meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne: tekniikoista vihoviimeinen, jota koskaan ajattelin opiskella. Hemmot vetävät piuhaa serveriltä toiselle, jotta jonkun inssin suunnitteleman matalan tason protokollan päällä meidän tekemä softa juttelee jonkun toisen softan kanssa sovitun rajapinnan läpi. Oma näkemykseni tietoliikennetekniikkaan on, että sitä tarvitaan, mutta oman työn kannalta se on samanlainen bulkkihyödyke kuin sähkö. Lähinnä olen ollut kiinnostunut ylemmällä abstraktiotasolla tapahtuvasta tiedonsiirrosta. Ennakkoasenne on, että tämä on semmoista “kiva tietää” -asiaa, mutta ei mitään “pakko saada tietää” -juttua.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Skippasin luennon töiden takia. Sunnuntaina keksin sosiaalisen median kautta tämäh wikisivuston. Pitää perehtyä luentomateriaaliin itsenäisesti ja miettiä sitten, mitä tulikaan opittua… kunhan ensin löydän materiaalin.

Luentopäivä 2: Protokollat olivat aika tuttua materiaalia, samoin Fourier-analyysi n. 10 vuoden takaa. Henkilökohtaisesti olisin halunnut syventyä matemaattiseen puoleen enemmän, mutta osa opiskelijoista olisi varmaan juossut kirkuen ulos kampukselta. Nyquist ja Shannon olivat ihan uusia kaavoja, vaikka nimet olen varmaan jossain kuullut aikaisemminkin.

Tuntuu siltä, että OSI-malliin on käytetty aivan kohtuuttoman paljon aikaa siihen nähden, miten laajassa käytössä se ei sittenkään ole. Toisaalta siinä on varmaan paljon sellaisia teorian kannalta hyviä elementtejä, jotka puuttuvat TCP/IP-arkkitehtuurista. Sellainen tuli mieleeni, että joissain tapauksissa TCP/IP:n päälle rakennetuissa sovelluksissa istunnon hallinta ja esitystapakerros on erotettu sovelluskerroksen sisällä eri kerroksiin, jolloin lähestytään OSI-mallia kerrosten lukumäärässä. Esimerkiksi moderneissa web-sovelluksissa ei juurikaan toteuteta näitä toimintoja itse sovelluksessa, vaan ne ovat osa ajoympäristön tarjoamia palveluja. (HTTP-istunnonhallinta ja sisällönkuvaus HTML/XML-kielillä.)

Luentopäivä 3: Siirtoteitä käsiteltiin aika pitkään mutta pinnallisesti. Mieleen jäi lähinnä eri tyyppisten optisten kuitujen olemassaolo ja erilaiset satelliittien kiertoradat. Eri modulaatiotekniikat olivat myös mielenkiintoisia. Kiinnostamaan jäi, että mitähän niistä on kotona käytössä. Valitettavasti jouduin lähtemään kesken päivän, ennen kuin päästiin itseäni enemmän kiinnostaviin asioihin: virheenkorjaukseen ja lähetyksen hallintaan.

Luentopäivä 4: Voi voi, en päässyt paikalle henkilökohtaisten syiden takia. Luentomateriaalikin on vielä lukematta.

Luentopäivä 5: Kännykkäverkot: erot 2,5G, 3G ja 4G verkkojen välillä kävivät selväksi. Kyse on siis siirtymisestä käyttämään digitaalista datan siirtoa yhä enemmän ja analogisen signaalin käytön vähentämisestä. Lähiverkkojen eri topologiat, mikä ero on “routing” ja “bridging” toiminnoissa esim. omassa modeemissa. Erityyppiset ethernet-protokollat menivät jo vähän liian tarkalle tekniselle tasolle.

Kotitehtävä 1

Kodin tietoliikenneverkko

Kysymyksiä:

  1. Mitkä ovat minimivaatimukset langattoman lähiverkon tietoturvalle?
  2. Kuinka langattoman lähiverkon tiedonsiirron suorituskykyä voidaan parantaa?
  3. Onko sähköverkko hyvä vaihtoehto lähiverkon infrastruktuuriksi?

Kotitehtävä 2

Tiedonsiirto tietokoneen ja tulostimen, kameran tai ohjelmoitavan kaukosäätimen tapahtuu USB-kaapelin välityksellä. USB eli Universal Serial Bus -protokolla on määritelty täällä: http://www.usb.org/developers/docs/.

Kodin lähiverkko on toteutettu langattomana IEEE 802.11 -standardin mukaisesti. Tämän protokollan eri versioiden kuvaukset ovat osoitteessa http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html.

Webbisivujen selailu tapahtuu HTTP-protokollaa käyttävillä selaimilla. HTTP 1.1:n määrittely on osoitteessa http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616.html.


Kotitehtävä 3

USB 2.0 käyttää NRZI-koodausta. Ennen tätä koodausta jokaisen peräkkäisen 1-bitin jälkeen lisätään 0-bitti. (USB 2.0 spesifikaatio, kappaleet 7.1.8 ja 7.1.9)

WLAN toimii 2,4 GHz taajuudella. Signaalin modulointi tehdään OFDM-menetelmällä. (http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11g-2003)

TV:n kaukosäädin käyttää (mahdollisesti) Phillipsin kehittämää RC-5-protokollaa. Signaali välitetään infrapunaisella taajuudella 36 kHz. Signaali koodataan Manchester-enkoodauksella (http://en.wikipedia.org/wiki/RC-5)


Kotitehtävä 4

USB-siirtotiessä on isäntä (host) sekä laitteita (devices). Isännän ja kunkin laitteen välinen tiedonsiirron tyyppi voi olla joko interrupt, bulk tai isochronous. Siirtotie jaetaan millisekunnin mittaisiin kehyksiin, joista jokainen sisältää 1500 tavua. Isokronisille ja keskeytyslaitteille taataan jokaisesta kehyksestä tilaa, jotta niiden tiedonsiirto jatkuisi häiriöttömänä. Bulk-tiedonsiirto saa käyttöönsä jäljelle jäävän tilan.

WLAN käyttää RTS/CTS (Request to Send / Clear to Send) -mekanismia huolehtiakseen käyttöoikeuksista jaettuun siirtotiehen. Kyseessä on laajennus dtandardiin Carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA).(http://en.wikipedia.org/wiki/802.11_RTS/CTS)

TV-kaukosäätimien infrapunasiirtotiellä ei ole huomioitu samanaikaisia eri lähteistä tulevia signaaleja.


Kotitehtävä 5

WebOodi on websovellus, joka kommunikoi selaimen kanssa käyttäen HTTP-protokollaa. Liikenne salataan SSL-tekniikalla selaimen ja palvelimen välillä. Lähettäessään pyyntöä osoitteeseen weboodi.lut.fi, selain ensin selvittää nimipalvelusta, mikä on kyseistä domainnimeä vastaava IP-osoite. Pyyntö lähetetään TCP-protokollalla, joka huolehtii tiedon perille saapumisesta. TCP-paketit välitetään IP-protokollalla oikeaan osoitteeseen. IP-paketit lähetetään verkossa linkkien yli. Linkki on esimerkiksi kotona läppärin ja WLAN-tukiaseman välillä. Siirtotienä tässä tapauksessa on ilmassa välittyvät radioaallot. Tukiasemalta data lähtee eteenpäin kaapelimodeemin välityksellä.

Tietoturvasta: Websovelluksissa tietoturva hoidetaan yleensä salaamalla liikenne selaimen ja palvelimen välillä SSL-salauksella. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että palvelimelle on asennettu luotettavan tahon myöntämä SSL-sertifikaatti. Perustettaessa palvelimen ja selaimen välille salattua yhteyttä, palvelin lähettää tiedot omasta sertifikaatistaan. Näiden tietojen perusteella selain voi tarkistaa, mistä sertifikaatti on peräisin, ja että palvelin on se joka väittää olevansa. Sertifikaatissa olevan salausavaimen avulla liikenne voidaan salata siten, etteivät kolmannet osapuolet näe, mitä tietoja selaimen ja palvelimen välillä vahdetaan.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
  Wikiin tutustumista n. 1 h.
  Kotitehtävä 1: 2 h.
  • Luentoviikko 2
  Luentopäiväkirja: 0,5 h.
  Kotitehtävä 2: 3 h.
  • Luentoviikko 3
  Ei ajankäyttöä.
  • Luentoviikko 4
  Oppimispäiväkirja: 0,5 h.
  Kotitehtävät: 2 h.
  • Luentoviikko 5
  Oppimispäiväkirja: 1 h.
  Kotitehtävät: 3 h.

Pääsivulle