer
• Presentazione orale

Pianificazione IP definitiva.

VLAN 10 – Laboratori

Rete: 192.168.10.0/23
Gateway: 192.168.10.1
Host: 510 disponibili

VLAN 20 – Docenti

Rete: 192.168.20.0/27
Gateway: 192.168.20.1

VLAN 30 – Segreteria

Rete: 192.168.30.0/27
Gateway: 192.168.30.1

VLAN 40 – Server

Rete: 192.168.40.0/28
Gateway: 192.168.40.1
File Server: 192.168.40.2
Server Servizi: 192.168.40.3

VLAN 50 – Management

Rete: 192.168.50.0/28

Esempio configurazione CLI (sintesi).

Creazione VLAN su switch

vlan 10
name LABORATORI
vlan 20
name DOCENTI
vlan 30
name SEGRETERIA
vlan 40
name SERVER

Configurazione interfaccia VLAN su switch L3.

interface vlan 10
ip address 192.168.10.1 255.255.254.0
no shutdown

Configurazione DHCP (su server o router).

ip dhcp pool LAB
network 192.168.10.0 255.255.254.0
default-router 192.168.10.1
dns-server 8.8.8.8

NAT overload.

access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
ip nat inside source list 1 interface g0/0 overload

Griglia di valutazione.

Indicatore	Base	Intermedio	Avanzato
Analisi requisiti	Parziale	Corretta	Completa e critica
Subnetting	Errori	Corretto	Ottimizzato
Configurazione VLAN	Parziale	Funzionante	Ottimizzata
Documentazione	Essenziale	Ordinata	Professionale
Problem solving	Guidato	Autonomo	Strategico

Voto in decimi con pesi:

• Progettazione 30%
• Configurazione 30%
• Documentazione 20%
• Presentazione 20%

Inclusione e personalizzazione.

• Apprendimento cooperativo
• Peer tutoring
• Mappe concettuali per BES
• Verifica orale alternativa
• Materiali digitali condivisi

PROPOSTA PER CONCORSO ORDINARIO

Classe di concorso: A-41 – Scienze e Tecnologie Informatiche.
Contesto: Istituto Tecnico Tecnologico – Informatica e Telecomunicazioni.
Classe: Quinta.
Disciplina: Sistemi e Reti.

Titolo della Lezione Simulata.

Progettazione e segmentazione di una rete LAN complessa in ambiente scolastico con accesso a Internet e servizi centralizzati.

Durata lezione simulata: 30–35 minuti.
Durata UDA: 20 ore.

Analisi del contesto.

Istituto scolastico dotato di:

• 16 laboratori × 30 PC = 480 PC
• 1 aula docenti = 8 PC
• Segreteria = 25 PC
• 2 server locali
• Accesso Internet per tutti i dispositivi

Totale dispositivi ≈ 515 host

Vincoli progettuali:

• Sicurezza dei dati amministrativi
• Segmentazione traffico didattico/amministrativo
• Scalabilità futura
• Alta disponibilità
• Gestione centralizzata

Competenze (Linee Guida Istituti Tecnici).

Lo studente:

• Progetta infrastrutture di rete complesse
• Configura apparati attivi
• Implementa servizi di rete
• Redige documentazione tecnica professionale
• Applica criteri di sicurezza informatica

Competenze Chiave Europee.

• Competenza digitale
• Problem solving
• Collaborazione
• Comunicazione tecnica
• Consapevolezza sicurezza informatica

Scelte Progettuali Argomentate.

Architettura Gerarchica a 3 Livelli

• Core
• Distribution
• Access

Motivazione:

• Scalabilità
• Riduzione domini di broadcast
• Facilità troubleshooting

Apparati di rete scelti (motivazione tecnica).

Router per accesso WAN:
Cisco ISR 4331

Motivazione:

• Supporto NAT
• Firewall integrato
• VPN
• Routing dinamico

Core Switch Layer 3:
Cisco Catalyst 9500

Motivazione:

• Routing inter-VLAN ad alte prestazioni
• Supporto ACL
• Alta affidabilità

Switch di accesso:
Cisco Catalyst 2960-X

Motivazione:

• Supporto VLAN
• Gigabit Ethernet
• Gestione centralizzata

Simulazione didattica:
Cisco Packet Tracer

Mezzi Trasmissivi.

Cablaggio orizzontale:

• UTP Cat.6 (1 Gbps)

Dorsale:

• Fibra ottica multimodale (10 Gbps)

Motivazione:

• Immunità interferenze
• Scalabilità futura
• Maggiore banda aggregata

Segmentazione VLAN (sicurezza e gestione).

VLAN	Funzione	Subnet
10	Laboratori	192.168.10.0/23
20	Docenti	192.168.20.0/27
30	Segreteria	192.168.30.0/27
40	Server	192.168.40.0/28
50	Management	192.168.50.0/28

Pianificazione IP (motivazione).

Laboratori necessitano 480 IP → scelta /23

• 510 host disponibili
• Margine di espansione

Separazione amministrativa:

• Segreteria isolata tramite ACL
• Accesso limitato ai server

Servizi implementati.

• DHCP centralizzato
• DNS interno
• File Server
• NAT overload
• ACL di sicurezza

Esempio ACL:

• Bloccare accesso VLAN 10 → VLAN 30
• Consentire VLAN 20 → VLAN 40

Metodologia Didattica.

• Didattica laboratoriale
• Problem Based Learning
• Cooperative learning
• Simulazione reale
• Compito autentico

Gli studenti lavorano come “team di progettazione IT”.

Inclusione (BES/DSA).

• Mappe concettuali
• Suddivisione compiti
• Peer tutoring
• Checklist operative
• Valutazione orale compensativa

Valutazione.

Valutazione formativa.

• Osservazione durante progettazione
• Debug guidato

Valutazione sommativa

Indicatore	Peso
Progettazione tecnica	30%
Configurazione	30%
Documentazione	20%
Presentazione	20%

Rubrica con livelli:

• Base
• Intermedio
• Avanzato
• Eccellente

Collegamenti interdisciplinari.

• TPSIT (server e servizi)
• Informatica (indirizzamento IP)
• Educazione Civica (sicurezza dati, GDPR)
• Telecomunicazioni (mezzi trasmissivi)

Possibili Domande della Commissione (con risposte sintetiche).

Perché VLAN e non rete piatta?
→ Riduzione dominio broadcast, sicurezza, gestione.

Perché /23 per laboratori?
→ Necessità 480 host + margine crescita.

Come garantisce sicurezza segreteria?
→ ACL + VLAN separata + firewall.

Scalabilità futura?
→ Architettura gerarchica + fibra dorsale.

Come migliorerebbe il progetto?
→ Ridondanza core (HSRP), backup link, server virtualizzati.

Estensione per punteggio massimo.

Elementi aggiuntivi che impressionano la commissione:

• Introduzione a IPv6 dual stack
• Link aggregation (EtherChannel)
• Spanning Tree Protocol
• Backup automatizzato server
• Logging centralizzato
• Monitoraggio SNMP

Conclusione per esposizione orale.

“La progettazione proposta integra criteri di scalabilità, sicurezza e gestione centralizzata, applicando metodologie professionali coerenti con il profilo in uscita dell’indirizzo Informatica e Telecomunicazioni.”

PREREQUISITI DELLA LEZIONE.

Conoscenze teoriche.

Gli studenti devono conoscere:

Modelli di rete

• Modello ISO/OSI

• Architettura TCP/IP
• Funzioni dei livelli (in particolare livello 2 e 3)

Indirizzamento IP

• IPv4
• Subnet mask
• CIDR
• Calcolo sottoreti (subnetting)
• Broadcast e gateway

Dispositivi di rete

• Funzione di:
  • Switch
  • Router
  • Access Point
  • Server
• Differenza tra Layer 2 e Layer 3

Concetto di VLAN

• Segmentazione logica
• Dominio di broadcast
• VLAN tagging (802.1Q)

Servizi di rete

• DHCP
• DNS
• NAT
• File sharing

Abilità operative.

Gli studenti devono saper:

• Calcolare subnet in base al numero di host
• Configurare VLAN in ambiente simulato (es. Cisco Packet Tracer)
• Assegnare indirizzi IP a dispositivi
• Configurare gateway
• Verificare con ping e traceroute
• Interpretare una tabella di routing

Competenze trasversali.

• Lavoro cooperativo
• Problem solving tecnico
• Lettura di una traccia progettuale
• Produzione di documentazione tecnica

Prerequisiti minimi indispensabili.

Se la commissione ti chiedesse:

“Qual è il prerequisito chiave senza il quale la lezione non sarebbe efficace?”

La risposta è:

Padronanza del subnetting IPv4 e comprensione del routing tra reti diverse. Senza questa competenza non è possibile progettare VLAN e pianificare l’indirizzamento IP.

Collocazione coerente nel curricolo.

I prerequisiti si acquisiscono generalmente:

• Terzo anno → fondamenti reti
• Quarto anno → subnetting e routing
• Quinta (inizio anno) → VLAN e servizi

La lezione quindi si inserisce dopo il consolidamento di questi contenuti.

Una possibile introduzione alla prova orale potrebbe essere: “La lezione richiede come prerequisiti la conoscenza del modello TCP/IP, del subnetting IPv4, delle VLAN e delle funzioni di switch e router. Sul piano operativo, gli studenti devono saper configurare indirizzi IP e verificare la connettività in ambiente simulato.”