meta data for this page
  •  

Minna Hämäläisen kurssisivu

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkotehtävä 1.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne tuo mieleen tiedon siirtymisen ja siihen liittyvän tekniikan ja käytännöt. Ennestään tunnistan joukon aiheeseen liittyviä KKL :ä (=kolmen kirjaimen lyhenteitä, kiitos Mikko) joista en kuitenkaan ymmärrä sen enempää. OSI, TCI/IP ja Ambient Intelligence pyörivät päällimmäisenä mielessä keväisistä harjoitustöistä johtuen. Olen vieläkin ihan liekeissä jokapaikan tietotekniikan tulevaisuuden visioista ja leikittelen ajatuksilla, mitä hyötyä RFID-tageista voisi olla. Kuten vaikka tuotteen elinkaaren/läpinäkyvyyden seurannassa…tai hurjimmillaan ihmiseen liitettävillä mikrosiruilla tapahtuva yksilönvalvonta, tieteiselokuvissahan se on ihan arkipäivää. Omat odotukseni tälle kurssille on, että lyhenteiden ja käsitteiden sekamelska järjestyy ja pystyn muodostamaan tietoliikenteestä järjellisen kokonaiskuvan irrallisten termien sijaan.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Kun etukäteen tutustuin luentokalvoihin, ne näyttivät jälleen sisältävän käsittämättömiä kirjainlyhenteitä. Yllättävää olikin että luennoitsijan broadcastina lähettämä tietotekninen jargon oli käytännönläheisesti esitettyä, ymmärrettävää ja viihdyttävää!=) Tietoliikennettä voi tarkastella eri näkökulmista: käyttäjän, laitteiston, teknologian tai ympäristön. Tietoliikenne on kehittynyt viime aikoina niin hurjaa vauhtia, että käyttäjänäkökulma saattaa välillä jäädä puutteelliseksi insinöörien noppaillessa teknisillä ominaisuuksilla.

Kommunikointimalli on teoreettinen malli, joka kuvaa informaation välitystä kahden osapuolen välillä. Tarvitaan ainakin lähettäjä, siirtotie ja vastaanottaja. Lisäksi voidaan tarvita lähetinlaite, joka muuttaa datan signaaliksi ja vastaavasti vastaanottajan päässä laite, joka vastaanottaa signaalin. Järjestelmät kommunikoivat luomalla signaaleita liitynnän kautta siirtotielle. Mikään siirtotie ei ole täysin luotettava / häiriötön. Osoitteet identifioivat vastaanottajan ja reititintä tarvitaan datan ohjaamiseksi oikealle vastaanottajalle. Lisäksi data tulee suojata kolmannen osapuolen hyökkäyksiltä.

Yksinkertaisimmillaan tiedonsiirto on kahden toisiinsa kytketyn laitteen välistä kommunikointia (kännykkä-bluetooth), mutta tämä ei ole kannattavaa jos laitteet ovat kaukana toisistaan tai laitteita on paljon. Ratkaisuna on kommunikointiverkon käyttö (WAN, MAN, PAN, LAN). Eri verkoissa on erilaiset tekniikat, kuten piiri,- paketti- tai solukytkentä.

Kommunikointi eri järjestelmien välillä onnistuu, kun lähteen ja kohteen tehtävät jaetaan osakokonaisuuksiin. Tämä jako tarkoittaa kerrosarkkitehtuuria. Kommunikointi toisten järjestelmien kanssa tapahtuu aina kerrosmallin alimman kerroksen kautta. Tunnetuimpia kerrosmalleja on OSI(7 kerrosta) ja TCP/IP (5 kerrosta). Jokainen kerros toteuttaa omaa tehtäväänsä keskustelemalla vastinparinsa kanssa vrt. johtaja keskustelee vastapuolen johtajan kanssa. Keskustelu tapahtuu kyseisen kerroksen protokollaa käyttämällä; protokolla on eräänlainen tapa toimia.

Valitettavasti jouduin välillä käymään muillakin luennoilla, joten jotain olennaista jostakin välistä saattoi jäädä kuulematta. Seuraavat käsitteet tulisi tämän kurssin aikana oppia:

  1. WLAN = wireless local area network, langaton verkko
  2. data
  3. reititin = verkon laite joka ohjaa sanomat (paketit) oikeisiin IP-osoitteisiin (TCP/IP)
  4. palvelin
  5. NFC/RFID (älysiru, joka kommunikoi vastalaitteen kanssa)
  6. RPC = remote procedure call(esim sähköpostiohjelman ja clientin(omassa koneessa)) välinen protokolla (?)
  7. ACK
  8. EDIFACT (XML, EXML)
  9. ARP
  10. email
  11. VOIP
  12. saatavuus

Lisää käsiteltyjä termejä:

  • BAN = body area network
  • PAN = personal area network
  • MAN = metropolitan area network; kaupunkiverkko, joka koostuu yhdestä tai useammasta paikallisverkosta (LAN), jotka on kytketty toisiinsa jonkin tyyppisellä suoralla yhteydellä

Luentopäivä 2:

Toisen luentopäivän aluksi perehdyimme tarkemmin OSIIN ja sen seitsemään kerrokseen. Kyseinen kerrosmalli aiheutti harmaita hiuksia keväisissä harjoitustöissä, joiden jälkeenkään en ymmärtänyt koko mallista juuri mitään. Luennoilla malli avautui ihan uudella tavalla ja tuntui jopa loogiselta ymmärtää. Myös TCP/IP kerrosmallia tutkailtiin. Tähän liittyen olen kirjannut muistiinpanoihini, että IPv6:een siirtymisen johdosta uudet 128 bittiset IP-osoitteet tulevat riittämään maailman tappiin asti nykyisten loppumassa olevien, 32 bittisten sijaan. Ainakaan sitä varten ei tarvitse protokollaa vaihtaa. Vaikka meidän erikoistarkastelussa onkin vain nämä kaksi kerrosmallia, muitakin on olemassa, kuten esimerkiksi SNA. Itseasiassa SNA- mallia on hyödynnetty OSI- mallin suunnittelussa. http://www-ti.informatik.uni-tuebingen.de/os390/communic/sna/sna03.pdf

Kerrosmallin perustoimintaperiaate on jakaa tehtävät osakokonaisuuksiin, jokainen kerros hoitaa omia tehtäviään, ottaa palveluja alemmilta kerroksilta ja lähettää tehtävät edelleen ylemmille kerroksille → protokollat toteuttavat käytännössä nämä osatehtävät. Protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. Protokollien tehtäviä ovat mm segmentointi, paketointi, yhteyden hallinta, oikeassa järjestyksessä toimitus, vuonvalvonta, virheiden havainnointi, kanavointi ja kuljetuspalvelut.

Kahvitauon jälkeen päästiin pistareiden makuun, jossa kysyttiin kerrosmalleista ja protokollista. Kolmas tehtävä oli edellisiä kohtia soveltava, jossa piti muistaa piirtää reititin kerrosmallien väliin, jotta saatiin japani ja saksa käännetyksi. Olisi kyllä mielenkiintoista tietää, miten pistarit menivät, ei ihan nappisuoritukselta omalta osaltani ainakaan tuntunut…

Standardointi takaa laitteiden yhteensopivuuden nyt ja tulevaisuudessa. Se mahdollistaa massatuotannon ja laskee kuluttajan päässä markkinahintoja.Miinuksena taas hidas standardointiprosessi näin nopeasti muuttuvalla alalla saattaa olla jopa esteenä tekniikan kehittymiselle. Esimerkkinä aikoinaan VHS:n ja Betan välinen kilpailu standardista päättyi VHS:n voittoon. Internetin standardointiorganisaation kattojärjestönä toimii ISOC (Internet Society). Järjestön ydin on IETF (The Internet Engineering Task Force)joka vastaa RFC:sta ja internetin standardoinnista. RFC:t ovat joukko asiakirjoja, jotka kuvaavat Internetin erilaisia käytäntöjä ja protokollia.

Stallingsin kalvosetti siirtoteistä ja signaaleista meni yli ja ohitse lujaa. Mutta jos jotain jäi mieleen, niin se että etäisyys, tiedonsiirtonopeus, signaalin esitys ja kaistan leveys riippuvat toisistaan. Kun etäisyys kasvaa, niin datan siirto hidastuu ellei kaistan leveyttä lisätä. (kaistanleveys=millaisen taajuusalueen signaali käyttää). Tutustuttiin analogisiin ja digitaalisiin signaaleihin. Analoginen signaali voi saada minka tahansa arvon ja se vaihtelee pehmeästi ajan mukaan. Digitaalisella signaalilla on kaksi arvoa, jotka se voi saada. Se pyrkii pitämään tietyn tason kunnes vaihtaa toiselle tasolle. Digitaalisissa signaaleissa ongelmana on bittien rajojen hämärtyminen ja ne vaativat laajemman kaistanleveyden. Lisäksi käytiin läpi häiriötekijöitä jotka haittaavat signaalin siirtymistä, kuten fyysiset esteet, vaimeneminen, vääristymä, erityyppiset kohinat ja viivevääristymä.

Luentopäivä 3:

Lähtökohdat kolmannen päivän luennoille ei olleet ihan optimaaliset: illan tentin johdosta mielessä pyörivät yliviritetyn karusellin lailla khiin neliö, normaalijakauman tiheysfunktio, kontingenssikerroin, Pearsonin sun muut korrelaatiotestit ja orastava migreeni :-\ kiristi ohimoita. Lisäksi samaan aikaan toisaalla menevät tietojohtamisen luennot pakottivat priorisoimaan jälleen tietoliikennetekniikan hyväksi.

Puoli päivää jaksoin keskittyä käymään läpi siirtoteiden perusteita. Johtimellisessa siirtotiessä signaalia nimensä mukaisesti johdetaan fyysistä reittiä pitkin ja johtimettomassa tieto siirtyy langattomasti. Johtimellisia ovat pari- ja koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto. Johtimettomia ovat mikroaalto-, satelliitti- ja infrapunalinkit sekä radiotiet. Tiedonsiirron laatuun vaikuttaa sekä siirtotien että signaalin ominaisuudet, mm kaistanleveys, häiriöt siirrossa sekä vastaanottajien määrä. Johtimellisessa siirrossa siirtotiellä on suurempi vaikutus ja johtimettomassa signaalin kaistanleveys ja antennin ominaisuudet ovat siirtotietä tärkeämpiä. Kuten vaikka suuntaavuus. Esimerkkinä lautasantenni katolla, jos signaali tulee takaapäin antenniin, sitä ei niin herkästi saavuteta, kuin jos signaali osuisi parhaimpaan herkkyyskohtaan. Aika loogista ja käytännöstä tuttua.

Johtimellisissa siirtoteissä voidaan välittää sekä digitaalisia että analogisia signaaleita ja pitkillä siirtoteillä signaalia pitää vahvistaa. Analogisilla signaaleilla käytetään vahvistimia ja diditaalisilla toistimia (toistetaan dataa, eli käytännössä bittejä). Mielenkiintoinen pointti, että Imatran kaupungilla on käytössään optinen kuituverkko. Optinen kuitu voidaan jaotella vielä monimuoto- ja yksimuotokuituihin. Yksimuotokuitu on tehokkain mutta kallein siirtotapa. Monimuotokuituja käytetään alemmilla aallonpituuksilla ja yleensä lähiverkoissa. Sähköjohdosta riittänee se tieto, että data siirretään sähkön kanssa samassa verkossa ja että sähköverkossa on paljon kohinaa, heijastuksia ja sähkövirtapiikkejä jotka häiritsevät datasignaalia.

Johtimettomissa siirtoteissä signaali etenee ilmassa tai muussa väliaineessa antennien välityksellä suunnatusti tai suuntaamattomasti. Suunnatussa antennien on oltava toisiaan kohden kun taas suuntaamattomassa aallot etenevät kaikkiin suuntiin. Etenemismekanismit: näköyhteysreittiä pitkin, ilmakehän heterogeenisuuksista tapahtuvan sironnan avulla, ionosfäärin kautta tai maanpinta-aaltoina. Siinä vaiheessa kun alettiin laskemaan mikroaaltojen vapaan tilan vaimenemislogaritmejä, kauhistuin ettei vaan tentti ollut jo alkanut. Toivottavasti sitä logaritmilaskua ei kysytä tämän kurssin tentissä, eikä muitakaan laskuja. Edes kaikki kauppatieteilijät ei tykkää numeroista, paitsi tietty tuloksessa ja taseessa.

Erilaisia aallonpituuksia käytiin läpi ja todettiin, että korkeammilla taajuuksilla kuuluvuus on parempi, siksi kännyköissäkin siirrytään koko ajan suurempiin taajuuksiin. Tosin lähetystehoakin lisäämällä kantavuutta saadaan paremmaksi, monissa perheissä tätä kutsutaan huutamiseksi.:!:

Olen muuten aika varma, että skype yhteyteni pätkii fyysisten esteiden takia. Kannettavani käyttää 3G- verkkoa ja palveluntarjoajan mukaan internetyhteys on priimaa mittaustulosten mukaan. Koska skypen toimivuus vaihtelee eri huoneissa, olen päätynyt siihen että ulkoseinien paksuus, läpipääsemätön materiaali sekä naapureiden sijoittuminen aiheuttavat välillä signaalin saavuttamattomuutta perusvaimenemisen ja fyysisten esteiden takia. Ja ehkä pihalla saattaa samaan aikaan olla vaikka roska-auto. Eli monen tekijän summa.

Kahvitauon jälkeen keskittymiskyky sitten lähti lapasesta. Ihan täydellä tykityksellä käytiin nimittäin amplitudeja ja signaalien modulaatiota läpi. Ei mitään havaintoa. Kalvoista jälkikäteen lukemalla olen ymmärtänyt, että käsittelimme datan muuntamista digitaalisesta datasta digitaaliseksi tai analogiseksi signaaliksi t ai analogisen datan muuttamista digitaaliseksi tai analogiseksi signaaliksi. ASK, BFSK, BPSK, QPSK , NRZ-L jne on näitä modulaatiotekniikoita, joilla tietoa muutetaan. Tämä aihe vaatii vielä parempaa perehtymistä. Kyllä kerrosmalli on ihan perushuttua tähän verrattuna. Nyt oikein naurattaa miten se on aiemmin voinut niin vaikealta tuntuakin. Päivä päättyi osaksi jo aiemmin käsiteltyyn aiheeseen datapätkien virheiden havainnoimisesta ja –korjauksesta. Virheitä voi aiheutua yksittäisille biteille tai kokonaisille datapätkille, useimmiten koko datajono on lähetettävä uudelleen.

Luentopäivä 4:

Neljännellä luentokerralla käsiteltiin kanavointia, piiri- ja pakettikytkentäisiä verkkoja, reititystä ja verkon ruuhkautumista. Kanavointi, eli multipleksointi tarkoittaa sitä, että siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman siirrettävän signaalin kesken eli yksi linja voidaan jakaa useammaksi kanavaksi jolloin koko kapasiteetti saadaan tehokkaasti käytettyä. Multipleksauksen hyötynä on kustannustehokkuus ja sitä paitsi yksittäiset sovellukset tarvitsevat usein vain osan siirtojärjestelmän kaistasta, joten mukaan mahtuu. Eri kanavointimenetelmät ovat:

  • FDMA (Frequency Division Multiple Access) taajuusjakokanavoinnissa jokainen signaali keskittyy omalle kanavalle. Perustuu eri signaalien modulointiin eri taajuisille kantoaalloille, joten signaali on aina analoginen. Eri kanavien väliin jätetään riittävän suuri varmuusväli estämään kanavien väliset häiriöt. ADSL, analogiset radiokanavat ja TV-kanavat käyttävät taajuusjakokanavointia.
  • TDMA (Time Division Multiple Access) aikajakokanavointi perustuu signaalien viipalointiin joka voi tapahtua bitti, tavutasolla.tai suuremmissa yksiköissä. Siirretävä data on oltava digitaalisessa muodossa. Data muodostaa kehyksiä, jotka muodostuvat aikaviipaleista→ yhden lähteen aikaviipale=kanava. Vastaanottopäässä aikaviipaleet ohjataan oikealle vastaanottajalle. Jako synkroniseen (viipaleet varataan koko yhteyden ajaksi) tai asynkroniseen (aikaviipaleet vartaan tarpeen mukaan kullekin yhteydelle).
  • CDMA (Code Division Multiple Access) koodijakokanavointia käytetään johtimettomilla siirtoteillä. Käytetään koko taajuusalue sekä kaikki aikaviipaleet. Jako taajuushyppelyperustaiseen (FHSS) ja suorataajuusperustaiseen (DSSS).
  • WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) on koodijakokanavointi, jossa on sama kaistanleveys kaikille datanopeuksille, esim UMTS/3G- verkot käyttävät tätä.
  • WDM (Wavelength Division Multiplexing) aallonpituusjakokanavointi. Sama kuin FDMA, mutta käytetään optisissa yksimuotokuiduissa.

Seuraavaksi käsiteltiin piiri- ja pakettikytkentäisiä verkkoja. Kytkentäinen verkko koostuu toisiinsa kytketyistä solmuista jotka tarjoavat verkkoa käyttäville laitteille (asemille) tietoliikenneverkon palvelun ja siirtävät asemien dataa. Data siirretään solmusta solmuun ja vastaanottavan aseman liitäntäsolmu toimittaa datan perille. Teleliikenne käyttää piirikytkentää ja dataliikenne pakettikytkentää.

Piirikytkentäisessä verkossa edellytetään määriteltyä yhteyspolkua kahden aseman välillä. Viestinvälitys pitkin piirikytkentäistä verkkoa sisältää kolme vaihetta; yhteyden muodostus, datan siirto ja yhteyden lopetus. Yhteys on muodostettava ennen varsinaista datan siirtoa ja kanavan kapasiteetti on varattu yhteydelle koko yhteyden ajan, vaikka dataa ei kulkisikaan. Data siirretään vakionopeudella ja koska siirtotie on tavallaan kuin suora putki, viivettä ei synny. Signalointi voi tapahtua puheen kanssa samalla kanavalla joko kaistan sisäisesti tai kaistan ulkopuolella tai sitten täysin omalla kanavallaan.

Pakettikytkentäisissä verkoissa data pilkotaan pieniin paketteihin siirtoa varten. Paketin koko riippuu siirtoverkosta ja sisältää siirrettävän datan lisäksi osoitetiedot. Reitin solmuissa paketit varastoidaan vähäksi aikaa ja lähetetään seuraavalle solmulle, tästä aiheutuu viivästymistä. Solmujen tulee olla tietoisia koko verkon tilanteesta, eli mitä kautta paketit kannattaa kulloinkin siirtää. Pakettikytkentäinen verkko on tehokkaampi kuin piirikytkentäinen, koska linkit voidaan jakaa kaikilta asemilta tulevien pakettien kesken. Lisäksi paketeille voidaan määritellä prioriteetteja ja korkeamman prioriteetin paketit voivat saada etuajo-oikeuden.

Pakettikytkennässä on käytössä kaksi eri kytkentätapaa: tietosähke (datagrammi) ja virtuaalipiiri. Tietosähkeessä jokaiselle paketille tehdään itsenäinen reitityspäätös solmuissa ja paketit lähetetään ilman viittausta muihin jo lähetettyihin paketteihin. Vastaanottopäähän ne saapuvat mielivaltaisessa järjestyksessä, jolloin vastaanottoasema järjestelee ne oikeaan järjestykseen mm pakettien järjestysnumeroiden avulla. Virtuaalipiirissä lähettävä asema lähettää pyyntöpaketin vastaanottajalle sopivimmasta reitistä, joka taas lähettää vastaanoton hyväksyntä paketin samaa reittiä takaisin. Sen jälkeen lähettäjä lähettää paketin vastaanottajalle vakioreittiä pitkin, jolloin reitityspäätöksiä solmuilla ei tarvita.

Virtuaalipiirissä paketit liikkuvat nopeammin ja varmasti alkuperäisessä järjestyksessä. Mutta toisaalta jonkun solmun ruuhkautuessa paketit asetetaan solmuissa odottamaan omaa vuoroaan ja viive saattaa tulla merkittäväksi. Datagrammi-lähetys taas mukautuu ruuhkatilanteisiin, kun reittiä voidaan muuttaa valitsemalla ruuhkaton solmu. Pakettien koossa kannattaa huomioida, että solmun täytyy vastaanottaa paketti kokonaisuudessaan, ennen kuin se voi lähettää sitä seuraavalle solmulle. Kannattaa suosia pieniä paketteja, mutta tietty määrä ohjausinformaatiota paketin täytyy sisältää.

Seuraavaksi käsiteltiin reititystä eli reitin valintaa solmulta toiselle. Reititysstrategioita ovat:

  • Kiinteät taulut, jossa luodaan kiinteä reititystaulu esim pienimmän kustannuksen perusteella. Etuna on yksinkertaisuus haittana taas joustavuuden puute.
  • Tulvamenetelmässä paketti lähetetään kaikille naapurisolmuille. Verkkoinfoa ei tarvita, mutta paketit saapuvat monena kopiona vastanottajalle ja liikennettä tulee paljon.
  • Satunnaisessa reitityksessä paketit lähetetään sattumanvaraisesti. Verkkoinfoa ei tarvita, mutta satunnainen reitti ei useinkaan ole paras mahdollinen vaihtoehto.
  • Mukautuva reititys on eniten käytössä oleva, ja siinä reitityspäätökset tehdään verkon tilanteen mukaan (ottaen huomioon esim ruuhkatilanteet). Tällöin verkkoinfoa siis tarvitaan ja reitityspäätökset ovat usein monimutkaisia.

Viimeisenä käsiteltiin vielä ruuhkanhallintaa, jolla pyritään estämään verkon ylikuormittuminen ennakoimalla ruuhkakohtia ja kiertämällä ne tarvittaessa. Joskus kuitenkin tulee tilanne, jolloin lähettäjälle joudutaan lähettämään viesti, että lisäpaketteja ei saa enää lähettää ja silloin mikään data ei mene perille. Tämä tuntui jotenkin tutulta, miten usein sitä tuleekaan laitettua tietokone jumiin kun ei jaksa odotella jonkun sivun latautumista.

Luennoilla tulee tiiviissä paketissa niin paljon uutta omaksuttavaa asiaa, että iltapäivisin tuppaa olemaan jo huppu himmeänä. Tai sitten perjantaipizza on liian raskasta lounasruokaa. Tällä kerralla tuli kuitenkin uusia nelikirjaimisia lyhenteitä entisten kolmikirjaimisten lisäksi, niin on ainakin vaihtelua lyhenteiden opetteluun. ;-) Nyt jään odottamaan että viimeinen luentokerta yhdistää kaikki tähän mennessä opiskellut asiat ja kokonaiskuva tietoliikenteestä on valmis.

Luentopäivä 5:

Viimeisenä luentopäivänä käytiin vielä roppakaupalla uutta asiaa kuten matkapuhelinverkon ja lähiverkon sekä langattoman verkon toimintaa. Lisäksi tietoturvan kalvosetti jäi kotiläksyksi.

Matkapuhelinverkot perustuvat solurakenteeseen. Jokaisella solulla on oma tukiasema ja oma taajuusalue. Mitä lähempänä tukiasemaa toimitaan, sitä nopeampiin yhteyksiin pystytään yltämään. Tällä hetkellä matkapuhelinverkossa on käytössä 3G- verkko, mutta ensi vuonna käyttöön otetaan suuremmissa kaupungeissa 4G. Kaupallinen näkökulma tätäkin valintaa ohjaa, sillä siellä missä on eniten käyttäjiä, tuodaan uusinta tekniikkaa.

Langattomista matkapuhelinverkoista puhuttaessa on kuitenkin hyvä muistaa, että vain viimeinen askel – tukiasemalta käyttäjälle - on langaton. Taustalla on kuitenkin kiinteä verkko, jota langaton verkko käyttää. Tukiaseman toiminta on hyvin monimutkainen juttu, se kuuntelee eri mittausasemia ja tarkkailee verkon tilaa yhteyspyynnön tullessa. Signaalin täytyy olla tarpeeksi vahva tai muuten tukiasema ei pysty ylläpitämään puhelua ja puhelu tippuu. Myös erilaiset signaalin häipymät vaikuttavat signaalin vahvuuteen; kun signaali seuraa maaston muotoja, vaihtelut voivat olla äkkinäisiäkin.

Viime vuosina suurinopeuksiset lähiverkot eli LAN:it ovat kehittyneet nopeasti. LAN:ien käyttökohteena on yleisimmin PC-LAN, joka yhdistää PC-koneet ja tulostimen. Jos tarvitaan suurien tietomäärien siirtoa pienellä alueella, niin myös suurten järjestelmien osat voidaan kytkeä toisiinsa langattomasti taustaverkon muodossa. Lisäksi on vielä nopeat toimistoverkot ja runkoverkko-LAN, joka yhdistää useiden rakennusten tai osastojen LAN:it toisiinsa. LAN:in perusrakenteet ovat: väylä, puu, rengas ja tähti.

Lähiverkkojen siirtoteinä on koksiaali- ja parikaapeli, optinen kuitu sekä radiotie. LAN:in arkkitehtuuri kattaa OSI:n fyysisen- ja linkkikerroksen. Fyysisellä kerroksella tapahtuu signaalien koodaus ja purku, synkronointi sekä bittien siirto. Linkkikerroksessa tapahtuu vuon valvonta, virheenkorjaus, sekä datan kokoaminen ja kehysten purkaminen. Linkkikerros toimii yhtenäisenä rajapintana erilaisille verkoille. Käytännössä LAN aina yhdistetään johonkin toiseen verkkoon, esim WAN tai toinen LAN. Ne voidaan yhdistää joko siltaamalla tai reitittämällä. Nopeiden LANien teknologia on CSMA/CD eli aikaviipaloitu ALOHA, josta minulle tulee mieleen vain ja ainoastaan Hawaiji…

Tietoturvaosiosta sellainen tiivistys, että 3 tärkeintä pointtia ovat turvata tiedon:

  • luottamuksellisuus: tieto on vain niiden saatavilla, joiden saatavilla se kuuluukin olla ja että asianosainen henkilö itse voi päättää mitä häntä koskevaa tietoa kerätään, jaetaan ja mihin niitä varastoidaan saati kuka niihin pääsee käsiksi
  • saatavuus: tieto on niiden henkilöiden saatavilla, joiden saatavilla se kuuluu ollakin eikä häiriöitä systeemiin, tietoon tai tiedon käsittelyyn ilmene
  • eheys: systeemi toimii kuten pitääkin, eikä ulkopuolinen taho pääse manipuloimaan tai tuhoamaan tietoa, tiedostojen ja tietojen muokkauksesta vastaa vain authorisoidut henkilöt.

Ja tähän loppuun vielä oman oppimisen reflektio:

Tietoliikenne koostuu tietoteknisistä laitteista ja niiden yhteyksistä tietoliikenneverkossa. Tähän tarvitaan erilaisia siirtoteitä, sovelluksia, standardeja ja protokollia kerroksista nyt puhumattakaan. Ja tämä aihepiiri sisältää todellakin hankalia kolmikirjaimisia lyhenteitä. Niitä tuli koko kurssin ajan lisää juuri kun oli ehtinyt opetella edellisen luentokerran pari sataa viimeisintä. AmI on edelleen tämän aihealueen suosikkini ja Safeguards of ambient intelligence on mielenkiintoisin tietotekninen tieteellinen julkaisu, jonka ikinä olen lukenut.

Kun olen huvikseni lukenut muutamaa muutakin oppimispäiväkirjaa (jotka ovat olleet by the way loistavia) tuli mieleeni, että voisiko jatkossa tällä kurssilla saada lisäpisteitä toisten oppimispäiväkirjojen lukemisesta ja kommentoimisesta? Olisi niin tehnyt mieli kommentoida joitakin juttuja, mutta en uskaltanut hashien laskemisen pelossa sitä tehdä ;-).

Nyt kurssin jälkeen minua alkoi huolestuttamaan, että mitä tästä kurssista mahtaa jäädä käteen? Kuuluisalta tietoturvan perusteet –kurssilta mieleen ovat jääneet bittijonot, hashit, salaiset/julkiset avaimet ja muut vastaavat. Kaupallisen taustan omaavalle olisi ehkä hyödyllisempää ollut opetella kuinka kodin tietoliikenteeseen liittyvät laitteet saadaan toimimaan keskenään ilman kauheita johtokasoja ja kaukosäädin hässäkkää.. mutta ehkä sitä opetetaan tuossa viereisessä rakennuksessa. Täytyy selvittää olisiko siellä jotain ”käytännön tietoliikennetekniikkaa tumpeloille ”- kurssia. Tämän kurssin hauskin anti tähän mennessä on ollut se, että olen voinut erinäisissä seurueissa aloittaa säkenöiviä keskusteluja kerrosmalleista aina erilaisiin modulaatiotekniikoihin ja saanut miehet vähäksi aikaa hiljaisiksi (tämähän toimii vaan siinä tapauksessa, että tekniikan inssejä ei ole paikalla). Mutta toivottavasti tietoliikenteen asiat jäävät mieleeni muutenkin kuin kahvipöytäkeskusteluihin, omissa työtehtävissähän näitä en valitettavasti pääse hyödyntämään.

Nyt kun kaiken oppimani valossa mietin skypen pätkimistä, niin ehkäpä syy siihen onkin kaupallisempi. Skypehan on saanut noin 8 mrd rahaa siitä Microsoftilta, joten onko niillä enää intressiä kehittää tai edes ylläpitää ohjelmaa? Tai sitten asia liittyy puskurointiin ja 3G- verkon signaalin voimakkuuden suureen vaihteluun. Entä jos skype ei pysty ennakoimaan puheensiirrossa tulevia viiveitä ja pätkäisee mieluummin koko puhelun kuin lähettää hidastettua mongerruskieltä?

Kaiken kaikkiaan luentopäivät olivat pitkiä, tiiviitä ja asiaa täynnä, mutta samalla antoisia ja sujuivat leppoisissa tunnelmissa ja hyvässä seurassa ^_^ . Aika hassua sinänsä, että tämä tietoliikennetekniikan peruskurssi oli opintojeni viimeinen tietotekninen kurssi. Pylly edellä puuhun, mutta menihän se näinkin päin. Toiveissaan kannattaa olla varovainen, koska ne voivat toteutua… siksi toivonkin tenttiin vain helppoja ja laajoja kysymyksiä, (mielellään niitä, joita itse olen ehdottanut.. )Hyvät arvosanat tuntuu aina mukavemmilta kuin bittijonoa noudattelevat. Tenttiä kohti siis.

Kotitehtävä 1

Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista. Valitse selkeästi erillisiä laitteita tyyliin tietokone, puhelin, sykemittari, gps, televisio, … ja erilaisista palveluista tyyliin urho-tv, facebook, …. Ajatuksena on, että tässä vaiheessa luodaan kuva tietoliikennetarpeista ja sovelluksista ilman, että vielä pohditaan alla olevia teknologioita. 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.

kotitehtaevae_1_minna_haemaelaeinen.pdf

Kysymykset:

  1. Miksi skype-yhteyteni pätkii jatkuvasti, vaikka internet-yhteys on hyvällä tasolla?
  2. Kuinka data käytännössä muuttuu signaaliksi?
  3. Miten langaton kotiverkko kannattaisi suojata, jotta siihen ei ulkopuoliset pääsisi käsiksi?

Kotitehtävä 2

Ensimmäisten luentojen kotitehtävissä selvititte laitteita ja palveluita. Tässä kotitehtävässä selvitetään laitteiden ja palveluiden käyttämiä protokollia. Selvittäkää 3 eri protokollaa joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi/määritelmä ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan.

TCP (Transmission Control Protocol) on kuljetuskerroksen tietoliikenneprotokolla, jolla luodaan yhteyksiä tietokoneiden välille, joilla on pääsy Internetiin. Suurin osa Internetin liikenteestä perustuu TCP-protokollaan ja koko TCP/IP-protokollaperhe on saanut nimensä TCP-protokollan perusteella. http://www.ietf.org/rfc/rfc793.txt

FTP (File Transfer Protocol) on TCP-protokollaa käyttävä sovelluskerroksen tiedostonsiirtomenetelmä kahden tietokoneen välille. FTP-yhteys toimii asiakas-palvelin -periaatteella. Yleensä asiakas (client) ottaa yhteyttä palvelimeen (host tai server), joka tarjoaa FTP-palvelun. FTP-protokolla mahdollistaa tiedostojen siirron kahden koneen välillä käyttöjärjestelmästä riippumatta. http://tools.ietf.org/html/rfc959

IMAP (Internet Message Access Protocol) on sähköpostien lukemiseen tarkoitettu sovelluskerroksen protokolla. IMAP säilyttää viestit palvelimella ja tukee palvelimella olevia hakemistoja, eli viestit voidaan järjestellä eri hakemistoihin. IMAP:n avulla palvelimella oleviin sähköpostiviesteihin voidaan päästä käsiksi useilta eri koneilta, kunhan vain käytetty sähköpostiohjelma tukee sitä. Tällä hetkellä käytössä oleva IMAP protokolla on versio 4 eli IMAP4. http://tools.ietf.org/html/rfc3501

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) on siirtoprotokolla, jota selaimet ja WWW-palvelimet käyttävät tiedonsiirtoon. Protokolla perustuu siihen, että asiakasohjelma avaa TCP-yhteyden palvelimelle ja lähettää pyynnön. Palvelin vastaa lähettämällä sopivan vastauksen, tavallisimmin HTML-sivun tai binääridataa kuten kuvia, ohjelmia tai ääntä. http://tools.ietf.org/html/rfc2616

Kotitehtävä 3

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.

kotitehtava_3_minna_hamalainen.pdf

Kotitehtävä 4

Tarkastallaan 4. kotitehtävässä 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.

kotitehtava_4_minna_hamalainen.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

kotitehtava_5_minna_hamalainen.pdf

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus: 5 h
  • Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen 1 h
  • Wikiin tutustuminen ja kotitehtävien tekeminen 3 h
  • Luentomateriaalien haku ja niihin tutustuminen 2 h

Luentoviikko 2

  • Lähiopetus: 7 h
  • Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen 1 h
  • Kotitehtävän tekeminen 2,5 h
  • Luentomateriaalien lukeminen 2 h

Luentoviikko 3

  • Lähiopetus: 7 h
  • Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen 3 h
  • Kotitehtävän tekeminen 3 h
  • Luentomateriaalien lukeminen 1 h

Luentoviikko 4

  • Lähiopetus: 7 h
  • Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen 3 h
  • Kotitehtävän tekeminen 3 h
  • Luentomateriaalien lukeminen 1 h

Luentoviikko 5

  • Lähiopetus: 7 h
  • Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen 1 h
  • Kotitehtävän tekeminen 3 h
  • Luentomateriaalien lukeminen 1 h
  • Tenttiin valmistautuminen 12 h

Pääsivulle