meta data for this page

Marko Vesala: CT30A2001 Tietoliikennetekniikan perusteet

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Kurssin aluksi opiskelijat kirjaavat näkemyksensä tietoliikenteestä tähän kohtaan omaa oppimispäiväkirjaansa. Näkemys sinällään ei tarvitse olla pitkä selostus max 10 riviä tekstiä ja max 10 avainsanaa.

Tiedon liike sovelluksesta ja ohjelmista laitteistoon, missä käyttäjän ja sovellusten syöte muutetaan biteiksi ja siihen lisätään tietoja mistä syöte on ja mihin sen on mentävä. Tämän jälkeen tiedot lähetetään laitteistolle jossa tieto muutetaan tiedonsiirtolaitteiston mukaan radioalloiksi, jännitteeksi tms riippuen mitä laitteet käyttävät ja sen jälkeen tämän muuttaminen takaisin siirretylle tietokoneelle biteiksi ja tulosteeksi.

Ennakkotehtävä 1.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, … Tietoliikenne on moni osainen prosessi jossa tieto liikkuu eri tasoilta tietoverkon kautta vastaanottajalle. Kun data muutetaan muotoon jolla sitä voidaan lähettää eteenpäin lisätään siihen monikertainen määrä “osoitetietoja” ja kun se päätyy vastaanottajalle puretaan osoitetiedot ja data päätyy toivottavasti täydellisenä mihin se kuuluu.

Luentopäivä 2:

Luentopäivä 3:

Luentopäivä 4:

TEHTÄVÄT

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.

GSM laitteen autentikointi GSM verkkoon ja tietoliikenteen salaus

GSM-laitteen autentikointiin käytetään haaste-vaste menetelmää, missä GSM-verkko lähettää päätelaitteeseen 128-bittisen RAND satunnaisluvun. Päätelaitteen SIM-kortti käyttää A3-algoritmia ja kortin omaa sisäistä avainta (Ki) laskeekseen RAND:sta 32-bittisen allekirjoitetun vastineen (SRES) ja lähettää sen takaisin verkolle. Verkko tarkistaa laskutoimituksen ja jos kummankin vastine täsmää päätelaite on autentikoitu verkkoon.

Ennen kun puhetta aletaan lähettää verkkoon täytyy puhe salata siirron ajaksi ja tähän käytetään autentikoinnissa verkolta saatua RAND lukua ja SIM-kortissa olevia A8 ja A5 algoritmeja sekä sen yksilöllistä avainta (Ki). RAND:sta lasketaan yksilöllisen avaimen ja A8 algoritmin avulla 64-bittinen salakirjoitusavain (Kc). Lopullinen datan salaus ja tulevan salauksen purku tapahtuu A5 algoritmillä ja salakirjoitusavaimella. Salakirjoitusavain voidaan muuttaa siirronaikana.

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.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

WWW-palvelimien ja selainten tiedonsiirtoon käyttämä protokolla.

Asiakas ohjelma avaa yhteyden palvelimeen ja lähettää pyynnön. Palvelin vastaa lähettämällä html-sivun, ääntä, kuvia tai ohjelmia.

Asiakkaan tekemä aloitus on GET-pyyntö, joka sisältää mitä halutaan,(HTTP 1.1 lähtien kerrottaan miltä palvelimelta), käytetyn selaimen ja käyttöjärjestelmän tiedot, mitä selain osaa käsitellä, millä kielellä mahdollisesti haluttaisiin lukea, millä koodauksella teksti haluttaisiin sekä miltä sivulta pyyntöön on päädytty.

Palvelimen vastauksessa on ensiksi pyynön status koodi onnituminen tai virhe, sivun ikä, ja muita palvelimen tietoja ja lähetetyn tiedoston tyyppi tiedot. Palvelin lähettää halutun tiedoston ja jos tiedosto on kuvia sisältävä html-sivu, lähettää asiakas selain kuvista pyynnöt samanlaisella GET-pyynnöillä.

HTTP:lle on varattu TCP:ssä porti 80 ja tavallisesti testiympäristöissä käytetty portti 8080

www linkki

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

GSM

(Global System for Mobile Communications) on maailmanlaajuinen matkapuhelinjärjestelmä. Tekniikaltaan GSM on täysin digitalisoitu ja palveluita tältä järjestelmältä löytyy tavallisten kaksisuunta puheluiden lisäksi datapuheluita, tekstiviestit, lyhytviestit sekä WAP- ja Internet-yhteyksien käyttö.

GSM-verkot toimivat useilla eri taajuusalueilla ja riippuen eri maista nämä taajuudet voivat vaihdella hieman. Ns toisen sukupolven 2G GSM-verkot toimivat yleisesti 900MHz ja 1800Mhz taajuuksilla. USA:ssa ja Kanadassa käytetään 850MHz ja 1900MHz, sillä ne taajuudet olivat käytössä muuhun tarkoituksiin. Sekä joissain valtioissa on käytössä myös 400MHz ja 450MHz taajuudet, sillä ne olivat käytössä ensimmäisen sukupolven GSM-verkoissa. 3G verkot toimivat yleensä 2100MHz taajuudella. Taajuudet jaetaan aikaikkunoilla, joiden kesto on 4,615 millisekuntia, 8 kokonopeus tai 16 puolinopeus kanavaan per taajuus.

GSM-verkko rakentuu mobiilikeskuksista, tukiasemista ja niiden ohjausyksiköistä.

Puhelunsisältö pakataan koodekeilla joita on täysnopeus- (FR), puolinopeus- (HR), paranneltu täysnopeus- (EFR), sekä adaptiivinen moninopeuskoodekki (AMR).

lähteet: wikipedia fi & en, GSM

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

Paikassa jossa vietämme suurimman osan ajastamme on tietotekniikkaa käyttävänä henkilönä oltava hyvä yhteys internettiin. Pelkkä hidas “surffaamiseen” soveltuva yhteys ei riitä, sillä tiedostojen siirrännän aikana voi tulla ongelmia jos yhteys on liian hidas. Yleinen parikaapelilla rakennettu LAN-verkko sopii pöytäkoneisiin aivan mainiosti, mutta jos kyseessä on kannettava päätelaite voi olla parempi jos verkkoon lisätään viellä WLAN reititin. Tälläinen toteutus on helppo tehdä ja on riippuen, kuinka hyvä WLAN yhteys täytyy saada ja kuinka hyvä signaali tarvitaan, on toteutus edullinenkin. Jos WLAN rajataan pelkästään huoneen tai talon alueelle ei suojauksestakaan tarvitse huolehtia. WLAN tukiasemia voidaan tarvita useampia, jos kyseessä on suuri talo tai talon rakenne heikentää halutun paikan yhteyttä tukiasemaan.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista 1 h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista 1 h
    • Kotitehtävien tekoa 8 h
    • Tenttiin valmistautumista 8 h

Palaute

Kotitehtävät OK

Pääsivulle