meta data for this page
  •  

d0352858 2011/11/03 20:19

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne sisältää laitteita ja komponentteja, verkkoja, tiedonvälityksen protokollia ja sovelluksia sekä dataa. Tietoliikenteen toimivuus vaatii sekä toimivia laitteita ja verkko-infraa että myös lähde- ja vastaanottavan tahon yhteistä tapaa käsitellä tietoa. Tietoliikenteelle asetetaan vaatimuksena myös saatavuus, eheys, oikeellisuus ja turvallisuus. Tietoliikenne toimii sekä yhden yrityksen sisällä että yritysten välillä suorin yhteyksin ja internetin kautta. Tietoliikennelaitteilla voidaan välittää dataa laitteelta toiselle, tai estää tiedon välitys tai rajata sitä.

Avainsanoja: - verkot - ip-osoitteet - protokollat - portit - laitteet, kytkimet, reitittimet, palomuurit - internet, LAN, WAN, VLAN, WLAN - puhelimet, pct, televisio, radio, muut päätelaitteet - salaus, suojaus, turvallisuus - saatavuus, toimivuus, kaistan leveys, valvonta, virheettömyys

Ennakkotehtävä 1.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Luennolta jäi erityisesti mieleen Cycles of innovation: 1. shorter cycles, upto 1 year services, dynamic evolution 2. up to 2 years - terminals 3. medium cycles 7 years networks 4. long cycles - upto a decade - policies

Teknologian kehitys on niin nopeaa, että kun jo alle vuodessa tapahtuu uudistuksia niin laitteissa, kuin sovelluksissa ja palveluissa, käykö niin että politiikat ja verkot ym. ovat aina aikaansa jäljessä tai rajoittavat jopa kehitystä.

Mielenkiintoista oli myös kuulla ns. pilvipalveluihin siirtymisen vastaavan siirtymistä takaisin mainframe-aikakaudelle. Yrityksen kannalta pilvipalveluiden hyödyntäminen vaatinee monitoimittajaympäristön yhä parempaa hallintaa, verrattuna aikaan jolloin yrityksellä itsellään saattoi olla isot mainframe-ympäristöt ja -palvelut hallinnassaan.

Verkkojen jaottelussa Body Area Network (BAN) on tulevaisuudessa varmasti kasvava alue, ottaen huomioon kuinka paljon ihmiset jo nykyisin käyttävät tämän tyyppisiä ratkaisuja, esim. sykemittareita. Olisivatko ihmiset valmiita kiinnittämään itseensä muita sensoreita, joiden avulla voisi helpottaa elämää? TCP/IP-kerrosmallissa riittää kyllä vielä opeteltavaa.

Luentopäivä 2:

Oppimispäiväkirja Luento 2 Protokollien yleiset toiminnot Olioiden kommunikointi keskenään: kieli = mitä, kuinka, koska  näitä kutsutaan protokollaksi Protokolla: - Syntaksi = sanasto, tiedon muotoilu ja signaalitasot - Semantiikka = toimintalogiikka - Ajoitus = siirtonopeus, pakettien järjestys, siirron ajoitus

Protokollien toimintoja: - Segmentointi ja kokoaminen - Paketointi - Yhteyden hallinta - Toimitus oikeassa järjestyksessä - Vuon valvonta - Virheen havainnointi - Osoitteet, osoitustaso, osoituksen laajuus, yhteystunnisteet, osoitustila - Kanavointi - Kuljetuspalvelut

Tietoliikenteen standardointi: - Tarkoituksena huolehtia fyysisestä, sähköisestä ja toiminnallisesta yhteensopivuudesta eri järjestelmien välillä - Yhteensopivuutta vaaditaan kaikilta erityisesti internetin ja hajautetun laskennan aikakaudella - Standardoinnin etuina on vahvistaa markkinat tuotteille ja varmistaa yhteensopivuus - Haittoina on teknologian kehityksen hidastuminen, useita standardeja samalle asialle ja kompromissit - Organisaatiot: Internet Society, ISO, ITU-T, ATM, IEEE - Standardointiprosessi o Internet Draft o Proposed Standard o Draft Standard o Internet Standard

Tiedonsiirto - Onnistuminen riippuu signaalin laadusta ja siirtomedian ominaisuuksista - -johtimelliset (koaksaalikaapeli, optinen kuitu ja parikaapeli) ja johtimettomat siirtotiet (ilma, vesi, vakuumi) - Suora linkki, point-to-point, multi-point - Simplex, half duplex, full duplex - Frequency, spectrum and bandwidth o Analoginen ja digitaalinen signaali o Jaksollinen ja jaksoton signaali

- Sini-aalto o Aallon pituus Siirtotiet - Fyysiset ominaisuudet, sovelluskohteet ja siirron ominaisuudet - Siirtotiet: johtimellinen ja johtimeton - Mikroaaltolinkit - Satelliittilinkit - Radiotie - Infrapuna

Häiriöt tietoliikenteessä - Kuinka häiriöt voidaan estää tai niiltä voitaisiin välttyä? - Häiriöitä aiheuttavia tekijöitä: o Etäisyys antenneista o Mitä suurempi taajuus, sitä suurempi signaalin vaimeneminen o Pakettien hävikki o Päällekkäiset taajuudet (?) o Sähkömagneettiset häiriöt o Matalan taajuuden häiriöt o Ylikuuluminen o Vaimennus, lämpökohina, keskeismodulaatiokohina o Dispersio

Luentopäivä 3:

Siirtotiet (siirtomediat) 1) Johtimellinen = ohjattu siirtotie, jossa signaalit kulkevat fyysistä reittiä pitkin a. Parikaapeli: puhelinkaapeli - Suojattu (STP): suositaan dataverkoissa, kestää paremmin ulkoiset häiriöt - Suojaamaton (UTP) (puhelinkaapeli) - Foliosuojattu (FTP) b. Koaksiaalikaapeli: tv kaapeli, puhelinverkkojen runkoverkot, lähiverkot - Kaksi johdinta sisäkkäin - Analogiset ja digitaaliset signaalit - Parikaapelia korkeammat taajuudet → suuremmat nopeudet - Suurimmat häiriötekijät: vaimennus, lämpökohina, keskeismodulaatiokohina (FDMA) c. Valokuitu, optinen kuitu - 2-125 mikrometrin paksuista valoa läpäisevää materiaalia - Ydin, heijastuskerros ja kuori - Ytimessä siirretään valoaallot, yleensä digitaalinen signaali - Heijastuskerroksen tarkoitus on pitää valo ytimessä - Kuori suojaa kuitua kosteudelta ja vaurioilta - Suurempi kapasiteetti, pienempi koko ja paino, alhaisempi vaimennus elektromagneettinen eristys, suurempi toistoväli - Kuiduissa valo voidaan tuottaa valodiodilla tai laserilla: LED (light emitting diode), ILD (injection laser diode) - Runkoverkot, kaupunkiverkot, lähiverkot, tilaajajohdot - 100-1000 THz alueella toimivat (infrapuna ja näkyvä valo) - Kuitujen toiminta perustuu valon kokonaisheijastukseen - Monimuoto- ja yksimuotokuidet - Kärsivät signaalipussien levenemisestä eli dispersiosta johtuen useista säteiden etenemisreiteistä (pahin askeltaitekertoimiselle on muotodispersio)

d. Sähköjohto: tilaajaliitäntä - Data siirretään sähkön kanssa samassa verkossa, erotellaan pistokemodeemilla data sähkövirrasta - Etuna olemassa oleva verkkorakenne - Haittana paljon kohinaa ja heijastuksia ja etenkin sähkövirtapiikkejä, jotka häiritsevät datasignaalia 2) Johtimeton = ohjaamaton siirtotie, jossa tieto siirtyy langattomasti ilmassa antennien välityksellä a. Jako: suunnattu tai suuntaamaton = ympärisäteilevä b. Etenemismekanismit: - Eteneminen näköyhteysreittiä pitkin - Eteneminen ilmakehän heterogeenisuuksista tapahtuvan sironnan avulla - Eteneminen ionosfäärin kautta - Eteneminen maanpinta-aaltona c. Välineet: - Mikroaaltolinkit - Satelliittilinkit - Radiotie - Infrapunalinkit d. Kolme perustaajuusaluetta - 30 MHz-1 GHz käytetään ympärisäteilevissä sovelluksisa (radioaallot) - 1-40 GHz käytetään erittäin tarkasti suunnatuissa antenneissa - 300 GHz – 200 THz infrapuna-alue, käytetään esim. toimistoympäristöissä yhden huoneen sisällä point-to-point kommunikointiin Tiedonsiirron laatu ja ominaisuudet - Signaalin ja siirtotien ominaisuudet vaikuttavat o Bandwidth o Transmission impairments, attenuation o Interference o Number of receivers - Johtimellinen o Siirtotiellä suurempi vaikutus o Tiedonsiirtonopeus tai laitteiden välinen etäisyys riippuu käytettävissä olevasta kaistanleveydestä o Lyhyet tilaajaliitännät – pitkät runkoyhteydet o Digitaaliset ja analogiset signaalit o Siirtotien pituuden kasvattamiseksi, tulee signaalia vahvistaa ja tahdistaa  Analogiset signaalit: vahvistimet  Digitaaliset signaalit: toistimet o Häiriöt  Sähkömagneettiset häiriöt  Suojaava folio tai metallipunos  Johtimien kiertäminen vähentää matalan taajuuden häiriöitä  Eri mittaisten kierteiden käyttö pienentää ylikuulumista - Johtimeton o Signaalin kaistanleveys o Antennin ominaisuudet, esim. antennin suuntaavuus o Signaalin vaimennus o Radioaallot: vaimeneminen, sironta, häipyminen, monitie-eteneminen, heijastuminen, taipuminen, taittuminen, doppler-ilmiö

Luentopäivä 4:

Kanavointi - Multipleksointi - Voidaan käsittää useina yhteyksinä yksittäiseen järjestelmään tai yksittäisellä siirtotiellä Esim. portit TCP/IP:ssä - Vaihtoehtona on myös yhteyksien kuvaus tasolta toiselle o One-to-one o Upward (monta ylemmän tason yhteyttä yhdelle alemman tason yhteydelle) o Downward (yksi ylemmän tason yhteys jaettuna useille alemman tason yhteyksille) Kytkentäiset verkot Kytkentäinen verkko koostuu toisiinsa kytketyistä solmupisteistä (node). Verkkoa käyttäviä laitteita esim. tietokoneita, kutsutaan asemiksi (station). Solmut tarjoavat asemille tietoliikenneverkon palvelun ja siirtävät asemien dataa. - Dataa siirretään solmusta solmuun (kytkentä) kunnes saapuu vastaanottavan aseman liitäntäsolmuun, joka toimittaa datan perille. Yleisesti kytkentäisissä verkoissa - Toiset solmut toimivat pelkästään verkon sisäisinä pisteinä, toiset taas ottavat vastaan ja luovuttavat dataa asemille - Solmujen väliset linkit on jaettu kanavoinnin avulla - Verkot eivät ole täysin kytkettyjä (ei linkkiä jokaisen solmuparin välillä) – kuitenkin, mitä enemmän on mahdollisia polkuja solmujen välillä, sitä luotettavammaksi verkko muodostuu Tele/Dataliikenne - Tietoliikenne on perinteisesti jaettu teleliikenteeseen ja dataliikenteeseen a. Teleliikenne  Puhelinverkot • PSTN • ISDN • GSM b. Dataliikenne  Dataverkot • X.25 (ITU-T:n määrittelemä liityntästandardi) • Lähiverkot • Internet • GPRS

- Jaon takana on eri sovellusten (ääni/data) erilaiset vaatimukset a. Teleliikenteessä puhe/ääni tarvitsee reaaliaikaisen kommunikointiväylän  Piirikytkentä b. Datalle on tärkeämpää, että kommunikointiväyliä käytetään mahdollisimman tehokkaasti  Pakettikytkentä

- Piirikytkentä a. Varatuilla resursseilla päästään tavoitteeseen eli reaaliaikaiseen tiedonsiirtoon b. Sovelias menetelmä teleliikenteen ongelmiin: kehitetty puheensiirtoon c. Käytetään myös jossain yksityisissä kiinteissä yhteyksissä, myös dataliikenteen siirtoon - Pakettikytkentä a. Periaatteet  Data pilkotaan pieniin paketteihin siirtoa varten  Paketin koko riippuu pitkälti siirtoverkosta  Jokainen datapaketti sisältää käyttäjän dataa (itse siirrettävä tieto) ja kontrolli-infoa ( mm. osoitetiedot)  Reitin solmuissa paketit varastoidaan lyhyeksi aikaa ja lähetetään seuraavalle solmulle  Solmujen täytyy olla tietoisia verkon tilasta (eli mitä reittiä paketit kannattaa siirtää)  Etuja piirikytkentään verrattuna • Verkon tehokkuus on parempi: • Solmusta solmuun –linkit voidaan jakaa dynaamisesti kaikilta asemilta tulevien pakettien kesken • Piirikytkennässä linkin kanava on koko ajan varattuna vain tietylle yhteydelle vaikka dataa ei liikkuisikaan

Piiri vs. pakettikytkentäiset verkot  Pakettikytkentäinen verkko voi suorittaa datanopeuden muunnoksen siinä tapauksessa, jos kaksi asemalla on eri nopeuksiset yhteydet  Piirikytkentäisessä verkossa liikenteen kasvaessa suureksi uudet yhteydet estetään kunnes liikennemäärä alenee kun taas pakettikytkentäisessä verkossa paketit hyväksytään välitysviiveen kasvun hinnalla  Pakettikytkentäisessä verkossa voidaan määrätä eri prioriteetteja paketeille: korkeamman prioriteetin paketeille etuajo-oikeus - Reititys pakettikytkentäisessä verkossa a. Valitse reitti verkossa pääte-solmujen välillä b. Vaadittavat ominaisuudet  Oikeellisuus  Yksinkertaisuus: vähiten solmuja  Kestävyys  Vakaus  Luotettavuus  Optimaalisuus; pienimmät kustannukset  Tehokkuus c. Tekniikat  Performance criteria  Decision time (paketti tai virtuaalipiiri, kiinteä tai dynaamisesti vaihtuva)  Decision place (jaettu, keskitetty, lähde)  Network information source (jaettu tai keskitetty) • Tietämys verkoista • Liikenteen määrä • Linkin kustannus  Network information update timing • Riippuu reititysstrategiasta • Kiinteä, ei päivittyvä (kiinteät taulut) • Mukautuva, säännölliset päivitykset

Luentopäivä 5:

Matkapuhelinverkko: - Radiotaajuuksilla toimiva tietoliikenneverkko, jossa solut muodostuvat kiinteään verkkoon liitetyistä tukiasemista - Soluista eteenpäin verkko toimii langallisesti. Elikkä kaapeleilla voidaan lisätä kapasiteettiä. - Suurempi nopeus lähempänä tukiasemaa - Datakanavat ja kontrollikanavat - Verkko tukee puhelun siirtymistä tukiasemalta toiselle - Langattoman verkon toiminnot: droppaus, reititys, katkeaminen, blokkaus - Signaalin voimakkuuteen ja/tai hajoamiseen vaikuttaa heijastumat, taittuminen ja sironta, maaston muodot

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa.tehtaevae1_uimonenanna.pdf

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Valitse haluamasi aihealue ja etsi siihen liittyvä protokolla. Tutustu protokollaan ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan. tehtaevae2_uimonenanna.pdf

Kotitehtävä 3

tehtaevae3_uimonenanna.pdf

Kotitehtävä 4

tehtaevae4_uimonenanna.pdf

Kotitehtävä 5 tehtaevae5_uimonenanna.pdf

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1 Lähiopetus: 6 h, kotitehtävät 4 h

Luentoviikko 2 Lähiopetus: 0 h, kotitehtävät 8 h Luentoviikko 3 Lähiopetus: 0 h, kotitehtävät 4 h Luentoviikko 4 Luentoviikko: 2 h, kotitehtävät 1 h Pääsivulle

Logged in as: d0352858 (d0352858)