meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemykseni aihealueesta

Omat ennakkotietoni aiheesta ovat aika olemattomat. Kun ajattelen sanaa “tietoliikennetekniikka”, mieleeni tulee lähinnä langattaomat verkot, kännykkäyhteydet, kannettavan ja kännykän väliset langattomat yhteydet, blue tooth, langattomat lähiverkot ja tiedonsiirto. Mieleeni tulee väistämättä myös tietoturva ja palvelut.

Avainsanoja, joita yhdisstän aihealueeseen on bitti, wlan, blue tooth ja gsm.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Ensimmäisellä luentokerralla annettiin yleiskäsitys tietoliikenteestä. Perehdyimme erityisesti kerrosarkkitehtuuriin ja protokolliin. Luennolta jäi mieleeni 3 kerroksen malli, jossa hyvin yksinkertaistelulla, mutta havainnollisella tavalla esitettiin kerrosarkkitehtuuria yksinkertaisimmillaan. Koska aihealue oli minulle aivan vieras, en ihan tajunnut kaikkia OSI-mallin, tai TCP/IP –kerrosmallin hienouksia, vaan totesin, että tätä täytyy vielä vähän tutkia ennen tenttiä. Se mikä jäi heti mieleeni oli, että OSI:ssa on seitsemän kerrosta ja nykyään yleisesti käytössä olevassa TCP/IP:ssä viisi. Kaikki muu kaipaa vielä vähän opettelua. Totesin myös sen, että yksin näitä kalvoja lukemalla, eivät tietoliikennetekniikan hienoudet avaudu minulle, vaan taidan tarvita luentoja jatkossakin.

Ensimmäisen luentokerran jälkeen pystyin toteamaan, että nyt tiesin pääpirteissään aikaisemmin vain käsitteiden tasolla tuttujen termien merkityksen, kuten protokolla, kerrosmalli ja siirtotie.

Luentopäivä 2:

Luentopäivä alkoi pistarilla. Se ei olisi voinut mennä huonommin. En ollut ehtinyt kertaamaan edellisen luentokerran materiaaleja, enkä tainnut olla henkisesti ihan läsnäkään luennon loppupuolella, koska en muistanut käytännöllisesti katsoen mitään, mitä pistarissa kysyttiin. Nolo juttu! No, onneksi tässä on vielä aikaa paneutua asioihin. Ainakin huomasin sen, että ylimalkaisella otteella ei jää mitään mieleen.

Luenolla käsiteltiin tietoliikenteen standardointia, joka tuntui vaihteeksi aika helppotajuiselta asialta. Kuten standardeissa yleensäkin, pyrkimys on hyvä, mutta niiden käytettävyys ei aina yhtä toimiva. On hyvä, että yhteisistä pelisäännöistä sovitaan, mutta välillä ne voivat myös olla kehityksen esteenä.

Omasta mielestäni tärkeämpänä asiana käsiteltiin tiedon siirtämistä. Kävimme läpi eri signaalityyppejä (analoginen, digitaalinen), mitä tarkoitta aallonpituus ja mitä kaistanleveys ja mitä erilaisia häiriöitä tiedonsiirrossa esiintyy.

Luentopäivä 3:

Kolmas ja viimeinen luentopäivä lähti taas mukavasti käyntiin pistareilla. En voi taaskaan sanoa, että olisin häikäissyt tiedoillani, mutta menihän se nyt paremmin kuin edellisellä kerralla. (tosin siihen ei paljoa vaadittu)

Aloitimme luennot käsittelemällä kanavointitekniikoita. Tätä pidin itse todella tärkeänä asiana ja koitin pysyä luennoilla mukana. Kanavointitekniikoita on mm. Taajuusjakokanavointi FDMA (Frequency Division Multiple Access) Aikajakokanavointi TDMA (Time Division Multiple Access) Koodijakokanavointi CDMA (Code Division Multiple Access) Aallonpituusjakokanavointi WDMA (Wawelengt Division Multiple Access)

Käsittelimme myös piiri- ja pakettikytkentöjä, joita käytetään tele/dataliikenteessä. Jaon takana on siis eri sovellusten erilaiset vaatimukset. Puhelinverkot käyttävät piirikytkentää ja Internet pakettikytkentää. Tämän ajattelin myös opetella erityisen hyvin tenttiin.

Loppuaika käytettiin lähiverkkojen (LAN) ja internetworking-arkkitehtuurin kuvaukseen sekä katsoimme nopeasti tietoliikennetekniikan tulevaisuuden näkymiä.

Kotitehtävä 1

Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. Ryhmittele asiat mielekkäällä tavalla. tehtaevae_1_c.rosenberg.pptx

Kotitehtävä 2

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.

Yleiskuvassani kuvasin tiedonsiirtoa. Mitä tiedonsiirto oikeastaan on? Kuvassani tietoa siirtyy Internetistä kannettavalleni. Miten tieto siis kulkeutuu koneelleni?

Tieto kulkee koneelleni pakettikytkentänä. Se tarkoitta sitä, että data lähetetään pieninä paketteina solmusta solmuun, kunnes ne saapuvat perille. Kussakin solmussa paketit vastaanotetaan, talletetaan ja lähetetään eteenpäin. Tunnetuin pakettikytkennän sovellus on Internetin perustana toimiva IP-protokolla.

Toinen vaihtoehto tiedon lähetykselle on kehysvälitys, joka perustuu moderneihin suurinopeuksiin siirtoteihin. Tämä siirtotapa on nopeampi, kuin perinteinen pakettikytkentäinen verkko. Frame Relay on kuitenkin vanhentuva protokolla, jonka nopeus ja ominaisuudet eivät enää tahdo riittää yritysten tarpeisiin.

Kolmas vaihtoehto on ATM, joka perustuu soluvälitykseen. Tässä tavassa datan jaetaan pieniin vakiomittaisiin 53 tavun soluihin, jotka sitten lähetetään eteenpäin. ATM soveltuu erityisesti LAN- ja WAN-verkkoympäristöihin, koska sen avulla on mahdollista välittää ääntä, kuvaa ja dataa samaa tekniikkaa käyttäen.

Entä miten tiedon liikkumista säädellään? Miten minun koneeni netinkäyttöön liittyy protokolla? Internetin tiedonsiirto perustuu TCP/IP-arkkitehtuuriin. Se vastaa kahden päätelaitteen välisestä tiedonsiirtoyhteydestä, pakettien järjestämisestä ja hukkuneiden pakettien uudelleenlähetyksestä. Tässä vielä kuva auttamaan hahmottamista:tehtaevae_2_c.rosenberg.pptx

Kotitehtävä 3

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.

Valitsin protokollaksi HTTP protokollan, koska olin kuullut siitä jo ennestään ja siihen törmää usein. HTTP, Hypertext Transfer Protocol on protokolla, jonka avulla selain ja www- palvelin kommunikoivat. Protokolla perustuu siihen, että selain avaa TCP-yhteyden palvelimelle ja lähettää pyynnön. Palvelin vastaa lähettämällä vastauksen, tavallisimmin HTML-sivun tai binääridataa kuten kuvia, ohjelmia tai ääntä.

Asian havainnollistamiseksi, seuraavassa esimerkki siitä, kuinka protkolla toimii sivua hakiessa:

GET/www/HTTP/1.1 Connection: keep-alive Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain video/x-mng,image/png,image/jpeg,image/gif;q=0.2,*/* Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7 Accept-Encoding: gzip,deflate Accept-Language: en-us,en;q=0.5 Host: lut.fi Referer: http://lut.fi/ User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.4) Gecko/20030624 Keep-Alive: 300

Tässä GET käskyllä pyydetään ensiksi lähettämään informaatiota ja KEEP-ALIVE käskyllä pidetään yhteys yllä. ACCEPT käskyllä lutellaan selaimet ymmärtämät mediatyypit ja ACCEPT-CHARSET, -ENCODING ja -LANGUAGE käskyillä luetellaan kelpaavat merkit, koodaustavat ja kielet. HOST ilmaisee palvelimen nimen ja REFERER osoitteen josta ollaan tulossa. USER-AGENT ilmoittaa selaimen tiedot ja KEEP-ALIVE kertoo kuinka kauan yhteyttä pidetään yllä. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan.

HTTP protokollasta enemmän täällä: http://www.w3.org/Protocols

Kotitehtävä 4

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.

Valitsin siirtotieksi johtimettoman siirtotien ja satelliittivälitteisen signaalin. GPS, Global Positioning System, on avaruuspohjainen globaali satelliitteja käyttävä navigaatiojärjestelmä jonka avlulla saadan reaaliaikaista paikannus tietoa ja aikatietoa. Sitä ylläpitää Yhdysvaltjojen hallitus, mutta on vapaasti hyödynnettävissä kaikille, joilla on GPS vastaanotin. Se on luotu jo vuonna 1973 ja on ykyään yleisimmin käytetty GNSS-järjestelmä (Global Navigation Satellite System).

GPS-paikannus hyväksikäyttää siis satellittejä, joita on 24 kappaletta noin 20200 km:n korkeudessa. Jokainen satelliitti kiertää maapallon kaksi kertaa vuorokaudessa. GPS-vastaanotin mittaa aikaa, jonka signaali tulee maahan vastaanottimelle. Kun satelliittien sijainti tunnetaan, eri satelliiteista tulevien signaalien aikaeron avulla voidaan laskea vastaanottimen sijainti. GPS-satelliitit lähettävät kantoaallon päälle moduloituna ns. näennäissatunnaista signaalia (PRN, Pseudo Random Noise). Signaali ei läpäise kiinteitä rakenteita, joten paikantimen käyttö vaatii suoran “näköyhteyden taivaalle”. GPS toimii kahdella päätaajuudella (L1 ja L2).

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 ?

Lukiessani tenttiin, minulle oli jostain syystä kaikkein hankalinta osio, jossa käsiteltiin LAN verkkoja, enkä oikein ymmärtäny, miten Ethernet siihen liittyy. Siksipä päätin kokonaiskuvassani esittää työpaikan LAN-verkon.

Ethernet on yleisesti käytössä oleva ratkaisu, jota käytetään tietokoneiden liittämiseen Internetiin ja tietojen jakamiseen tietokoneiden välillä. Ethernetin avulla voidaan kytkeä toisiinsa toimiston kymmeniä tietokoneita tai kaapelimodeemi kotitietokoneeseen.

Perinteinen Ethernet on topologialtaan väylä: kaikki verkossa olevat koneet ovat kiinni samassa kaapelissa ja jokainen niistä näkee toistensa liikenteen. Signaali siirtyy Ethernet verkossa parikaapelissa. Jokainen Ethernet-verkkoon liitettävä laite vaatii kierretyn RJ-45-vakioparikaapelin. Verkon toiminta vaatii myös Ethernet-keskittimen(Hub).Tämä on laite, jossa on useita Ethernet-portteja. Verkon voi luoda kytkemällä kunkin laitteen keskittimeen Ethernet-kaapelilla.

Toki lähiverkon voisi myös toteuttaa langattomasti, mutta sitä en nyt halunnut kuvata tässä.

Ethernetin kaistanvarausmenetelmä on CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection). Se on kilpavarausmenetelmä: jos mikään muu laite ei lähetä (Carrier Sense), kaikilla laitteilla on oikeus aloittaa lähetys (Multiple Access). Jos kaksi tai useampi laite alkaa lähettää samanaikaisesti, ne havaitsevat törmäyksen (Collision Detection) ja keskeyttävät lähetyksen. Törmäykseen osallistuneet laitteet odottavat satunnaisen ajan, jonka jälkeen ne yrittävät uudelleen lähettämistä.

Eri verkkolaitteet tunnistetaan MAC-tason (Media Access Control) osoitteilla, joka on 48-bittinen yksilöllinen osoite jokaiselle verkkolaitteelle. Ethernet versio 2 kehys on pituudeltaan 64–1518 tavua, ja pystyy kantamaan 1500 tavua kuormaa.

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0,5 h
  • Kotitehtävien tekoa 0 h

Luentoviikko 2

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 0,5 h
  • Kotitehtävien tekoa 0 h

Luentoviikko 3

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
  • Kotitehtävien tekoa 10 h
  • tenttiin lukua 25 h

Palaute

Hyvä kokonaisuus, hyviä kuvia. Itsearviointi realistista luettavaa.