meta data for this page
  •  

Tapani Juuti , VALMIS

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta ja kysymyksiä

Oma ennakkomääritelmäni tietoliikenteestä painottuu aika vahvasti niihin teknisiin ratkaisuihin, joiden avulla voidaan välittää, vastaanottaa ja tulkita informaatiota (tai dataa riippuen vaiheista). Tyypillisesti leikkiin tarvitaan ainakin informaation luoja, lähettäjä, tekniikat (datan) informaation siirtämiseen ja vastaanottaja. Koska terminä käytetään tietoliikennettä, kuuluu asiaan usein myös säännöt. On muistettava, että tietoliikennettä tapahtuu varsin paljon jo ihmisen omassa kehossa, lähtien aivoista ja hermostosta.

Sinänsä jonkin sortin kokonaiskäsitys aihealuesta on olemassa, ainakin käytännön tietoliikenneinfran ja siihen liittyvien asioiden ja palveluiden kehittymisestä globaaleissa yritysympäristöissä.

Termejä: - ADSL, ATM, MPLS, broadcast, multicast, unicast, ping, traceroute, protokolla, TCP/IP, ICA, RDP, kerros, reititin, signaali, kaapeli, WLAN, ired, HTTPS, TCP/IP, client server, cloud computing, wlan, @450, 3 G, päätelaitteet, digitaalinen - analoginen, LAN, WAN, Token Ring, Ethernet, kytkin, HUB etc…

Kiinnostavaa: kotikäyttäjän tietoliikenteeseen liittyvä tietoturva - WLAN, reititin, GPRS, GSM et.

Kysymyksiä, joihin toivon vastauksia / keskustelua kurssin aikana:

1) Internetin ja eri tekniikoiden kautta tuotetaan yhä enemmän palveluja, joiden kriittisin osa on toimiva tietoliikenne (esim. pilvipalvelut). Millä tekniikoilla varmistutaan palveluiden vikasietoisuudesta ja hyvistä vastausajoista liikkennemäärien kasvaessa ja siirrettävien datamäärien lisääntyessä? Vikasietoisuus liittyy pitkälti käytettävissä olevan kapasiteetin (niin yhteydet kuin konereurssitkin) riittävyyteen. Kurssilla käytiiin läpi tekniikoita, joilla ylenmääräsitä ruuhkaa voidaan esim. helpottaa.

2) Olen ostanut kotiini tietoliikenneliittymän, jonka nopeus on sopimuksessa 24 Mbit/s. Miksi en pääse käytännössä koskaan lähellekään tuota luvattua nopeutta? Tähänkin on monia syitä. Yksi syy on se, että lähtöpäässä on lähde, joka ei tarjoa riittävän nopaa liittymää datan siirtoon. Useammal yhtäaikaisella yhteydellä voidaan tuota maksimia testata. Häiriöt verkossa myös tiputtavat nopeutta.

3) Millä tavalla toimii tarkalleen ottaen DGPS? Miten radiosignaalilla korjataan tarkkuutta? Vai tarkoitetaankohan tällä A-GPS:ää ..

4) Katsotaanko jatkossa kaikki TV –lähetykset Internetin kautta? Ei .. tai ei ainakaan ihan lähitulevaisuudessa. Broadcast verkko on monin tavoin tehokas tapa välittää tietia, kun taas Internetillä on muita tavoitteita.

5) Miten VIRVE –verkko käytännössä toimii, miten taataan tietoturva ja toimivuus? Vastausta kannattaa etsiä langaton tietoliikenne kurssilta

6) Millä tekniikoilla haja-asutusalueille tuodaan laajakaista? (@450 tuki loppuu?, lupaus 1.7.2010 alkaen väh. 1 Mbit/s kaikkialla, ” Tämä tarkoittaa, että yleispalveluyrityksiksi määrättyjen teleyritysten on pystyttävä heinäkuun alusta lähtien tarjoamaan jokaiseen vakinaiseen asuntoon ja yrityksen pysyvään toimipaikkaan kohtuuhintainen ja laadukas, vähintään yhden megan yhteys Saapuvan liikenteen keskimääräisen nopeuden tulee olla vähintään 75 prosenttia vaaditusta nopeudesta 24 tunnin mittausjakson aikana. Neljän tunnin mittausjakson aikana nopeuden on oltava vähintään 50 prosenttia vaaditusta nopeudesta.” Jaa .. alkuun varmasti lisäämällä uusien televerkkotekniikoiden tuke eri tukiasemilla ja sitä kautta enemmän kapasiteettia. Wimax joissakin paikoissa.

7) Mikä on tulevaisuudessa johtava tekniikka langattomassa tiedonsiirrossa? Tämäkin on vaikea vastata yleispätevästi .. tarkoitetaanko lyhyen kantaman tekniikoita, televerkkoja, dataverkkoja. Useita eri menetelmiä on jatkossakin.

8) Miksi token-ring tekniikka ei yleistynyt? Kilpailu, markkinat, …

9) Miksi myrskytuhot aiheuttivat niin pitkiä katkoja matkapuhelinliikenteessä? Yksi syy on sähkönsyöttö. Tukiasemat tarvitsevat sähköä toimiakseen. Yleensä ei ensimmäinen paikka jonne sähkölinjat korjataan.

10)Miten normaalin omakotitalon sähkökaapelointia voi käyttää tietoliikenteessä? Mikä on sen suurin nopeus? Sähkökaapeleiden käyttöön on omat tekniikkansa. Nopeuksia en muista tässä yhteydessä. Ei merkittävä siirtotie päätelaitteiden hinnan takia.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Yleinen orientoituminen ja tietoliikenteen kokonaiskuvan muodostamien eri osista sekä kerrosarkkitehtuurin palauttaminen mieleen olivat tärkeimmät pointit

Luentopäivä 2: Aamupäivä alkoi pistokokeilla, jossa lyhyessä ajassa piti muodostaa vastaukset edellisen luennon pääaiheista ja käsitteistä.

Luennolla edettiin standardointiin, jossa käsiteltiin eri “toimijoita”, joiden kautta uusien innovaatioiden ja toisaalta jo käytössä olevien asioiden parannus- ja muutosehdotukset standardoidaan. Samoin käytiin läpi standardoinnin hyviä ja huonoja puolia: pyritään saamaan yhteisesti sovitut rajapinnat ja säännöt, joka mahdollistaa massatotannon ja helpommat kilpailuttamismahdollisuudet ja sitä kautta edullisemmat hinat aina loppukäyttäjälle saakka - toisaalta starndardit ovat aina kompromisseja ja niistä sopiminen usein kankeaa ja pitkäkestoista. Miten asiat menevät käytännön tasolla ja miten ne näkyvät loppukäyttäjälle. Luentomateriaalista löytyy tosin hyviä linkkejä, joiden avulla voi tutustua tarkemmin.

”Data Transmission” –osuudessa määriteltiin olennaisimpia käsitteitä ja raapaistiin perusasiota aina siniaaltoa myöten. Olennaista käytännön elämän kannalta lienee ymmärtää perusperiaatteita, mitkä vaikuttavat tietoliikennenopeuteen ja eri käytännön toteuttamistapoihin.

- kuinka analoginen signaali muutetaan digitaaliseksi, ja miten niiden ominaisuudet eroavat toisitaan (esim. analoginen data saa jatkuvia arvoja tietyssä aikajaksossa , digitaalinen saa erill. arvoja, analoginen signaali moduloidaan digitaalinen koodataan jne.)

- kaistanleveys : signaalin absoluuttinen kaistanleveys on sen spektrin leveys – kuitenkin suurin osa energiasta on pienemmällä taajuusalueella ⇒ tehollinen kaistanleveys

- siirtojärjestelmän taajuuskaistan leveys rajoittaa datan siirtonopeuden (mitä suurempi kaistanlevys ⇒ enemmän siirrettyä informaatiota, mitä suurempi keskitaajuus ⇒ sitä suurempi mahd. kaistanleveys)

”Siirtotiet” – kohdassa keskityttiin siirtoteiden eri vaihtoehtoihin:

- parikaapeli (puhelinverkot, lyhyet etäisyydet dataverkoissa)

- koksukaapeli (lähinnä TV –jakelu)

- runko verkot, lähiverkot, kaupunkiverkot, tilaajaverkot (nopea, vähän häiriöitä, suuri kapasiteetti, mutta suht. kallis)

- johtimettomat (mikrtoaaltolinkit, satelliitit, radio,ipuna)

Lisäksi käytiin läpi eri tapoja, kuinka varmistaa, että data on siirtynyt oikein siirtotienn yli (pariteetti, CRC).

Päivän päätteeksi käsiteltiin vielä ”Signal Encoding Techniques”.

Käytännönläheisintä asiaa olivat mielestäni perusperiaatteet niille taustatekijöille, jotka käytännössä määräävät tiedonsiirtonopeuden sekä eri siirtoteiden vertailu ja niihin liittyvät konkreettiset esimerkit

Luentopäivä 3:

Pääaiheina kanavointi, piiri - ja pakettikytkentä reititys sekä ilmeisen tiivis setti mitä jatkossa tl -alueella odotettavisaa. Valitettavasti jouduin skippaamaan luentopäivän, ja kommentit perustuvat materiaaliin. Sinänsä nuo esiin nostetut aiheet ovat varmaan relevantteja, jos ajatellaan “syvällisemmin” tl. tekniikkaa ja siihen liittyviä asioita. On hyvä, että asiat saavat nimiä ja käsitteet asettuvat kohdalleen. Kurssilla on haettu ja pyritään hakemaan käytännön esimerkkien kautta konkretiaa hyvinkin tarkalle tasolle menevissä asioissa ja se on lähtökohtaisesti hyvä periaate. Materiaali on periaattessa selkeää ja tukee oppimista.

Kotitehtävä 1

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

Alla kuvattu osa tavallisimmista tietoliikenteen käyttötapauksista lähinnä loppukäyttäjän näkökulmasta:

3.pdf

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: 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.

Mitkä ovat ne peruasiat tietoturvassa, jotka kodin tietoliikenneympäristön osalta tulisi tarkistaa? - reititin

- WLAN (tukiasema, verkon suojaus. jne)

- työasema (palomuuri, etc.)

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Valitse haluamasi aihealue (esim. omasta terminologiastasi/aihepiirilistasta (oppimispäiväkirja)) Etsi aihepiiriin liittyvä protokolla

TCP/IP -protokolla

Protocol käännetään tietoliikennemaailmassa yleensä sanaksi yhteyskäytäntö. Ts. se on säännöstö, jolaa määritellään miten datan siirtäminen ja yhteydet hoidetaan Internet-verkossa. Useissa lähiverkkoympärsitöissä ja Internetissä tiedonsiirto hoidetaan TCP:llä (Transmission Control Protocol) . Internetiin liitetyt koneet yksilöidään IP -osoitteen avulla ja porttinumeroilla osaoitetaan se sovellus tai kerros, jonka kanssa halutaan kommunikoida. Ns. kolmitasomalilla voidaan kuvata asiaa seuraavasti: ylimmällä tasolla on sovellukset, keskitasolla protkollat (esim. TCP, UDP/IP) ja alimpana Fyysinen verkko. Sovelluskerrokset pääsevät käyttämään protokollakerrosta niiden tarjoamien rajapintojen -kautta, kuten Windows -ympäristössä Winsock. Fyysinen verkko tarjoaa taas protkollakerrokselle omat rajapintansa, kuten laiteajurit.

IP

Suurimassa osaasa verkkoja ja varsinkin Internetissä liikenne perustuu pakettimuotoiseen datan välitykseen. IP-protokollalla on merkittävä puute: se ei pysty takaamaan, että kaikki paketit pääsevät perille (tosin joskus voidaan sallia pakettien häviämistäkin). Toinen merkittävä asia on, ettei IP-protokollalla ole keinoa valvoa pakettien järjestystä, usein ne menevät Internetissä eri reittejä. Tällä hetkellä IP-protokollan versio on joko IPv4 tai johon ollaan siirtymässä. Tärkein syy on IPv4 -osoiteavaruuden rajallisuus, IPv4:ssä käytettin 32 bittisiä osoitteita kun IPv6:ssa on 128 bittiset osoittee. Tämä näkyy esim. jos Win -koneenlla katsotaan IP-asetuksia vaikka komentorivin komennolla ipconfig /all, niin IPv4 osoitteet ovat esim. muotoa: 10.0.0.3 ja IPv6-osoite muotoa: fe80::1d01:e014:31d7:b4d9%11.

TCP & UDP

TCP/IP -arkkitehtuuri tarjoaa kaksi vaihtoehtoa kuljetusprotokkollaratkaisuksi UDP (User Datagram Protocol) tai TCP. Se kumpaa käytetään määräytyy paljolti sillä, mitkä tarpeet ovat sovelluskerroksella, ts. paljoko pakettien hukkumista hyväksytään. Periaatteessa UDP lisää pakettiin vain tiedot kohteesta eikä siinä ole numeroinita pakettien järjestyksestä toisin kuin TCP:ssä. Joissakin tapaukissa voidaan hyväksyä kohtuullinen pakettihukka jos sen vastapainona saavutetaan parempaa suorituskykyä (videokuvan siirto?). UDP:tä käyttävät esim. SNMP (Simple Network Management Protocol), joka on verkonhallinnan protokolla ja DNS /Domain Name Service), DNS-nimipalveluprotokolla (IP osioitten ja nimen vvastaavuus).

TCP on käytetyin kuljetusprotokolla, varsinkin Internetin vuoksi. Se tarjoaa luotettavan yhteydellisen tiedonsiirtopalvelun (huolehtii pakettien järjestyksen säilymisen, jonka avulla pystytään varmistamaan, että kaikki paketit ovat tulleet perille), eikä sovelluksen taarvitse huolehtia myöskään tiedonsiirron ongelmatilanteista vaan TCP huolehtii niistä itse.

Käytännön tasolla TCP/IP on se protokolla, jota käytetään normaalisti lähes kaikissa ympäristöissä, missä tavallinen loppukäyttäjä toimii. SNMP on merkittävä halittaessa esim. suuren tietotekniikklaitteiston ylläpidosta ja käytettävyydestä isoissa globaaleissa tietotekniikkaympäristöissä.

esim. http://www.laynetworks.com/comparative%20analysis_tcp%20vs%20udp.htm www.isoc.org , www.w3c.org (Internet) www.etsi.org

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: 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

Otetaan käyttötapauksena esiin etätyöskentely kannettavalla tietokoneella, matkalla Iivantiiraan. Käytettävissä olevat välineet: - kannettava, jossa infrapuna, USB ja bluetooth

- matkapuhelin, jossa bt

Yhteys muodostetaan tällä kertaa kännykän kautta, koska muita mahdollisuuksia ei ole nyt käytettävissä(kiinteä verkko, Wlan etc) Yrityksessä on käytössä useita ehkä useitakin eri tapoja etä accessille, mutta nyt käytetään vaikka VPN -yhteyttä. Paritetaan ensin puhelin ja läppäri bt:llä toisiinsa ja konfiguroidaan puhelin toimimaan modeemina. Tämän jälkeen avataan avataan yhteys julkisen Inernetin kautta VPN -putken läpi työpaikan IT palvelujen ulkoreunalle, josta edelleen DMZ:lle ja vahvan autentikoinnin jälkeen sisäverkkoon, siellä haluttuihin palveluihin.

Mitä siirtoteitä käytetiin? No alkuunsa oli blootoothia langattomasti, sitten siirryttiin operaattorin GPRS-(linkistä linkkiin ja kuidusta toiseen) avustuksella Internetiin (jonka siirtoteistä ei ole kenelläkään täsmällsien tarkkaa tietoa), edelleen IT:n konesaliin tulevaan interfaceen, josta palomuurien välissä käytiin mutka autentikointipalvelimella (välissä vino pino routereita ja switchejä), ja edelleen esim. kymppigigaista kuitua pitkin varsinaisille palvelimille, jotka tuottavat haluttua palvelua.

Kotitehtävä 5

Käyttöskenaario

Koti. Suuri valtakunnallinen operaattori tarjoaa teoreettista 24/2 nopeutta, joka tietenkin on sitä teoreettista - se on hyvä kuluttajien muistaa. Tuo tuodaan seinästä modeemiin, josta voisaan jakaa suoraan yhteyttä eteenpäin kolmella vapaalla RJ 45 portilla. Niistä yhdessä nököttää langattoman tukiasema, toisesta menee johto kytkimeen, joka edeleen jakaa kiinteällä kaapelilla yhteydet MFD:lle, joka toimii kotiverkon jaettuna laitteena, URHO TY:n härpäkkeille sekä yhdelle ns. pöytäkoneelle ja palvelimelle. Kannettavia on langattomassa verkossa tyypillisesti kolme kappaletta yksi jokaisessa talon kerroksessa. Lisäksi Playstationin verkkopiuha on isketty yhteen kytkimen porttiin.

Verkkoratkaisunahan tuossa on LAN siirtotienä (johtimellisena) parikaapeli sekä sekä topologiana taitaa olla tähti. WAN toimii taas ilmassa (johtimeton ja suuntamaton)radioaaltojen kautta.

Työasema ja palvelin liikennöivät periaattessa 100 Mbit/s kytkimelle asti ja siitä eteenpäin sitä vauhtia kun liittymä tarjoaa. Sinänsä työasemat - palvelin liikenne toimii erinomaisesti ja vastausajat ovat nopeat, vaikka palvelimelta tarjotaan sovelluksia joita käytetään työasemissa clientin tai Internet-selaimen kautta. Tuossa liikenteessä hyödynnetäänkin tekniikkaa, jossa verkon yli siirretään ainoastaan muuttuneet näytön osat, hiiren klikit ja näppäimistön painallukset. Samoja sovelluksia kotiverkon palvelimelta voi ajaa mistä tahansa Internetistä (tietenkin tiettyjen autentikointi ja serttiehtojen täyttymisen kautta), ja silti vastausajat ovat hyvät - tuossa kohtaa puhutaan RDP ja ICA -protokollista. Sovelluksia ei tarvitse asentaa jokaiseen työasemaan, joita käytämme vaan ne ovat käytettävissä yhdeltä palvelimelta, tarvitaan vain jokin päätelaite, selain ja tietoliikenneyhteys.

Eli tarjotaan ne pikku pilvestä;)

Meni aiheet vähän monitaajuushyppelyksi, mutta ready.

Viikoittainen ajankäyttö

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

Palaute

Hyvät kotietehtäövät. Vastauksia kysymyksiin yllä.


VALMIS Pääsivulle