Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkotehtävä 1.

Ennakkonäkemykseni aihealueesta on melko suppea. Tietoliikenne tarkoittaa minulle internetiä ja siihen liittyviä erilaisia verkkopalveluita. Tietoliikenteessä tärkeässä osassa ovat protokollat, joista itselläni ei sen tarkempaa käsitystä kurssin alkuvaiheessa ole.

Avainsanoja: verkko, protokollat, tietoyhteiskunta, TCP/IP, informaatio

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Tietoliikenne pitää sisällään hyvin erilaisia osia. Kokonaisuutta voidaan tarkastella sekä käyttäjänäkökulmasta että verkkonäkökulmasta. Käyttäjänäkökulma pitää sisällään käyttäjien monenlaiset tarpeet, kun taas verkkonäkökulmasta tekniset rakenteet ja rajapinnat ovat avainasemassa. Erilaiset käyttäjän tarpeet pyritään jakamaan osiin, kerroksiksi, ja muodostamaan näistä osista toimiva kokonaisuus. Verkon eri laitteissa toimivat vain ne osat, joita kulloinkin tarvitaan.

Kommunikointimalli

Järjestelmän pääasiallisena tehtävänä on kuvata informaation välitystä kahden osapuolen välillä. Järjestelmä koostuu lähteestä, lähettimestä, siirtojärjestelmästä, vastaanottimesta ja kohteesta. Lähetin muuttaa lähteestä tulevan datan signaaliksi, joka siirretään siirtotietä vastaanottimelle, joka muuttaa signaalin edelleen dataksi. Data on kommunikointiin sopiva esitysmuoto, joka muuttuu informaatioksi, kun se saa jossain tietyssä tilanteessa merkityksen.

Kommunikointijärjestelmä sisältää paljon erilaisia asioita, joita pitää tehdä (esim. liikenten valvonta, osoitteet, reititys, yhteyden hallinta, sykronointi ym..) että viesti saadaan perille.

Tiedonsiirto voi tapahtua poin-to point -kytkentänä tai kommunikointiverkon kautta. KOmmunikointiverkko (WAN, MAN, LAN) on toimiva tiedonsiirtoreitti jos laitteet ovat kaukana toisistaan tai niitä on paljon.

Kerrosarkkitehtuuri

Lähteen ja kohteen tehtävät jaetaan yleensä osakokonaisuuksiin eli kerroksiin. Ideaalitilanteessa kerrosten määrittelyn tulisi olla sellainen, että muutokset yhdessä kerroksessa eivät vaikuta toisten kerrosten määrittelyihin. Kommunikointi toisen järjestelmän kanssa tapahtuu aina alimman kerroksen kautta, sillä muilta kerroksilta ei ole suoraa yhteyttä. Tässä hyvänä esimerkkinä on Stallingsin teoreettinen kolmikerroksinen malli, jossa on sovellusmoduuli, kommunikointimoduuli ja verkkomoduuli.

Eri kerroksilla huomioitavia asioita:

- verkkokerros → verkko-osoite

- kuljetuskerros → kommunikoinnin luotettavuus

- sovelluskerros → sovellusolioiden osoite

Todellisia kerrosarkkitehtuureja ovat OSI ja TCP/IP

OSI = Open Systems Interconnection OSI perustuu seitsemän kerroksen käyttöön. Kaikki seitsemän kerrosta lisäävät omat ohjausinformaationsa lähetettävään dataan. Ohjausinformaatiota voi olla myös lopussa.

TCP/IP sisältää viisi kerrosta, joita ovat sovellus-, kuljetus-, verkko-, linkki-, ja fyysinen kerros.

Yleisimmin käytetyt TCP/IP-arkkitehtuurin protokollat : TCP = Transmission Control Protocol ja IP = Internet Protocol TCP tarjoaa luotettavan kuljetuksen kohteeseen toisin kuin UDP, joka on tehokkaampi silloin kun ei väliä jos joku paketti jää matkalle. TCP sisältää huomattavstin enemmän ohjausinformaatiota kuin UDP.

Protokolla

Eri järjestelmissä olevien kerrosten välinen keskustelu tapahtuu protokollien kautta. Kullakin kerroksella on siis omat protokollansa esim. tiedonsiirto&ftp, kuljetuskerros&TCP ja verkkokerros&Ethernet. Lähetetty paketti sisältää sekä ohjausinformaatiota että dataa. Tämä ohjausinformaatio sisältää protokollan ja näin jokainen kerros käsittelee vain sille kuuluvia asioita.

Eri järjestelmissä olevat oliot kommunikoivat protokollien välityksellä. Protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta.

Luentopäivä 2:

Toisen luentopäivän aiheita olivat tietoliikenteen standardisointi, tiedon esittäminen, siirtotiet sekä tiedon analoginen ja digitaalinen koodaus. Itse en tällä kertää päässyt luennoille, joten yritin opiskella asiaa omatoimisesti kotona.

Tietoliikenteen standardointi

- tarvitaan huolehtimaan järjestelmien fyysisestä, sähköisestä ja toiminnallisesta yhteensopivuudesta

- internet aikakaudella vaaditaan kaikilta

Edut 1. Vahvistaa markkinat → edellytykset massatuotantoon &hintojen lasku 2. Yhteensopivuus → mahdollistaa asiakkan todellisen tuotteiden kilpailuttamisen

Haitat 1. Jäädyttävät teknologiaa (standardointiprosessi hidas) 2. Useita standardeja samalle asialle (standardointiorganisaatioiden heikkous) 3. Kompromissit

Standardointiorganisaatioita: Internet Society, ISO, ITU-T, ATM Forum, IEEE

Tiedon siirtäminen

Audio signaali - frekvenssi taajuus 20Hz – 20kHz

- helppo muuttaa sähkömagneettinen signaaliksi

- vaihtelu äänen volyymissa muuttaa jännitettä

- data muutetaan jatkuvasti vaihtelevaksi elektromagneettiseksi aalloksi

- signaalin heikkeneminen vaikuttaa laatuun

Digitaalinen data - binaariset (0 ja 1) jännitepulssit

- generoidaan esim. tietokoneista

- data muutetaan jännitepulssien sekvessiksi

- signaalin häriöt virheitä biteissä

Häiriöt tiedonsiirrossa muuttavat signaalia niin, että vastaanotettu signaali eroaa lähetetystä signaalista. Merkittävimpiä häiriöitä ovat:

1. signaalin tehon vaimeneminen

2. viive vääristymä

3. kohina

Siirtotiet

Tiedonsiirrossa tiedonsiirtonopeus ja etäisyys ovat tärkeitä suureita. Vaikuttavia asioita ovat: kaistanleveys, siirtotien heikennykset, häiriöt, vastaanotinten lukumäärä.

Eri järjestelmien välillä tietoa voidaan siirtää:

1. Johtimellisessa eli ohjatussa siirtotiessä → signaalit kulkevat fyysistä reittiä pitkin

a. parikaapeli, koaksiaalikaapeli, valokuitu, sähköjohto

b. suurempi vaikutus tiedonsiirron laatuun

c. voidaan välittää sekä analogista että digitaalista signaalia

d. siirtotien pituuden kasvattaminen vaatii signaalin parannusta (vahvistimet&analoginen, toistimet&digitaalinen )

2. Johtimettomalla eli ohjaamattomalla siirtotiellä → tieto siirtyy langattomasti

a. mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie, infrapunalinkit

b. signaalin kaistanleveys ja antennin ominaisuudet tärkeitä

c. signaali etenee ilmassa tai antennien välityksellä

d. suunnattu (antennit tarkasti toisiaan kohti) ja suuntamaton (aallot etenevät kaikkiin suuntiin)

e. kolme taajuusaluetta radioaallot (30MHz 1GHz), mikroaallot (1-40GHz) ja infrapuna-aallot (300GHz-200THz)

Luentokokonaisuus oli kaiken kaikkiaan mielenkiintoista luettavaa. Standardointiasiat olivat enemmän tai vähemmän tuttuja toisista yhteyksistä. Uusia asioita tai asioita, joita en ole vain koskaan tullut ajatelleeksi olivat analogisen ja digitaalisen signaalin erot, eri kaapeleiden ominaisuudet sekä eri siirtotiet. Kaikkia opittuja asioita pystyn hyödyntämään jo pelkästään omassa arjessani: on kiva, kun ymmärtää miten asiat toimivat=)

Luentopäivä 3:

Luentopäivästä päällimmäisenä mieleeni jäivät kanavointi, kytkennät ja reititys.

Virheet Virheitä on kahta tyyppiä: Virhe tapahtuu, kun bitti vaihtuu siirron ja vastaanottiminen välillä.

- yhden bitin virheet

- purskeet

Virheitä voidaan havainnoida esim. virheen havainnoinntikoodin avulla tai uudelleen laskemalla/tarkastamalla vastaanottajan päässä.

Kontrollointi protokollat Flow Control: varmistaa ettei lähettäjä ylikuormita vastaanottajaa

Kanavointi Kaksi erityyppistä linkkiä: 1. poin-to-point 2. laajakaista

Usein kahden järjestelmän välinen kommunikointi ei vie koko siirtojärjestelmän kapasiteettia vaan kapasiteettia voidaan jakaa useamman signaalin kesken. Puhutaan kanavoinnista eli multipleksoinnista, jota käytetään esim. kuituihin ja koaksiaalikaapeliin perustuvissa runkoverkkoissa. Kanavointi perustuu multipleksereiden käyttöön eli syötteet yhdistetään lähetyspäässä yhdelle linjalle ja vastaanottopäässä ne jälleen puretaan.

Perusteita kanavoinnille: Kustannustehokkuus (kokonaisdatanopeus kasvaa) ja yksittäiset sovellukset tarvitsevat vain osan siirtojärjestelmän kaistasta.

Kanavoinnin jaottelu

Taajuusjakokanavointi FDMA

- siirtotien kapasiteetin tulee ylittää siirrettävien signaalien yhteenlasketut kaistanleveysvaatimukset

- kukin signaali omalla taajuusalueellaan eli kanavalla

- signaalien modulointi eri taajuisille kantoaalloille → signaali aina analoginen

KANAVA = KANTOAALLON KOHDALLE KESKITTYNYT KAISTANLEVEYS

- kantoaaltojen taajuudet valittava niin etteivät signaalien kaistanleveydet ylitä toisiaan

- kanavien välissä varmuusvälit

- syötettävä data digitaalista tai analogista

- esim. TV-kanavien välittäminen

- kaistanleveys vaikuttaa kanavien määrään

- ADSL (Asymmetric digital subcriber line) käyttää taajuusjakokanavointia

  • käyttää olemassa olevaa puhelinkäyttöön tarkoitettua parikaapelia
  • ratkaisu tilaajan ja etäverkon välille
  • käyttää Discrete multitone tekniikkaa (monta kantosignaalia eri taajuuksilla

- Haitat: kanavien ylikuuluminen, pitkillä matkoilla signaalia vahvistettaessa voi aiheuttaa taajuuskomponentteja myös toisiin kanaviin

Aikajakokanavointi TDMA

- digitaalisille signaaleille tai digitaalista dataa kuvaaville analogisille signaaleille

- perustuu signaalien viipalaointiin l. AIKAJAKO

- viipalointi voi tapahtua bitti- tai tavutasolla tai suuremmissa yksiköissä

- siirtotien kapasiteetin ylitettävä siirrettävien signaalien kapasiteettivaatimukset

- synkroninen TDMA

  • N syötettä yhdistetään siirtotielle
  • tuleva data puskuroidaan, multiplekseri käy puskureita läpi peräkkäisesti ja muodostaa sisällöstä siirrettävän signaalin
  • data digitaalista
  • signaali voi olla digitaalinen tai analoginen
  • siirrettävä data muodostaa kehyksiä, jotka muodostuvat aikaviipaleista
  • aikaviipaleet varataan kiinteästi koko yhteyden ajaksi eli hukkaa kapasiteettia, jos dataa ei ole tarjolla
  • ei tarvitse ohjausinformaatiota tai vuon valvontaa → kiinteä nopeus
  • GSM

- tilastollinen (asykroninen) TDMA

  • ongelmana kehyksen aikavälien tuhlaaminen
  • aikavälit varataan dynaamisesti tarpeen mukaan
  • yhdistetään useita lähteitä useisiin kohteisiin
  • käyttää hyväksi siirtojen taukoja
  • vaatii ohjausinformaatiota datan yhteyteen

Koodijakokanavointi CDMA

- käytetään johtimettomalla siirtotiellä

- käytetään koko taajuusalue ja kaikki aikaviipaleet

- teoreettisesti tehokkaampi ja taajuuksien käytöltään joustavampi

- analogista tai digitaalista dataa analogisella signaalilla

- taajuus- ja aikajakokanavoinnista huolehtii multiplekserilaite, joka yhdistelee ja erottelee usealta laitteelta tulevat signaalit

- koodijakokanavoinnista huolehtii signaalin lähettävä päätelaite

- koodijakokanavointi perustuu hajaspektritekniikkaan ja voidaan jakaa taajuushyppeluun (FHSS) tai suorasekvensointiin (DSSS)

Aallonpituusjakokanavointi WDM

- käytetään eri taajuisia valonsäteitä, joista kukin muodostaa oman kanavansa - käytetään yksimuotokuiduissa -

WCDMA - laajakaistainen koodijakokanavointi eli sama nopeus kaikille datanopeuksille - esim. UMTS/3G-verkoissa

Kytkentäiset verkot Verkko koostuu toisiinsa kytketyistä solmupisteistä ja verkkoa käyttäviä laittaita kutsutaan asemiksi. Data siirretään solmusta solmuun, kunnes e saapuu vastaanottavan aseman liitäntäsolmuun, joka toimittaa sen perille. Osa solmuista toimii vain verkon sisäisinä pisteine, mutta osa ottaa dataa vastaa ja luovuttaa sitä asemille. Solmujen väliset linkit jaettu kanavoinnin avulla.

Tietoliikenne on jaettu teleliikenteeseen(GPS) [→ tarvitsee reaaliaikaisen kommunikointiväylän (piirikytkentä)] ja dataliikenteeseen(GPRS)[→ datalle tärkeämpää, että väylää käytetään mahdollisimman tehokkaasti (pakettikytkentä)]

Piirikytkentä

  • - reaaliaikainen tiedonsiirto
  • - edellyttää määriteltyä yhteyspolkua kahden aseman välillä
  • - yhteyspolku kytketty peräkkäisillä verkkosolmujen välisillä linkeillä
  • - Viestinvälity sisältää kolme vaihetta: 1. Yhteyden muodostus, 2. Datan siirto, 3. Yhteyden lopetus
  • - päästä päähän yhteys muodostettava ennen datan siirtoa
  • - yhteyden muodostus vie aikaa
  • - kanavan kapasiteetti varattuna yhteydelle koko sen keston ajan
  • - datan siirto vakionopeudella
  • - signalointi voi tapahtua joko varsinaisen puheen kanssa samalla kanavalla tai omalla kanavallaan

Pakettikytkentä

  • - data pilkotaan pieniin paketteihin ennen siirtoa
  • - paketin koko riippuu siirtoverkosta
  • - paketti sisältää dataa ja kontrolli-informaatiota
  • - solmuissa paketit varastoidaan lyhyeksi ajaksi ennnen jatkolähetystä → solmuissa tieto verkon tilasta
  • - verkon tehokkuus parempi kuin piirikytkennässä
  • - verkko voi suorittaa datanopeuden muutoksen
  • - kaksi eri kytkentätapaa: tietosähke (jokaiselle paketille tehdään oma reitityspäätös) ja virtuaalipiiri (vrt. piirikytkentä)
  • - paketinkoko!
  • - virtuaalipiirissä solmuviive

Reitityksen kannalta on oleellista, mitä tulleelle paketille tehdään. Reititysstrategioita ovat mm. kiinteät taulut, flooding, satunainen lähetys johonkin suuntaan ja isolated adaptive.

Luentopäivä 4:

Kotitehtävä 1

Kotitehtävä 2

Valitsin TCP/IP-protokollan tehtävän 2 aiheeksi, sillä tuo kirjainyhdistelmä tulee ajoittain aina vastaan ja oli myös yksi termeistä, jotka kirjasin tehtävään 1.

TCP = Transmission Control Protocol

IP = Internet Protocol

Kuten kirjoitin jo luentopäiväkirjaan, kerrosarkkitehtuurin ideana on, että lähteen ja kohteen tehtävät jaetaan osakokonaisuuksiin eli kerroksiin. Kerrokset toteuttavat omia tehtäviään keskustelemalla vastinolioidensa kanssa. Sovellusmoduuli sisältää kaikki sovellukselle ominaiset toiminnot. Kommunikointimoduuli huolehtii tiedostojen ja komentojen luotettavasta siirrosta, kun taas verkkomoduuli tarjoaa verkosta riippumatta aina samanlaisen palvelun kommunikointimoduulille.

TCP ja IP protokollien kannalta olennaisimmat kerrokset ovat kuljetus- ja verkkokerros.

Tiedonsiirto kulkee päästä päähän protokollan avulla eli kunkin kerroksen paketit sisältävät sekä ohjausinformaatiota että dataa. Paketteja kutsutaan protokollan tietoyksiköiksi eli PDU:ksi. Esim kuljetuskerroksen PDU:n ohjauskettä voisi sisältää

- vastaanottajan SAP (Service access poin)

- järjestynumero

- virheenkorjauskoodi

⇒ Ohjauskenttä TOTEUTTAA PROTOKOLLAN

TCP/IP-arkkitehtuurin nimi tulee kuljetus- ja verkkokerroksien yleisimmin käytetyistä protokollista. Huomioitavaa itselleni on se, että TCP ja IP ovat vain kaksi yksittäistä protokollaa eri kerroksissa, mutta niiden mukaan on nimetty myös tärkein arkkitehtuuri.

TCP/IP-protokollaperheeseen kuuluu monia muitakin protokollia (esim. kuljetuskerros:TCP, UDP ja verkkokerros:IP, ARP), mutta pääosa liikennöinnistä tapahtuu TCP-yhteyksinä IP-protokollien päällä. Tämän takia protokollaperhe yleensä tunnetaan nimellä TCP/IP. Verkossa tietoa välittävät reitittimet välittävät ainoastaan IP-paketteja eli verkko ei tiedä yhteyksistä mitään. Verkkokerros siis lisää koneen IP-osoitteen ja tämä keskustelee aina verkon sisällä. Verkkokerros mahdollistaa useiden yhteenkytkettyjen verkkojen käytön datan siirrossa. IP-protokolla on siis alemman tason protokolla, joka vastaa päätelaitteiden osoitteistamisesta ja pakettien reitittämisestä verkossa. Sen päällä voidaan ajaa useita muita verkko- tai kuljetuskerroksen protokollia, joista TCP-protokolla on yleisin (kuljetuskerroksen protokolla). Se vastaa kahden päätelaitteen välisestä tiedonsiirtoyhteydestä, pakettien järjestämisestä ja hukkuneiden pakettien uudelleenlähetyksestä.

TCP-protokolla huolehtii vuonhallinnasta, luotettavuudesta, kuittauksista ja pakettien laittamisesta oikeaan järjestykseen. TCP-protokolla sisältää huomattavasti enemmän ohjausinformaatiota kuin UDP (kuvat luentomateriaalissa), mikä takaa ymmärrettävästi luotettavamman kuljetuksen kohteeseen.

Kotitehtävä 3

Päätin syventää tietouttani TCP/IP-protokollaan liittyen ja ottaa tarkastelun kohteeksi TCP-protokollan. http://www.isoc.org sivustolta löytyi helpoiten standardit TCP ja IP -protokolliin liittyen. TCP ja IP standardisoitiin muodollisesti 1981 julkaisuissa http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt (IP) ja http://www.ietf.org (TCP./rfc/rfc0793.txt.

TCP on on eniten käytetty tiedonsiirto protokolla ja se tukee tiedonsiirtoa Internetissä 90% tapauksista. (http://ispcolumn.isoc.org)/2004-07/tcp1.html). TCP tarjoaa luetettavan yhteyspohjaisen kuljetuspalvelun, joka voidaan käsittää virtuaalisena putkena. Luotettavuus tarjkoittaa sitä, että TCP varmistaa sanomien kulun vastaanottajalle hoitamalla itse hävinneiden tai vioittuneiden pakettien uudelleenlähetyksen ja vuonohjauksen.

TCP:n header (kopioitu standardista)

0 1 2 3

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |          Source Port          |       Destination Port        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                        Sequence Number                        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Acknowledgment Number                      |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |  Data |           |U|A|P|R|S|F|                               |
 | Offset| Reserved  |R|C|S|S|Y|I|            Window             |
 |       |           |G|K|H|T|N|N|                               |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |           Checksum            |         Urgent Pointer        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Options                    |    Padding    |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                             data                              |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 
 

Lähdeportti ja kohdeportti (Source Port, Destination Port) ovat 16-bittisiä kenttiä. Porttinumeroiden avulla voidaan yhdellä yhteydellä siirtää dataa eri sovellusten välillä.

Järjestysnumero (Sequence Number) on 32-bittinen kenttä. Sovelluskerrokselta tulevan datan jokainen oktetti numeroidaan. Tätä numeroa käytetään datan saattamiseen oikeaan järjestykseen vastaanottavassa päässä sekä kuittauksissa.

Kuittausnumero (Acknowledgement Number) on 32-bittinen kenttä. Tämän kentän avulla kerrotaan lähettäjälle, mitkä segmentit ovat tulleet perille

Liput/kontrollibitit (Control Bits) on 6-bittinen kenttä. Näiden bittien avulla välitetään ohjaustietoa. Alla ovat bittien selitykset.

Bitin numero (vasemmalta oikealle) Lyhenne Tehtävä

1 URG Kiireellisen datan osoitin -kentän tietoa tulee käyttää hyväksi.

2 ACK Kuittausnumerokentässä on tietoa.

3 PSH Aiheuttaa datan välittämisen suoraan sovellukselle ilman puskurointia.

4 RST Yhteyden nollaaminen.

5 SYN Yhteyttä avattaessa käytettävä bitti.

6 FIN Yhteyttä lopetettaessa käytettävä bitti.

TCP segmentit lähetetään internetin datagrammeina. TCP-yhteys sisältää kolme vaihetta, joita ovat yhteyden muodostaminen, tiedon siirto sekä yhteyden katkaisu. Yhteyden muodostamisessa asiakaspään laite lähettää ensiksi serveripään laitteelle SYN-paketin, johon serveripään laitteen vastaa SYN/ACK-paketilla. Lopuksi asiakaspään laite vastaa ACK-paketilla ja datan siirto voi alkaa.

Tiedon siirtovaiheen aikana useat eri mekanismit varmistavat datan eheyden. Näitä mekanismeja ovat sekvenssinumerointi TCP-pakettien järjestyksen varmistamiseksi, tarkistussummat virheiden tarkistusta varten sekä ajastimet ja tunnistimet hukatuille paketeille ja viiveelle. Yhteyden muodostuksen aikana yhteyden välillä jaetaan sekvenssinumerot joiden perusteella datavirrasta tunnistetaan kullekin yhteydelle kuuluvat paketit. Jokaisesta vastaanotetusta TCP-paketista lähetetään kuittaus lähettäjälle. Jos kuittausta ei tule, paketti lähetetään uudestaan. Molemmat osapuolet katkaisevat yhteyden erikseen. Molemmat lähettävät FIN-paketin ja molemmat kuittaavat sen ACK-paketilla.

Kotitehtävä 4

Koska aihealue on itselleni enemmän tai vähemmän vieras, päätin edelleen hyödytää kurssia, jotta ymmärtäisin, miten normaaliarjessa asiat tapahtuvat. SIksi valitsin tehtävän syventymiskohdaksi tietokoneen, ADSL-yhteyden ja yhteyden toiseen tietokoneeseen internetin välityksellä. Tarkastelen asiaa lähinnä oman käyttöliittymäni näkökulmasta.

Kommunikointimalli kotikoneella

Tietokone1 = Lähde

ADSL-modeemi = lähetin (ADSL = Asymmetric digital subscriber line)

Internet-verkko = Siirtotie

Vastaanotin (tässä tehtävässä ei määritelty)

Tietokone1 = Kohde

Kun kirjoitan tekstiä tietokoneella, tekstin syöttö tapahtuu näppäimistöllä. Merkit varastoituvat bitteinä. Tiedon siirto tapahtuu fyysistä siirtotietä, parikaapelia pitkin. Kierretty parikaapeli on yleinen kaapelityyppi, jossa käytetään toistensa ympäri kierrettyjä johdinpareja häiriöiden vähentämiseksi.

Tietokone ja ADSL-modeemi on yhdistetty verkkokaapelilla, jonka liitintyyppi on RJ-45. Bitit siirretään modeemille binäärisinä jännitepulsseina. Modeemin asymmetrisyys tarkoittaa, että jakelusuunta on laajempi kuin paluusuunta. ADSL on yhdistetty puhelinverkkoon parikaapelilla. ADSL-modeemissa käytetään taajuusjakokanavointia eli sen välittämä signaali on aina analoginen. ADSL käyttää Discrete Multitone tekniikkaa, mikä tarkoittaa, että eri taajuuksilla on monta kantosignaalia ja bitit jaetaan tasan 4kHz alikanaville.

Tiedonsiirto siirtotiellä tapahtuu esimerkiksi etäverkon WAN välityksellä. Etäverkko koostuu yhteenkytketyistä solmuista, jotka muodostavat tietoliikenneverkon. Tietokoneen tiedonsiirron tapauksessa tiedonsiirto kohteelle tapahtuu pakettikytkennän avulla, jossa data lähetetään pieninä paketteina. Paketit siirretään solmusta toiseen kunnes ne saapuvat vastaanottavan aseman liitäntäsolmuun (vastaanotin), joka toimittaa datan perille (kohteeseen).

Kotitehtävä 5

Otin tarkastelun kohteeksi kodin. Jos ajatellaan tietokonetta ja internetiä, meiltä löytyy johtimellinen yhteys runkoverkkoon, kuten yllä olevan tehtävän perusteella voidaan päätellä. Tietoturvasta olemme aina pitäneet kiinni ja vastaisuudessakin se lienee yksi tärkeimmistä asioista, jos asioita tarkastellaan tietoverkkojen kannalta. Meillä on vain yksi tietokone, mutta mikäli hankkisimme useita koneita, pystyisimme yhdistämään kaikki koneemme ADSL – modeemiin, joka moduloisi kaikilta koneilta tulevat signaalit edelleen omille kantoaalloilleen. Langatonta lähiverkkoa voisi tietysti ajatella, jos koneita käytettäisiin eri huoneissa. Mutta miten voidaan olla varmoja, ettei lähiverkkoa käytä kukaan luvatta?

Digitaalisovitin eli digiboksi on meillä kytketty antennitelevisioliitännän ja televisiovastaanottimen väliin tavanomaisen antennijohdon avulla. Digitaalisovitin on luonnollisesti antennilähetyksen vastaanottoon soveltuva. Meillä ei ole juurikaan ollut ongelmia televisiolähetysten näkemisen kanssa, joten on oletettavaa, että radiomasto on riittävän lähellä kunnollisen signaalin saamiseksi. GSM verkko toimii myös meillä maalla yllättävän hyvin. Puhelinoperaattorimme linkki on myös riittävän lähellä, ettei kuuluvuusongelmia ole ollut.

Yhteenveto kurssista

Kokonaisuutena kurssi oli mielenkiintoinen. Lähes kaikki asiat sivusivat asioita, joiden kanssa ollaan tekemisissä päivittäin (esim. siirtotiet, kytkennät). Oli erittäin antoisaa ymmärtää, miten esimerkiksi GSM puhelut toimivat, miten tietokone välittää tietoa verkossa tai ylipäätään ymmärtää analogisen ja digitaalisen signaalin ero. Jälkikäteen ajateltuna moni asiahan on lähes itsestäänselvyys, mutta se on kumma, miten asioita ei vain tule ajatelleeksi oma-aloitteisesti.. Kurssin alussa, itselläni ei ollut tarkempaa käsitystä siitä, mitä sana tietoliikenne pitää sisällään. Kurssin käyneenä voin kuitenkin todeta, että nyt ainakin hahmotan kokonaisuuden, vaikka kaikki asiat eivät ihan kristallinkirkkaina mielessäni olisikaan.

=== Viikoittainen ajankäyttö ====

Luentoviikko 1

        o
          Lähiopetus x 8h
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 0,5 h
        o
          Kotitehtävien tekoa 3 h
  *
    Luentoviikko 2
     o
          Lähiopetus x 0h
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
        o
          Kotitehtävien tekoa ja asian läpikäyntiä 8 h

Luentoviikko 3

    Lähiopetus x 8h
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 0,5 h
        o
          Kotitehtävien tekoa 10h
          
  *
    Tenttiin valmistautuminen
    Kaikki mahdollinen vapaa-aika käytetty  10h ->

Palaute

Hyvin tehty vaikka ihan aina ei luennoille ehtinytkään.