meta data for this page
  •  

Mikko Haavisto

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenteestä ennakkokäsitykset aika yleisellä tasolla. Lähinnä erilaisiin siirtotapoihin, esimerkiksi palveluntarjoajien adsl/kaapeli/valokuitu -verkot sekä erilaiset matkapuhelinkäytössä olevat gsm/gprs/edge/3g/hsdpa -verkkoihin törmännyt, mutta sen syvemmin ei ole tullut tutustuttua. Tieto nykyisellään rajoittuu käyttötarkoitukseen sekä verkkojen rajoituksiin ja hintoihin. Se, mitä oikeasti esimerkiksi puhelinverkkoa pitkin siirtyy adsl-verkossa, on hieman hämäränpeitossa. Sekä esimerkiksi matkapuhelinverkkojen toteutus tai miksi mobiililaajakaistoja yritetään myydä kovalla markkinoilla, vaikka verkot ruuhkautuvat jo pienessäkin käytössä.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1

Ensimmäisellä luennolla opin, kuinka helposti pystyy mielenkiinnon tukahduttamaan 2h alkusaarnalla nopasta. Kuitenkin, kun asiaan mentiin niin heti heräsi kiinnostus.

Kommunikointimalli: lähde(pc) > lähetin(modeemi) > siirräntäjärjestelmä(puhelinverkko) > vastaanotin(modeemi) > kohde(serveri) Osatehtävät, kerrosarkkitehtuuri → OSI-referenssikerrosmalli, TCP/IP-kerrosmalli Jokaisella kerroksella oma tehtävä ja rajapinnat määritelty. Ylläpito helpompaa, sillä muutos yhdessä kerroksessa ei vaikuta koko järjestelmään. (Johtaja → Sihteeri → Kuriiri)

OSI-mallissa 7 tasoa: Application, Presentation, Session, Transport, Network, Data link, Physical TCP/IP-mallissa 5 tasoa: Application, Transport, Network, Network Access(Data link), Physical

TCP/IP-malli yleistyi ensimmäisenä ja käytössä tällä hetkellä lähes kaikkialla Internetissä. Erona OSI-mallissa oli kolme ylintä tasoa toteutettuna erikseen, kun taas nämä kolme mallia on yhdistetty TCP/IP-mallissa. Ohjelmoija sisällyttää siis ohjelmaan nämä OSI-mallissa olevat presentation ja session -layerit. Ne koettiin turhan tarkoin määritellyiksi ja tarpeettomiksi toteuttaa itse kerrosmalliin.

Fyysinen kerros: fyysinen siirtotien liityntä Linkkikerros: huolehtii päätelaitteen ja verkon välisestä siirrosta Verkkokerros: mahdollistaa useiden yhteen kytkettyjen verkkojen käytön datan siirrossa Kuljetuskerros: tarjoaa luotettavan tiedonsiirron järjestelmien välillä Sovelluskerros: sisältää kunkin sovelluksen tarjoaman logiikan

Sovellus ja kuljetuskerros käyttävät päästä-päähän protokollaa, kun taas verkko-, linkki- ja fyysinen kerros verkon sisäistä protokollaa.

Protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. “toimintatapamalli” Protokollien toimintoja: Segmentointi ja kokoaminen, Paketointi, Yhteyden hallinta, Toimitus oikeassa järjestyksessä, Vuon valvonta, Virheen havannointi, Osoitteet, Kanavointi, Kuljetuspalvelut

Luentopäivä 2

Standardit esim. ISO, ISOC, RFC Tarvitaan yhteensopivuuden takaamiseksi. Kilpailu: Päällekkäsiä standardeja, Kompromisseja

Tiedon esittäminen

  • bitteinä: tasojen määrä, aika/bitti (tiedonsiirron nopeuden nostaminen)
  • analoginen(kaikkia arvoja min-max väliltä)/digitaalinen(tasot)

Signaalit

  • Muutos analoginen/digitaalinen
  • Digitaalisen edut
  • Vähemmän häiriötä
  • Viivevirheitä vain johdollisella tiedonsiirrolla(aallonpituus voi vaihtua)

Siirtotiet

  • Johtimelliset:
    • parikaapeli, lyhyet yhteydet
    • koaksaalikaapeli, vähemmän häiriöllinen kuin parikaapeli
    • valokuitu, pitkät yhteydet; runkoverkot
  • Johdottomat:
    • radiolinkit (radiohorisontti)
    • infrapuna (lyhyt matka)
    • satelliittilinkit (radiolinkki käytännössä taivaalla)

Tiedon koodaus

  • Analoginen/digitaalinen
  • Digitaalinen data, Analoginen signaali
  • Taajuusvaihteluilla biteillä, ei taajuutta ollenkaan 0-bitillä, vaihdemuutoksella
  • Analogisia modulointitekniikoita(aallonpituus, taajuus, vaihe)

Tiedonsiirron tehokkuus

  • Asynkroninen tiedonsiirto
  • vanhanaikainen (start/stop bitti)
  • Synkroninen tiedonsiirto (suurempi siirrettävä kehys, controlliosiot, liput)

Virheen havaitseminen

  • tarkistussumma
  • pariteettibitti
  • koodisana(korjataan lähinnä olevaan)

Luentopäivä 3

Kanavointitekniikat: Kanavointia käytetään tehostamaan siirtojärjestelmän kapasiteetin käyttöä. Verkkon päissä on multiplekserilaitteet, jotka yhdistää ja purkaa syötteitä.

Taajuuskanavointi (FDMA)

  • Siirtotien kapasiteettin tulee ylittää siirrettävien yhteenlasketut kaistanleveydet
  • Signaali keskittyy omalle taajuusalueelle, eli kanavalle (AM/FM)
  • Perustuu modulointiin –> analoginen signaali
  • Vastaanottopäässä suodattimia häirön poistoon (ylikuuluminen)

Aikajakokanavointi (TDMA)

  • Siirtotien kapasiteetin tulee ylittää siirrettävien signaalien kapasiteetit
  • Perustuu eri signaalien viipalointiin, aikajako
  • Viipalointi: Bittitasolla, Tavutasolla, Suuremmissa yksiköissä…

Koodijakokanavointi (CDMA)

  • Käytetään johtimettomalla siirtoteillä
  • Käytetään koko taajuusalue ja sekä kaikki aikaviipaleet

Aallonpituusjakokanavointi (WDMA)

  • Optisessa kuidussa saadaan siirrettyä useita signaaleja samassa kaapelissa

Piiri- ja pakettikytkentä:

  • Piirikytkentä (teleliikenne)
    • Käytetään puhelinverkossa
    • Mahdollistaa reaaliaikaisen siirron (tärkeää puheessa)
    • Ensin luodaan yhteys, tämän jälkeen yhteys pidetään auki vaikka dataa ei liikkuisi, suljetaan yhteys
    • Ongelmia verkon tehokas käyttö, verkkojen ruuhkautuminen
  • Pakettikytkentä (dataliikenne)
    • Data pilkotaan paketeiksi lähetyspäässä ja vastaanottopäässä kootaan taas yhtenäiseksi dataksi
    • Paketit voidaan lähettää eri reittejä pitkin → tehokkaampi verkon käyttö, vähemmän ruuhkautumista
    • Kaksi eri kytekntätapaa: Datagrammissa paketit lähetetään itsenäisesti ilman viittauksia toisista paketeista. Virtuaalipiirissä ensin lähetetään Call-Request paketti, joka luo vakioreitin muille paketeille.

Reititys:

  • Reitityksellä pyritään parantamaan verkon toimintaa
  • Tieto verkon muista solmuista auttaa reitityksessä
  • Tapoja: Floodingissa jokainen solmu lähettää joka suuntaan paketin. Satunnainen lähettää vain yhteen suuntaan paketin. Mukautuvissa reitityksissä otetaan huomioon muutokset verkossa sekä ruuhkautumiset, Algoritmeina: Leas cost, Dijkstra, Bellman-Ford.

Kotitehtävä 1

Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. Ryhmittele asiat mielekkäällä tavalla. Voit valita näkökulmasi.

mikko_haavisto_kt1.pdf

Kotitehtävä 2

Kotitehtävässä 1 luotiin kokonaisnäkemys tietoliikenteen alueesta aiempien termien kautta. Kotitehtävässä 2 keskitytään johonkin oleelliseen osaan kokonaisuudesta (oman mielenkiinnon mukaan valittavissa) ja skenaarion/käyttötapauskuvauksen avulla selvitetään mitä ko. osa-alueella oikeasti tapahtuu.

mikko_haavisto_kt2.pdf

Kotitehtävä 3

Valitse haluamasi aihealue (esim. omasta terminologiastasi/aihepiirilistasta (oppimispäiväkirja)) Etsi aihepiiriin liittyvä protokolla Tutustu protokollaan (rakenne, logiikka, viestit, …) ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan.

mikko_haavisto_kt3.pdf

Kotitehtävä 4

Tunneilla käytiin läpi erilaisia siirtoteitä ja siirtoteillä käytettyjä tiedonsiirtomenetelmiä. Valitse jokin “tuttu” järjestelmä (esim. Oppimispäiväkirjaan valitsemasi, GSM, GPS, Digi-TV). Etsi verkosta tietoa kuinka juuri kyseisessä järjestelmässä tiedon siirto on hoidettu. Esim. Fyysinen siirtotie, Bittien esitys siirtotiellä, Modulointi etc. tekniikka, Datan esitysmuoto vs. signaalit

mikko_haavisto_kt4.pdf

Kotitehtävä 5

Käyttöskenaariot Muodosta tietoverkkojen käyttöskenaario yhteen seuraavista ympäristöistä: Koti, Koulu, Kaupungin keskusta tai Lentokenttä. Mieti millaisia haasteita eri ympäristöt asettavat kommunikoinnille. Kuinka kurssilla opitut asiat tukevat eri ympäristöissä tapahtuvaa kommunikointia. Millaiset asiat muodostuvat näissä eri ympäristöissä merkittäviksi. Millainen verkkorakenne sopii ympäristöön ?

mikko_haavisto_kt5.pdf

Palaute

Hyvää analyysiä oppimisesta. Toivottavasti jäsentely kantaa tietona myös tenttiin asti. Otan omaan piikkiini tuon noppa-asian. Liian pitkään tuli puhuttua kurssin järjestelyistä, varsinkin kun aika loppui kesken. Mukava kokonaisuus noissa kotitehtävissä.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0.5 h
    • Kotitehtävien tekoa 1 h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 6 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
    • Kotitehtävien tekoa 1 h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 4 h
    • Kotitehtävien tekoa 3 h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 4 h
    • Kotitehtävien tekoa 1 h

Pääsivulle