meta data for this page
  •  

Pekka Laukkanen

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta/ Ennakkotehtävä 1.

Kaikki sähköisessä ja osittain myös analogisessa muodossa liikkuva informaatio/data ja sen käsittely. Sisältää todella paljon erilaisia protokollia ja muuta vastaavaa. Todella monimutkaista mentäessä pintaa syvemmälle. GSM (WAP, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA ja mitä muita..), ADSL vs. kuitu vs. kaapeli vs. mokkulat, mitä olennaisia eroja näillä on ja miksi? Satelliitit

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Opin näkemään tietoliikennetekniikan suuremmassa ja samalla tarkemmassa muodossa. TCP/IP oli tuttu nimenä, mutta nyt ymmärrän sen toimintaperiaatettakin ja “paikkaa”. Myös eri protokollien tehtävät tulivat hieman tarkemmin selväksi.

Luentopäivä 2:

Luentopäivä 3: Standardointi prosessina ja niiden tärkeydestä, niitä tekevät järjestöt. Kuinka tietoa esitetään digitaalisina ja analogisina signaaleina ja voidaan käsitellä. Mitä rajoitteita ja etuja erilaisilla siirtoteillä on, erilaisten kaapeleiden ominaisuudet sekä langattomien siirtoteiden ominaispiirteet. Kuinka kaistanleveys ja aallonpituus vaikuttavat siirrettävän datan määrään ja näiden implikaatiot.

Luentopäivä 4: Luennon alussa käsittelimme eri multiplexointi eli kanavointi -ratkaisuja eli sitä kuinka siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman signaalin kesken. Tähän liittyen esim. ADSL:n toimintaperiaatetta käytiin läpi.

Seuraavana asiana oli tele- ja dataliikenteen erot sekä piiri- ja pakettikytkentä, näiden ominaispiirteet ja käyttökohteet.

Reitityksestä kävimme läpi sen “kriteereitä” ja erilaisia strategioita.

Neljäntenä käsiteltiin sitä kuinka verkon kuormitus vaikuttaa sen toimivuuteen, yllättävää minulle oli, että kriittinen raja kulkee noin 80% kohdilla.

Loppuluennolla koostui matkapuhelinverkkojen ja LAN-verkkojen tarkastelusta sekä internetin toimintaperiaatteita. Myös tulevaisuuden kehityssuuntauksia pohdittiin pikaisesti.

Kotitehtävä 1

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

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.

Juurinimipalvelin (Root nameserver) on ylimmän tason DNS-palvelin internetissä. DNS tarkoittaa Dynamic Name Systemia ja se on internetin nimipalvelujärjestelmä, joka muuntaa verkkotunnuksia (esim. www.lut.fi) IP-osoitteiksi. Nimipalveluiden ansiosta ihmisten ei tarvitse muistaa internetissä ”oikeasti” käytettäviä numeerisia osoitteita. Toinen tärkeä tehtävä nimipalveluille on sähköpostin reititys.

Juurinimipalvelimia on 13 kappaletta maailmassa (joista vain 3 ei USA:ssa) ja niitä valvoo Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Ne ovat kuitenkin hajautettuja palvelimia ja Suomesta löytyykin kolmesta eri palvelimesta ”paikalliset kopiot”, jotka ovat FICIX:n eli Finnish Communication and Internet Exchangen vastuulla. Lähimpänä meitä sijaitseva juurinimipalvelin löytyy Tukholmasta.

Toimintalogiikka on, että juurinimipalvelimet tietävät aina tiedot seuraavan tason palvelinten osoitteista ja vasta tämän seuraavan tason nimipalvelimet vastaavat omista alueistaan (esim. .fi, .dk, .net, .com, .xxx jne.). Kun otetaan yhteyttä esim. osoitteeseen www.lut.fi , joltakin juurinimipalvelimelta kysytään sen nimipalvelimen IP-osoitetta, joka vastaa alueesta .fi, .fi –alueesta vastaavalta nimipalvelimelta taas kysytään IP-osoitetta sille nimipalvelimelle, joka vastaa verkkotunnuksesta www.lut.fi ja lopulta tämä nimipalvelin antaa IP-osoitteen verkkotunnukselle www.lut.fi.

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: 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.

IRC on lyhenne sanoista Internet Relay Chat ja se on TCP/IP:tä käyttävä avoin protokolla ja reaaliaikainen pikaviestintäpalvelu, jota voi käyttää erilaisilla asiakasohjelmilla tai joidenkin WWW-sivujen kautta. IRC on ns. tekstiprotokolla, eli kaikki data siirtyy selkokielisenä tekstinä verkon yli. Moni verkko tosin tukee nykyisin SSL-salattua yhteyttä. IRC-verkot koostuvat useista servereistä (yleisimmät isot verkot kuten IRCet, EFnet ja Quakenet). ”Kaikki käytössä olevat asiakkaan ja palvelimen väliset protokollat periytyvät protokollasta, joka oli toteutettu IRC2-palvelimen versiossa irc2.8 ja dokumentoitu RFC 1459:ssä”. Palvelin-palvelin –yhteyksissä käytössä olevia protokollia on paljon erilaisia, minkä takia yleensä vain samaa ohjelmistoa käyttävät palvelimet voivat yhdistää toisiinsa. Suurimmat erot syntyvät jaosta TS (TimeStamp) ja CD/ND (Channel Delay, Nick Delay) –palvelimiin, alkuperäinen IRC-verkko jakautuikin kahteen, IRCnetiksi ja Efnetiksi, kiistasta siitä, kumpaa aletaan käyttämään.

Liitteenä esimerkki protokollan toiminnasta, tähän suoraan pastettuna se sekoitti sivun aika tehokkaasti eikä rivinvaihdot toimineet irc_sessio.txt

http://www.irchelp.org/irchelp/rfc/rfc.html RFC 1495 (Aluksi säikäytti, mutta erittäin looginen kokonaisuus ja pienen perehtymisen jälkeen ymmärrettävä) http://colinhorne.blogspot.com/2005/01/irc-protocol.html ylemmän esimerkin lähde http://fi.wikipedia.org/wiki/IRC

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

HSDPA (HSPA+) on lyhenne sanoista High-Speed Downlink Packet Access ja se on matkaviestinten yhteyskäytäntö, joka nopeuttaa UMTS-pohjaista 3G-matkaverkkoa. Nimensäkin mukaan nopeutus koskee vain lähinnä verkosta päätelaitteelle tulevaa siirtoa. Suomessa vakiintuneet nopeudet ovat 1,8 Mbit/s, 3,6 Mbit/s, 7,2 Mbit/s tai 14,4 Mbit/s. Esim. Elisan verkko tukee tällä hetkellä teoreettista maksiminopeutta 14,4Mbit/s paikoittain. Modulaationa näissä kaikissa alle 14,4Mbit/s ja hitaammissa yhteyksissä käytetään 16-QAM:ia ja tästä nopeammissa joko 16-QAM:ia tai 64-QAM:ia MIMO:lla ja/tai Dual-Cellillä.

QAM eli Quadrature Amplitude Modulation on modulointitekniikka, joka yhdistää vaihemodulaation ja amplitudimodulaation. Siinä moduloidaan erikseen kahta keskenään 90 asteen vaihesiirrossa olevaa kantoaaltoa ja summaamalla tulokset saadaan QAM-signaali. 16-QAM tarkoittaa, että ”konstellaatiossa” on kaikkiaan 16 yhdistelmää kun taas 64-QAM:ssa niitä on 64, yhdistelmien lukumäärä tarkoittaa symbolien määrää eli kuinka monta arvoa voidaan välittää kerralla. MIMO on lyhennys sanoista Multiple-Input and Multiple-Output ja se on tekniikka, jossa sekä lähetykseen että vastaanottoon käytetään samanaikaisesti useampaa kuin yhtä antennia.

Dual-Cell (HSDPA) on käsittääkseni jo eri standardi(rinnakkainen) joka perustuu HSPA:han. 3GPP release 5:n ja uudempiin (eli käsittääkseni hitaimmasta HSDPA:sta lähtien) on lisätty uusi kuljetuskerroskanava HS-DSCH (High-Speed Downlink Shared Channel), se kasattiin tuomalla kolme uutta fyysistä kerroskanavaa: HS-SCCH, HS-DPCCH ja HS-PDSCH. Ensimmäinen näistä eli High Speed-Shared Control Channel kertoo käyttäjälle, että dataa lähetetään HS-DSCH 2 paikkoihin. Toinen eli Uplink High Speed-Dedicated Physical Control Channel kuljettaa käyttäjän vahvistus informaatiot ja nykyisen kanavan laatu-indikaattorit. Tätä tietoa käytetään laskemaan, kuinka paljon dataa lähetetään seuraavassa lähetyksessä käyttäjälle.

Datan mukana lähetetään virheenkorjausbitit, joten pienet virheet voidaan korjata ilman uudelleenlähetystä. Jos uudelleenlähetystä tarvitaan, päätelaite tallentaa paketit ja myöhemmin yhdistää ne uudelleenlähetettyjen pakettien kanssa saadakseen palautettua virhevapaan paketin mahdollisimman taloudellisesti. Vaikka uudelleenlähetetyt paketit olisivatkin korruptoituneita, niiden yhdistelmistä voidaan saada virhevapaita paketteja. Uudelleenlähetysten viemää aikaa on parannettu siten, että paketit lähetetään tukiasemalta eikä ”radio network controllerilta”(?)

HS-DSCH kanava on jaettu käyttäjien kesken käyttämällä kanava-riippuvaista aikataulutusta, jotta saadaan olemassa olevat radio-olosuhteet parhaiten hyödynnetyksi. Jokainen päätelaite lähettää jatkuvasti indikaattoria downlink-signaalin laadusta, jopa 500 kertaa sekunnissa. Tätä päätelaitteista tulevaa informaatiota hyödyntämällä tukiasema päättää keillekäyttäjille lähetetään dataa seuraavassa 2 millisekunnin ikkunassa ja kuinka paljon kenellekin. Verkko päättää kuinka paljon kaistaa käyttäjille allokoidaan, sitä voidaan muuttaa lennossa, mutta ei jokaisen ikkunan välillä.

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 ?

Kaupungin keskustoissa internetin julkiseen jakeluun WLAN on ehdottomasti paras. Vaikka katvealueita syntyykin suhteellisen helposti ja jotkin tukiasemat voivat olla suuremmassa käytössä ja täten käyttäjälle hitaampia kuin muut, niin se täyttää perusfunktionsa mielestäni helposti, siis mahdollisuuden käyttää hetkellisesti internetiä halvalla ja ok-nopeudella kun sen tarve tulee. Haasteena WLAN:n kanssa voi useiden reitittimien/modeemien läheisyyden aiheuttamat ongelmat signaaleille sekä etenkin tietoturva. Muutamia kertoja on kaupungilla kävellessä huvikseen tullut skannailtua puhelimella (avoimia) WLAN-verkkoja ja niitä löytyy uskomattomia määriä ja vaikka mietinkin, että kuinka ihmiset ja yritykset voivat jättääkin WLAN:nsa salaamatta niin samalla itse myös usein huoletta niitä käytän. On muuten jäänyt epäselväksi, että onko näiden avoimien verkkojen käyttäminen laitonta Suomessa tällä hetkellä? Satunnaisen käytön aikana salakuuntelulle altistumisen riski on tietenkin pienempi kuin jos pidät keskustassa omaa verkkoasi jatkuvasti avoinna, mutta tällä voi silti olla vakavahkoja seurauksia, tai ainakin epämiellyttäviä sellaisia. Edellinen ”skandaali” syntyi Googlen kuvausautojen puolivahingossa keräämistä sähköposteista ja muusta datasta, mutta nythän ilmeni useampia lähempää koskettava uhka nimittäin avoimen verkon yli käytettävä facebook- tai twitter tili voidaan kaapata yksinkertaisella lisäosalla Firefox –selaimeen. Tälläinen suhteellisen harmiton, mutta monelle potentiaalinen arkinen ”uhka” toivottavasti saa ihmiset miettimään tietoturvaansa hieman enemmän. Itse yritän ottaa tavaksi tunneloida liikenteeni SSH:n yli avoimia verkkoja käyttäessäni, toivottavasti vain muistan. Kurssilla opitut asiat tukevat joka kantilta näissä ympäristöissä tapahtuvaa kommunikointia (tietoturvasta ei ollut kyllä puhetta), en osaa yksilöidä.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 6h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0,5h
    • Kotitehtävien tekoa 0h
  • Luentoviikko 2
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 6h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0,5h
    • Kotitehtävien tekoa 0h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 6h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0,5h
    • Kotitehtävien tekoa 9h

Palaute

Kotitehtävävalinnat varsin oivat.

Pääsivulle