meta data for this page

Jyrki Eurénin kurssisivu

VALMIS

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Kurssin aluksi opiskelijat kirjaavat näkemyksensä tietoliikenteestä tähän kohtaan omaa oppimispäiväkirjaansa. Näkemys sinällään ei tarvitse olla pitkä selostus max 10 riviä tekstiä ja max 10 avainsanaa.

Ennakkotehtävä 1. Ensimmäisenä tuli mieleen, että tietoliikenne on kommunikoinnin ja viestinnän mahdollistaja. Tavalliselle tietotekniikan hyödyntäjälle tietoliikenne ei näy suoranaisesti tai se ei ensimmäisenä tule mieleen. Se kuitenkin on koko ajan läsnäå mobiililaitteissa, langattomassa tiedonsiirrossa ja internetin saatavuudessa. Usein tietoliikenteestä tulee mieleen kaapelointi, tiedon siirtonopeudet ja reitittimet sekä arkkitehtuuri, joka tulee aina esiin ratkaisuiden suunnittelussa, myynnissä ja käyttöönotossa. AVAINSANAT: protokollat, verkot, nopeudet, kapasiteetti, arkkitehtuuri, tietoturva, digitv, langaton tiedonsiirto, osi-malli, käytettävyys

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, … Kerrosmallit ja -arkkitehtuurit. OSI-malli on takavuosilta nimeltä ja osin rakenteeltaan tuttu. nyt uutena Stallingsin malli. Miksi kerrokset? -jotta voidaan rakentaa systeemejä siten, ettei aina rakenneta alusta loppuun. Erillaisia kerroksia on myös kansainvälisissä verkoissa ja palveluissa. Erillaiset käyttäjien tarpeet pyritään jakamaan osiin ja muodostamaan osista kokonaisuus. Laitteissa toimii vain ne osat joita kulloinkin tarvitaan.

Protokollat ja niiden toiminnnallisuus, arkkitehtuuri ja tehtävä kerrosmallissa. Keskeisimpä protokollana TCP-ip

Kommunikointimalli, on teoreettinen malli, joka tiedonsiirtoa laitteiden väillä, tarvittavat laitteet, toiminnot niissä, siirrettävän tiedon muoto ja etenenminen. Sen tehtäväna on kuvata informaation välitystä kahden osapuolen välillä.

Eri tietoliikenne verkkoja käsiteltiin ja niiden jaottelua ja mielenkiintoista oli mm. seuraavan sukupolven verkkoratkaisuja ja rakenteita, Näihin liittyen miten käyttäjä ja eri verkot yhdistetään ja mistä tekniikoista puhutaan näiden väillä. Samoin kommunikointimuodot, kuten kiinteä, nomadi ja siirtyvä.

Oli puhetta myös trendeistä nyt ja aikaisemmin sekä niiden taustoista ja merkityksestä

Tiedonsiirron näkökulmasta nousi esiin, että etäisyys vaikuttaa signaalin vahvuuteen ja mitä lähempänä verkko sitä nopempi se on. Tällä on merkityksensä tietoliikenneratkaisuja suunniteltaessa, komponenttien valinnassa, hinnoittelussa ja toteutuksen määrityksessä.

Luentopäivä 2: Olen läpi käynyt toisen luentopäivän luentomateriaalit ja yrittänyt luoda niiden pohjalta ymmärrystä läpikäytyihin asioihin sekä aiheisiin. Esimmäinen läpikäyty materiaali käsittelee stardardeja ja niiden merkitystä tietoliikenteessä. Samoin niiden merkitystä yhteensopivuuden ja laitevalmistajien osalta. Uutta tässä on tietoliikenteen ja internetin standardit sekä niihin standardointiprosessit.

Toinen osio käsitteli teidonsiirron terminologioita ja tekniikoita. Oli mielenkiintoista tutustua eri tekniikoihin eli Audioon (ääni), analogiseen ja ditaaliseen siirtoon sigannaleeihin sekä etuhin, hyötyhin ja käyttöaluisiin. Melu (noise) osio oli alue, johon ja siihen liittyviin artikkeleihin ei ole kovin usein tullut törmättyä.

Kolmantena oli protokollien toiminnot. Aikaisemmin on tullut käsiteltyä protokollia lähinnä käyttöyhteyksien kautta. Tässä saa kuvan protollien merkityksestä, roolista, osoitteistosta ja koostumuksesta.

Viimeinen luentomateriaali käsitteli siirtoteiden pääpiirteitä, ominaisuuksia ja sovelluskohteita. Siinä läpi käytiin myös molempien siirtotie katekorioiden (johtimelliset ja johtimettomat)merkitys ja eri tyypit. Mielenkiintoista olisi ollut olla kuuntelemassa johtimettomien siirtoteiden toiminnallisuuksia, tekniikkaa ja käyttöönliittyviä ominaisuuksia.

Luentopäivä 3: Luentopäivä aloitettiin Siirtotieden käsittelyllä, jossa käytiin eri siirtotie katekoriat eli johtimelliset ja johtimettomat. Samoin keskityttiin fyysisiin ominaisuuksiin, sovelluskohteet ja pääpiirteet siirron kannalta.

Häiriöitä vaikea välttää, joskin vaikuttavat eri siirtoteihin eri tavalla ja yleisesti ne vaikuttavat nopeuteen. Näitä haittoja ja häiriötekijöitä on erilaisia kuten rakennukset, autot ja mikroaallot esim 22Mhz taajuudella toimivat mikroaaltouunit saavat aiheuttaa häiriötä.

Merkittävänä kuvana käsiteltiin “Electromagnetic Spectrum”, jossa nähdään eri millä taajuuksilla ja aallonpituulsilla eri tekniikat toimivat. Matkapuhelimet menevät korkeammilla taajuuksilla, siinä jokainen vali on 10 kertainen (Logaritmi). Huomioitavaan, että pienillä aallonpituuksilla tulee radioaktiiviset esteet eteen, joka on tietenkin vaarallista.

Seuraavaksi siirryttiin Datan ja tietokoneiden väliseen kommunikaatioon, jossa keskityttiin signaalien (digitaalinen ja analoginen) koodaustekniikoihin. Digitaalinen signaali on jännitepulssi ja jokainen pulssi on signaalielementti sisältäen binääridataa. Tekniikoita ja kuvauksia data analogisen datan muuttamisesta digitaaliseksi ja päinvastoin selviteltiin. Signaalien tulkkaus pitää tietää bittien ajoitus ja mistä ne alkaa ja mihin loppuu. Tulkkaukseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm häiriöt ja kohinat, datan määrä ja kaistanleveys. Koodauksen kaavoja (schemes)ja elmenttejä kellotus, häiriön tunnistus, signaalien kirjo ja häiriöitä sekä melun vaikuttamattomuus.

Digitaalisen tiedon siirron tekniikoissa oli käsittelyssa synkroninen ja ansykroninen tiedonsiirto. Asynkronisessa tiedonsiirrossa lisätään dataan ohjaustietoa, joka vie osan siirtokapasiteetista. Tässä tieto siirretään bitti kerraallan (5-8).Synkronisessa tiedonsiirrossa puolestaan nopeus saadaan tahdistussignaalista ja siirtokapasiteetti voidaan käyttää hyväksi lähes täysin. Tässä Datablokki siirretään ilman alku- ja lopputunnistetta. Nopeampi kuin asynkroninen. Tiedon siirron virheet pyritään korjaamann pariteetillä: Jokaisen merkin perään listän pariteettibitti Point-to-Point Protocol (PPP) on protokolla jota yleisesti käytetään muodostamaan suora yhteys verkkolaitteiden välillä. Sen ensisijainen käyttökohde on ollut puhelinverkko- ja modeemiyhteydet, mutta sitä käytetään myös laajakaistayhteyksissä (esimerkiksi PPP over Ethernet).

Data Link Control Protocol- oli viimeisenä käsittelyssä

Luentopäivä 4:

Olen käynyt Nopassa olevia 4. luentopäivän materiaaleja näin, itse en päässyt paikalle. Näitä lukiessa täytyy todeta, että vaikea on päästä aiheesee ja aineistohin kiinni, kun ei ole ollut läsnä luennolla. Kuitenkin luentomateriaalien mukaan ensin on läpi käyty kanavointia eli Multispeksinkiä. Usein kahden järjestelmän välinen kommunikointi ei vie koko siirtojärjestelmän kapasiteettia ⇒ Siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman järjestelmän kesken. Kanavointi voidaan jakaa seuraaviin luokkiin:

  • Taajuusjakokanavointi FDMA (Frequency Division Multiple Access)
  • Aikajakokanavointi TDMA (Time Division Multiple Access)
  • Aallonpituusjakokanavointi (WDMA, Wawelength Division Multiple Access)
  • Koodijakokanavointi CDMA (Code Division Multiple Access)

Haasteita kanavointitekniikoissa:

  • FDMA:ssa on 2 yleistä ongelmaa

– kanavien ylikuuluminen, mikäli kantoaaltojen taajuudet liian lähellä toisiaan – pitkillä matkoilla signaalia vahvistettaessa toisen kanavan vahvistus voi luoda taajuuskomponentteja myös toisiin kanaviin • synkr. TDMA soveltuu huonosti tietokonekäyttöön (epäsäännölliset lähetykset)

Seuraavassa luentomateriaalisarjassa on keskitytty piiri- ja pakettikytkentäisiin verkkoihin sekä näiden tekniikoihin ja kytkentätapoihin.

Kolmannessa luentomateriaalissa on läpi käyty eri reititysstrategioita.

  • Reititysstrategia - tulviminen - paketti lähetetään jokaiselle naapurille - jokainen mahdollinen reitti kokeillaan
  • Reititysstrategia - satunnainen - solmu valitsee yhden lähtevän reitin saapuvan paketin uudelleen lähettämiseen- tässä vähemmän kuormaa edellisessa - verkostotietoa ei tarvita
  • Reititysstrategia - Mukautuva reititys - reitityspäätöstä muutetaan verkon muutosten johdosta, joita voi olla vika tai ruuhka

Reitysstrategia osin loppupuolella tutkitaan eri logaritmeja aihe-alueelle.

Luentopäivä 5:

Viimeiselle luentopäivälle en ehtinyt ihan heti aamusta, mutta päivän keskeisimpinä aiheina olivat matkapuhelinverkot, lähiverkot, Internetworking ja tietoturva.

Ensimmäisessä osiossa tutustuttiin matkapuhelinverkkoihin, niiden perusteisiin ja tekniikoihin. Matkapuhelinverkot koostuvat soluista ja solukoista. Tietyn alueen kuuluvuutta katettaessa pitää alue jakaa osiin eli soluihin Näillä on kaikilla oma antenni ja omat taajuusalueet, tällä mm. estetään puheiden päällekkäisyys (crosstalk) ja häiriöt. Toimintaa ohjaa tukiasema (base station), joka sisältää vastaanottajan, lähettäjän ja kontrolliyksikön. Verkkojen suunnittelu lähtökohtana on kapasiteetin hallinta eli tavoitteena on saada paljon taajuuksia käyttöön, joka mahdollistaisi ihmisten puhumisen samanaikaisesti. Matkapuhelinverkko on rakenteeltaan heksagoni. Kapasiteettia saadaan lisää helpohkosti lisäämällä taajuuksia eli kanavia tai lainaamalla taajuuksia. Kanavat jakautuvat liikennekanaviin ja kontrollikanaviin. Matkaviestinverkko on rakennettu tukemaan siirtymistä tukiasemalta toiselle tai tukiaseman sisällä taajuudelta toiselle (handover).

Lähiverkkojen osalta käytiin läpi niiden taustaa ja kehitys vuosien varrella sekä käyttöä tekniikoineen arkkitehtuureineen. Lähiverkkojen elementtejä ovat mm. topologia, siirtotiet, MAC-protokolla. Verkkotopologioita on erilaisia ja niiden valintaa sekä määritykseen vaikuttaa luotettavuus, laajennettavuus ja suorituskyky. LAN:ien arkkitehtuuri määritellään normaalisti kerrosmallin mukaisesti, kattaen 2 OSI:n kerrosta (Fyysinen kerros ja Linkkikerros). Dynaamisista tekniikoista tarkastelun alla oli Aloha.

Seuraavan käsittelyssä oli minulle uusi termi tai se ei sellaisenaan ole tullut vastaan eli Internetworking. Tämä on verkkojen välistä yhteistyötä, jossa IP-protokollan tehtävä on saada verkkojen välinen yhteistyö toimimaan. Mukana myös paketti Luennoilla aikaisemmin käsiteltyjen asioiden yhdistämiseksi eli verkon eri komponenttien käsittely ja kerrosmallin eri osien yhteistyö Tietoturvasta oli viimeisenä aiheena, jossa pääpaino vain pääperiaatteiden ymmärtämisessä. Uhkia liittyy siirtoon, sovelluksiin, rautoihin ja palveluihin. Tietoturvan tavoitteena on tiedon luottamuksellisuuden (data, yksityisyys), eheyden (data, järjestelmät) ja saatavuuden turvaaminen. Hyökkäykset voivat olla passiivisia tai aktiivisia.

Tutustuttiin erilaisiin tekijäryhmiin kuten hakkerit, rikolliset ja sisäpiiriläiset ja näihin uhkiin liittyviin menetelmiin mm. haittaohjelmat, virukset ja madot. Tämä oli mielenkiintoinen ja käytännönläheinen osio. Nämähän puhuttavat niin lehdissä kuin kahvipöydissä.

Luennon loppuvaiheessa läpi käytiin tenttiin valmistautumista. Ensimmäisen hahmotettiin tietoliikenteen “isoa kuvaa” ja pyrittiin havainnollistamaan miten kaikki luennoilla käsitellyt asiat ja tekniikat liittyy kokonaisuuteen sekä toisiinsa. Samalla käytiin läpi termejä ja osa-alueita, joita tenttiin mahdollisesti tulee. Tästä tuli hyvät eväät valmistautumiselle.;-)

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista. Tämän kuvan olisi hyvä herättää ajatuksia ja kysymyksiä siitä kuinka kaikki toimiikaan. Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää. Kurssin edetessä tätä kuvaa laajennetaan sitä mukaan kun uusia osia malliin ilmenee ja lopulta saamme alussa asetettuihin kysymyksiin vastaukset.

Miten

Mitä ero on eri mobiiliteknologioilla (3g, 4g)?

Miten palomuurit saadaan toimimaan?

Miten varmistetaan uusien palveluiden toimivuus syrjä seuduilla?

kotitehtaevae1_jyrki_euren_0382938.pptx

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Selvittäkää 3 eri protokollaa joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi/määritelmä ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan

Omassa ympäristösssä on mm. käytössä seuraavat protokollat:

- SMTP protokolla, jolla sähköpostiviestiä työnnetään vastaanottajan palvelinta kohti

  1. Määritelmä osoitteesta: http://fi.wikipedia.org/wiki/SNMP ja standardinkuvaus: http://tools.ietf.org/html/rfc3411

- HTTP (Hypertext Transfer Protocol)protokolla, jota selaimet ja WWW-palvelimet käyttävät tiedonsiirtoon.

  1. Määritelmä mm. http://fi.wikipedia.org/wiki/HTTP ja standardi (HTTP 1.0): http://tools.ietf.org/html/rfc1945

- TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), siinä periaatteessa yhdistyy kahden eritason protokollat.

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus:

Kolmannessa kotitehtävässä tarkastallaan laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä ja tiedon koodausta. Eli jälleen käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan

kotitehtaevae_3_jex.pdf

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: Tarkastallaan siirtotien/verkon hyödyntämiseen ja tehokkuuteen liittyviä asioita. Riippuen kunkin tarkastelemista laitteista/sovelluksista/teknologioista pohtikaa hieman kuinka valituissa lähestymistavoissa siirtotien/siirtoverkon tehokas käyttö on huomioitu. Onko kyse kanavoinnista vaiko verkkotekniikoista joilla tehokkuus ja yhtäaikainen käyttö saadaan aikaiseksi.

kotitehtaevae_4_jex.pdf

Kotitehtävä 5

Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen (oma valinta) toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen. Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

kotitehtaevae_5x.pdf

Ajankäytön arviointi

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 8h
    • Kotitehtävien tekoa 6h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 1h
    • Kotitehtävien tekoa 3h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 8 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen
    • Kotitehtävien tekoa 4h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 0h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 1h
    • Kotitehtävien tekoa 2h
  • Luentoviikko 5
    • Lähiopetus 5h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 1h
    • Kotitehtävien tekoa 5h
    • Tenttiin valmistautuminen 14h

Pääsivulle