meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Ennakkotehtävä 1: Mitä on tietoliikenne(tekniikka) ? Käsitteenä tietoliikenne on hyvin laaja, mutta lyhykäisyydessään tietoliikenne on tiedon/datan liikkumista paikasta a paikkaan b sekä laitteiden/ohjelmistojen ymv.. keskenäistä kommunikoimista. Niiden välillä voi olla välipysäkkejä, jotka esim. muuttavat tiedon toiseen muotoon (lähettäjä, välityspalvelin, vastaanotin). Tärkeitä termejä mm. Gps, wlan, TCP/IP, 3G, ethernet.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: 1. Kommunikointimalli: Teoreettinen malli, jonka tarkotuksena on kuvata tietoliikenneprosessia eli tiedonsiirtoa eri laitteiden välillä. Tähän kuuluvat mm. tarvittavat laitteet, laitteiden yksittäiset toiminnot sekä laitteiden yhteiset toiminnot, siirrettävä tiedon muoto ja sen eteneminen. Kommunikointimallin päätehtävä on kuvata tiedon liikkumista kahden laitteen/sovelluksen välillä: Lähde ↔ lähetin ↔ siirtojärjestelmä/sovellus ↔ vastaanotin ↔ kohde

2. Kerrosarkkitehtuuri: Tiedonsiirto jaettuna “kerroksiin”, joista jokainen kerros kommunikoi oman kerroksensa kanssa (3-kerroksen teoreettinen malli: sovellusmoduuli, kommunikointimoduuli, verkkomoduuli.. TAI yksinkertaisesti sanottuna Lähetti osaa kommunikoida toisen lähetin kanssa - sihteeri toisen sihteerin kanssa - johtaja toisen johtajan kanssa. Ei siis hypitä hierarkiassa). Esimerkkejä kerrosarkkitehtuurista TCP/IP ja OSI, TCP/IP jakautuu neljään eri kerrokseen (fyysinen, linkki, verkko, kuljetus, sovellus) kun OSI jakautuu seitsemään (fyysinen, linkki, verkko, kuljetus, istunto, esitystapa- ja sovellus). TCP/IP lyönyt itsensä läpi OSIin verrattuna.

3. Protokolla: Yhteiset pelisäännöt laitteiden/sovellusten/tasojen kommunikoimiseen. ks. yllä 3-kerroksen teoreettinen malli (lähetti - sihteeri - johtaja)

Ajankäyttö: Lähiopetus 7h(?) Valmistautuminen 0,5h Kotitehtävät jne 1h-1,5h

Luentopäivä 2:

Standardit: Sopia tietyt säännöt, jotta laitteita voitaisiin hyödyntää mahdollisimman yhteensopivasti, mutta monet yritykset haluavat pitää omat standardinsa esim. PC vs MAC selkeä ero. Haittaa usein teknologian kehittymistä, sillä standardointiprosessi on hidas ja sinä aikana on jo keksitty uusia parempia menetelmiä. Eri maanosissa eri standardit, esim. pelit jne. Tunnetuin standardi ISO.

kommunikointi: digitaalinen vs analoginen: analoginen epämääräinen aalto, digitaalinen porrasmalli. Kommunikointitiloja 3: simplex esim analoginen televisio, half-duplex esim poliisiradio, duplex esim puhelin

Siirtotiet: johtimellinen, esim. piuha koneesta toiseen ja johtimeton esim. infrapuna

Tiedonsiirtotiloja 2, asynkroninen ja synkroninen, asynkronista käytetään kun pitää saada tietoa liikkumaan satunnaisin väliajoin ja synkronista käytetään kun halutaan siirtää isoja määriä tietoa (luotettavampi)

Virheet ja niiden korjaaminen: yksittäinen bitti voi kadota/vaurioitua kohinan seurauksena tai bittisarjoja voi vioittua tietyltä väliltä: johtuu impulssimelusta (impulse noise) tai häviää vaan langattomaan verkkoon( fading in wireless). Vaikutus lisääntyy suuremmilla siirtonopeuksilla.

Vuon valvonta: Pidetään huoli, että paketti menee perille. Kuitataan tieto ja katsotaan että ne ovat oikein.

Luentopäivä 3:

Kanavointi: Siirtokapasiteettia voidaan jakaa usealle eri taholle, sillä yksittäinen taho ei vie koko kaistaa, esimerkiksi matkapuhelinverkko. Jaetaan seuraaviin luokkiin: Taajuuskanavointi (FDMA), Aikajakokanavointi (TDMA), koodijakokanavointi (CDMA) ja aallonpituuskanavointi (WDMA). kanavointia käytetty esim. ADSL, ISDN, kaapeli.

Teleliikenne vs Dataliikenne: Teleliikenteessä puhe/ääni tarvitsee reaaliaikaisen kommunikaatioväylän → piirikytkentä. Dataliikenteessa halutaan toimia mahdollisemman tehokkaasti, joten käytetään paketteja. Kotitehtävä 1

Piirikytkennän signalointitavat: Voi tapahtua - Varsinaisen puheen kanssa samalla kanavalla (kaistansisäisesti, sekaisin puheen kanssa) tai kaistan ulkopuolella. tai omalla kanavallaan (yhteinen kanava eri datavirroille). Pakettikytkennässä data pilkotaan pienempiin paketteihin, koko riippuu siirtoverkosta. jokainen paketti sisältää ohjausinformaation ja itse siirrettävän datan. Reitin solmuissa varastoidaan vähäksi aikaa ja lähetetään seuraavalle. Seuraavan solmun on tiedettävä mitä reittiä paketti kannattaa siirtää. (tietoisia verkon tilasta)

Pakettikytkennässä kaksi tapaa toimia: Tietosähke/Diagrammi: lähetetään paketit epämääräisessä järjestyksessä, järjestyksen varmistaminen oikeaksi vastaanottajan vastuulla. Jokainen paketti voi kulkea omia polkujaan. Virtuaalipiiri: Lähetettävä asema lähettää “call-request” paketin, jonka avulla selvitetään sopivin reitti kohteeseen, jos vastaanottaja on valmis se lähettää vastauksen. Vastauksen perusteella mennään tiettyä reittiä pitkin, ja paketit menevät järjestyksessä (saapuvat myös järjestyksessä). Reitti on kokoajan vakio ja se ei muutu(?).

HUOM! Paketin koossa otettava huomioon, että solmun täytyy vastaanottaa paketti kokonaan ennen lähetystä seuraavalle, joten yleensä suositaan pieniä paketteja.

Tehtäväkuvaus:

Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. Ryhmittele asiat mielekkäällä tavalla. Voit valita näkökulmasi.

- Kuvassa voi olla vielä tässä vaiheessa aukkoja, mutta niitä aukkoja on tarkoitus kurssin aikana pyrkiä täyttämään.

- Erittäin tärkeää olisi tässä vaiheessa hahmottaa jokin suurempi kokonaisuus/käyttöskenaario.

- Kokonaiskuva on hyvä muodostaa siten, että myös tentissä kyseinen viite olisi itsellä mielessä. Vastaavasti luennoilla on hyvä pohtia kuinka opetetut asiat liittyvät tuohon itse muodostettuun kuvaan.

Reititys: Käytetään polun valitsemiseen. Yksinkertaisin on “lyhyin askelma”, voidaan tehdä vähimmällä vaivalla. On olemassa eri reititystapoja (esim. lähettää paketit kaikille solmuilla, josta VARMASTI jokin solmu lähettää määränpäähän → Voi tulla myös useita kopioita, jotka voidaan poistaa(?))

Kotitehtävä 1

Selitettynä: Henkilöllä on autossa GPS, joka ottaa yhteyden satelliittiin. iPod joka on wlanissa, kotona PC joka käyttää Ethernetiä.

Kotitehtävä 2

GPS

koostuu kolmesta osasta: avaruusjärjestelmästä eli 28 satelliitista, valvontajärjestelmästä ja käyttäjistä.

GPS järjestelmää kehiteltiin jo 1970-luvulla, mutta vasta 80-luvulla sitä kokeiltiin sotilaskäytössä, jonka jälkeen tekniikka on kehittynyt hyvinkin nopeasti. Tekniikan kehittyminen (ja komponenttien halpeneminen) toi GPS-laitteet myös siviilien käyttöön.

GPS paikannuskaava on:

Prs + T + Es = sqrt{(X - Xs)^2 + (Y - Ys)^2 + (Z – Zs)^2}, missä X,Y,Z ovat etsittäviä paikkoja, T on vastaanottimen kellovirhe. Paikat Xs,Ys,Zs ovat satelliittien paikat, jotka voidaan laskea jokaisesta satelliitista. Es on kiinteä summa kaikista GPS:n mahdollisista virheistä (esimerkiksi satelliitin kellovirhe). Prs on arvioitu etäisyys vastaanottimesta satelliittiin.

Lähteet/lisätietoa:

http://www.gpsinformation.org/dale/theory.htm http://www.suomensotilas.fi/artikkelit_kuinkagpstoimii.php http://www.netlab.tkk.fi/opetus/s38118/s00/tyot/59/historia.shtml

Kotitehtävä3

Tiedoston lähettäminen: FTP-Protokolla:

FTP:n tarkoituksia ovat: Edistää tiedon jakamista, kannustaa käyttämään tietokoneita etäkäyttönä sekä siirtää tieto luotettavasti ja tehokkaasti. FTP:tä on mahdollista käyttää suoraan terminaalista (komentoriviltä), mutta sen käyttö on vähäistä ftp-ohjelmien helppouden vuoksi.

On olemassa passiivinen ja aktiivinen palvelin. Passiivisessa palvelin odottaa, että käyttäjä avaa yhteyden. Aktiivinen palvelin ottaa itse yhteyden ja aloittaa tiedonsiirron. Yksinkertaisuudessaan ftp toimii näin: Käyttäjä ottaa yhteyden ftp palvelimeen, palvelin kysyy käyttäjätunnusta ja salasanaa. Käyttäjän ne syötettyä hän saa vastauksen, että voi siirtää tiedostoja, jonka jälkeen käyttäjä voi alkaa sitä tekemään. Siirron päätyttyä palvelin ilmoittaa, että on saanut tiedoston. Toimii ns. viesti-vastaus periaatteella, eli aina saadaan vastaus. FTP:n yksi suurimmista heikkouksista on salauksen puute (taitaa jo tänä päivänä olla SSL suojattuja palvelimia?)

Lähde: http://www.w3.org/Protocols/rfc959/

Kotitehtävä4

GSM: Aikaisemmin GSM käytti piirikytkentää (varaa kaiken kapasiteetin) langattomaan tiedonsiirtoon (esim. tietokone → gsm-puhelin) ja käytti yhtä aikakanavaa tiedonsiirtoon, mutta sitten tuli GPRS verkkoja, jotka toimivat langattomasti ja käyttävät pakettikytkentäistä(varaa vain silloin kun on tarve) tiedonsiirtoa. Se käyttää hyväksi siirtotietä, eli kun dataa ei liiku niin siirtotietä ei varata. GPRS käyttää 8 aikakanavaa. Puhe ja data käyttää samoja verkkoresursseja, joten toiset käyttäjät vievät toisen käyttäjien verkkoresursseja.

GSM käyttää Gaussian-Fitered Minimum Shift Keying (GMSK) modulaatiota, jossa bittivirta muutetaan aaltomuotoon ja suodatetaan Gaussin funktion mukaan (Lähde: http://www.azizi.ca/gsm/modulation/index.html ja http://www.tml.tkk.fi/Studies/Tik-110.300/1999/Wireless/packet_3.html#luku2)

- Kommentteja tähän jos puuttuu jotain/on jotain epäoleellista? En löytänyt enempää tietoa netistä ainankaan.

Kotitehtävä5

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 Soneran yritysliittymä, 8mb/1mb taitaa olla. Modeemista yhteys rj45-johdolla D-linkin langattomaan reitittimeen, josta rj-45 piuha omaan koneeseen ja yhteen yrityksen työkoneista (Omaan koneeseen sen takia, koska aikanaan, vuosia sitten, en saanut auki tiettyjä portteja D-linkin langattomilla laitteilla jostain syystä). Loput yhteydet hoituvat wlanin avulla. Langaton verkko on salattu, etteivät muut pääse yrityksen verkkoon käsiksi. Tietoturva on iso kysymys, sillä kyse ei ole vain kotitaloudesta, vaan myös yrityksen tiedoista, joten tietoturvan on oltava ajan tasalla. Kaikki tietokoneet sijaitsevat yläkerrassa ja D-linkin reititin onkin sijoitettu työhuoneeseen. Portteja saa avattua reitittimen oman sovelluksen avulla, mutta siihen tarvitaan admin-oikeudet. Yritysliittymän suurimpana etuna se, että netti toimii aina, sillä yhteys tulee helsingistä vain muutamalla hypyllä (traceroute google.fi antoi 4 hyppyä googlen palvelimiin)

Palaute

Ihan ok kotitehtävät. Perusaihepiirejä (joko kaikkia kiinnostaa tai helppo ymmärtää).