meta data for this page
  •  

Jarkko Laakson kurssisivu

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.

Tietoliikenteellä ymmärrän informaation siirtoa yksilöiden, ryhmien, organisaatioiden ja laitteiden välillä. Tietoa siirretään erilaisten laitteiden, ohjelmistojen ja muiden apuvälineiden avulla; kaapeli, modeemi, puhelin, tietokone, GPS, ym… Käytännössä koko yhteiskunnan toimivuus on tänä päivänä riippuvainen toimivasta tietoliikenteestä. Itse olen ollut tekemissä tähän asti lähinnä jokapäiväisen käytännön tietoliikenteen kanssa kuten internet, sähköposti, kännykkä, skype, GPS bluetooth, digiboxi.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Ensimmäisenä luentopäivänä mieleen jäi sana kommunikointimalli ja miten tiedon siirto mallissa toimii. Kerrosarkkitehtuuurissa kommunikointi tapahtuu aina alimman kerroksen kautta. Nimenä mieleen jäi OSI kerrosmalli ja TCP/IP arkkitehtuuri ja Stallingsin malli. Transmission control protocol ja internet protocol. Sekä myös niiden eri kerrokset. TCP/IP kolmen kerroksen malleista yleisempi. Verkkokerros, kuljetuskerros ja sovelluskerros. FTP = Protokolla = käyttäytymissäännöstö, PDV = ohjauskenttä toteuttaa protokollan. Vihkoon piirtämäni kuva, OLIO—-PROTOKOLLA—OLIO.

Luentopäivä 2:

Toiselle luennolle en päässyt työesteen vuoksi. Mutta luentomateriaalien ensimmäisessä sarjassa on protokollat ja niiden yleiset toiminnot. Päällimmäisenä ensimmäisestä kalvosarjasta jäi mieleen eri järjestelmien oliot. Oliot kommunikoivat keskenään yhteisen kielen, protokollan avulla. Protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. Protokollien toiminnot ovat segmentointi, paketointi, yhteyden hallinta, toimitus oikeassa järjestyksessä, vuon valvonta, virheen arviointi, osoitteet, kanavointi ja kuljetuspalvelut. Olioiden välinen kommunikointi voi tapahtua yhteydettömästi tai yhteydellisesti.

Toisessa kalvosarjassa käsitellään standardointia. Standardointi varmistaa sen että järjestelmät ovat kaikin puolin yhteensopivia toistensa kanssa. Standardointi myös antaa edellytyksen massatuotantoon, laitteiden kilpailuttamisen ja laskee täten hintoja. Standardoinnin haittapuolena on prosessin jäykkyys ja hitaus. Monesti tekniikan kehitys kulkee standardoinnin edellä. Standardeja on myös melko paljon ja samalle asialle voi olla useita standardeja. Tärkeimpiä standardointiorganisaatioita ovat ISO ja ITU-T sekä Internet Society.

Kolmas kalvosarja käsitteli analogista ja digitaalista tiedonsiirtoa tavalla joka ei oikein auennut meikäläiselle.

Luentopäivä 3:

Kolmannella luennolla ensimmäisenä käsiteltiin aluiksi edellisen luennon alussa tehtyjen pistareiden valittuja paloja. Sen jälkeen aiheena olivat tiedonsiirtotiet. Joita ovat johtimellinen (ohjattu) ja johtimeton/langaton (ohjaamaton). Johtimellisia siirtoteitä ovat; parikaapeli, koaksiaalikaapeli, optinen kuitu ja sähköjohto. Johtimettomat siirtotiet; signaali etenee ilmassa tai muussa väliaineessa antennien välityksellä. Tärkeimmät etenemismekanismit – eteneminen näköyhteysreittiä pitkin, ilmakehän heterogeenisuuksista tapahtuvat sironnan avulla, maan pinta-aaltona ja eteneminen ionosfäärin kautta. Kolme perustaajuusaluetta; 30Mhz-1Ghz, 1-40Ghz ja 300Ghz-200Thz. Yleisimmät antennit; ympärisäteilevät, suuntaavat, sektoriantennit ja satelliittiantennit. Johtimettomien siirtoteiden jako; mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie ja infrapuna. Luennon seuraavat osat käsittelivät digitaalista dataa ja signaalia. Asia oli sen verran uutta ja kaukana omalta substanssialueelta, että mieleen jäi lähinnä että digitaalinen signaali koostuu sähköisistä pulsseista, jossa jokainen pulssi on yksi signaalin elementti. Data koostuu binääriluvuista 0 ja 1 jotka ovat koodina signaalissa. Lisäksi jäi mieleen tuttuja ja vähemmän tuttuja kirjain lyhenteitä ISDN, IEEE, ASK, FSK, BFSK PK, QPSK, PCM.

Luentopäivä 4:

Kahdentyyppiset yhteydet; point to point yhteys ja radiotie. Kahden järjestelmän välistä siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman siirrettävän signaalin kesken ⇒multipleksointia eli kanavaointia. Perustuu multipleksreiden käyttöön. Kanavoinnissa n syötettä kuljetetaan yhden linkin n kanavassa. Kanavoinnin jaottelu: taajuuskanavointi FDMA, aikajaksokanavointi TDMA (synkroninen, asynkroninen), koodijakokanavointi CDMA, aallonpituuskanavointi WDMA. Kukin signaali keskittyy omalle taajuusalueelle eli kanavalle(FDMA), esim. televison radio –ja kaapelilähetys. Asymmetric digital subscriber line (ADSL) – jakelusuunta laajempi kuin paluusuunta. Käyttää olemassa olevaa puhelinkäyttöön tarkoitettua parikaapelia.

TDMA perustuu eri signaalien viipalointiin bittitasolla, tavutasolla, suuremmissa yksiköissä. Synkroninen – n syötettä yhdistetään siirtotielle, tuleva data puskuroidaan, datan oltava digitaalista, signaali voi olla digitaalinen tai analoginen. Siirrettävä data muodostaa kehyksiä. Asynkroninen TDMA ⇒ älykäs TDMA CDMA – käytetään johtimettomilla siirtoteillä (radiotie)

KYREKENTÄISET VERKOT- kytkentäinen verkko koostuu toisiinsa kytketyistä solmupisteistä. Tele/Dataliikenne on jaettu: - teleliikenteeseen - dataliikenteeseen Jaon takana eri sovellusten erilaiset vaatimukset Piirikytkentäiset verkot – varatuilla resursseilla päästään tavoitteeseen eli reaaliaikaiseen tiedonsiirtoon, kehitetty puheen siirtoon. Edellyttää määriteltyä yhteyspolkua kahden aseman välillä. Pakettikytkentäiset verkot; data pilkotaan pieniin paketteihin siirtoa varten, paketin koko riippuu siirtoverkosta.

Vertailua: - Piirikytkentä ⇒ yhteyden muodostus vie aika - Virtuaalisen piirin pakettikytkentä ⇒ yhteydenmuodostus samanlainen kuin piirikytkennässä - Datagram pakettikykentä ⇒ ei yhteydenmuodostusviiveitä Data ja tietoliikenne, suorituskykykriteereitä; käytettävän väylän valinta, yksikertaisin on valita ”minimum hop” (mitä lienee suomeksi), voidaan yleistää kuten kustannuksiltaan edullisin väylä, koska kustannuksiltaan edullisin on joustavampi, on se yleisempi kriteeri kuin ”minimum hop” (mitä lienee suomeksi).

Reititysstrategiat: kiinteät taulut, flooding, satunnainen, mukautuva reititys. Erilaisia algoritmeja joista en ymmärrä yhtään mitään.

Yleisesti 80% tietoliikenteen hyötykäytöstä on labiilia. Tietoruuhkat yleisiä.

Luentopäivä 5:

Tietoliikenneverkon kantoaluekuviot; neliömalli ja heksagoninen malli. LAN – lähiverkot , yleisin verkkotyyppi. Kehittynyt viime vuosina nopeasti. Halpa ja helposti saatavilla oleva tekniikka. Client/server – ajattelu ja intranetit. Nykyään verkolta vaaditaan enemmän kapasiteettia ja viiveettömyyttä.

Käyttökohteet: PC-LAN, taustaverkot, nopeat toimistoverkot, runkoverkko – LAN. LAN topologiat – väylä-puu-rengas-tähti. LAN arkkitehtuuri määritellään kerrosmallin mukaisesti.(2 OSI kerrosta)

MAC-prototokolla – round robin ja varausmenetelmä.

Internetworking vaatimukset, komponentit ja protkollamallit. Eroavaisuudet verkoissa-esim. yhteydenmuodostustekniikoissa. Internet arkkitehtuurin hyödyt; on joustava, ei kaadu helposti, jokaisella tietokoneella oma IP- osoite eli internet protokolla. Mahdollistaa useiden yhteen kytkettyjen verkkojen käytön datan siirrossa. IPv4 osoitteet 32 bittisiä, IPv6 osoitteet 128 bittisiä. Internet sovelluksista tunnetuin WWW – keksitty 1989 – 1991. Ensimmäiset graafiset selaimet: Mosaic, Netscape, IE ja Opera.

Sähköposti koostuu kolmesta pääkomponentista: user agent eli pääohjelma jolla posti toimii, sähköpostipalvelin ja yksikertainen siirtoprotokolla SMTP.

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_laakso_jarkko.pptx

1. Miten navigaattori havaitsee nopeusvalvontapömpelit 2. Miten auton tietojärjestelmän tietoturva on rakennettu 3. Olisiko auton tietojärjestelmän tiedonsiirtoon jokin parempi ratkaisu tulevaisuudessa kuin CAN-väylä.

Kotitehtävä 2

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

WLAN - langaton nettiyhteys http://fi.wikipedia.org/wiki/WLAN

OBD - auton ajotietokoneen diagnostiikka http://www.autowiki.fi/index.php/OBD

IRC - reaaliaikainen keskustelu verkossa http://fi.wikipedia.org/wiki/IRC

Kotitehtävä 3

Käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.

Langaton hiiri - radioaallot, 27Mhz, 49Mhz tai 2,4 Ghz (bluetooth)

Auton keskuslukitus - infrapuna, 315Mhz tai 433,92Mhz

USB-johdin - parikaapeli, NRZI-koodaus

Kotitehtävä 4

Tarkastellaan 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_jl4.docx

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_jl5.docx

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h

Kotitehtävien tekoa 2+2+2h

  • Luentoviikko 2

luentokalvojen luku 2x1h, kotitehtävän teko 2h

  
* Luentoviikko 3     
 luennot 8h
 valmistautuminen kotitehtävään 2h
 kotitehtävän teko 2h    
  • Luentoviikko 4

luennot 8h

  kotitehtävän teko 3h
 
* Luentoviikko 5
  luennot 8h
  kotitehtävän teko 3h

Tenttiin 20.1. 2012.


Pääsivulle