meta data for this page

Sari Turusen kurssisivu

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkotehtävä 1.

Pähkinänkuoressa tietoliikenteen voisi sanoa olevan sähköistä tiedon siirtämistä lähettäjältä yhdelle vastaanottajalle tai useammalle taholle samanaikaisesti. Tieto voi olla tekstin muodossa, kuvaa tai ääntä tai kaikkia näitä kolmea muotoa yhdistävää, kuten videoklipsejä ja tv-ohjelmia. Tietoa vastaanottavat erilaiset – myös kannettavat ja johdottomat - päätelaitteet, kuten matkapuhelimet, radiot, televisiot ja tietokoneet ohjelmistoineen. Tieto lähettäjältä vastaanottajan päätelaitteeseen siirretään tekniikan tai jonkin fyysisen välikappaleen avulla. Tällaisena ns. siirtomediana voi toimia esimerkiksi maanpäällinen verkko, radioaallot, lähetysasema, satelliitti, (matka)puhelinverkko, tietoverkko kuten Internet tai valokaapeli. Tiedon siirtoa tapahtuu joko reaaliaikaisesti (esim. tv-lähetys) tai ei-reaaliaikaisesti (esim. videoklipsit). Tällaisia asioita jäi mieleen kevään 2011 Tietoliikenneohjelmistojen harjoitustyöstä =)

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Taas kerran olen mennyt perä edellä puuhun… mutta tarkemmin ajateltuna se taisikin olla oiva ratkaisu. Keväällä itseohjautuva tiedonhaku ja asioiden selvittäminen tietoliikenneohjelmistojen harjoitustyötä varten oli aikaa vievää ja välillä usko itseensä hiipui. Nyt tämän kurssin ensimmäisenä luentopäivänä sain vahvistuksen siitä, että oppimiseni oli aivan oikeilla jäljillä ja OSI, TCP/IP, reititin ja monet muut termit eivät ole ihan vieraita ja niiden merkitykset avautuvat paremmin keskustelun lomassa. En luennollakaan tippunut kokonaan kärryiltä, vaikka sitä hieman alun perin pelkäsin. En nimittäin ole kovinkaan lahjakas tietoteknisesti, valitettavasti.

Ennakkotehtävästä valitsemamme termit (RPC, ACK jne.) ovat aika teknisiä ja pieniin yksityiskohtiin pureutuvia. Jäin luennolla pohtimaan, teemmekö hallaa itsellemme menemällä ’hienouksiin’, sillä edellisen vuosikurssin valitsemat termit olivat paljon käytännönläheisimpiä ja kansantajuisempia. Itse listasin tunnettuja ja yleisiä termejä ja kokonaisuuksia, kuten siirtomedia, laajakaista, satelliitti, päätelaite ja 3G. Liian tavallisina pitäminäni en sitten uskaltanut tuoda niitä esille. Oma vika, kun suuta ei saa auki ;)

GPS ja 24+ satelliittia olivat aihealue, josta olisi mielellään kuunnellut enemmänkin. Arjessa ja autolla liikkuessa ei tule koskaan mietittyä, mihin navigointijärjestelmän toiminta perustuu. Sitä ajattelee, että navigaattoritoiminto puhelimessa on kuin peruselintarvike – aina saatavilla. Lähinnä ihmetystä ja kriittisyyttä laitetta kohtaan aiheuttaa vain se, miksi pyydetään tekemään u-käännös kohdassa, missä se ei ole lähimain edes mahdollista.

FTP ja kuinka ’eri päissä kaksi oliota keskustelee koodein’ meni hieman yli hilseen luennolla. Wikipedia avasi asiaa jonkin verran yleisellä tasolla, mutta en oikein voi sanoa ymmärtäväni sitä vieläkään. Myös portit ja niiden toiminnat jäivät epäselviksi. Näihin toivottavasti palaamme vielä luennoilla.

Huomiota luennolla kiinnitti erityisesti se seikka, että tiedon siirtojärjestelmä ei ole aukoton. Miten sitten varmistetaan vastaanotetun tiedon/sanoman/viestin eheys ja oikeellisuus? Jääkö jotain oleellista tietoa saamatta sen vuoksi, että se katoaa siirtojärjestelmästä bittiavaruuteen?

Luentopäivä 2:

OSI-malli seitsemine kerroksineen oli vanha tuttava aiemmasta kurssista, tosin silloin siihen otti subjektiivisemman lähestymistavan mobiilitelevision näkökulmasta. Protokollien osalta yleiskuva vahvistui, kun niiden toimintoja purettiin auki luennolla. Asian visualisoi itselleen niin että dataa, kuvaa ja/tai ääntä lähettävän ja vastaanottavan pään kerrosten välissä sijaitsee tavallaan protokollapino, joka kerroksittain eri protokollin hoitaa tiedon siirtämiseen liittyvä oleellisia toimintoja. Omat protokollansa löytyy niin datapakettien pakkaamiseen, salaukseen, reititykseen kuin kuljetukseen.

Kuvat ja kuviot auttavat näiden tietoliikennetekniikan asioiden hahmottamista muutenkin. Myös Mealyn tilakone datan siirrosta paketti paketilta pyyntöineen ja kuittauksineen avautui paremmin, kun luennoitsija piirsi ja selitti sen toiminnan vaihe vaiheelta.

Standardointi käytiin luennolla läpi pikaisesti, mutta kotitehtävän kautta IETF ja RFC:t internetin standardoinnissa saivat syvemmän merkityksen. Aiemmin itselle tuttu standardointiorganisaatio oli ainoastaan ISO teollisuuden ja sosiaali- ja terveysalan kautta. Standardointiprosessi konkretisoitui, kun kävi tutustumassa eri vaiheissa (Internet Draft ⇒ Internet Standard) oleviin aineistoihin. Yllättävän moni oli jäänyt luonnosvaiheeseen. Standardien laadintaan liittyvä prosessi taitaa tosiaan olla liian hidas internetin kaltaiselle alati muuttuvalle ja kehittyvälle alalle. Huomionarvoista oli myös se, että monet RFC:t olivat jo vanhentuneita (obsolete) tai ne oli korvattu uudemmalla versiolla – monet jopa useamman kerran.

Signalointia oli vaikea hahmottaa humanisti-kauppatieteilijänä. Asian tajuaa konkreettisilla esimerkeillä, kuten vuorovaikutteisen puhelinkeskustelun muodossa, mutta tekninen näkökulma taajuuksineen on vaikea. Yleiskuvana mieleen jäi, että signaloinnilla varmistetaan jouheva lähetys päätelaitteelle, joka sovittautuu sen vastaanottamiseen. Onkohan tässä yhteydessä synkronointitiedoilla mitään tekemistä asian kanssa? Ensimmäisenä tuli mieleen sähköinen kalenteri kännykässä ja sen synkronointi Outlook:n kalenteritoiminnon kanssa työpaikan verkkoympäristössä. Tai sitten tv-lähetyksen synkronointitietojen lähettäminen ja vastaanottaminen päätelaitteelle, jotta ohjelma osataan toistaa oikeassa formaatissa…

Harmittamaan päivästä jäi se, kun ajatus lukkiutui pistokokeessa kolmannen eli soveltavan tehtävän kohdalla. Vasta jälkikäteen tajusin, että olin itse asiassa piirtänyt ja selittänyt saman kuvion (= kerrosmallin) jo pistokokeen edellisessä tehtävässä protokollia havainnollistaessani. Nyt vain olisi tarvinnut vaihtaa laatikoihin kerrosten nimien kohdalle tehtävässä luetellut konkreettiset toimijat, laitteet ja siirtotien/-välineen.

Luentopäivä 3:

Kolmannen luentopäivän aiheina olivat siirtotiet, signaalin koodaus, digitaalinen tiedonsiirto sekä tietovuon hallinta. Päivä oli tiivis ja täynnä uutta tietoa, jota sulattelen edelleen.

Siirtoteitä sivuttiin jo aiemmilla luennoilla kerrosmallien yhteydessä. Fyysinen kerros määrittelee tiedonsiirron fyysisen välikappaleen eli siirtomedian tai -tien, kuten verkkotekniikan, valokuidun tai radioaallot. Johtimellisista siirtoteistä erityisesti optinen kuitu herätti niin rakenteellisesti kuin toiminnallisesti mielenkiintoa, sillä omassa maakunnassa on ollut mediassa aika ajoin esillä ns. valokaapelittomat kaupungit tai kylät ja siten alueellinen eriarvoisuus. Optisen kuidun osalta oli yllättävää, miten sen taajuuskapasiteetti on niin tehokas muihin siirtoteihin verrattuna. Lisäksi valon eteneminen useita eri reittejä pitkin tai purskeisesti syvensi mielikuvaa optisen kuidun toiminnasta ja toimivuudesta.

Johtimettoman siirtotien toiminta on helpompi hahmottaa, kun ajattelee asiaa tietoliikenneverkkona, joka rakentuu yhtenäisen peittoalueen muodostavista tukiasemista (esim. matkapuhelinverkko). Tähän mielikuvaan on helppo yhdistää maasto-olosuhteet tiedonsiirron häiriötekijöinä. Ympäristö vaikuttaa signaalin voimakkuuteen ja vastaanotin voi havaita signaaleja muista tukiasemista alueilla, missä rakennukset tai kukkulat estävät näköyhteydellisen lähetyksen. Sadetta on kuitenkin pitänyt tähän saakka aivan normaalina sääilmiönä, eikä ole tullut ajatelleeksi, että se olisi tiedon siirtämistä häiritsevä tekijä.

Radiotien mahdolliset häiriötekijät (vaimeneminen, sironta, monitie-eteneminen, heijastuminen jne.) olivat niin moninaisia, että jäin pohtimaan ko. siirtotien toimivuutta ja järkevyyttä. Onko tässäkin tapauksessa kuitenkin niin, että menetelmän tuottamat edut peittoavat loppujen lopuksi heikkoudet…? Ja vaikka digitaalinen tiedonsiirto ja siirron aikana tapahtuvien virheiden korjaus kuulosti aluksi loogiselta, jäin pohtimaan, miten käy loppupelissä tiedon eheyden. Onko virheen korjaus aukotonta?

Tietovuon hallinnalla tarkoitettaneen siirtotiellä liikkuvan tiedon määrän säätelemistä niin, että vastaanotin ehtii käsitellä lähetetyn / tulevan datan. Vuo pysäytetään automaattisesti, jos saapuvien datapakettien tai sanomien käsittelykapasiteetti ei riitä vastaanottavalla taholla tai käsittelyaika venyy liiaksi. Onko tämä se sama ilmiö, johon työssä törmää päivittäin? Tiedostojen tulostaminen verkkotulostimeen on sattuman kauppaa – hyvällä tuurilla saa koko asiakirjan kerralla ulos, huonona päivänä tulostin vilkuttaa pelkkää ’erroria’ tai jättää osan sivuista tulostamatta…

Signaalien koodauksesta keskeiset käsitteet vielä ymmärsi, mutta muutoin on todettava, että aihetta koskeva tieto pyyhkäisi luentosalissa sujuvasti ohitse. Tämän luentokerran kotitehtävä tulee olemaan melko haasteellinen. Tehtävää on pohdittava monena iltana ja lisätietoa haettava ystävämme Googlen avulla.

Luentopäivä 4:

Neljäntenä luentopäivänä käsiteltiin kanavointi, piiri- ja pakettikytkentäiset verkot, reititys ja ruuhkanhallinta. Paljon uutta asiaa tuli taas pohdittavaksi sekä kerrattavaksi seuraavan kerran pistokoetta varten. Alkaa hieman pelottaa, sillä tälle päivälle ohjelman mukaan aiottua pistokoetta varten oli jo laaja alue kerrattavana ja nyt aihealueiden määrä vain lisääntyy entisestään…

Kanavointi jaotellaan taajuus-, aika-, koodi- ja aallonpituusjakokanavointiin. Taajuusjakokanavointia käytetään esimerkiksi televisiokanavien toisistaan erottamiseen. Signaalit keskitetään ja moduloidaan kukin omalle taajuusalueelleen eli kanavalle ja jokaisen kanavan väliin jätetään tarpeeksi suuri väli varmistamaan eri kanavien väliset häiriöt. Kaista tavallaan jaetaan eri ohjelmien välille. Uutta ja mielenkiintoista tietoa oli myös se, että urheiluohjelma tarvitsee enemmän kaistaa liikkeen vuoksi. Tätä ei oikeastaan ole tullut aiemmin ajatelluksikaan, vaikka loogiselta se nyt tuntuukin, kun asian tietää.

Taajuusjakokanavoinnin osalta jäi hyvin mieleen myös sitä hyödyntävä ADSL-laajakaista, joka arkipäivän elämässä voi liittyä internetin käyttöön. ADSL muodostaa yhteyden kodin ja palvelun tarjoajan etäverkon välille.

Aikajakokanavointia käyttää tuttu GSM-matkaviestintätekniikka. Koodijakokanavoinnissa data hajautetaan yli laajuuskaistan hajaspektritekniikalla joko taajuushyppelynä tai suorasekvenssinä. Käytössä on siis koko taajuusalue ja kaikki aikaviipaleet. Koodijakokanavointia käytetään johtimettomilla siirtoteillä, kuten esimerkiksi 3G-matkapuhelinverkoissa. Aallonpituusjakokanavointia hyödyntää puolestaan optinen kuitu, jossa käytetään eri laajuisia valonsäteitä muodostamaan kukin oman kanavansa.

Tietoliikenneverkko muodostuu toisiinsa linkitetyistä solmuista, jotka siirtävät dataa lähettäjäasemasta vastaanottavalle laitteelle. Verkot jaetaan piirikytkentäisiin ja pakettikytkentäisiin verkkoihin. Teleliikenne, kuten puhelinverkko, tarvitsee reaaliaikaisen väylän puheen siirtoon, joten se käyttää piirikytkentäistä verkkoa. Yhteys lähettäjältä vastaanottajalle on muodostettava ennen varsinaisen datan (puheen) siirtoa ja jokaisesta linkistä ja solmusta varataan kapasiteetti yhteyttä varten. Kanava on varattuna kulloisellekin yhteydelle (puhelulle) niin kauan kunnes yhteys katkaistaan (puhelu lopetetaan). Tässä vaiheessa aloin pohtimaan, onko edelleen kysymys piirikytkentäisestä verkosta, vaikka puhelulla on useampi vastaanottaja? Nykytekniikka kun mahdollistaa useamman yhteyden yhtä aikaa eli neuvottelupuhelut.

Dataliikenteen (esim. internet) osalta tärkeämpää on väylän käytön tehokkuus, joten se hyödyntää pakettikytkentäistä verkkoa. Data pilkotaan pienempiin paketteihin, jotka siirtyvät solmulta solmulle verkossa. Kukin solmu varastoi paketit lyhyeksi aikaa ja määrittelee niiden seuraavan etapin ennen kuin lähettää ne seuraavalle solmulle. Verkon tehokkuus on parempi, kun varattuna on solmujen väliset linkit kerrallaan, eikä koko yhteys päästä päähän.

Pakettikytkentäisessä verkossa data voidaan reitittää eri strategioiden mukaisesti. Solmu voi lähettää datapaketin jokaiselle naapurisolmulle, jonka seurauksena vastaanottajalle ”tulvii” useita kopioita jokaisesta paketista. Kukin paketti on numeroitu, joten vastaanottaja jättää tuplat huomioimatta. Toinen tapa on mukauttaa reitti verkossa havaittujen ruuhkien tai virhetilanteiden mukaan. Vaihtoehtoisesti reititys voidaan toteuttaa myös erilaisia, esimerkiksi viiveitä arvioivia tai solmujen välisiä lyhyimpiä reittejä laskevia, algoritmejä hyödyntäen.

Ruuhkanhallinnan ymmärtää yleisellä tasolla. Verkossa on kapasiteettia siirtää ja käsitellä vain tietty määrä datapaketteja yhtä aikaa ja ruuhkanhallinnan toiminnoilla pyritään pitämään datapakettien määrä sen suuruisena, että verkon toiminta ei kärsi. Eri ruuhkanhallinnan muotoihin tutustun kuitenkin paremmin luentomateriaalin avulla myöhemmin, sillä valitettavasti vastaanotettu tietotulva hyydytti ajatustoiminnan luentopäivän viimeisillä minuuteilla ja keskittyminen vielä yhteen uuteen asiaan ei enää onnistunut.

Neljännen luentokerran kotitehtävä on haasteellinen. Itselle on jäänyt se käsitys, että verkkotekniikat ja kanavointi liittyvät oleellisesti toisiinsa – tietty verkkotekniikka käyttää tiettyä kanavointia – mutta tehtävässä tulee kuitenkin pohtia, kumpi on valitun siirtotien tehokkuuden luomisen takana. Toivottavasti kotitehtäväni ei ole täysin väärin toteutettu.

Luentopäivä 5:

Huh, tulipas viimeisellä luentokerralla paljon asiaa yhden päivän aikana. Kaikkea ei millään sulattanut kerralla ja ensi viikon tentti alkaa aiheuttaa paniikkia. Ei auta itku, täytyy vain lukea enemmän ja piirtää asioita näkyväksi itselle, että muistaa paremmin.

Luentopäivän aihealueita olivat mobiilit langattomat verkot, kiinteät langattomat lähiverkot, internetworking-arkkitehtuuri sekä internet protokollat ja toiminnot. Tietoturvan osuus jäi vielä itseopiskeltavaksi.

Mobiilin langattoman verkon yhteydessä koottiin yhteen langattoman verkon käytön haasteita, kuten signaalin häivyntä, sironta, heijastuminen ja monitie-eteneminen. Myös koodijakokanavointi ja QPSK-modulointi yhdistettiin 3G-matkaviestintäverkon toimintaan, joten aihealueet muistuivat sopivasti mieleen aiemmilta luentokerroilta. Lisäksi väläyteltiin tulevan 4G-verkon mukaan tuomia etuja ja toimintoja.

Lähiverkon käyttökohteet, protokollat ja topologiat oli mielenkiintoinen aihealue oman työn näkökulmastakin. Työpaikalla on käytössä Ethernet-lähiverkko, jossa siirtotienä käytetään parikaapelia. Ethernet yhdistää henkilökohtaiset laitteet keskustietokoneisiin ja verkkotulostimiin myös eri yksiköiden välillä. Nykyisin vaatimukset lähiverkon käytölle nopeuden ja muun kapasiteetin osalta ovat kasvaneet, sillä käyttöön on otettu erilaisia verkkoviestintäjärjestelmiä sähköistä työryhmätyöskentelyä varten ja kuvaa ja ääntä sisältävien materiaalien määrä on kasvanut räjähdyksen omaisesti. Etätyöskentely on myös lisääntynyt ja yhä useammalla on suojattu vpn-yhteys kotoa työpaikan verkkoon.

Kotoa on pääsy tietyn palveluntarjoajan langattomaan lähiverkkoon 3G-matkapuhelinverkon kautta. Langattoman lähiverkon käytön haasteet, kuten datan siirron nopeus (tai tässä tapauksessa hitaus) ja kalleus (pakettihinnoista huolimatta) ovat arkipäivää.

Oman huolensa langattomaan yhteyteen tuo tietoturva-asiat, sillä vaikka käytössä on ajantasaiset viruksentorjuntaohjelmat ja palomuurit, on työpaikan kiinteä lähiverkko tuntunut ajatuksen tasolla silti turvallisemmalta vaihtoehdolta. Nyt tosin viimeaikaiset, mediassakin laajasti sijaa saaneet tietomurrot organisaatioiden asiakkaiden tietoihin ovat ehkä vähentäneet uskoa isoihin järjestelmiin. Ja vasta viime viikolla erään kollegan saama ja avaama sähköpostiviesti kaatoi koko koneen. Kollega ei osannut epäillä viestin aitoutta, sillä lähettäjänä oli sisaren tytär. Tietohallinnon selvityksen mukaan lähisukulaisen sähköpostipalvelin oli kuitenkin ilkeämielisen tahon kaappaama ja tuo ilkeämielinen taho toimi viestin todellisena lähettäjänä. Viestin liitteenä ollut ns. lomakuva sisälsi madon tai viruksen, joka tuhosi koneen ohjelmat ja tiedostot järjestelmällisesti. Asiaan ei auttanut kuin koneen täydellinen formatointi. Tämän rinnalla tietoturvan päätavoitteet tiedon luotettavuudesta, aukottomuudesta ja saatavuudesta tuntuvat yhä tärkeimmiltä.

Internet on työväline niin työasioissa kuin vapaa-ajalla tiedon haun, tiedon vaihdon ja viestinnän välineenä. Niinpä sen rakenne sekä toiminnot oli hyödyllistä oppia tuntemaan tekniseltä toteutukseltaan edes pintapuolisesti. Luennolla internet yhdistettiin aiemmin läpikäytyyn kerrosmalliin ja sen eri kerrosten toteuttamien tehtävien protokolliin perehdyttiin nyt myös syvemmin.

:::::::::::

Kurssi on nyt päättynyt ja tenttikin ohitse. Tietoliikenne niin yleisellä tasolla kuin teknisesti on tutumpi aihealue kuin ennen ja sitä huomaa päivittäin pohtivansa niin töissä kuin kotona eri tietoliikenneratkaisujen taustaa, rakennetta, toiminnan perusteita ja etuja. Olen myös huomannut pystyväni esittämään työpaikan tietohallinnon väelle kysymyksiä 'oikealla kielellä', kun olen hakenut lisätietoa esimerkiksi organisaation tietoliikenteeseen liittyen. Paljon on kuitenkin ollut opittavaa kurssin aikana, enkä varmastikaan ole sisäistänyt kuin murto-osan aihealueista, mutta käytössäni on kuitenkin materiaalia - luentodiat, oma oppimispäiväkirja ja kotitehtävät - joihin voin aina palata asioiden selvittämiseksi.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Kolme eri laitteiden ja palveluiden käyttämää protokollaa, joita on käytössä omassa ympäristössä sekä näiden protokollien standardit/määritelmät

tietoliikennetekniikan_perusteet_kotitehtava_2_sari_turunen.pdf

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Laitteiden ja palveluiden hyödyntämät siirtotiet ja niillä käytetty tiedon koodaus

tietoliikennetekniikan_perusteet_kotitehtava_3_sari_turunen.pdf

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: Siirtoteiden tehokas käyttö valituissa sovelluksissa (kanavointi vai verkkotekniikka?)

tietoliikennetekniikan_perusteet_kotitehtava_4_sari_turunen.pdf

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus: Kokonaiskuva valitun yksittäisen sovelluksen käyttäytymisestä - sovelluksen toiminta aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon.

tietliikennetekniikan_perusteet_kotitehtava_5_sari_turunen.pdf

Ajankäytön arviointi

  • Luentoviikko 1 *
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentoviikko 2 *
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 3 h
    • Kotitehtävien tekoa 10 h
  • Luentoviikko 3 *
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 5h
    • Kotitehtävien tekoa 10 h
  • Luentoviikko 4 *
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 10 h (sis. kertauksen pistareita varten)
    • Kotitehtävien tekoa 15 h
  • Luentoviikko 5 *
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 15 h
    • Kotitehtävien tekoa 20 h

Pääsivulle