meta data for this page

Jesse Myllylän kurssisivu (VALMIS)

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Oman käsitykseni mukaan tietoliikenteellä ja nykymaailman olemassa olon välillä on keskinäinen riippuvuussuhde. Emme eläisi samanlaista elämää ilman internettiä ja sen mahdollistamia asioita, kuten reaaliaikainen tekstin, äänen, kuvan ja dokumenttien jakaminen ajasta ja paikasta riippumatta. Olen käyttöönottanut ja myynyt CRM-järjestelmiä, joten tietoliikennetekniikan jotkut termit ovat tuttuja ja olen ollut myös mukana määrittelemässä järjestelmäintegraatioita toiminnallisella tasolla, eli “mikä tieto liikkuu, mihin suuntaan, millä syklillä ja mitä sen pitää aiheuttaa”, mutta kaupallisen koulutukseni (tradenomi) johdosta taustalla vaikuttavan tietoliikennetekniikan tuntemus on vielä toistaiseksi hataralla pohjalla. Integraatioista mieleenpainuneina termeinä mainittakoon tiedon siirron FTP-protokolla (esim. CSV- ja XML-tiedostojen siirtoon), edelliseen liittyvä FTP-palvelin ja reaaliaikaiseen sekä molemmin suuntaiseen tiedon siirtoon usein hyödynnettävä Web Service rajapinta. Työni kautta HTML-koodi on tullut pintapuolisesti tutuksi, koska kollegani tekivät paljon webbisivuja. Myös IP salaukset ovat tuttuja CRM-järjestelmäympäristöistä, koska joskus haluttiin rajoittaa pääsyä järjestelmiin vain tietyistä IP-osoitteista. Vaikka työssä ja vapaa-ajallani hyödynnän eri verkkoja, niin niiden toimintaperiaatteet ovat minulle täysin vieraita (esim. LAN, WAN, MAN). Tavoitteenani tämän kurssin osalta onkin saada parempaa ymmärrystä juuri verkkopuolesta, termistöistä, protokollista ym. asioista, jotta pystyisin paremmin hahmottamaan kokonaisuuden missä elän ja työskentelen.

Avainsanat: FTP-protokolla, Web Service, HTML, IP, LAN, WAN, MAN

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: En osallistunut ensimmäisille luennoille, mutta tutustuttuani omatoimisesti luentomateriaaleihn, niin näen päivän tärkeimpänä sanomana ajaa opiskelijat sisään tietoliikennetekniikkaan esittelemällä ensin historia, kehitys ja keskeiset aikakaudet, nykytilanne, trendit (mm. kohti kerrosmalleja) ja seuraava sukupolvi.

Käsitellyt asiat: kommunikointimalli (soure, transmitter, transmission system, receiver, destination), josta erityisesti jäi mieleen sähköpostin lähetys esimerkki, jossa kerrottiin vastaanotetun signaalin r(t) mahdollisesti poikkeavuudesta alkuperäiseen signaaliin (s(t). Vastaanotin estimoi s(t):n r(t):n perusteella ja luo g´(t):n. g´(t) talletetaan muistiin (g´), jonka jälkeen vastaanotettu data näytetään vastapuolelle. Tästä esimerkistä jäi ymmärrys siitä, että vastaanottimen ominaisuus on häiriöistä huolimatta osata suodattaa alkuperäinen signaali mahdollisimman tarkasti ja muuntaa se loppudataksi, joka näytetään vastaanottajalle. Esimerkiksi: Receiver = Modeemi ja Destinination = Palvelin.

Kysymys itselle: mistä tietoliikenteen häiriöt käytännössä johtuvata? vastaus: tietoliikenne kulkee yleensä häiriöllisen kanavan kautta ja nämä häiriöt johtuvat esim. muiden matkapuhelimien signaaleista, signaalin kaiuista, terminaalin liikkumisesta tai fysikaalisesta lämpökohinasta.

Kysymys itselle: voidaanko tällaiseksi häiriöksi lukea ns. ääkkös-ongelmat (skandien rikkoutuminen tekstissä) vai onko kyseessä vain lähettävän ja vastaanottajan järjestelmän toisistaan poikkeava merkistö (ANSI, UTF-8, joku poikkeava merkistö, joka ei tunne ääkkösiä).

Tiedon siirron käsittelystä jäi mieleen se, mihin verkkoja itseasiassa tarvitaan. Verkkoja tarvitaan, jos laitteet ovat kaukana toisistaan (etäisyys) tai laitteita on paljon. Kommunikointiverkkoja esim. WAN, MAN, LAN, PAN (Wide/Metropolitan/Local/Personal Area Network)

Datan siirtämiseksi täytyy suorittaa useita tehtäviä, joten tarvitaan Protokolla arkkitehtuuria jäsentämään tätä prosessia. Järjestelmien välisessä kommunikoinnissa lähteen ja kohteen tehtävät jaetaan yleensä osakokonaisuuksiin (=kerrokset). Johtaja, sihteeri ja kuriiri esimerkki havainnollisti hyvin kerrosarkkitehtuurin/kerromallin logiikkaa. Tarkastelussa olivat seuraavat kerrosmallit: teoreettinen kolmen kerroksen malli, OSI (7 kerrosta) ja TCP/IP (5 kerrosta). Toisen luennon kalvolta 59 jäi mieleen OSI:n ja TCP/IP:n vertailu, jossa tuotiin havainnollisesti esiin kerrosten toteutuspaikat (eli mihin kerroksiin, esim. käyttöjärjestelmät ja vastaavasti käyttöohjelmat liittyvät)?. Protokolla (verkkoprotokolla) määrittää formaatiin (säännöt), lähetettyjen ja vastaanotettujen viestien järjestyksen verkkoentiteettien kesken tapahtuvassa kommunikoinnissa sekä määrittää toimet viestin siirrossa ja vastaanottamisessa.

Luentopäivä 2: Toisena luentopäivänä mentiin syvemmälle protokolliin ja käsiteltiin mm. erilaisten protokollien perustoimintoja: Segmentointi ja kokoaminen (segmentation and reassembly), Paketointi (encapsulation), Yhteyden hallinta (Connection control), Toimitus oikeassa järjestyksessä (ordered delivery), Vuon valvonta (flow control), Virheen havainnointi (Error control), Osoitteet (Addressing), Kanavointi (Multiplexing), Kuljetuspalvelut (Transmission services). NOTE: kaikki em. toiminnot eivät tietenkään sisälly kaikkiin protokolliin. Yhteyden hallinnasta tärkeänä pointtina jäi mieleen tietoyksiköiden numerointi (sequencing), jolla mahdollistetaan toimitus oikeassa järjestyksessä, virheenkorjaus ja vuon valvonta. Vuon valvonnasta jäi mieleen Liukuvan ikkunan menetelmät (lähetys/vastaanottopuskurit) ja tätä havainnollistanut kuva(kalvo 19).

Toisena aiheena käsiteltiin tietoliikenteen standardointia ja standardoinnin etuja ja hyötyjä. Internetissä sana ”standardi” merkitsee tavallisesti voimassa olevaa RFC:tä (Request For Comments). RFC:t ovat joukko asiakirjoja, jotka kuvaavat Internetin erilaisia käytäntöjä ja teknisiä määrittelyjä eli protokollia. RFC:istä puhutaan usein (virheellisesti) standardeina. Kaikki ns. Internet-standardit julkaistaan RFC:inä, joista pieni osa päätyy aidosti standardeiksi standardointiprosessin kautta. RFC:istä ja Internetin standardoinnista vastaa IETF(The Internet Engineering Task Force), jonka kattojärjestönä toimii ISOC (Internet Society).

Kolmantena käsiteltiin datan siirtoa. Keskeiset käsitteet oli määritelty seuraavasti:

  • Data = yksiköt, jotka välittävät merkitystä
  • Signaalit ja signalointi = datan esiintyminen sähkö-tai sähkömagneettisena, fyysinen leviäminen jonkin välineen läpi
  • Siirto (lähetys) = datan kommunikointi etenemisen ja signaalien käsittelyn kautta

Luentopäivä 3: Luentojen alkupuolella käytii edellisen kerran pistokokeiden vastauksia läpi ja tahtoisin antaa tästä rakentavaa palautetta luennoitsijalle. Keskustelimme luentojen jälkeen opiskelukavereideni kanssa ja usealle meistä jäi hieman sekava fiilis siitä, mikä vastaus itseasiassa oli oikein ja mikä väärin, johtuen paljolti vastausten esitystavasta. Taululle oli laitettu vastauksia toisensa perään, jotka käytiin läpi yksi kerrallaan ja vastaukset olivat karkeasti joko osittain oikein tai osittain väärin, jolloin oman käsityksen muodostaminen ei ainakaan helpottunut. Sain napattua luennoitsijan puheesta muutaman määritelmän ja kirjoitettua ns. ”oikeita” vastauksia ylös. Jos vastaukset olisi jaottelu taululla esimerkiksi hyviin ja huonoihin vastauksiin olisi asia mennyt varmasti paremmin perille tuolle isolle joukolle.

Pistokokeiden tulosten jälkeen käsiteltiin erilaisia siirtoteitä, jotka voidaan karkeasti jakaa kahteen kategoriaaan: 1) johtimelliset siirtotiet, jossa signaalit kulkevat fyysistä reittiä pitkin esim. parikaapeli, koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto ja 2) johtimettomat siirtotiet, jossa tieto siirtyy langattomasti, esim. mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie, infrapunalinkit. Johtimellisessa siirtotiessä tiedonsiirtonopeus tai laitteiden välinen etäisyys riippuu pitkälti käytettävissä olevasta kaistanleveydestä. Sekä analalogista, että digitalista tiedon siirtoa. Siirtotien pituuden kasvattamiseksi suuremmilla etäisyyksillä signaalia pitää parantaa (vahvistaa/ tahdistaa).

Parikaapeli on yleinen puhelin ja dataverkoissa. Mitä suurempi tiedonsiirtonopeus sitä lyhyempi etäisyys (mitä suurempi taajuus, sitä suurempi signaalin vaimeneminen). Koaksikaapelissa on kaksi johdinta sisäkkäin ja siinä on luontaisesti parikaapelia parempi häiriönsieto. Koaksikaapeli yleinen enää TV-jakeluverkossa, muualla se on korvattu yleisesti muilla siirtoteillä. Päästään parikaapelia suurempiin tiedon siirtonopeuksiin, koska voidaan käyttää korkeampia taajuuksia. Optinen kuitu makdollistaa satojen gigojen siirtonopeuden on huomattavasti ohuempi ja kevyempi kuin parikaapeli tai koaksikaapeli. Optinen kuitu on vähemmän altis häiriöille ja erittäin turvallinen ja sopii erityisesti suurta kapasiteettia vaativiin olosuhteisiin (runkoverkot ja kaupunkiverkot). Kuiduissa valo voidaan tuottaa valodiodilla (light emitting diode, LED) tai laserilla (Injection laser diode, ILD). Sähköjohdossa Data siirretään sähkön kanssa samassa verkossa ja pistokemodeemilla erotellaan data sähkövirrasta. Haittana on se, että sähköverkossa on paljon tekijöitä, jotka häiritsevät datasignaalia. Johtimettomista siirtoteista mainittakoon radiotie, joka on eniten käytetty siirtotie nykypäivän tietoliikenteessä. Radiotietä käytetään mm. seuraavissa: matkapuhelinjärjestelmät, bluetooth (ja muut lyhyen kantaman radiotekniikat), radio- / TV-lähetykset, langattomat lähiverkot. Infrapunaa voidaan myös käyttää siirtotienä, mutta se soveltuu ainoastaan pienimuotoiseen datasiirtoon ja vaatii näköyhteyden (esim. PC ↔ matkapuhelin).

Iltapäivän luennoilla käsiteltiin signaalin koodaustekniikoita (4).

1) Digitaalinen data, digitaalinen signaali

  • Tulkitsemissignaalit: bittien ajoitus, milloin alkaa ja loppuu ja signaalin taso
  • Tekijät, jotka vaikuttavat signaalin tulkintaan: signaalin ja melun (äänen) suhde, kaistanleveys, koodausjärjestelmä (merkistö)

2) Digitaalinen data, analoginen signaali

  • koodaustekniikat: ASK (amplitude shift keying) käytetään siirrettäessä digitaalista dataa optisella kuidulla
  • FSK (frequency shift keying), yleisin malli on binaarinen FSK, PK (phase shift keying) siirrettävien signaalien vaihe on muutettu edustettavaksi dataksi

3) Analoginen data, digitaalinen signaali

  • Analoginen data digitalisoidaan eli muutetaan data digitaaliseen muotoon, jotta sitä voidaan siirtää käyttäen NRZ-L tai muuta koodia ja muuntaa tarvittaessa takaisin analogiseksi signaaliksi
  • Analogisesta digitaaliseksi konversio tehdään käyttämällä ns. koodekkeja (codecs) pulssikoodi modulaatio tai deltamodulaationa
  • Itseä varten muistiin: koodekin wikipedia sivusto: http://fi.wikipedia.org/wiki/Koodekki

4) Analoginen data, analoginen signaali

  • Mukautetetaan kantoaaltotaajuusia analogisella datalla
  • Analogisia signaaleja moduloidaan koska:
  • korkeampi taajuus voi antaa tehokkaamman siirron
  • luvat taajuuden jakokanavointiin
  • mukauttamisen tyypit: laajuus, taajuus, vaihe
  • Käytettyjä tekniikoita: esim. Bluetooth - FSK, 802.11- BPSK/QPSK/FSK, ADSL – 8-QAM/PSK

Luentopäivä 4:

Kanavointi (kahdenlaisia linkkejä): point-to-pointi tai broadcast. Kahden järjestelmän välinen kommunikointi ei useinkaan vie koko siirtojärjestelmän kapasiteettia, jolloin siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman siirrettävän signaalin kesken = Kanavointi. Käytetään runkoverkoissa (kuitu, koaksikaapeli yms.) ja myös matkaverkoissa. Miksi? Kustannustehokkuus: mitä suurempi kokonaisdatanopeus, sitä pienempi hinta per bps. Yksittäiset sovellukset tarvitsevat vain osan siirtojärjestelmän kaistasta. Kanavoinnin jaottelu: (4): Taajuusjakokanavointi (FDMA, Frequency Division Multiple Access), Aikajakokanavointi (TDMA, Time Division Multiple Access), Koodijakokanavointi (CDMA, Code Division Multiple Access), Aallonpituusjakokanavointi (WDMA, Wavelength Division Multiple Access).

Teleliikenne vs. dataliikenne / piiri kytkentä & pakettikytkentä: Tietoliikenne jaetaan perinteisesti tele- ja dataliikenteeseen. Jaon takana on eri sovellusten (ääni/data) erilaiset vaatimukset: Teleliikenteessä puhe/ääni tarvitsee reaaliaikaisen kommunikointiväylän (esim. GSM) (Piirikytkentä). Datalle on tärkeämpää, että kommunikointiväyliä käytetään mahdollisimman tehokkaasti (esim. Internet, GPRS) (Pakettikytkentä).

Piirikytkentä: Varatuilla resursseilla päästään tavoitteeseen eli reaaliaikaiseen tiedonsiirtoon, kehitetty puheen siirtoa varten, voidaan siirtää myös dataa modeemien avulla. Piirikytkentäiset verkot. Päästä-päähän yhteys on muodostettava ennen varsinaista datan siirtoa, jokaisesta linkistä ja solmun sisäisestä kytkennästä varattava kapasiteettia yhteyttä varten. Kanavan kapasiteetti on varattuna ko. yhteydelle koko yhteyden ajan, vaikka dataa ei kulkisikaan. Yhteydenmuodostusaika merkittävä (vrt. pakettikytkentäiset verkot). Esimerkkejä piirikytkentäisistä verkoista: yleinen puhelinverkko (PSTN) ja vaihteet (private branch exchange, PBX), yritysten yksityisissä verkoissa.

Pakettikytkennän periaatteet: Data pilkotaan pieniin paketteihin siirtoa varten, Jokainen datapaketti sisältää käyttäjän dataa (itse siirrettävä tieto) ja kontrolli-informaatiota (mm. osoitetiedot). Reitin solmuissa paketit varastoidaan lyhyeksi aikaa ja lähetetään seuraavalle solmulle, Solmujen täytyy olla tietoisia verkon tilasta (eli mitä reittiä paketit kannattaa siirtää). Pakettikytkennän edut piirikytkentään verrattuna: verkon tehokkuus on parempi, voi suorittaa datanopeuden muunnoksen, jos asemilla erilaiset yhteydet, liikentään kasvaessa piirikytkentä estää uudet yhteydet, mutta paketti mahdollistaa ne välitysviiveen kasvun hinnalla, pakettikytkentäisessä verkossa voidaan määrätä priorisoida paketteja ”joku ensin”. Datagrammi ja virtuaalipiiri: suurin ero on siinä että datagrammissa jokaiselle paketille tehdään erikseen reitityspäätös virtuaalipiirissä vain Call-Request paketille, paketit liikkuvat virtuaalipiirissä nopeammin ja varmasti alkuperäisessä järjestyksessä. Piirikytkennässä sekä datagrammi- ja virtuaalipiiripakettikytkenässä on suorituskyky eroja yhteydenmuodostuksessa ja yhteyden aikana solmuviiveissä. Piiri kytkentä: yhteydenmuodostus kestää, mutta solmuviive olematon, datagrammi: yhteydenmuodostus, kuten piirikytkennässä, solmuviiven mahdollisuus, koska paketit jonossa solmuissa. Virtuaalipiiri: ei yhteydenmuodostusviivettä, koska jokainen paketti reititään erikseen saattaa prosessointi solmuissa tuoda viivettä.

Reitityksen tavoitteena on: oikeellisuus, yksinkertaisuus, kestävyys (robustness), stabiilius, oikeudenmukaisuus, pysyvyys, optimaalisuus. Suorituskykykriteeri (käytetään reitin valinnassa): helpoin valinta on minimihyppymäärä (Minium-Hop) voidaan yleistää vähimmäiskustannusreitykseksi (Least-Cost), koska se on paljon joustavampi (yleisemmin käytetty) kuin minimihyppymäärä. Reitityspäätöksen aika: (paketti tai virtuaalipiirin perusteella, kiinteänä tai dynaamisesti muuttuvana) Reitityspäätöksen paikka: 1) hajautettu, päätöksen tekee jokainen solmu erikseen, monimutkaisempi, mutta vankempi, 2) keskitetty, päätöksen tekee nimetty solmu, 3) lähde, päätöksen tekee lähde asema. Verkkoinformaation lähde ja päivitysaika: reitityspäätökset perustuvat usein verkon tietämykseen, liikenteen kuormitukseen ja linkkikustannukseen (jaettu reititys tai keskitetty reititys). Reititysstrategiat: 1) kiinteät taulut, 2) tulvamenetelmä (flooding): viestit lähetetään joka naapurille, löytää aina perille, mutta haittana verkon kuormittaminen, 3) Satunnainen reititys: ei kuormita läheskään, kuten tulvamenetelmä, mutta ei silti yleensä tehokkain missään mielessä (ei hyvä), 4) Mukautuva reititys: reitityspäätökset perustuvat verkon tilaan, päätökset kompleksisia. Adaptisen reitityksen luokitukset: paikalliset, naapurisolmut, kaikki solmut. Luennolla käsiteltiin myös reitityksen sukupolvet 1) v. 1969 2) v. 1979 ja 3) 1987 (mistä ei ole juuri edistytty).

Ruuhkat tietoverkoissa: Ruuhka tietoliikenneverkoissa syntyy kun siirrettävien pakettien määrä verkossa saavuttaa verkon käsittelykapasiteetin. Ruuhkanhallinta (Congestion Control) pyrkii pitämään paketit alle tason, jossa suorituskyky putoaa dramaattisesti. Tieverkko on verkosto jonoja, yleensä 80 % käyttöaste on krittiinen, äärelliset jonot tarkoittavat sitä, että dataa voi alkaa kadota.

Ruuhkanhallintamekanismit: Backpressure (vastapaine): jos solmu on ruuhkainen se voi hidastaa tai jopa pysäyttää pakettien virran toisista solmuista. Tätä keinoa voidaa verrata putkistojen vastapaineeseen. Choke packet (rikastin paketti): ohjauspaketti, joka syntyy ruuhkaisesta solmusta, lähetetään lähde solmuun (lähetään jokaiselle paketille), on liian yksioikoinen mekanismi. Implisiittinen ruuhkan signalointi: viiveiden kasvaminen lisää ruuhkaa, jolloin paketti voidaan hylätä / se voi hävitä, lähde havaitsee tämän ja automaattisesti vähentää tiedonsiirtonopeutta (esim. IP-pohjaisissa verkoissa). Eksplisiittinen ruuhkan signalointi: takaperin: verkko antaa ’ohjeita’ vastakkaiseen suuntaan, jota paketti vaatii. Etuperin: ilmoitus samaan suuntaa kuin paketti vaatii. Liikenteen hallinta: 1) oikeudenmukaisuus, tarjota yhdenvertainen kohtelu eri virroille, 2) Palvelun laatu: erilaista kohtelua eri yhteyksille, 3) Varaukset: käyttäjän ja verkon välinen sopimus liikenteestä. Tärkeää! kuinka häviöt ja viiveet tapahtuu Dia 15 (kuva) ”jos vapaita puskureita (buffers) ei ole niin paketit ”putoavat” häviävät.

Luentopäivä 5:

Matkaviestintäverkot (cellural networks): Kehitetty lisäämään kapasiteettia mobiileille radiopuhelin palveluille (matkaviestintäverkolle). Ennen matkaviestintäverkkoa, mobiillipalvelun tarjosi ainoastaan yksi suuritehoinen lähetin/vastaanotin, joka tuki tyypillisesti n. 25 kanavaa n. 80 km:n kantosäteellä. Matkaviestintäverkko (cellural network) perustuu useisiin pienitehoisiin lähettimiin, alue on jaetttu soluihin, jolloin voidaan tarjota kattava peitto, jokaisella solulla on oma antenninsa ja kokoelma taajuusalueita, soluja palvelee tukiasemat. Matkaviestintäverkko koostuu lähettimestä, vastaanottimesta ja ohjausyksiköstä. Viereiset solut käyttävät eri taajuuksia välttääkseen ylikuulumisen (cross talk). Solut, jotka ovat riittävän kaukana toisistaan voivat käyttää myös samaa taajuusaluetta. Usean asiakkaan käyttäessä palvelua yhtäaikaisesti (solut eivät pysty hallitsemaan niille tulevia puheluita) täytyy kapasiteettia lisätä (3 tapaa): 1) Lisätään kanavia: kun järjestelmä on perustettu tietylle alueelle, jätetään osa kanavista käyttämättä, jotta niitä voidaan myöhemmin ottaa käyttöön. 2) Taajuuden lainaus: ruuhkainen solu “lainaa” taajuutta viereiseltä solulta tai soluihin määritellyt taajuudet voivat olla myös dynaamisia, 3) Solujen jakaminen: Ei yhtenäistä topografiaa eikä liikenteen jakautumista, joka luo mahdollisuuksia kapasiteetin lisäykselle, lisäksi solut alueilla, jotka ovat kovassa käytössä voidaan jakaa pienempiin soluihin ja lisätä näin kapasiteettia/nopeutta. Kehityksen seuraava askeli oli 3G ”nopeaan langattomaan viestintään tukemaan multimediaa, dataa, videota ja myös ääntä”. dominoiva 3G teknologia on CDMA (lyhenne sanoista Code Division Multiple Access) eli koodijakokanavointi on yksi radiotien kanavanvaraustekniikoista. Koodijakokanavointia käytetään laajakaistaisissa järjestelmissä. Neljäs sukupolvi eli 4G (OFDM, kanavointi) entistä enemmän tehoa tukemaan reaaliaikaisia palveluita (esim. video). Datan määrä (tehovertailu): 3G (2Mbps) Vs. 4G (200Mbps). Erityisen mielenkiintoista oli saada tietoa matkaviestinverkkojen kehityksestä aina 4G:n asti. Työskentelen nykyisin Elisan palveluksessa ja vaikka en työskentelekään suoraan datan ja puheen parissa on perusteet hyvä olla hallussa.

Lähiverkot (Local Area Network, LAN): kehitetty 1970-luvulla korvaamaan kalliit point-to-point linkit, nykyisin yleisin verkkotyyppi, perusajatuksena: verkon jakaminen käyttäjien kesken esim. työpaikalla. Lähiverkon (LAN) omistaa yleensä organisaatio, joka käyttää verkkoa liittääkseen laitteita toisiinsa. Neljä avaintekijää: 1) Topologia: Verkkotopologialla tarkoitetaan tietokoneverkon perusrakennetta eli tapaa jolla verkon laitteet on liitetty toisiinsa. Verkon perustopologiat ovat väylä, puu, rengas ja tähti: Väylärakenne on puun erikoistapaus (yksi runko, ei oksia). Erotettava fyysinen ja looginen toiminta parikaapeli-ethernet fyysisesti tähti, mutta loogisesti väylä. Fyysisellä topologialla tarkoitetaan sitä, miten koneet on fyysisesti liitetty toisiinsa kaapeleilla. Fyysinen rakenne ei ota kantaa siihen, miten paketit liikkuvat johdoissa. Kun verkon rakennetta aletaan tarkastella siinä liikkuvien pakettien kannalta, tulee eteen verkon looginen rakenne. Verkon fyysinen rakenne voi olla erilainen kuin sen looginen rakenne. 2) Siirtotiet erillaiset siirtotiet vaativat erilaiset laitteistot (verkkokortit). Siirtoteinä koaksiaali- ja parikaapeli, optinen kuitu, radiotie, 3) wiring lauout ja 4) medium access control: siirtotielle pääsyn hallinta, signalointi, joka tapahtuu esim. OSI mallin ja IEEE 802 mallin kesken ”Linkki” kerroksessa. LAN protokolla arkkitehtuuri: LAN:ien arkkitehtuuri määritellään normaalisti kerrosmallin mukaisesti, kattaen 2 OSI:n kerrosta, jotka ovat Fyysinen kerros ja Linkkikerros. Linkki kerros koostuu 1) MAC, Medium Access Control) 2) LLC (Logical Link Control), voidaan tarkastella IEEE 802 referenssimallilla (piirrä kuva tarvittaessa).

Nopeat lähiverkot (High Speed LANs): muutamia nopeita LANeja: Fast Ethernet (100 Mbps), Gigabit Ethernet (1-100 Gbps), Fibre Channel (100 Mbps – 3.2 Gbps), High Speed WLANs (1 -54 Mbps). Signaalin lähetys lähiverkossa (esimerkki): Carrier Sense Multiple Access (CSMA): Asema kuuntelee onko toista siirtoa käynnissä, jos tilaa on käyttämättä, asema lähettää, odottaa kuittausta, jos kuittausta ei tule, niin asema olettaa, että törmäys on todennäköinen, joten se lähettää uudestaan. Opin, että langaton lähiverkko (WLAN) on aina jaettu siirtotie ja jokainen viesti kuitataan. Käydesäni materiaalit läpi sain vähintääkin riittävän laajan kuvan lähiverkoista, niin langallisista kuin myös langattomista.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa.

Kodin laitteet ja tietoliikenne:

kotitehtava1_myllylajesse.pdf

Kysymykset, joihin haluan vastauksen:

1) Palomuurin toimintaperiaatteet?

2) Kodin langattomassa verkossa on useita käyttäjiä (4), millä perusteella käytössä oleva kaista jakautuu näiden käyttäjien kesken?

3) Olen kerran kirjatunut ja olen koko ajan kirjatuneen palveluun (YouTube) ja hypoteettisesti käytän suojaamatonta internet-yhteyttä, pystyykö joku varastamaan salasanatietoni palvelusta, vaikka en kirjautuisi palveluun enää koskaan uudestaan?

Kotitehtävä 2

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

Selvitin protokollat, jotka kiinnostavat lähinnä työni kannalta.

1) WLAN (töissä ja kotona)

2) FTP (yritys- ja henkilötietojen yön yli siirto MySQL tietokannasta - CRM-järjestelmään)

3) VoIP (vaihtoehto puheen tuottamiselle osana asiakaspalvelujärjestelmiä, kuten OrangeContact)

kotitehtava2_myllylajesse.pdf

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: 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.

kotitehtava3_myllylajesse.pdf

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: tarkastellaan 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.

Tarkastelun kohteena edellisessä tehtävässä käsittelemäni:

1) WLAN

2) Televisio kaapeliverkossa

3) Television kaukosäädin

kotitehtava4_myllylajesse.pdf

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvas: 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.

kotitehtava5_myllylajesse.pdf

Ajankäytön arviointi

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus 0 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
  • Kotitehtävien tekoa 3 h
  • Luentomateriaaleihin perehtyminen 8 h

Luentoviikko 2

  • Lähiopetus 0 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
  • Kotitehtävien tekoa 4 h
  • Luentomateriaaleihin perehtyminen 10 h

Luentoviikko 3

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
  • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentomateriaaleihin perehtyminen 6 h

Luentoviikko 4

  • Lähiopetus 0 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
  • Kotitehtävien tekoa 3 h
  • Luentomateriaaleihin perehtyminen 8 h

Luentoviikko 5

  • Lähiopetus 0 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
  • Kotitehtävien tekoa 4 h
  • Luentomateriaaleihin perehtyminen 12 h

Tenttiin lukua 21.11.2011-11.12.2011

OPPISMISPÄIVÄKIRJA VALMIS!


Pääsivulle