meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikkennetekniikassa laitteet kommunikoivat toistensa kanssa. Ihmiset käyttävät eri tietoliikennetekniikan sovelluksia päivittäin esim. Facebook, kännykkä, Internet. Käytännön sovelluksien sekä LAN:in ja muiden perusasioden kanssa on tullut tehtyä hommia mutta muuten syvällisempää tietoa tietoliikennetekniikasta ei ole.

Termistöä: WLAN,LAN,reititin,pilvipalvelut,palvelin,ad hoc,TCP/IP, UDP

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Ensimmäisen luennon aihepiireistä jäi päälimmäiseksi mieleen kerrosmalli, jonka tarkempi toiminta tuli uutena asiana. Uutta termistöä tuli myös hieman mutta pääasiallisesti termistö oli tuttua. Luento antoi myös esimakua tietoliikennetekniikan laajuudesta.

Luentopäivä 2: Aamunluennoilla tarkemmin käyty OSI ja TCP/IP osuus selvensi luennolla 1 keskenjääneet asiat. Pistotenttissä oli muutama kysymys perusasioista sekä yksi soveltava tehtävä kerrosmallista, mielestäni aikaa olisi kyllä voinut pari minuuttia olla lisää. Protokollien tarpeellisuus ja niiden toimintaperiaatteet tulivat melkoselviksi luentojen myötä. Esimerkiksi protokollien koostumus syntaksi, semantiikka ja ajoitus, sekä perustoiminnot kuten paketointi, segmentointi, kokoaminen etc. Standartointi osuus piti sisällään yleistietoa standardoinnista sekä paljon erilaista termistöä liittyen tietoliikennetekniikan standardeihin. Luentojen viimeinen osa johon kuului signaalin käsittelyä sekä siirtoteitä oli jo ennestään selvää asiaa sähkötekniikan kursseilta.

Luentopäivä 3: Suurinosa luentopäivän 3 asioista oli jo tuttua tavaraa muilta kursseilta, joten aikalailla kertaukseksi meni. Kuitenkin selitykset singaalien koodauksesta, moduloinnista ja erilaisista siirtotekniikoista, kuten asynkroniset ja synkroniset tiedonsiirrot, olivat uutta asiaa. Terminologiaa ja nippelitietoa erilaisista koodaus ja modulointi tekniikoista oli hirveästi, joten muistamista koetellaan. Muuten luennoilla käytiin läpi erilaisia siirtoteitä ja niiden toimintatapoja. Johtimellisista siirtoteistä parikaapelin, koaksiaalikaapelin ja optisen kuidun toiminnat jäivät päälimmäisinä mieleen, sekä optisen kuidun hyvät tulevaisuuden näkymät. Johtimettomat siirtotiet on jaettu kahteen ryhmään suunnattuun ja suuntaamattomaan. Tärkeimpinä etenemismekanismeina pidetään näköyhteysreittiä, etenemistä sironnan avulla, ionosfäärin kautta heijastettua ja etenemistä maanpinta-aaltona. Perustaajuusalueet; 30MHz - 1 GHz, 1 - 40 GHz ja 300GHz - 200 THz. Johtimettomista siirtoteistä tärkeimpiä ovat mikroaalto- ja sateelliittilinkit, radiotiet sekä infrapuna.

Luentopäivä 4: Luennolla ensimmäiseksi käsiteltiin kanavointia. Terminä kanavointi oli tuttu, mutta tarkempaa tietoa ei asiasta ollut. Kanavointia tarvitaan jotta kaistoja voitaisiin hyödyntää paremmin, esimerkiksi jos laite ei tarvitse kokokaistaa toimintaansa niin saadaan kanavoinnin avulla loputkin kaistasta käyttöön. Erilaisia kanavointi tekniikoita FDMA, TDMA, CDMA, WDMA. Piiri- ja pakettikytkentäiset verkot olivat seuraavana aiheena. Yksinkertaisesti piirikytkentäisessä verkossa kokokaista varataan tiettyyn tarkoitukseen yhteyden ajaksi, esimerkiksi teleliikenne. Pakettikytkentäinen verkko taas soveltuu dataliikenteeseen paremmin. Data pilkotaan paketteihin ja siirretään solmujen kautta haluttuun kohteeseen osissa. Lopuksi käsiteltiin reititystä ja ruuhkanhallintaan verkoissa. Erilaisia reititys strategioita kuten kiinteät taulut, flooding ja satunnainen käytiin läpi.

Luentopäivä 5: Päivän aiheina oli matkaviestin- ja lähiverkot,internetworking sekä tietoturva.Matkaviestinverkkojen toiminta tukiasemien muodostamien solupiirien avulla avasi matkaviestinverkkojen toimintaa huomattavasti. Solujen käyttö mahdollistaa samojen taajuksien paremman hyödyntämisen. Solujen suuruus riippuu käyttö alueesta, esimerkiksi tiheästi asutulla alueella solut ovat pienempiä kuin harvaan asutulla alueella, jossa ei laitteiden käyttäjiä ole niin tiuhassa. Luennoilla tuli myös selväksi kuinka etäisyys laitteen ja tukiaseman välillä vaikuttaa siirtonopeuksiin ja viiveisiin.

Lähiverkot olivat aiheena seuraavana. Lähiverkot ovat yleistyneet helpon ja halvan tekniikan avulla sekä tietokoneiden todennäköisen läheisyyden takia. Lähiverkkojen tärkeimmät elementit ovat topologia (väylä, puu, rengas, tähti), siirtotiet, johdotukset sekä MAC (medium access control). Näistä tuntemattomin oli MAC, jota tarvitaan siirtotien kapasiteetin jakamiseen ja hallintaan. Siirtoteinä toimivat koaksiaali- ja parikaapeli, optinen kuitu sekä radiotie. Lähiverkkojen yhdistys toisiin verkkoihin toteutetaan siltauksella tai reitityksellä. Langattomat lähiverkot ovat yleistyneet huimasti. Tärkeimpiä alueita langattomille lähiverkoilla on LAN laajentaminen, mobiililaitteiden yhdistäminen lähiverkkoon ja ad hoc verkot. Langattomien lähiverkkojen ongelmia ovat mm. korkeat hinnat, hitaat siirtonopeudet, turvallisuus. Nopeissa lähiverkoissa käsiteltiin tekniikoita joilla voidaan saavuttaa erityisen suuria nopeuksia, jotka ovat mahdollisia uusilla teknologioilla kuten optinen kuitu. Erilaiset tekniikat datan siirtämisen organisointiin, kuten ALOHA tuli tutuksi.

Internetworking on tekniikka useiden verkkojen yhdistämiseen, jonka avulla muodostetaan laajempi verkko (internet). Toimiakseen internetworking vaatii linkit verkkojen välille, reitityksen ja datansiirron, tietojen ylläpidon eriverkoissa sekä olemassa olevien verkkojen muuttumattomuuden.

Kotitehtävä 1

Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista.

Kodissani on käytössä LAN sekä WLAN ympäristöt, jotka ovat toteutettu samalla reitittimellä. Kitaravahvistimeni on myös kiinni tietokoneessa, tällöin saan siirrettyä suoraan musiikin digitaalisessamuodossa koneelleni. Kämpästä löytyy myös erilaisia kaukosäätimiä, ohjaimia sekä puhelin, jotka kuuluvat tietoliikennetekniikkaan. Tietokoneella käytettyjä sovelluksia on esim Facebook, VoiP-ohjelmat (skype etc),dropbox. Tietokone, tulostin sekä ps3-konsoli ovat yhdistetty LANiin.

Kysymys 1: Kuinka pilvipalveluihin tuotava prosessointi teho voi hyödyttää normaalia käyttäjää?

Kysymys 2: PAN verkkojen tulevaisuuden sovellukset?

Kysymys 3: Kuinka GPS signaalien häiriönesto toimii?

Kotitehtävä 2

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

WLAN: protokollaperhe IEEE 802.11 on käytössä nykyajan WLAN ympäristöissä. http://www.javvin.com/protocolWLAN.html

IRC: Protokolla jota käytetään reaaliaikaiseen viestittämiseen internetin välityksellä sekä tiedostojen jakamiseen. http://www.irchelp.org/irchelp/rfc/rfc.html

VoIP (Voice over Internet Protocol): on kommunikaatio protokolla ja teknologia ryhmä jota käytetään esimerkiksi palveluissa kuten Skype. http://en.wikipedia.org/wiki/Voice_over_IP#Protocols

Kotitehtävä 3

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.

Tiedonsiirto USB:n avulla: Johtimellinen, kierretty-parikaapeli, digitaalinen signaali, koodaus: NRZI

WLAN: johtimeton, ilmatie(radio) taajuusalue 2.4GHz (802.11a ~5.2GHz ja 5.6GHz), koodauksena: OFDM (http://en.wikipedia.org/wiki/OFDM) DSSS(http://en.wikipedia.org/wiki/Direct-sequence_spread_spectrum)

ADSL: Johtimellinen, parikaapeli, taajuus 23KHz - 1,1MHz, koodaus: DMT ja OFDM

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.

WLAN: hyödyntää taajuuskanavointia 14 kanavalla 2.4GHz taajuudella. On kuitenkin käynyt ilmi tämä aiheuttaa joitakin ongelmia esimerkiksi kerrostaloissa. Uusia kanavia on otettu käyttöön 5GHz taajuudella.

Kännykän 3G: käyttää CDMA (Code Division Multiple Access) tekniikkaa. Koodijakokanavoinnissa monta käyttäjää voi olla samalla taajuusalueella, koska käyttäjät ovat erotettu erillisillä koodeilla.

ADSL: toteutetaan taajuuskanavoinnin avulla. Käytetty siirtotie on epäsymmetrinen joten siirtonopeudet vaihtelevat riippuen kulkusuunnasta. (Sopii hyvin kotikäyttöön jossa latausnopeus on suuremmassa käytössä)

USB: käyttää pakettikytkentää. USB portti on multipleksattu, joten sitä voidaan käyttää 127 eri laitteella samanaikaisesti.

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.

Tässä tehtävässä otan tarkasteluun VoiP sovelluksen nimeltä Mumble. Mumble käyttää toimintaansa käyttäjä-serveri arkkitehtuuria, jonka avulla se mahdollistaa puhumisen henkilöiden kanssa jotka ovat yhdistäneet samalle serverille. Mumble ottaa vastaan analogista signaalia käyttäjältä ja muuttaa tämän digitaaliseen muotoon. Tämän jälkeen digitaalinen audio pakataan käyttäen Speex formaattia, jonka avulla voidaan saavuttaa pienet viivet ja korkea äänen laatu. Digitaalinen ja pakattu signaali siirretään verkonkautta serverille, josta serveri ohjaa datan kaikille muille käyttäjille jotka ovat yhteydessä serveriin. Datan saaneiden käyttäjien ohjelma purkaa pakkauksen ja muuttaa datan analogiseksi signaaliksi. Serveri voi sisältää monia eri ryhmiä ja käyttäjille voidaan antaa erillisiä oikeuksia hallita serveriä käyttöliittymän avulla. Mumble käyttää TCP/IP protokollaa client-server yhteydessä. Erillistä varmuutta pakettien(puheen) perille pääsystä ei ole, mutta ohjelma käyttää tekniikoita jotka vähentävät häiriöitä datassa. Kaikki Mumblen kautta siirrettävä data on salattu, jotta käyttäjien tietoturva olisi varmistettu.

Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

Tietoturvan tärkeys kasvaa kokoajan, kun datamäärät kasvavat sekä käyttäjien tietoja on enemmän saatavissa. Virukset, mal- ja spywaret sekä madot ovat enemmissä määrin käyttäjien haittana niin yksityiskäytössä kuin yrityksissä. Tietoturva on käyttäjän sekä palvelun tarjoajan vastuulla. Käyttäjän tulisi huolehtia oman virustorjunnan ja palomuurien päivittämisestä sekä käyttämiensä palvelujen luotettavuudesta. Internetissä olevien erilaisten tilien salasanat tulisivat olla erilaiset ja ei arvattavissa olevat kuten “salasana” etc.. Tietoturvan varmistamine on usein kuitenkin jätetty hoitamatta, esimerkiksi ohjelmien vaikean käytettävyyden takia.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävä: 1 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävä: 1 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävä: 1.5 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävä: 1 h

  • Luentoviikko 5

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävä: 2 h


Pääsivulle