meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne muodostuu erilaisten päätelaitteiden välillä tapahtuvasta tiedon siirrosta erilaisia siirtoteitä pitkin. Nykyisin valtaisa määrä erilaisia päätelaitteita, joista tutuimpia jokaiselle tietokoneet, puhelimet, 3G laitteet, PDA:t, digiboxit, televisio.

Tiedon liikkuminen tapahtuu erilaisia siirtoteitä pitkin, joita on langallisa ja langattomia joissa molemmissa kehitys kulkee huimaa vauhtia eteenpäin. Tästä esimerkkinä liikkuvan kuvan siirtämiseen tarvittava siiritoteiden kapasiteetti vaatimus aiheuttaa paineita kaapelointien kehittymiselle mm. kuparikaapelit ovat muuttumassa valokaapeleiksi.

Jotta tieto pystyisi liikkumaan päätelaitteiden välillä verkoissa ja siirtymään solmupisteistä toisiin täytyy tieto muuttaa digitaaliseksi ja saada liikkumaan edelleen. Tästä aiheutuu tarpeita erilaisille järjestelmille ja sopimuksille yhteisistä toimintatavoista. Tämä on alue, johon kaipaan selvyyttä kuinka nämä asiat toimivat noin yleisellä tasolla, että pystyn keskustelemaan ja ymmärtämään kokonaisuutena mistä puhutaan sillä joudun sivuamaan näitä asioita työelämässä vaikka en tietoteknisellä alalla työskentelekään. Näiden asioiden ymmärtäminen ainakin yleisellä tasolla on liiketoiminnan kannalta tärkeää.

Ennakkotehtävä 1. Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Päivän sanat “kerrosarkkitehtuuri” ja “protokolla” - mentiin suoraan siihen asiaan, joka on aina ollut aivan hämärän peitossa miksi ja miten… Järjestelmän toiminnot jaetaan siis kerroksiin, jotta järjestelmästä saadaan hallittavampi. Yksinkertaisimmillaan tapahtuu jako kolmeen, jossa erotetaan sovelluskerros, kommunikointikerros (kuljetuskerros) ja verkkomoduuli (verkkokerros). Jokaisella kerroksella on oma tehtävänsä/toimintatapansa, joka määritetään protokollalla. Kukin kerros kommunikoi ao kerroksen protokollan avulla vastinolionsa kanssa esim. sovelluskerros keskustelee sovellusprotokollaa käyttämällä vastin sovelluskerroksen kanssa. Verkkokerros on järjestelmän alinkerros ja sen kautta kulkee kaikki data ja ohjausinformaatio, joka liittyy pakettiin, mutta tätä tasoa kiinnostaa vain IP. Jos IP täsmää pääsee voidaan paketti siirtää kuljetustasolle. Kuljetustasoa kiinnostaa TCP ja portti ja nämä täsmäävät voidaan paketti siirtää edelleen sovellustasolle. Käytetyin kerrosarkkitehtuuri malli on TCP/IP jossa kerroksia on viisi

Luentopäivä 2:

Aluksi käsiteltiin stadardoinnin etuja ja haittapuolia. Standardoinnin etuja ovat järjestelmissä olevien laitteiden yhteensopivuuden varmistaminen ja mahdollisuus kehittää järjestelmiä pienempinä kokonaisuuksina. Se myöskin mahdollistaa massatuotannon ja sitä kautta järjestelmien hintojen alenemisen. Toisaalta stadardointi jäädyttää teknologiaa hitaalla valmistumisellaan sillä usein tekniikka ehtii ajaa niiden edelle.

Sitten siirryttiin hieman tutumpaan aiheeseen siirtoteihin ja niistä johtimellisiin siirtoteihin sillä jouduin juuri ennen tämän kurssin alkua selvittelemään erilaisia johtimia ja niiden tarkoitusta ja tekniikkaa. Jään innolla odottamaan optisten kuitujen yleistymistä. Johtimettomien siirtoteiden suhteen asiat oli kuitenkin uusia. 3G tekniikan termit kuulostavat tutuilta mutta tarkempi tekniikka ei ole vielä auennut – vaatii perehtymistä

Luennolla käsitellyt signaaleihin ja niiden käsittelyyn liittyvät asiat menivät yli korkealta ja kovaa eikä niistä juuri syntynyt käsitystä.

Luentopäivä 3:

Ja uudet asiat jatkavat vyöryään…. kanavointi – tiedonsiirtokapasiteetin käyttöä tehostetaan kanavoinnin avulla ja moduloimalla dataa erilaisten tekniikoiden avulla. Piiri- ja pakettikytkentäiset verkot ja reitittäminen – nyt asiaa joka jostain syystä tuntui hieman maanläheisemmältä kuin monet muut käsitellyt asiat.

Kaikenkaikkiaan vaikka aihe oli jo lähtökohtaisesti minulle aivan outo koen saaneeni jonkinlaisen hipaisun aiheesta ja tunnen, että kurssi oli hyödyllinen. Nyt tarkkailee tuota kirjaintunnusvilinää aivan eri silmällä kuin ennen. Lisäksi olen taas innostunut ajatuksesta perehtyä paremmin pc:n ja television yhdistämiseen ja langattoman kotiverkon väsäämiseen - ei sinänsä mitään ruudin keksimistä mutta eteenpäin vievää toimintaa. Lehtiä lukiessa silmäilen myös aivan eritavalla aiheeseen liittyviä artikkeleita jotka olisin ennen ohittanut otsikon lukemalla ja punnitsen uusien tekniikoiden hyödyntämistä omassa elämässäni.

Kotitehtävä 1

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

yrityksen_verkko.pdf

Kotitehtävä 2 Käyttötapauskuvaus ”Yhteyden muodostaminen työmaalta 1” Työmaalla 1 käynnistetään PC. - Kone käynnistyy ja näyttöön tulee ensin Windows:n kirjautumisruutu. - Kirjautumista ei kuitenkaan suoriteta vielä, vaan odotetaan, että VPN-yhteyden muodostamisruutu ilmestyy näyttöön. - VPN-yhteyden muodostamisruudun tultua näyttöön tarkistetaan kirjautumisalue ja valitaan ”Connect”. - VPN:n kirjautumisruutu avautuu. - Annetaan käyttäjätunnus ja salasana ja valitaan ”kirjaudu”. - Saatuaan oikean käyttäjätunnuksen ja salasanan yhdistelmän käynnistyy VPN:n käynnistys automaattisesti. järjestelmä käy läpi käynnistystoiminnot ja saatuaan yhteyden pääkonttorin palvelimelle VPN:n ruutuun ilmestyy teksti ”Connected” ja painike ”Connect” vaihtuu painikkeeksi ”Disconnect”. Tämän jälkeen suoritetaan kirjautuminen Windowsiin. - Järjestelmä käynnistyy ja ja työpöydän sisältö ilmestyy näyttöön. Täydellisesti onnistunut yhteys on havaittavissa, kun työpöydällä olevien kuvakkeiden avulla verkkosovellusten käynnistäminen onnistuu ja resurssienhallinnassa näkyy verkkoasemat.

Poikkeukset: P1 VPN-yhteys ei muodostu P2 verkkoasemat eivät näy resurssienhallinnassa

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus:Kuinka kone löytää verkosta toisen halutun koneen?

Internetissä jokaiselle tietopaketille annetaan osoite jota kutsutaan IP-osoitteeksi. IP-osoite on yksilöllinen jokaisella Internet-verkkoon kytketyllä tietokoneella. Osoitteen perusteella IP-paketit löytävät perille haluttuun paikkaan. IP-osoite on numerosarja, jonka avulla www-osoitteet ilmaistaan. WWW-osoitteet muutetaan IP-osoitteiksi DNS-järjestelmän avulla. Osoitteen alkuosa ilmaisee operaattorin ja loppuosa tietokoneen. Osoitteet on jaettu operaattoreille osoiteavaruuksina, jolloin kaikki saman alkuosan sisältävät osoitteet kuuluvat samalle operaattorille. Operaattorit jakavat osoitteet pienempinä kokonaisuuksina asiakkailleen.

IP-verkot voidaan jakaa edelleen hierarkisesti pienempiin kokonaisuuksiin aliverkkoihin. Aliverkkojen avulla voidaan vähentää koko verkossa tapahtuvaa liikennettä, koska lähiverkon koneet keskustelevat suoraan keskenään. Tällöin myös verkkojen suorituskyky paranee.

Kun asiakkaat saavat omat osoitteensa voidaan samaan lähiverkkoon kuuluvat tietokoneet kuvata aliverkkopeitteen avulla, joka kertoo montako IP-osoitetta omaan aliverkkoon kuuluu. Oman verkon koneiden välillä kulkeva tieto kulkee suoraan koneelta toiselle ARP-protokollan ja koneiden MAC-osoitteen avulla. Tällöin lähettävä kone ”huutelee” lähiverkkoon ARP-kyselyn avulla haluamaansa IP-osoitetta. Kaikki oman lähiverkon koneet kuulevat viestin ja kone, jolla haluttu IP-osoite on vastaa ja lähettää oman MAC-osoitteensa, joka on yksilöllinen jokaiselle laitteelle. MAC-osoite on edellytys, että laitteet pystyvät kommunikoimaan toistensa kanssa Ethernet-verkossa.

Mikäli tietoa lähetetään oman aliverkon ulkopuolelle lähetetään se oman oletusyhdyskäytävän kautta, joka on reitti ulkoiseen verkkoon ja joka yhdistää erilaiset verkot antamalla seuraavan tason IP-osoitteen. Oman koneen IP-osoitteen, aliverkonpeitteen, oletusyhdyskäyvän ja MAC-osoitteen (=fyysinen osoite) saa selville suorittamalla käyttöjärjestelmän komentorivin ”ipconfig/all”. Yritysten ATK-etäavut / Helpdesk-toiminnot hyödyntävät IP-osoitteita ottaessaan koneet haltuun tarvittavia asennuksia ja vikaselvityksiä tarvittaessa.

IP-osoitteet ovat nykyisin yleensä muuttuvia – dynaamisia - eli tietokone pyytää joka kerta uuden osoitteen verkkoon kytkeytyessään. IP-osoite saadaan DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) protokollan avulla ylläpitäjän myöntämästä osoiteavaruudesta ja ne ovat voimassa tietyn ajan. Internetissä kulkeva tieto pakataan IP-paketteihin, jotka kulkevat reitittimien välillä ja joista jokainen sisältää kohdeosoitteen jota reitittimet tutkivat. Internet Protokolla liittyy siis nimenomaan pakettikytkentäiseen Internet-verkkoon.

IP-paketit reititetään eli ohjataan tietyn säännöstön mukaisesti kulkemaan jollain halutulla perusteella valittua reittiä. Tätä säännöstöä kutsutaan reititysalgoritmiksi. Reitin valinta kriteerinä voi olla esimerkiksi palvelun hinta tai ajallisesti lyhyin reitti jossa paketti saadaan perille. Reititys on mahdollista suorittaa staattisena tai dynaamisena. Staattisessa reitityksessä reitit on määritelty etukäteen eikä reittejä muuteta reitittimen toimiessa. Toteutettaessa reititys dynaamisena muuttuu reitti kun verkon rakenne ja liikennemäärät muuttuvat.

IP (Internet Protocol) IP on TCP/IP -mallina verkkokerroksen protokolla, jonka tehtävänä on toimittaa tietoliikennepaketit perille pakettikytkentäsiessä Internet-verkossa. IP-protokolla on määritelty IETF-organisaation (Internet Engineering Task Force) RFC-dokumenteissa (Request for Comments). RFC:t ovat Internettiin liittyviä asiakirjoja, jotka kuvaavat Internetin erilaisia käytäntöjä. Pieni osa asiakirjoista on standardeja ja muut ovat muita asiakirjoja – lähinnä teknisten menettelyjen järjestelmiä eli protokollia. IP-protokollat määritellään dokumenteissa RFC 791 ja RFC 1883, joista ensimmäinen kuvaa Ipv4:n ja jälkimmäinen Ipv6:n. Ipv4 on tällä hetkellä yleisimmin käytössä, mutta tärkein ominaisuus uudemmassa Ipv6:ssa on, että osoitteita voidaan sen pidempien osoitteiden avulla muodostaa paljon enemmän kuin Ipv4:n neljä miljardia. Ipv6:n käyttöönottoa on viivästyttänyt osoitteenmuunnos-ratkaisujen – eli tekniikoiden, joiden avulla useampi kone voi jakaa saman IP-osoiteen – kehittyminen. Tekniikan vaihtaminen edellyttää, että tietokoneet ja reitittimet tukevat Ipv6:tta.

http://www.faqs.org/rfcs/ RFC 791: INTERNET PROTOCOL

                       DARPA INTERNET PROGRAM
                       PROTOCOL SPECIFICATION
                           September 1981
                            prepared for
             Defense Advanced Research Projects Agency
              Information Processing Techniques Office
                       1400 Wilson Boulevard
                     Arlington, Virginia  22209
                                 by
                   Information Sciences Institute
                 University of Southern California
                         4676 Admiralty Way
                 Marina del Rey, California  90291

PREFACE This document specifies the DoD Standard Internet Protocol. This document is based on six earlier editions of the ARPA Internet Protocol Specification, and the present text draws heavily from them. There have been many contributors to this work both in terms of concepts and in terms of text. This edition revises aspects of addressing, error handling, option codes, and the security, precedence, compartments, and handling restriction features of the internet protocol.

                                                         Jon Postel
                                                         Editor

RFC 1883:

Network Working Group S. Deering, Xerox PARC Request for Comments: 1883 R. Hinden, Ipsilon Networks Category: Standards Track December 1995

                Internet Protocol, Version 6 (IPv6)
                           Specification

Status of this Memo

 This document specifies an Internet standards track protocol for the
 Internet community, and requests discussion and suggestions for
 improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
 Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
 and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited.

Kotitehtävä 4 Tehtäväkuvaus: 3G siirtotienä

Langattomat 3G yhteydet mahdollistavat mobiilin viestinnän ja mobiilin internetin käytön. Ne toimivat UMTS-verkossa (Universal Mobile Telecommunications System), joka tukee sekä piiri- että pakettikytkentäistä tiedonsiirtoa. Radiokaistan käytän tehostamiseksi on verkko jaettu soluihin joilla on olemassa hierarkia. Verkko tukee sekä piiri- että pakettikytkentäistä tiedonsiirtoa.

3G verkon tehoa verkosta käyttäjään päin voidaan nopeutta HSDPA-protokollalla ja päätelaittelta verkkoon päin HSUPA-protokollalla, jotka molemmat käyttävät pakettikytkentäistä tiedonsiirtoa. Yhteisnimitys näille tekniikoille on HSPA. Esimerkiksi Soner ilmoittaa HSDPA-liikenteelle teoreettiset huippunopeudet verkosta laitteella 7,2 Mbps ja HSUPA-liikenteelle laitteesta verkkoon 2,0 Mbps. Näiden nopeuksien saavuttaminen tietenkin edellyttää, että päätelaite pystyy hyödyntämää edellämainittuja tekniikoita.

Verkon käytön tehostamiseksi tilanteessa, jolloin dataa ei siirretä myös HSPA:ta hyödyntävät laitteet pudotetaan perus-UMTSille ja edelleen hitaalle kanavalle jotta saadaan tilaa muille käyttäjille. UMTS-verkkoja käyttävä radiojärjestelmä on WCDMA, joka myös mahdollistaa pakettidatasiirron.

HSDPA käyttää QPSK vaihemodulointia ja 16QAM modulointia, joka yhdistää vaihemodulaation ja amplitudimodulaation. Data esitetään signaaleina.

Tehtävä 5 Käyttöskenaariot Kotiympäristöni mahdollisuudet :

Kotini sijaitsee paikassa, jossa televisioyhteydet täytyy hoitaa perinteisellä antennilla tai lautasantennilla. Kaapeliyhteyksiä tänne maaseudulle ei ole vielä olemassa. Lautasantennin hankinnalle emme kuitenkaan ole kokeneet tarvetta. Perinteisen antenninkin kanssa oli signaalin kiinnisaamisessa kauan ongelmia, sillä talomme sijaitsee mäenrinteen juurella. Antennin suuntaus ei onnistunut perinteisellä käsin kääntämisellä ja kuvan laadun testaamisella, vaan antenni jouduttiin lopulta suuntaamaan ammattilaisen toimesta ja lisäksi vahvistamaan signaalia asentamalla vahvistin antennirasiaan. Televisio laitteena mahdollistaisi televisiolähetysten seuraamisen lisäksi erinäisiä muita toimintoja, joiden mahdollisuudet ovat alkaneet kiinnostaa mitä suuremmassa määrin. En ole kuitenkaan ehtinyt paneutumaan asiaan ja olen lykännyt niitä eteenpäin koska teräväpiirtolähetyksiä antenniyhteytemme päästä ei ole aivan kohta odotettavissa ja internet tv:n lähetyksetkin ovat vielä rajallisia. Odotan kuitenkin innolla milloin videovuokraamot siirtyvät vuokraamaan elokuvia internetin kautta. Tekniikan hyödyntäminen ja hyvän liikkuvan kuvan laatu vaatisi kuitenkin optisen kuiden saamista mikä ei asuinalueellamme ole varmaan ihan lähitulevaisuudessa mahdollista.

Tietoliikenneyhteytenä kotonani on käytössä ADSL. Yhteys tulee vanhan kiinteän puhelinyhteyden kautta parikaapelia pitkin. Runsas vuosi sitten vaihdoin kotiliittymäni langattomaan 3G-yhteyteen, mihin olin varsin tyytyväinen. Operaattorin valinta onnistui sattumalta loistavasti, sillä yhteys toimii kaikkialla missä liikun lukuunottamatta junaa – myös kesäasunnollamme, joka on todella syrjäisessä paikassa. Kotini sijaitsee aivan 3G-verkon laidalla mistä johtuen alussa mokkula suoritti usein valinnan GPRS-verkkoon. Ongelma kuitenkin katosi kun laitteelle suoritettiin pakotus 3G-verkkoon. Naapureillani on edelleen vaikeuksia langattoman yhteyden kanssa, vaikka lähimpään naapuriin on matkaa alle 100 m. Opiskeluihin liittyvien kotitöiden toteutustavan vuoksi jouduin kuitenkin hankkimaan lankayhteyden uudelleen, sillä 3G-verkon nopeus ei ollut riittävä toimiakseni yhtäaikaa Skype:ssä ja kirjoittaessani Google Docsiin. Sovellusten käyttö pätki jatkuvasti. Lankayhteyden kautta minun on mahdollista kytkeytyä työkoneella VPN-yhteyden kautta hoitamaan työasioita.

Liikkuvuuteni lisääntyessä opiskelujen alkamisen jälkeen hankin myös iPhonen, jonka avulla pystyn hyödyntämään 3G-yhteyksiä myös ollessani liikkeellä. Tämän uuden ”puhelimen” käytön kautta olen huomannut, että perinteisen puhelimen käyttö on jäämässä koko ajan muiden toiminnallisuuksien varjoon.

Nyt on noussut ajankohtaiseksi myös ajatus muuttaa kotiympäristössä toiminta langattomaksi – eli seuraavaksi hankintalistalla on sopivan päätelaitteen hankkiminen.

Edellä kuvatun perusteella nousee esille selkeästi maantieteelliset ja alueelliset reunaehdot, jotka määrittävät käytettävän tekniikan. Kun ei ole uudenaikaisia kaapelitekniikoita olemassa täytyy tyytyä miettimään mitä olemassa olevilla on mahdollista toimia.

Tehtäväkuvaus: Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

        o
          Lähiopetus 7 h 
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 16 h
        o
          Kotitehtävien tekoa 3 h
  *
    Luentoviikko 2
  * o
          Lähiopetus 7 h 
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 4 h
        o
          Kotitehtävien tekoa 6 h
    Luentoviikko 3
  * o
          Lähiopetus 7 h 
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 3 h
        o
          Kotitehtävien tekoa 6 h
    Luentoviikko 4

o

          Lähiopetus 7 h 
        o
          Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
        o
          Kotitehtävien tekoa 8 h
          

Tenttiin valmistautuminen n. 50 h

Palaute

Hyvä kokonaisuuus.