meta data for this page
  •  

===== Oppimispäiväkirja =====

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikennetekniikasta minulle tulee mieleen koko tiedonsiirron prosessi alkulähteestä loppukäyttäjälle. Tähän sisältyy itse tieto joka siirtyy, laitteet ja eri tekniikat joilla tietoa siirretään sekä koko prosessin ylläpito. Uskon, että tapa ja laitteet joilla tietoa siirretään on muuttunut paljon, ja että muutos tulee jatkumaan sekä yleistymään vielä entisestään esimerkiksi IOT eli Internet of Things:in myötä. Luulen, että tulen oppimaan paljon laitteista ja tavoista, joiden avulla tietoa siirretään, ja että kokonaisnäkemykseni internetistä on tällä hetkellä liian kapea.

Sanoja: LAN, MAN, WAN, IOT, 4G, 5G, Deep Web, Bit Coin, Internet

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:
  • Päivän aihe:

- Johdatus kurssille ja perusteiden läpi käymistä

  • Päivän tärkeimmät asiat:

- Kurssin aihe ja vaatimukset

- Mikä internet on ja miten se toimii (yksinkertaisesti)

  • Mitä opin tällä kertaa:

- Monet eri tavat, joilla voi yhdistää internetiin. Ymmärsin perusteet, mutta en tiennyt kuinka monta eri tapaa on yhdistää ja miten ne eroavat toisistansa

  • Jäi epäselväksi:

- Circuit switching (FDM, TDM)

Ennakkotehtävä luento 2

* Pohdin oman kotiverkkosi laitteiden välisiä yhteyksiä. Millaisia siirtoteitä laitteiden välillä käytetään? Syntyykö kotona useiden yhteyksien ketjuja?

- WLAN mobiiliverkosta (4G)

- HDMI kaapeli televisioon PlayStationista ja tietokoneesta ruutuun

- 4G puhelimeen

- Television kaukosäädin

- PlayStationin yhteys laitteeseen

Luentopäivä 2:

* Päivän aihe:

- Internetin historia ja rakenne

- Internet protokollat ja tasot

- Tietoturva

* Päivän tärkeimmät asiat:

- Internet protokollan tasot

- Mistä viive syntyy

- Perusteet tietoturvasta (DoS)

* Mitä opin tällä kertaa:

- Internet prootokollasta ja tasoista

- Miksi ja miten viive syntyy

- Selveni kuinka DoS toimii

Kotitehtävä

* Listaa vähintään kuusi internettiin pääsyteknologiaa. Luokittele ovatko kotien liittämiseen, yrityksille vai mobiileja teknologioita.

- 3G/4G (mobiili mutta voidaan myös käyttää kotona)

- Valokuitu (yritys tai kotiin)

- Satelliitti (yrityksille tai kotiin)

- WLAN (kotiin tai yrityksille)

- Ethernet (kotiin tai yrityksille)

- DSL (kotiin)

* Mitä Internettiin pääsyteknologioita on tarjolla Lappeenrannassa?

- DSL, monenlaiset mobiiliverkot (Edge - 4G), WLAN, modeemi, valokuitu/kaapeli, satelliitti

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

Asiakasohjelma on sovellus (yleensä graafinen), jonka avulla käyttäjä voi ottaa yhteyden verkon yli palvelimeen, ja näin käyttää palvelimen tarjoamia palveluita. Palvelinohjelma on sovellus, joka lähettää käyttäjän haluamat tiedot asiakasohjelmaan.

*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?

Aluksi suuri tiedosto pilkotaan pienempiin osiin. Tämän jälkeen järjestelmä A lisää tiedostoon järjestysnumeron ja osoitteen, johon paketti lähetetään. Tämän jälkeen tiedosto menee reitittimeen, joka lukee mihin osoitteeseen tiedostopaketit lähetetään. Tämän jälkeen reititin lähettää paketit eteenpäin. Kun tiedostopaketit saapuvat järjestelmä B:n reitittimeen se varmistaa, että kaikki paketit saapuvat, ja että paketit ovat oikeassa järjeestyksessä jotta ne voidaan koota yhteen sujuvasti.

Luentopäivä 3:

* Päivän aihe:

- Lisää protokollista

- Lisätietoa sovellustasosta

* Päivän tärkeimmät asiat:

- HTTP protokolla

- DSN, sähköposti

- TCP, UDP

* Mitä opin tällä kertaa:

- HTTP protokollasta

- DNS

- Sähköposti protokollasta

- Evästeet (miksi ja miten)

Kotitehtävät

Kerrosmalli koostuu kuudesta eri kerroksesta. Nämä kerrokset ovat: sovelluskerros, kuljetuskerros, verkkokerros, linkkikerros ja fyysinen kerros. Jokaisella kerroksella on omat tehtävät ja protokollat. Kerrosmalli perustuu ideaan, että tietoliikenteen sujuvaan toimintaan vaaditaan vankka fyysinen pohja jonka päälle kaikki muu rakennetaan. Jokainen kerros vaatii siis, että alla oleva kerros toimii. Modularisoinnin avulla voi päivittää jokaisen yksittäisen kerroksen erikseen, ja helpottaa pakettien tunnistamista ja rakennetta. Lähettäjän lähettämät paketit viestivät aina saman kerroksen kanssa vastaanottajan kanssa. Lähettäjän paketteihin lisätään koodin pätkä, jonka avulla vastaanotta tietää minkä kerroksen kanssa se viestii.

Protokollat ovat etukäteen sovittuja tarkkoja sääntöjä jotka määrittelevät miten eri laitteet ja applikaatiot viestivät toistensa kanssa.

Piirikytkennässä yhteys on avoin koko ajan riippumatta siitä käytetäänkö sitä. Pakettikytkennässä taas data pakataan paketeiksi ja lähetetään vasta kun sille tulee pyyntö.

Palvelin vastasi sivulle funet.fi koodilla “200”, joka tarkoittaa OK. Se siis kertoi, että tiedonsiirto onnistui.

Etusivun lataaminen kesto 4.06 sekunttia. Selain latasi 28 kuvaa. Pyynnöstä kävi ilmi, että se oli HTTP - pyyntö.

Luentopäivä 4:

* Päivän aihe:

- Tuntikuulustelu

- Kuljetuskerros

* Päivän tärkeimmät asiat:

- Protokolla luotettavasta tiedonsiirrosta

- P2P

* Mitä opin tällä kertaa:

- DNS tärkeys, mistä IP-osoitteet tulevat

- P2P palveluista

- Miten luotettava tiedonsiirto toimii

* Epäselvää

- Multipleksaus?

Kotitehtävät

Sähköposti luodaan ensimmäiseksi lähettäjän sähköpostisovelluksessa. Kun lähettäjä painaa “lähetä” näppäintä, sähköposti menee jonoon lähetettäväksi. Tämä jälkeen reititin lähettää sen sähköpostintarjoajan palvelimelle. Sähköpostintarjoaja katsoo DSN serveriltä mihin IP osoitteeseen sähköposti pitää lähettää ja lähettää sen sinne. Vastaanottajan sähköpostintarjoajan palvelin vastaanottaa viestin, ja katsoo kenelle se on tarkoitettu, ja laittaa sen vastaanottajan inboxiin odottamaan. Kun vastaanottaja avaa oman sähköpostisovelluksensa, se saa ilmoituksen, että hän on saanut sähköpostia. Sähköpostintarjoaja on siis lähettänyt sähköpostin vastaanottajan reitittimeen kun hän on avannut sähköpostisovelluksen. Vastaanottaja pystyy nyt siis lukemaan sähköpostin sovelluksen avulla.

Eduskunnan sähköpostipalvelin on eduskunta.fi

Kuljetuskerros tarjoaa sovelluskerrokselle tavan siirtää tietoa eteenpäin. Sovelluskerroksen avulla käyttäjä pystyy antamaan komentoja helposti ja kertomaan mitä hän haluaa tehdä, mutta ilman kuljetuskerrosta tieto ei liiku eteenpäin. Erinäiset otsikot ja soketit erottavat eri sovelluksiin menevät viestit.

Luentopäivä 5

* Päivän aihe:

- Kuljetuskerros

- Verkkokerros

* Päivän tärkeimmät asiat:

- TCP congestion control

- TCP uudelleenlähetys

* Mitä opin tällä kertaa:

- TCP:stä yleisesti lisää (ruuhkan hallinta, yhteydet

Kotitehtävät

Päiväkirjojen reflektio

Matias Turunen: Hyvin tiivistetty pääasiat, mutta joskus vastaus jää hieman suppeaksi. Melko saman tyyppinen kuin minulla itsellä.

Jaakko Tuuri: Siisti ja selvä päiväkirja. Vastaukset ovat hyvin kattavia.

Koulun koneen oma IP-osoite on 157.24.48.236 (teimme Markus Leppiojan kanssa tämän tehtvän samalla koulun tietokoneella). 1022 on maksimi IP-osoitteiden määrä aliverkkoja voi olla maksimissaan 1024. IP-osoitteet olivat välillä 157.24.48.1 - 157.24.51.254. Käytetyn aliverkon maski oli 255.255.252.0. Etsimme tiedot komentorivin avulla, ja etsimällä nettisivuja jotka kertovat käytännössä kaiken tarpeellisen (tarkistimme niiden avulla tiedot).

TCP on kuljetuskerroksen protokolla, joka takaa että kaikki tieto saapuu lähettäjälle (toisin kuin UDP). Tämä onnistuu niin sanottujen “kuittausten” avulla. Lähettäjä jaa aina odottamaan, että se saa kuittauksen (ACK) siitä, että edellinen paketti on saapunut vastaanottajalle. Jos kuittausta ei tule, se lähettää tiedoston uudelleen. Tämän lisäksi TCP:ssä käytetään sekvenssinumeroita, joiden avulla varmistetaan, että paketit saapuvat oikeassa järjestyksessä.

Luentopäivä 6

* Päivän aihe:

- Verkkokerros

* Päivän tärkeimmät asiat:

- IP osoitteidein kertaus

- Aliverkot

* Mitä opin tällä kertaa:

- DHCP:stä

- Mikä NAT on ja sen ongelmat

Kotitehtävät

Ymmärrän hyvin, mitä ongelmia ylläpitämätön laitteisto voi aiheuttaa. Tiesin jo monista uutisissa mainituista ongelmista, mutta en tiennyt esimerkiksi että haittaohjelma kotireitittimessä voi louhia bitcoineja. Ajatus siitä, että joku toinen voi lähettää roskapostia tai louhia bitcoineja omalta reitittimeltäni on kyllä epämiellyttävä. Onneksi firmwaren päivittäminen on helppoa, ja muutkin haittaohjelmien poisto-ohjeet olivat helppoja. Aion tehdä uutisen neuvomat ohjeet tenttiviikon jälkeen.

Käytämme IP - osoitteita, jotta voimme erottaa eri reitittimet tai palvelimia internetissä toisistaan. Ilman IP - osoitteita emme pystyisi hakemaan eikä lähettämään haluttua tietoa oikeille ihmisille/palvelimille. IP - osoitteet siis mahdollistavat internetin käytön sellaisenaan kun tunnemme sen. IP - osoitteiden haun helpotukseksi on keksitty DNS - palvelu, jonka avulla voi hakea oikean IP - osoitteen numerosarjan sitä vastaavan “nimen” avulla (.com, .org, .edu jne.)

Ethernet osoitteet ovat osoitteita, joiden avulla samassa verkossa olevat laitteet erotetaan toisistaan. Ethernet osoitteen määrittelee yleensä reitin automaattisesti kun siihen yhdistää.

VLAN eli Virtual LAN on tekniikka, jonka avulla verkko jaetaan halutulla tavalla osiin fyysisestä sijainnista huolimatta kytkimen ja reitittimen avulla. VLAN - tekniikassa IP - osoitteeseen liitetään “numerosarjoja” (tunnuksia), jonka avulla laitteet tietävät mihin lähetetyt paketit ovat menossa. Kun paketit lähetetään “pois” VLANista, tunnukset otetaan myös pois.

Tenttikysymykset

1) Mikä on kerrosmalli

Kerrosmalli eli protokollapino on tapa mallintaa kuinka tieto saadaan kulkemmaan internetissä. Pinon viisi tasoa ovat: applikaatiokerros, kuljetuskerros, verkkokerros, linkkikerros ja fyysinen kerros. Pinkka rakentuu alhtaalta ylös; ylempi kerros ei toimi jos alempi kerros ei toimi. Ylempi kerros kommunikoi aina alemman kerroksen kanssa, joka aina välittää viestiä eteenpäin. Kerrosmalli helpottaa protokollien ymmärtämistä ja päivittämistä, koska kerrokset huomaavat jos muutoksia tapahtuu.

2) TCP vs UDP

TCP ja UDP ovat tiedonlähetyksen protokollia. Suurin ero kahden välillä on se, että TCP on luotettava tiedonlähetyksen väline, kun taas UDP ei ole. Tämän lisäksi TCP voi säädellä lähetys- ja vastaanottonopeuskia, kun taas UDP ei voi. TCP on huomattavasti suositumpi kuin UDP, mutta UDP on kätevä tilanteissa jossa tietoa voi hävitä kuten esimerkiksi internetpuheluissa.

3) SMTP vs HTTP

HTTP on verkkoapplikaatioiden käyttämä prokotolla, kun taas SMTP on sähköpostin käyttämä protokolla. HTTP on “pull” - periaatteinen prokotolla, eli käyttäjän täytyy pyytää tietoa lähetettäväksi, kun taas SMTP on “pull” - periaatteinen protokolla, eli tieto lähetetään siitä huolimatta halutaanko sitä vai ei. Molemmat käyttävät TCP - yhteyttä, koska kaikki tieto täytyy välittää.

4) DNS

DNS eli Domain Name System on palvelu, jonka avulla käyttäjät pääsevät käsiksi IP - osoitteisiin. DNS - palvelun avulla käyttäjien ei tarvitse osata IP - osoitteita ulkoa, vaan he voivat käyttää haluaman palvelun “nimeä” (.com, .org, jne.), ja IP - osoite etsitään palvelimelta. DNS palvelu siis helpottaa tietoliikenteen käyttöä huomattavasti.

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1 Lähiopetus: 0h Itsenäinen työskentely 2h

Luentoviikko 2 Lähiopetus 4h Itsenäinen työskentely 1h

Luentoviikko 3 Lähiopetus 0h Itsenäinen työskentely 1,5h

Luentoviikko 4 Lähiopetus 2h itsenäinen työskentely 2h

Luentoviikko 5 Lähiopetus 4h Itsenäinen työskentely 3h

Luentoviikko 6 Lähiopetus 2h Itsenäinen työskentely ennen tenttiä n. 25h

* Luentokalvot *

tlt_osa1_suomennos.pptx.pdf

tlt_osa2_suomennos.pdf

tlt_osa3_suomennos.ppt.pdf

tlt_kpl4_suomennos.ppt.pdf