Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Oma näkökulmani tietoliikenteeseen on varsin käytännönläheinen (toimin mediasektorilla). Työn kautta tuttuja ovat nettiprotokollat (http(s), ftp, ip-protokollat), verkot ylipäätään (lan, wlan) ja kännykkä/ mobiili puolen asiat (gsm, 3g, sms-liikenne), sovellustaso (xml, ohjelmointi) mutta vain käyttäjän näkökulmasta. Miten tuo kaikki toimii?

Oma ymmärrykseni on varsin yleisellä tasolla, tällä haavaa on riittänyt että hommat ovat toimineet. Isoimmat kiinnekohdat liittyvät eri tietoliikennepuolen yhteiskäyttöön palveluiden tasolla. Eli siis niin, että kun käyttäjä tekee toimintoja verkkopalvelussa hän saa vasteet näytölle (lähiverkosta/ tietokannoista) ja sähköpostiin sekä/ että sms-viestinä (vahvistuksen/ kuittauksen) kännykkäänsä tai muuhun mobiililaitteeseen. Päätelaitteena voi olla kännykkä/ tietokone tai tablet-tyyppinen laite. Ja tässä verkostossa voi liikkua tekstiä, ääntä, kuvia ja liikkuvaa kuvaa.

Toisaalta mietityttää pidemmällä tähtäimellä miten tämä kokonaisuus toimii kodin muissa päätelaitteissa, miten palvelut tuodaan televisioon, kodin mediakeskuksiin: kiinteän verkon kautta puhelinlinjoissa, valokuituverkoissa, langattomien verkkojen kautta, televisioverkossa, satelliittivälitteisesti tai jollain muulla vielä kypsymättömällä teknologialla (jos sellaista enää syntyy). Ja entä jos tähän liitetään vielä paikkatieto? Eli miten tietoliikenneverkot ylipäätään ovat konvergoituvan mediaympäristön ytimessä. Kaikki tämä kyllä vaatii itseltäni nykyistä parempaa teknistä ymmärrystä. Yksilö on tuon kaiken kommunikaatioverkoston keskellä haluamallaan päätelaitteella ja tavalla.

Luentoyhteenvedot

Töiden takia en voinut osallistua luennoille.

Kotitehtävä 1

Yllä on oma karkean tason näkemys (ilman viittaussuhteita) tietoliikenteen kokonaisuudesta. Se sisältää yksilön omat, henkilökohtaiset kommunikointivälineet (tietokone, kännykkä, tablet, puhelin: tässä pelkästään tekniset välineet ei mekaanisia), joilla hän on yhteydessä ympäröivään maailmaan.

Lähialueella/ lähiverkossa voi olla jaettuja resursseja/ laitteita / palveluita, kuten, televisio, tulostin, faksi, skanneri jne., joita yksilö käyttää verkon kautta tai suoraan yhdessä monen muun kanssa.

Omien henkilökohtaisten laitteiden kautta/ välityksellä yksilö on reitittimien, hubien, kuormantasaajien, palomuurien, tukiasemien, modeemien ja palvelinten kautta yhteydessä muuhun maailmaan, internettiin johon hän kytkeytyy henkilökohtaisissa laitteissa olevien sovellusten avulla (selain, sähköposti, ftp, telnet, tms.). Hän voi myös olla tietoinen satelliittivälitteisesti paikastaan kartalla (gps-määritys).

Perusasia kokonaisuudessa on yksilön vuorovaikutus teknologiavälitteisesti ympäröivän maailman kanssa. Vuorovaikutus voi olla yksisuuntaista, vuorovaikutteista (dialogi) tai passiivista vastaanottamista (televisio/ radio/ broadcast).

Kotitehtävä 2

Käyttötapaus: verkkopalvelua käyttävä henkilö tilaa maksullisen artikkelin sms-maksulla.

Suorittajat: Verkkopalvelua käyttävä henkilö

Esiehdot: Käyttäjällä on nettiyhteys ja kännykkä.

Kuvaus: Käyttäjä menee verkkopalveluun (http) ja löytää artikkelin, jonka haluaa ostaa. Käyttäjä klikkaa Osta sms-maksulla ikonia. Sovellus luo lennosta uniikin sms-tilauskoodin, ohjaa käyttäjän tilaussivulle, jossa annetaan ohjeet miten tilauksen voi tehdä: lähetä (lennosta luotu) sms-tilauskoodi numeroon 123456. Sovelluksen luoma sms-koodi välitetään (http) samalla sms-tilauksia ylläpitävälle palvelimelle/ maksun todentamiseen.

Käyttäjä lähettää saamansa tilauskoodin sms-viestinä, sms-palvelin pollaa saapuvia viestejä ja jos tulee oikea koodi, sms-palvelin kuittaa sen, luo lennosta vahvistuskoodin ja palauttaa sen sms-viestinä tilaajalle. Samalla sms-palvelin palauttaa ok-koodin ja vahvistukoodin veppipalvelimelle. Käyttäjä syöttää saamansa vahvistuskoodin sivulla näkyvään kenttään.

Käyttäjä voi myös syöttää oman sähköpostinsa tilaussivulla ja saa ostoksesta vahvistusviestin ja kuitin omaan sähköpostiinsa. Veppipalvelin tunnistaa vahvistuskoodin ja avaa käyttäjälle maksullisen artikkelin sekä lähettää vahvistusviestin asiakkaan sähköpostiin. Sähköpostissa on 30 päivää voimassa oleva linkki artikkelisivulle, käyttäjä voi siis myös myöhemmin mennä linkistä lukemaan/ lataamaan artikkelin. Käyttäjä voi tulostaa ja tallentaa hänelle avatun artikkelin.

Tilauksesta tehdään tilausrivi veppipalvelimelle ja riviin tallennetaan tilaajan puhelinnumero, sms-tilauskoodi, tilattu tuotetieto, mahdollinen sähköposti ja aikaleima.

Poikkeukset: Käyttäjä syöttää väärän/ väärin näppäillyn sms-tilauskoodin: palautetaan virheviesti, tilausta ei laskuteta. Käyttäjä lähettää jo käytössä olleen sms-koodin: palautetaan virheviesti, tilausta ei laskuteta. Käyttäjä syöttää veppisivulla jo käytössä olleen koodin: palautetaan virheviesti, tilausta ei laskuteta. Käyttäjä lähettää sms-koodin väärään numeroon: järjestelmä ei voi tehdä mitään

Lopputulos: Käyttäjä saa luettavakseen maksullisen artikkelin ja voi tulosta tai tallentaa sen omalle koneelleen.

Tietoliikenteen näkökulmasta homma menee gsm-verkossa siten, että matkapuhelinverkko tunnistaan käyttäjän SIM:n (Subscriber Identity Module) perusteella, käyttäjä lähettää viestin mobiililaitteellaan (MS, mobile station), se menee tukiaseman(mien) BSS:n (Base Station Subsystem) ja tukiasemaohjainten (BSC, Base Station Controller, ohjaa kymmeniä tai satoja tukiasemia) kautta NSS:ään (Network Switching Subsystem). Sen komponentteina ovat:

a) matkapuhelinkeskus (MSC, Mobile services Switching Center, toimii linkkinä kiinteään verkkoon) b) todennuskeskus (AUC, Authentication Centre, varmentaa sim:n) c) tekstiviestikeskus (SMSC, Short Message Service Centre, välittää tekstiviestit päätelaitteille) d) laskutuskeskus (BC, Billing Centre, kerää verkon laskutustietoja)

SMSC lähettää viestin eteenpäin. Kun sms-maksua pollaava palvelin saa viestin (tekstiviestikeskukselta), se kuittaa sen ja palauttaa keskukseen vahvistuskoodin, jonka keskus välittää alkuperäisen viestin lähettäneeseen puhelimeen.

Rinnalla kulkee tcp/ip-liikenteen puoli, jossa liikenne menee avoimessa internet-verkossa veppipalvelimelta toiselle ja jossa välitetään vahvistuskoodit

Kotitehtävä 3

SMTP protokolla

Tällä protokollalla välitetään yllä olevassa käyttötapauksessa kuvattu vahvistussähköposti tilauksen tehneen asiakkaan sähköpostiin. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) protokolla on määritetty standardissa RFC:ssä 821. SMTP käyttää TCP-protokollaa, ja se toimii sovelluskerroksessa. RFC:ssä toiminta kuvataan oheisella tavalla.

Protokolla on alustariippumaton, ja se vaatii vain siirtotien tiedolle. SMTP on päästä päähän ratkaisu eli lähettäjän palvelin ottaa yhteyttä suoraan vastaanottajan palvelimeen, ja säilyttää lähetetyn viestin, kunnes se on vastaanotettu. Tässä voi välissä olla myös väittäjä/ muita SMTP-palvelimia (relay). SMTP vastaa palvelimen portissa 25.

Protokollassa viestien välitys etenee pääosin seuraavilla komennoilla:

Helo (Hello) Lähettäjän SMTP esittelee itsensä (hostname) vastaanottajalle, ja saa vastauksena vastaanottaja-koneen nimen.

Mail Aloittaa transaktion, jossa email välitetään yhdelle tai useamalle vastaanottajalle.

Rcpt (Recipient) Määrittää viestin vastaanottajan. Jos niitä on monta, komento lähetetään monta kertaa.

Data Aloittaa varsinaisen sähköpostin välityksen, viesti voi sisältää ASCII-merkistön merkkejä.

Käytössä on myös muita komentoja kuten esim. Vrfy ja Expn (varmistetaan käyttäjä, monen käyttääjn hallinta), Reset, Noop, Quit.

Viesti sisältää header-tiedoissa mm. seuraavat formaatin määrittelemät (memo) tiedot:

to: Viestin vastaanottaja. cc : “Carbon-copy”: viestin toinen vastaanottaja (kopion saaja). from: Viestin lähettäjä. reply-to: Mihin postiin vastaus on lähetettävä. Viestin lähettäjä voi lisätä tämän. return-path: Täydellinen paluu lähettäjälle. Tämän lisää viestin kuljetusjärjestelmä. subject: Viestin otsikko

Kaikki header-tietoja ei välttämättä näytetä vastaanottajalle ja tietoja voidaan myös väärentää. Protokolla on yksi tärkeimmistä verkossa käytetyistä ja mm. yllä olevassa tapauksessa keskeinen osa, jotta asiakkaalle voidaan vahvistusviesti lähettää.

Lähteet: http://tools.ietf.org/html/rfc821 http://fi.wikipedia.org/wiki/SMTP http://en.wikipedia.org/wiki/Simple_Mail_Transfer_Protocol

Kotitehtävä 4

GSM-puhelun muodostuminen (fyysinen siirtotie)

Gsm-numero (MSISDN - Mobile Subscriber International ISDN number) muodostuu maatunnuksesta (3 nroa) + verkon tunnuksesta (2) + käyttäjän numerosta (Suomessa 7 nroa)

IMSI-numero (International Mobile Subscriber Identity) muodostuu maatunnuksesta (3 nroa) + verkon tunnuksesta (2 nroa) + käyttäjän tunnusnumerosta (10 nroa). Tätä tarvitaan, koska eri maissa maakoodien, operaattorien tunnuksien ja käyttäjien numeroiden pituus voi vaihdella (GSM-verkko ei voisi siis päätellä saamastaan MSISDN-numerosta sen eri osia)

Vaiheet: - Soittaja näppäilee vastaanottajan numeron (MSISDN) ja painaa soittopainiketta Vaihe 1: yhteys matkapuhelinkeskukseen. Yhteyspyyntö kyseiseen MSISDN-numeroon välittyy senhetkisen operaattorin matkapuhelinkeskukselle (GMSC)

Vaihe 2: yhteys vastaanottajan kotirekisteriin. Vastaanottajan laite voi sijaita missä tahansa sen oman operaattorin tai operaattorin sopimuskumppanien verkossa. Paikkatieto löytyy aina vastaanottajan kotirekisteristä GMSC muuntaa MSISDN-numeron IMSI-numeroksi ja ottaa numeron perusteella yhteyden vastaanottajan liittymän kotirekisteriin (HLR)

Vaihe 3: etsitään vastaanottaja. Kun yhteyspyyntö saapuu vastaanottajan kotirekisteriin, se tarkistaa mitä puhelulle tehdään a) Ohjataanko puhelu toiseen numeroon (siirretty puhelu)? b) Ohjataanko puhelu suoraan kyseiseen numeroon? Tarkistetaan löytyykö puhelimen sijaintitietoa (eli tieto nykyisestä vierailijarekisteristä). Jos ei löydy (puhelin on pois päältä tai kuuluvuusalueen ulkopuolella), niin kotirekisteri palauttaa soittajan matkapuhelinkeskukselle numeron, johon puhelu ohjataan (vastaaja)

Vaiheet 4-6: yhteys vastaanottajan matkapuhelinkeskukseen. Vastaanottajan vierailijarekisterillä on käytössään väliaikaisia Roaming-numeroita, joilla voidaan muodostaa yhteyksiä kyseisen rekisterin matkapuhelinkeskukseen. Vierailijarekisteri luo uuden Roaming-numeron ja välitettää sen vastaanottajan kotirekisterin kautta soittajan matkapuhelinkeskukseen (4,5). Kun soittajan matkapuhelinkeskus saa reititysnumeron, se pystyy ottamaan suoran yhteyden vastaanottajan verkon matkapuhelinkeskukseen (6)

Vaihe 7: vastaanottajan tavoittaminen . Kun yhteyspyyntö saapuu vastaanottajan matkapuhelinkeskukseen, se löytää vastaanottajan sijaintitiedon omasta vierailijarekisteristään Roaming-numeron perusteella Matkapuhelinkeskus lähettää vastaanottajaa hakevan sanoman kaikille alueen tukiasemille. Kun puhelin vastaa sanomaan, matkapuhelinkeskus saa puhelimen tarkan sijainnin.

Matkapuhelinkeskus ohjaa yhteyspyynnön oikean tukiasemaohjaimen ja tukiaseman kautta vastaanottajan puhelimelle, jolloin se alkaa soida. Jos vastaanottaja hyväksyy yhteyspyynnön, luodaan suora yhteys soittajan ja vastaanottajan matkapuhelinkeskusten välille ja keskustelu voi alkaa On kuitenkin mahdollista, ettei vastaanottaja vastaa puheluun:1) Puhelin voi olla varattu, 2) Vastaanottaja ei vastaa puheluun ajoissa.

Lähde: http://edu.pegax.com/doku.php

Kotitehtävä 5

Käyttöskenaario kotiverkolle

Tässä skenaariossa kotiverkko kerostalossa muodostuu seuraavista fyysistä laitteista, jotka kommunikoivat kiinteän ja langattoman verkon välityksellä. ADLS-modeemi, langaton reititin/ wlan tukiasema, kannettava pc (2 -4 kpl), pöytäkone (kiinteällä piuhalla), tablet-laite, tulostin ja erillinen hälytysjärjestelmä,jota voidaan ohjata gsm-yhteydellä. Näiden laitteiden ohella kännykät ovat luonnollisia kommunikointivälineitä. Verkkorakenne on tähtimäinen.

Haasteena kokonaisuudessa on verkon suojaaminen ulkopuolisilta sillä tapaa, että siihen ei pääse käsiksi langattomasti (tai langallisestikaan), mutta verkon käyttö on helppoa siihen liitetyillä laitteilla. Lagattoman verkon tulee kattaa koko koti riittävän monella tukiasemalla (mikäli tähän on tarvetta). Verkko tulee suojata palomuurilla ja yksittäiset laitteet asianmukaisella virustorjunnalla/ palomuureilla.

Ongelmana on etenkin windows-koneissa suojattun verkkoon pääseminen ja yhteyden ylläpito, Mac-laitteilla verkon käyttö on ollut aina helppoa/ ongelmatonta. Mac- ja pc-laitteiden välisessä kommunikaatiossa on välillä haasteita, mutta niistäkin selviää useimmiten. Yhtenä haasteena on myös muut läheltä löytyvät (suojaamattomat) langattomat verkot, joita voisi olla kiusaus käyttää. Toisinaan oma yhteys on poikki ja tällöin voi nettiyhteytenä käyttää kännykkää tekemällä siitä wlan-aseman (esim Joiku Spot-softalla Nokialaisessa). Tämä on ihmeen helppoa ja toimii missä vaan.

Wlan on todella radikaalisti muuttanut kotona tapaa käyttää etenkin kannettava ja tablet-laitetta. Nyt kannettava on koko ajan auki (ikävä kyllä) ja tablet taas seuraa jopa sänkyyn…Television katsominen on muuttunut siltäkin osin, että johonkin asiaan (uutiseen/ tapahtumaan) reagoi siten, että heti hyppää nettiin etsimään lisätietoa tai tekemään jonkin aktiviteetin (kommentoimaan/ mesettämään tms.) Tämä vielä korostuu perheen nuoremmilla henkilöillä. Tätä taustaa vasten television paluukanava ei toimi televisioverkon kautta, vaan paluu tulee netin kautta (skenaariot televisiosta paluukanava olivatkin digisiirtymän alla aika korkealentoisia…).

Kotiverkon osalta keskeisiksi asioiksi muodostuvat turvallisuus, helppokäyttöisyys ja reaaliaikaisuus (verkon jatkuva käyttö) päätelaitteesta riippumatta. Kurssin sisältöä vasten kotiverkko on (työympäristön ja kännykkäverkon ohella) yksilön keskeinen liityntäpaikka erilaisiin tietoverkkoihin ja kurssin asiat valaisevat bittitasollakin asiaa aiemmin opittua enemmän.

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

Lähiopetus: 0 h

Valmistautumista lähiopetukseen: 1,5 h (luentokalvot)

Kotitehtävien tekoa: 1 h (tutustuminen aiheisiin)

Luentoviikko 2

Lähiopetus: 0 h

Valmistautumista lähiopetukseen: 1 h (luentokalvot)

Kotitehtävien tekoa: 0 h

Luentoviikko 3

Lähiopetus: 0 h

Valmistautumista lähiopetukseen: 1 h

Kotitehtävien tekoa: 1 h aineiston keräämistä, aiheisiin tutustuminen.

Luentoviikko 4

Lähiopetus: 0 h

Valmistautumista lähiopetukseen: 1 h

Kotitehtävien tekoa: n. 8 h aineiston kasaaminen ja työstäminen

Tenttin valmistautuminen: n. 10+ h (miten muut työt antaa periksi)

Palaute

Kotitehtävät hyvät ja yksityiskohtaiset.