meta data for this page
  •  

KUVA

Oppimispäiväkirja

Linkki kalvoihin: Työnjako 1/3 hlö (Jämsen, Riihelä, Wilen) https://drive.google.com/folderview?id=0B0E12Tp0vLovX241ZVMtUWE5Q00&usp=sharing

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne on tiedon (datan) siirtymistä paikasta toiseen. Siihen liittyy valtavasti eri termejä, joista osa tulee varmasti kurssin aikana eteen. Tietoliikenne vaikuttaa mustalta magialta, joka vain tapahtuu. Eniten minua kiinnostaisi tietää, miten ISP:t toimivat, ja tietoliikenteen tietoturvapuoli. Myös Internetin mahdollistamat asiat, sekä hyvät että pahat.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Kurssin aloitus
  • Päivän tärkeimmät asiat: Internet, protokolla, pakettikytkentä ja piirikytkentä
  • Mitä opin tällä kertaa: Internet on verkkojen verkko. Kun puhutaan verkosta useimmille ihmisille tulee mieleen internet, mutta myös puhelut ja radio ovat tietoliikennettä. Data voi kulkea kaapeleita pitkin ohjatusti tai ohjaamattomasti ilmassa. Termeistä network edge jäi vähän epäselväksi, että tarkoitetaanko sillä esim. kotonta löytyviä päätelaitteita (modeemi?) vai onko se jokin tietty luokka, johon kuuluu enemmänkin asioita. Käytin kalvojen suomentamiseen internetistä löytynyttä sanastoa hyväkseni, mutta osa on hyvinkin konteksti riippuvaista. Toivottavasti termit tulevat luennoilla selväksi. Sanasto: http://ornanet.dy.fi/itsanasto.htm

Luentopäivä 2:

Ennakkotehtävä

Pohdin oman kotiverkkosi laitteiden välisiä yhteyksiä. Millaisia siirtoteitä laitteiden välillä käytetään? Syntyykö kotona useiden yhteyksien ketjuja? Kotonani on käytössä tietokoneita, pelikonsoleita, sekä älypuhelimia, jotka ovat langattomasti yhteydessä moodemi/reitittimeen. Modeemista data kulkee kuparilankaa pitkin talon omalle keskukselle, josta se lähtee eteenpäin valokuitua pitkin. Minulla on mahdollisuus poistaa kupari välistä ja olla heti modeemista valokuidulla yhteydessä eteenpäin, mutta tämä vaatisi modeemin uudellensijoittamisen toiselle puolelle asuntoa. Puhelimilla käytetään myös 4G-verkkoa, eli siirtotienä on ilma/radioaallot.

Luentopäivä 3:

Luentopäivä 4:

Mitä opin kurssin aikana

k

Kotitehtävät

Luento 2 kotitehtävä * Listaa vähintään kuusi internettiin pääsyteknologiaa. Luokittele ovatko kotien liittämiseen, yrityksille vai mobiileja teknologioita. Ethernet LAN, WLAN, valokuitu, kuparijohdot (ISDN, ADSL,), koaksiaalikaapeli, 3G/4G mobiiliverkko

  • Mitä Internettiin pääsyteknologioita on tarjolla Lappeenrannassa?

Valokuitu, koaksiaalikaapeli, vanhat puhelimien kuparilangat (ADSL), 3G/4G ja vanhemmat teknologiat, opiskelijoille tietyissä paikoissa Eduroam WLAN.

  • Mikä on asiakasohjelma? Mikä on palvelinohjelma? Kuinka ne toimivat yhteen?

Asiakasohjelma on ohjelma, jonka käyttäjä suorittaa omalla laitteellaan esim. internetselain (Firefox). Asiakasohjelmalla otetaan yhteys palvelimella pyörivään ohjelmaan (palvelinohjelmaan), esim. verkkopankki (web-sivu). Asiakasohjelma ja palvelinohjelma keskusteleva keskenään, esim. asiakasohjelmalla syötät verkkopankin (palvelinohjelma) kirjautumissivulle tunnuksesi. Palvelin ohjelma tarkistaa tietokannasta oliko kirjautumistiedot oikein ja lähettää asiakasohjelmalle viestin jne..

  • Oleta, että järjestelmä A haluaa lähettää erittäin suuren tiedoston järjestelmälle B. Kuvaile korkealla tasolla (yleisesti) kuinka järjestelmä A luo tiedostosta paketteja. Kun yksi kyseisistä paketeista saapuu (paketti)reitittimelle, niin mitä tietoa reititin käyttää paketista päättääkseen mihin lähtevään yhteyteen (linkkiin) paketti jälleenlähetetään? Vastaako Internetin pakettikytkentä autoilua kaupungista toiseen kysyen ohjeita välillä?

Järjestelmä A:n sovelluskerros laittaa viestin eteenpäin kuljetuskerrokselle. Kuljetuskerros pilkkoo viestin osiin (jos on tarvetta) ja lisää jokaiseen viestiin headerin (ylätunnisteen), näin viestistä muodostoo segmentti (segment). Kuljetuskerros laittaa segmentin eteenpäin verkkokerrokselle, joka lisää segmenttiin oman ylätunnisteen (header) ja näin muodostuu datagrammi (datagram). Verkkokerros antaa datagrammin linkkikerrokselle, joka lisää tähän vielä oman ylätunnisteensa (header) ja laittaa sen eteenpäin fyysisellekerrokselle (viesti lähtee matkaan). Reititin purkaa headerit verkkokerrokselle asti, josta se katsoo IP:n johon paketti pitää uudelleenohjata. Vastaako Internetin pakettikytkentä autoilua kaupungista toiseen kysyen ohjeita välillä? Vastaa, jos mielletään autot paketteina, tiet linkkeinä ja kaupungit reitittiminä.

Luento 3 kotitehtävät: Tuntikuulustelun pohjalta

* Mikä on kerrosmalli ja miksi se on tärkeä? Kerrosmalli on tapa hahmottaa jonkun asian arkkitehtuuria ja jakaa monimutkainen asia pienempiin helpommin hallittaviin kokonaisuuksiin, eli kerroksiin. Kerrosmalli on tärkeä, koska Internet on toteuttu kerrosmallin mukaisesti. Internetissä on viisi kerrosta: sovellus, kuljetus, verkko, linkki ja fyysinen. Kerrosmallin hyvä puoli on, että kerroksen toteutusta voidaan muuttaa, kunhan se tarjoaa samat palvelut ylemmälle ja alemmalle tasolle.

* Kenen kanssa tietyllä kerroksella oleva palvelu viestii (missä on sen vastinpalvelu/olio)? Kuinka tämä viestintä tapahtuu? Tietyllä kerroksella oleva palvelu viestii vastakeolionsa kanssa. Vastinpalvelu/olio on samalla kerroksella viestinnän kohteessa. Viestintä tapahtuu protokollan mukaisesti.

* Mikä on protokolla? Mitä kaikkea protokollan määrittelyyn tarvitaan? Protokolla on sovittu tapa kommunikoida. Protokolla määrittää viestit, niiden formaatin ja niihin liittyvät toiminnot.

* Mikä on piirikytkentä ja mikä on pakettikytkentä? Piiri- ja sekä pakettikytkentä ovat tiedonsiirtomenetelmiä. Piirikytkennässä yhteys varataan aina keskustelevien pisteiden välille, pakettikytkennässä ei.

 Käynnistäkää Chrome-selain ja käynnistäkää kehittäjätila (painakaa Shift-Ctrl-j).
 

Kenkää sivulle www.funet.fi ja klikatkaa kehittäjätilan näytöstä “Network” (sivun alalaidassa). Mitä palvelin vastaa sivulle www.funet.fi (Status) ? Miksi / mitä vastaus tarkoittaa? Palvelin vastaa 301 Moved permanently, joka tarkoittaa, että verkkosivu sijaitsee eri osoitteessa. Tosin verkkosivu palauttaa viestissä uuden osoitteen (info.funet.fi), johon sitten selain yhdistää. Kuinka pitkään etusivun lataaminen kesti? Sivunlataaminen kesti 2.09s. Montako kuvaa selain lataa? Selain lataa 27 kuvaa. Valitse pyyntö www.funet.fi. Mikä vastauksesta voi päätellä vastanneesta palvelusta? Sivu ei enää ole osoitteessa www.funet.fi

Kertaa kuinka verkkonimen IP-osoitteen selvittäminen tapahtuu. Ks. esim: http://computernetworkingsimplified.com/application-layer/overview-dns-protocol-operation/

Verkkonimen IP-osoitteen selvittäminen tapahtuu Nimipalvelun (Domain Name Service) DNS:n avulla. Nimipalvelu muuntaa verkkonimen IP-osoitteeksi, johon voi muodostaa yhteyden. Nimipalvelimet jakautuvat kolmeen tasoon: juuripalvelimiin (root DNS server), ylätasonpalvelimiin (top-level DNS servers) ja auktoritatiivisiin palvelimiin (authoritative DNS servers). Esimerkki toiminnasta: yhdistetään selaimella osoitteeseen www.example.com. selainohjelma lähettää DNS-pyynnön juurinimipalvelimelle, joka kertoo mikä ylätason palvelinvastaa .com päätteistä. Selain lähettää uudelleen www.example.com DNS-pyyntönä .com ylätasonnimipalvelimelle, joka kertoo mistä auktoritatiivisestä nimipalvelimelta löytyy www.example.com. Vielä kerran selainohjelma laittaa DNS-pyynnön kyseiselle nimipalvelimelle, joka tietää www.example.comin IP osoitteen ja antaa tämän selaimelle ja nyt selain voi yhdistää kyseiselle palvelimelle.

Luento 4 kotitehtävät:

Tuntikuulustelun pohjalta

Miten sähköposti kulkee lähettäjältä vastaanottajalle? Muista kerrosmalli ja keskity ainoastaan sovelluskerroksen tapahtumiin. Lähettäjä kirjoittaa sähköpostin jollain asiakasohjelmalla (outlook, thunderbird, selain yms.) ja lähettää tämän vastaanottajalle. Sähköposti menee lähettäjän sähköpostipalvelimelle, josta se siirtyy vastaanottajan sähköpostipalvelimelle. Vastaanottaja käy noutamassa sähköpostin omalta sähköpostipalvelimelta jollain asiakasohjelmalla. Oletetaan, että lähettäjä sekä vastaanottaja käyttävät selaimella käytettävää sähköposti ohjelmaa. Lähettäjän sähköposti lähtee HTTP-protokollalla lähettäjän sähköpostipalvelimelle, josta siirtyy SMTP-protokollalla vastaanottajan sähköpostipalvelimelle. Sieltä vastaanottaja käy noutamassa sen, jolloin jotain seuraavista protokollista käytetään: POP3, IMAP, HTTP.

Jos lähetätä postia käyttäjälle jouni@eduskunta.fi, niin kuinka DNS liittyy asiaan? Mitä DNS-palvelusta kysytään ja kuka kysyy? DNS selvittää eduskunta.fi sähköpostipalvelimen IP-osoitteen. DNS-palvelusta kysytään eduskunta.fi sähköpostipalvelimen IP-osoitetta. Lähettävä sähköpostipalvelin käyttää DNS-palvelua (kysyy).

Mikä on eduskunnan sähköpostipalvelimen nimi ja osoite? (kokeile esim: http://viewdns.info/dnsrecord/ tai komentoriviltä (Linux) dig eduskunta.fi -t any ) smtpin.eduskunta.fi 217.71.145.41

Mitä palveluja kuljetuskerros tarjoaa sovelluskerrokselle? Kuljetuskerros tarjoaa TCP:n/UDP:n tarjoamat palvelut. TCP: luotettavan tiedonsiirron ja mahdollisesti SSL:n avulla salatun yhteyden. UDP lupaa lähettää paketin, mutta ei takaa, että se menee perille.

Miten eri sovelluksille menevät viestit erotellaan toisistaan? Riippuen käytettävästä protokollasta joko portin (portin numeron) perusteella tai IP-osoitteen sekä portin perusteella.

Kalvolla 3-33 ja 3-34 on luennolla luomamme luotettava protokolla, joka osaa toipua mm. vaurioituneista kuittauksista. Seuraa tilakoneen toimintaa ja piirrä kaavio (ks. esimerkki kaaviosta kalvolta 3-40) protokollan toiminasta, kun lähettäjä lähettää ensin kaksi viestiä (viesti 1 ja 2) onnistuneesti, jonka jälkeen lähettäjä lähettää viestin 3, joka vaurioituu matkalla ja lopulta viestin 4, jonka kuittaus ACK viesti vaurioituu. Piirrä kaavio siihen saakka kunnes lähettäjä on tyytyväinen kaikkien neljän viestin toimittamiseen. TUOSSA ALLA ON KUVA! Kuvasta jäi uupumaan loppu: eli lähettäjä huomaa, että ACK-viesti on korruptoitunut ja lähettää paketin 4 uudestaan, jonka vastaanottaja saa perillee lähettää ACK1-paketin, jonka lähettäjä saa ja on iloinen.

Onko tilanteita, joissa edellinen protokollamme ei toimi? Tilanteessa, jossa paketti katoaa matkalla protokolla ei toimi.

Muiden opintopäiväkirjoista oppiminen. Etsi opintopäiväkirjojen listasta omaan nimeäsi seuraavat kaksi henkilöä (jotka ovat täyttäneet (vaadittavaa) opintopäiväkirjaa). Kirjoita molemmista päiväkirjoista reflektio omaan päiväkirjaasi. Vertaa omaa päiväkirjaa omaasi, mitä opit …

Katso jossain LUTin tietokoneessa koneen aleverkon peite (ip mask), jolla josta avulla voidaan päätellä verkkoon kuuluvat koneet. Maski voi olla muotoa 255.255.255.0 tai /24. Mikä on käytetyn aliverkon maski? 255.255.252.0 Mikä on koneen oma osoite? 157.24.53.66 Montako osoitetta samassa aliverkossa on? 1024, jos olen ymmärtänyt asian oikein. Mitkä IP osoitteet ovat samassa aliverkossa? 157.24.52.1 - 157.24.55.254

Kerro kuinka TCP-protokolla toimii pääpiirteittäin? Millaisia ominaisuuksia ja käsitteitä siihen liittyy ja mihin niillä pyritään? Mitä hyviä ja huonoja puolia TCP:llä on? TCP on ns. yhteydellinen protokolla. TCP-yhteys avataan ns. kolmisuuntaisella kättelyllä (three-way handshake). TCP-protokolla varmistaa, että paketit menevät perille ja oikeassa järjestyksessä. Tämän lisäksi vielä TCP varmistaa, että paketti ei ole korruptointunut matkalla. Mikäli paketti on korruptoitunut, paketti välitetään uudestaan. Käytännössä TCP kuittaa kaikki lähetetyt paketit. TCP:ssä on myös ruuhkanhallinta, joka rajottaa pakettien lähettämistä ettei verkko ruuhkaannu. TCP:ssä on myös vuonhallinta, jolla pyritään pitämään lähetys/vastaanotto samalla tasolla, eli ettei lähettäjä lähetää enempää paketteja kuin vastaanottaja pystyy vastaanottamaan. Hyviä puolia: Varmistaa, että paketit menevät perille ja oikeassa järjestyksessä. Huonoja: Monimutkainen protokolla, jonka sisällä tapahtuu vaikka mitä asioita ja ei yleensä sovellu reaaliaikaisten sovellusten toteuttamiseen esim. reaaliaikaiset verkkomoninpelit.


http://www2.it.lut.fi/wiki/doku.php/courses/ct30a2001/start