meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja Antti Akseli Martikainen c0342301

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne on hyvin laaja käsite ja nykyisin se liittyy lähes jokaiseen tekniseen sovellukseen. Tietoliikenne tarkoittaa kommunikointia eri laitteiden välillä. Se voi tapahtua monilla eri tavoilla ja eri linkkejä hyödyntäntämällä.

  • Wlan
  • Satelliitit
  • Mokkula
  • Digi/analoginen tv
  • Protokolla
  • Ipv6
  • 3g
  • Google
  • Internet
  • Radio

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

TCP/IP kerrosmallit

Stallingsin teoreettinen malli

Kerrosarkkitehtuuri

  • Ideaalitilanteessa kerroksen muutos ei vaikuta muihin kerroksiin.

OSI

  • sovellus: liityntä osiin
  • presentation: syntaksi
  • session: lisäpalvelut full/half duplex
  • siirto: mekanismit tiedon välitykselle
  • verkko: ip osoite,reititys
  • linkki: Virheiden havainnointi ja korjaus, linkin aktivointi,ylläpito,vapautus
  • fyysinen: kaapelit, siirtosäännöt

Luentopäivä 2:

Standardit

  • Fyysinen, sähköinen toiminnainen yhteensopivuuden takaaminen
  • Internet society
  • ISO
  • ITU-T
  • ATM forum
  • IEEE

Signaalit

  • Data moduloidaan kantoa-altoon.

Siirtotiet

  • Lähetys tapahtuu lähettimen ja vastaanottimen välillä jonkin linkin läpi.
  • Parikaapeli
  • Valokuitu
  • Radiotiet

Koodaus

  • Signaali koodataan nopean tiedonsiirron ja virheettömyyden varmistamikseksi.

Luentopäivä 3:

Piiri- ja pakettikytkentä

Piirikytkennässä varataan yhteyspolku ennakkoon(muodostetaan piiri). Yhteyden lopetuksen jälkeen piiri puretaan. Piirikytkentää käytetään yleensä puheen siirtoon (lankapuhelin). Piiri kytkentä puhelin.

Pakettikytkentäisistä verkoissa data pilkotaan paketteihin joiden koko riippuu siirtoverkosta. Paketit läheteään solmuissa seuraavalle solmulle, ei ole ennalta varattua yhteyspolkua. Internet on pakettikytkentäinen verkko.

Ruuhkautuminen

Ruuhkautumista tapahtuu kun verkon käyttöaste nousee liian suureksi. Nykyisessä tcp/ip järjestelmässä ruuhkautuminen muodostuu merkittäväksi n.80% kuormituksella. On olemassa erilaisia tapoja vähentää tai estää ruuhkautumista, esim backpressure tai choke packet. Back pressuressa ruuhkautunut noodi lähettää muille noodeille tiedon ruuhkasta. Choke packetissä noodi lähettää alkuperäiselle viestin lähettäjälle tiedon ruuhkasta ja poistaa ruuhkautuneet paketit jonosta.

Lähiverkot

Lähiverkoissa (lan) on suuret siirtonopeudet ja se on helppo ja halpa muodostaa. Yleisiä työpaikoilla ja kotona. Eri lähiverkko topologiota ovat rengas, tähti, puu, väylä. Kaapelointiin voidaan käyttää paksua ethernet kaapelia(10base5), ohutta(10base2),parikaapelia(10baseT,100baseT).

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. - Esim. GPS tapauksessa voitaisiin selvittää kuinka paikka lasketaan ja millaisia osia itse järjestelmässä on (vastaanotin, satelliitit, maanpäälliset asemat, …). Esimerkki on hyvä valita sen mukaan mikä itseä kiinnostaa ja jota haluaa katsoa tarkemmin

LAN

LAN on lyhenne local area networkista, eli lähiverkko. Lähiverkot ovat hyvin yleisiä, sekä kotona että työpaikoilla. Syitä tähän on muun muassa helppo saatavuus ja halvat käyttö- ja asennuskustannukset. Lähiverkon etuina on myös nopeat siirtonopeudet. Nykyisin lanissa käytetään ethernettiä, aikaisemmin token ringiä. Lan arkkitehtuuri määritellään OSI mallin kahdella kerroksella, fyysisellä ja linkki kerroksella. Ylemmät kerrokset ovat lähiverkosta riippumattomia. IEEE 802 referenssimalli mukaan fyysisellä kerroksella tapahtuu signaalien purku ja koodaus, synkronointi, bittien siirto ja siirtotien ja topologian määritys. Linkkikerros kokoaa ja purkaa datan kehyksiksi, valvoo vuota, hoitaa virheenkorjauksen, vastaa siirtotien käyttövuoroista. Linkkikerros on yhtenäinen rajapinta erilaisille verkoille. Protokollina MAC ja LLC. Topologoina väylä, puu, rengas, tähti ja langaton. Siirtoteinä käytetään koaksaali, parikaapeli, optinen kuitu tai radiotie. Parikaapeli-ethernet on fyysisesti tähti, mutta loogisesti väylä. Langattomien lanien (wlan) etuina, langattomuus, liikkuvuus, halvat hinnat ja suuri kapasiteetti. Langattomuutta käytetään mm. myös laajentamiseen ja verkkojen yhdistämiseen.

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. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan.

HUOM! Kannattaa etsiä protokollia vaikkapa www.isoc.org , www.w3c.org (Internet) www.etsi.org Huom2! Painopiste ei ole niinkään hienon standardin löytymisessä vaan siinä, että löytää omaan aihepiiriinsä vaikuttavia tekijöitä ja sitä kautta oppii lisää kokonaisuudesta ja yleensäkin protokollien toiminnasta.

SSH

SSH eli secure shell on salatun tietoliikenteen protokolla, jonka yleisin käyttötapa on ottaa etäyhteys asiakas ohjelmalla palvelimeen, päästäkseen käyttämään toista konetta. SSH:lla voidaan suojata mm. FTP ja HTTP liikennettä, jotka ovat salaamattomia normaalisti. SSH käyttää julkisen avaimen salaus menetelmää. SSH tukee myös tunnelointia, tcp porttien välitystä ja X11 yhteyksiä.

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

HUOM! Painopiste ei ole niinkään uusien, mahdollisesesti kurssilaisille täysin tuntemattomien teknologioiden etsimisessä ja selostuksessa vaan lähinnä käytettyjen menetelmien sijoittamisesta oikeaan kontekstiin kurssin materiaalin mukaisesti.

3G

3G verkko on mobiiliverkko, joka on valtaosin korvannut toisen sukupolven GMS matkapuhelinverkon. Perus nopeus verkossa on 348kbps, mutta HSDPA:lla voi teoreettisesti saavuttaa yli 10mb siirtonopeuden.

3G käyttää WCDMA (Wideband code division multiple access) kanavointi menetelmää ja käyttää 1900-1920 MHz sekä 2020-2025 Mhz taajuuksia.

3G voi käyttää erilaisia koodauksia ja modulaatiota, riippuen radiosignaalin vahvuudesta(QPSK, 16QAM 64QAM) .

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus: 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 ?

KOTI

Kotona tarvitaan pääasiassa vain ethernet yhteyttä. Myös LAN verkko on hyvin yleinen kodeissa joissa on useampi kuin yksi tietokone. Viellä helpottamaan toimintaa monien eri tietokoneiden tapauksessa, voidaan käyttää langatonta lähiverkkoverkkoa eli WLANia. Jos talo on iso ja tietokoneet ovat kaukana toisistaan, kaapeleiden veto tai langattoman signaalin läpäisykyky voi tulla ongelmaksi. Langattomassa tapauksessa voidaan lisätä tukiasemia. Lähiverkon ja ethernetin nopeus on merkittävä kotona. Tähtimäinen lähiverkko on paras kotikäytössä.

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus 0 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
  • Kotitehtävien tekoa 0 h

Luentoviikko 2

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
  • Kotitehtävien tekoa 4 h

Luentoviikko 3

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
  • Kotitehtävien tekoa 3 h

Luentoviikko 4

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
  • Kotitehtävien tekoa 4 h

Palaute

Kohtitehtävät varsin niukat, oma luentoyhteenveto ja analyysi hieman paikkaa.