meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Aloitin perehtymään digitaaliseen tietoliikenteeseen silloin kun 1200bps modeemi oli kova juttu. Sen jälkeen on tullut monenlaisia uusia käyttöjärjestelmiä, laitteita ja teknologiaa, tiedonsiirtoprotokollia ja verkkotekniikoita. Iso osa niistä taitaa olla jo kuopattukin.

Itse näkisin, että tietoliikennetekniikalla tarkoitetaan varsin monimutkaista asiakokonaisuutta, jossa lisääntyvässä määrin eri henkilöt, ryhmät tai laitteet haluavat viestiä tai siirtää tietoa paikasta toiseen käyttäen hyväkseen erilaisia tietoliikennetekniikoita. Tietoliikennettä tapahtuu siis itse tietokoneen sisällä esim. tallennettaessa kovalevylle, tai siirrettäessä tiedostoa toisen koneen kovalevylle. Samoin tietojen synkronointi tietokoneen, puhelimen ja esim. IMAP-palvelimen välillä vaatii myös monenlaisia tiedonsiirtotekniikoita. Vallalla on ethernet ja TCP/IP. On kuitenkin olemassa lukemattomia eri protokollia, joilla laitteet keskustelevat keskenään. Esim. autoissa käytetään CAN, MOST ja OBD-2 liityntöjä, joista jokaisessa on olemassa eri variaatioita kaistanleveydelle ja varsinaisen väylän päälle on ajan kuluessa kehitetty aina uudempia ja parempia palveluita tarjoavia protokollia. Nimenomaan nämä ovat vahvasti omaa kiinnostuksen aluetta.

Koska tietoliikenne ja siihen liittyvä tekniikka on nykyään osa käytännössä lähes jokaista digitaalista laitetta niin näen aiheen perusasioiden opiskelun myös tarpeelliseksi (toivon mukaan) edetessäni opinnoissa.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, …

Luennolla ryhmiteltiin käsitteitä mukavasti. Varsinaista uutta tietoa tuli niukasti, mutta pidin tällaisesta “filosofisemmasta” tavasta käsitellä aihepiirin käsitteitä ensin. Kun käsitteet tehdään selväksi ja ne asetellaan oikeisiin paikkoihin mind mapissa niin se auttaa jatkossa kun varsinaista tarkempaa tietoa alkaa tulla. Toisin sanoen: tietää selkeämmin mikä liittyy mihin, ja millä tavalla ja missä suhteessa asiat ovat toisiinsa.

Luentopäivä 2:

Toisella luennolla käsiteltiin kerrosmalleja, mm. Stallingsin OSI-mallia, jossa erilaisten kerrosten avulla määritellään tiedon siirtämisessä käytettyjen protokollien toimintoja. OSI-mallissa tilannetta havainnollistetaan määrittelemällä linkkikerros, verkkokerros, kuljetuskerros, istuntokerros, esitystapa ja sovelluskerros. Lisäksi 3-kerroksen mallissa, sovellusmoduli, kommunikointimoduli, verkkomoduli.

Jokaisella kerroksella on omat toiminnallisuudet ja tehtävät, joita toteutetaan omilla protokollillaan. Protokolla käyttää tarvittaessa alemman kerroksen palveluja, että voi tarjota palveluja ylemmälle kerrokselle. Protokolla siis tekee alemman ja ylemmän kerroksen välillä olevia tehtäviä, samaan tapaan kuin johtaja ja sihteeri.

Protokollien perustoimintoihin kuuluvat mm. segmentöinti ja kokoaminen, paketointi, yhteyden hallinta, vuonvalvonta, virheenkorjaus, virheiden tarkkailu ja havainnointi.

Tiivistetysti kerrosmallien ja protokollien merkitys kerrosmalleissa: toimintojen toimittaminen. Protokolliin, kuten tietoliikenteeseen yleensäkin, liittyy luonnolliisesti standardointi ja std-organisaatiot. Isot ja nopeat voivat saada aikaiseksi standardeja.

Luennolla käsiteltiin lyhyesti myös analogisen viestin muuttamista digitaaliseen muotoon (AD) ja päinvastoin (DA), koodaus biteiksi ja tavuiksi, näytteenottoresoluutio, kanavamäärä, modulointi, kanavointi, muxaus, tiedonsiirtonopeus, etäisyys, rajoittavat tekijät, kaistan leveys, häiriöt jne vaikuttavat siirtotiehen ja sitä kautta myös em. parametreihin. Luennolla käsiteltiin lisäksi taajuustasoja ja kaistan leveyksiä sekä analogisen ja digitaalisen signaalin eroja. AD-muunnoksessa tapahtuu signaalin vääristymiä, mutta onko se esim. aistein havaittavissa (vrt. musiikki).

Luentopäivä 3:

Luennolla käsiteltiin siirtoteitä. Pääluokat: johtimellisia (mm. parikaapeli, valokuitu, koaksiaali) ja johtimettomia (mikroaalto- ja satelliittilinkit, radio, infrapuna). Johtimellisessa siirtoteissä tiedonsiirtonopeus riippuu kaistanleveydestä. Johtimellisissa voidaan välittää sekä digitaalista että analogista signaalia. Suurilla etäisyyksillä signaalin perillemenoa ja häiriöttömyyttä täytyy avustaa: analogisia signaaleita vahvistetaan ja digitaalisten siirrossa käytetään toistimia. Yleisin ja edullinen johtimillinen siirtotie parikaapeli, josta on saatavilla kolme yleistä versiota: suojattu (STP), suojaamaton (UTP) sekä foliosuojattu (FTP).

Koaksiaalikaapelissa on kaksi johdinta sisäkkäin, keskellä suora johdin ja ympärillä maavaippa. Käytetään nykyään lähinnä TV-antenneissa, joskin ennen on käytetty myös tieto- ja puhelinverkkosovelluksissa. Koaksiaalin kanssa voidaan käyttää parikaapelia korkeampia taajuuksia, jolloin saavutetaan suurempi tiedonsiirtonopeus. Koaksiaalin kanssa ongelmiksi tulevat lämpökohina, vaimennus ja keskeismodulaatiokohina. Suojattu FTP-parikaapeli on sekä häiriöttömämpi että nopeampi.

Valokuitu tai optinen kuitu koostuu ytimestä, heijastuskerroksesta ja kuoresta. Ydin johtaa hyvin valoa ja siinä siirretään valopulsseja, heijastuskerros pitää valon ytimen sisällä. Kuori suojaa kuitua kosteudelta ja vaurioilta, esim. vääntämiseltä. Valokuitua käytetään kaupunkiverkoissa, runkoverkoissa, lähiverkot ja tilaajajohdoissa. Valokuitu on sähkömagneettisesti häiriövapaa, ei lähetä eikä vastaanota häiriöitä (lukuunottamatta lähettimiä ja vastaanottimia paikallisesti).

Tietoa voidaan nykyään siirtää myös sähköverkossa. Ongelmana on se, että siellä on kokoajan enemmän ja enemmän häiriötekijöitä. Mm. loisteputkivalaisimien hakkurivirtalähteet aiheuttavat loisvirtailmiöitä ja häiriöitä maapotentiaaliin. Verkossa on jatkuvasti kohinaa, heijastuksia ja sähkövirtapiikkejä. Nämä kaikki ovat omiaan häiritsemään herkkiä signaaleja.

Johtimettomia siirtoteitä voidaan suunnata tai olla suuntaamatta, riippuen käytetyistä taajuuksista ja antenneista jne. Joillain järjestelyillä vaaditaan näköyhteys lähettimen ja vastaanottimen välille. Vapaammin laitteita voidaan sijoittaa, kun apuna käytetään sirontaa ja lähetetään signaalia ionosfäärin kautta ja maapinta-aaltona. Johtimettoman siirtotiet ympärisäteilevissä sovveluksissa toimivat yleisesti 30-1000 MHz taajuusalueella (esim. ULA-radio). Mikroaalloilla eli 1-40 GHz alueella käytetään myös ympärisäteleviä antenneja (esim. GSM) ja korkeammilla taajuuksilla tarkasti suunnattuja antenneita, koska SNR kasvaa nopeasti. Infrapuna-aluetta 300 GHz - 200 THz käytetään lähisovelluksissa, esim. kaukosäätimissä tai samassa tilassa olevien pienlaitteiden välilllä point-to-point kommunikointiin. Antennityyppejä on siis useita: ympärisäteilevä, sektoriantenni, satelliittiantenni ja eri tavoin suuntaavia antenneja. Signaalin vaimenee, eli signaalin teho väheneminee, mikä tarkoittaa käytännössä sitä, että signaalin amplitudi (aallon korkeus) pienenee. Puhutaan vapaan tilan vaimenemisesta, kun käsitellään signaalin vaimenemista ilmassa ilman esteitä. Säteily voi siis vaimentua, heijastua, taipua ja sirota. Virheensieto/-korjaus perustuu protokollan virheen havaitsemiskykyyn ja keinoihin ilmoittaa esim. lähettävälle päälle, jolloin saadaan uusi paketti jne. Tähän on olemassa mm. erilaisia tarkastussummamenetelmiä.

Luentopäivä 4:

Luennoilla oli käsitelty kanavointia eli multipleksointia. Sillä tarkoitetaan käytännössä kahden järjestelmän välisen kommunikoinnin siirtokapasiteetin jakamista useamman siirrettävän signaalin kesken. Toisin sanoen, yksi paljon dataa sisältävä virta jaetaan useaan osaan, tai johtimessa siirtoon käytettävää modulointia käyttämällä voidaan saada menemään yhdestä johtimesta useammalla eri taajuudella läpi. Tähän vaikuttaa mm. siirtotien pituus, häiriöt, kohina jne. Esimerkiksi kahden järjestelmän välinen liikenne ei välttämättä käytä koko siirtokapasiteettia, jolloin kapasiteetti voidaan jakaa useammalle signaalille.

Kanavointitekniikat voidaan jakaa pääluokkiin: FDMA eli taajuusjakokanavointi (Frequency Division Multiple Access)

- syötettävä data voi olla digitaalista tai analogista. Koska signaali on analoginen, siinä käytetään erilaisia modulointeja. Vastaanottopäässä käytetään kaistanpäästösuodattimia erottamaan oikea signaali.

- käytetään mm. TV DVB-järjestelmissä ja ADSL:ssä, jossa asiakkaalla tulokaista suurempi kuin lähtökaista.

- muita: analogiset kuljetusjärjestelmät (analog carrier systems) puhekaistan siirtoon

CDMA eli koodijakokanavointi (Code Division Multiple Access)

- Koodijakokanavointiä käytetään johtimettomilla siirtoteillä (radiotie). Se käyttää koko taajuusalueen ja kaikki aikaviipaleet ja sen etuja ovat mm. tehokkuus, taajuuksien joustava käyttö, usean CDMA-järjestelmän käyttö samalla aluella helpottaa verkkosuunnittelua, häiriöiden pienempi vaikutus ja laitteet kuluttavat vähemmän tehoa.

WDMA aallonpituusjakokanavointi (Wavelenght Division Multiple Access)

- Aallonpituusjakokanavointia käytetään yksimuotokuiduissa. Optinen kuti saadaan tehokkaasti käyttöön kun samassa signaalissa saadaan siirrettyä useita kuituja. Käytössä on eri taajuisia valonsäteitä, jotka muodostavat kukin oman kanavansa.

TDMA eli aikajakokanavointi (Time Division Multiple Access)

- synkroninen ja asynkroninen

- synkroninen: data muodostaa kehyksiä (frame), jotka muodostuvat aikaviipaleista. Lähteet voivat varata itselleen useampia aikaviipaleita kehyksestä ja sitä kautta nopeuttaa kommunikointiaan. Varattuja aikaviipaleita kutsutaan kanavaksi. Vastaanottopäässä aikaviipaleet ohjataan oikealle vastaanottajalle.

- asynkroninen eli tilastollinen TDMA: synkronisessa järjestelmässä ongelmana on kehyksen aikavälien tuhlautuminen. Suurimman osan ajasta tietty osa kapasiteetista ei ole käytössä. Ratkaisuna tilastollinen eli asynkroninen eli älykäs aikajakokanavointi, jossa aikavälit varataan dynaamisesti tarpeen mukaan.

- käytetään esim. kaapelimodeemissa usein synkroninen TDMA

Luentopäivä 5:

Alkupuoli jäi väliin, joten taas joutui kertaamaan luentomateriaalista. Käsiteltiin matkapuhelinverkkoja, oli pistokoe jonka aikana saavuin paikalle, ja lopuksi kerrattiin lyhyesti kurssin oleellista sisältöä tentin näkökulmasta. Piirrettiin kuva alussa kyseltyjen käsitteiden perusteella ja aseteltiin käsitteet kuvaan sopiviin paikkoihin.

Takaisin asiaan. Eli matkapuhelimesta on tullut yhä enemmän väline, jolla käytetään internetiä. Koska se lähtökohtaisesti on minkä tahansa datan siirtoon tehty väline, sen potentiaalia hyödynnetään nyt enemmän ja monipuolisemmin. Ääni ja puhe on vain yhdentyyppistä digitaalista dataa, nyt siirrellään kuvia ja tekstiä, videota jne. Piirikytkennästä ollaan siirtymässä pakettikytkentään. Matkapuhelimenjärjestelmän takana on edelleen kiinteä verkko ja vain viimeinen askel tukiasemalta tai antennista liikkuvaan laitteeseen on loppujen lopuksi langaton.

Verkkokapasiteettiä lisätään soluverkkojen avulla. Niissä sama taajuus voidaan hyödyntää moneen kertaan, kun soluilla on riittävä etäisyys. Haasteena on sopivien solukkojen suunnittelu. Tukiaseman lähetystasoa kontrolloidaan dynaamisesti, jottei vierekkäisten solujen taajuudet häiriinny tarpeettomasti. Solukkoja voi olla erimuotoisia ja eri tiheydellä. Eri ympäristöissä, esim. kaupungissa käytetään tehokkaita mikrosolukkoja. Matkapuhelimen käyttäjä hyötyy pienen lyhyen matkan kapasiteettialueen lyhyemmästä viiveestä, maksiminopeudesta ja siitä, ettei akku kulu lähetystehon kasvaessa tarpeettomasti. Solunvalinta tukee liikkumista tukiasema-alueiden välillä. Matkapuhelin kuuntelee tukiasemia ja kuuluvuuden perusteella valitaan alustettava tukiasema. Tukiasemaa joudutaan vaihtamaan usein myös kesken puhelimen käytön, jos henkilö liikkuu paikasta toiseen. Erilaiset esteet, talojen rakenteet tms, aiheuttavat signaalin hajoamista. Signaalinen leviäminen voi myös haitata signaalin etenemistä. Luonnollisesti, mikäli tukiasemaan ei saada yhteyttä, ei myöskään ole toimivaa siirtotietä eikä data kulje. Ruuhka voi aiheuttaa tilapäisesti kuormitusta verkkoon niin, että siirtonopeudet laskevat tai yhteyttä ei voida muodostaa. Operaattoritasolla on myös priorisointia eri tasoisille käyttäjille; ts. “korkeampiarvoiset” voivat jyrätä vähempiosaiset. Seuraavan sukupolven 4G-järjestelmä on taipaleensa alussa. Siinä hyödynnetään OFDMA-kanavointia.

LAN-lähiverkot yhdistävät pienellä alueella olevia käyttäjiä ja laitteita keskenään yhdeksi verkoksi. Lähiverkko on helppo ja halpa toteuttaa, Ethernet on käytössä nykyään lähes joka paikassa. LAN-topologioita ovat väylä-, puu-, rengas- ja tähti-rakenteet. Esim. kaapeliverkko perustuu puurakenteeseen ja langaton lähiverkko tähti- tai väylärakenteeseen. WLAN on lähiverkon laajennus johdottomaksi. Langaton WLAN lähiverkko on aina jaettu siirtotie. Nykyään käytetyin WLAN-standardi on IEEE 802.11g, ja käytännössä kaikissa uusissa laitteissa on jo sen seuraaja 802.11n. “Internet” tarkoittaa sananmukaisesti verkkojen välistä, eli esim. useita LAN-verkkoja yhdistävää verkkokokonaisuutta.

Kotitehtävä 1

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

Tietokone, NAS-palvelin, wlan-reititin, puhelin, kaapelimodeemi.

Wlan-reititin jakaa kaapelimodeemilta saadun ethernet-yhteyden langalliseen ja langattomaan lähiverkkoon, jota käyttävät mm. tietokone ja puhelin. Verkossa on piuhalla kiinni myös NAS-palvelin. Reitittimen yhteydessä on luotu NAT:illa oma lähiverkkoavaruus ja palomuuri sääntelee liikennettä. Laitteet liikennöivät ulospäin internettiin reitittimen ja modeemin kautta, sekä keskenään reitittimen kautta. NAS-palvelin on itsenäinen tietokonetta vastaava laite, jossa varastoidaan tietoa ja johon pääsee käsiksi SMB-protokollalla. Ajatus olisi virittää VPN-tunneli.

Selvitettäviä juttuja:

- tiedonsiirto kotilaitteiden välillä

- kaapelidataverkon tai ADSL tiedonsiirron rajoitukset

- VPN kotikäytössä

- yhteyksien suojaukset

Jonkinlainen piirustus siitä, minkälaisia yhteyksiä ja vehkeitä voisi olla käytössä: 0209981_kuva1.pdf

Jätin kuvasta pois mm. TV-vehkeet. Esim DVB-vastaanotin voi käyttää DNLA:ta ja streamata kuvaa vaikka NAS-palvelimelta. DVB-vastaanotin voi myös käyttää HTTP-palveluita ym. DVB:n rinnalla voi olla myös IPTV-vastaanotin. Päädyin kuitenkin kuvassa pysymään perinteisemmin tietoteknisissä laitteissa.

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Valitse haluamasi aihealue ja etsi siihen liittyvä protokolla. Tutustu protokollaan ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan. Myöhemmin muutettu: 3 protokollaa.

Aihealue on VPN: IPSec, SSL/TSL, SSH, MPPE, DTLS, MPVPN. Valitaan SSL.

SSL:stä löytyy tietoa: http://en.wikipedia.org/wiki/Transport_Layer_Security

SSL oli alun perin Netscape-selaimeen kehitetty salausprotokolla HTTP-yhteyksien eli WWW-sivujen suojaamiseen. Protokollaa ei kuitenkaan rajoitettu vain HTTP-protokollaan, vaan sillä voidaan suojata mitä tahansa TCP-yhteyksiä. Nykyisin sitä käytetään myös esimerkiksi SMTP-, POP-, IMAP-, LDAP ja IRC-yhteyksien salaamiseen. SSL:ää käytetään myös VPN:n suojaukseen, esim. SSL VPN. Pankkiyhteyksissä käytetään myös SSL:ää.

SSL perustuu varmenteisiin, joilla sivustot todistavat olevansa hyvämaineisia. Varmenteita myöntävät yritykset (engl. Certificate Authority, CA), jotka takaavat varmenteen hakijan identiteetin. Selainvalmistajat puolestaan pitävät listaa luotetuista varmenteiden myöntäjistä. Nämä voivat myös delegoida myöntämisoikeuksia edelleen

Toiseksi SMB, eli Server Message Block, tai toiselta nimeltä CIFS eli Common Internet File System. Kyseessä on sovellustason protokolla, jota käytetään pääasiassa tiedostojen ja oheislaitteiden jakamiseen. Alun perin IBM:n kehittämä, myöhemmin Microsoft tehnyt korjauksia ja julkaissut SMB 2.0 ja SMB 2.1, ja nykyään käytössä Active Directory ympäristö. Linux-ympäristössä käytetään yhteensopivaa Sambaa, jonka versio 3.6 on yhteensopiva SMB2:n kanssa. Alla olevasta linkistä löytyy linkki tarkempaan protokollakuvaukseen. SMB toimii mm. TCP/IP ympäristössä käyttäen suoran TCP porttia 445a, tai yhdessä UDP (portit 137, 138) & TCP portteja (137, 139) ja joidenkin muiden legacy-protokollien kuten NBF kanssa.

http://en.wikipedia.org/wiki/SMB

DHCP eli Dynamic Host Control Protocol. Käytetään IP-ympäristössä. Yksinkertaistetusti aliverkossa on DHCP-palvelin, joka myöntää IP-osoitetta DHCP:n avulla kyseleville koneille IP-osoitteen, jonka avulla ne voivat kommunikoida. Edellyttää tietysti, että kyselijät täyttävät DHCP-palvelimelle annetut kriteerit, esim. kyselijöiden sallitut MAC-osoitteet. Allokointitapoja on: automaattinen, dynaaminen, staattinen. Osalle voidaan käyttää dynaamista, osalle annetaan tietyissä aikarajoissa sama kuin edellisellä kerralla, tai annetaan vain seuraava vapaa IP. Tarkempaa kuvausta löytyy alla olevasta linkistä.

http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_Host_Configuration_Protocol

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: “Tarkastallaan laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä ja tiedon koodausta. Käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.”

1. 3G - Siirtotie: ilma, mikroaalto. Koodaus: QPSK. Taajuus (Eurooppa): 900MHz ja 2100MHz. http://en.wikipedia.org/wiki/UMTS_frequency_bands, http://en.wikipedia.org/wiki/Gsm. Käytössä mm. puhelimissa, usb modeemeissa, mobiililaitteissa integroituna.

2. WLAN - Siirtotie: ilma, mikroaalto. Koodaus: 802.11: DSSS, FHSS, OFDM. Taajuus 802.11g toimii alueella ~2,4GHz, 802.11n voi olla ~2,4GHz ja 5 GHz. http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11, http://en.wikipedia.org/wiki/WLAN, http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11, http://en.wikipedia.org/wiki/OFDM, http://en.wikipedia.org/wiki/FHSS. Käytössä mm. puhelimissa, tietokoneissa, mobiililaitteissa, dvb-vastaanottimissa,

3. Bluetooth - Siirtotie: johtimeton, mikroaalto. GFSK-taajuussiirtokoodaus. Taajuus: 2,4-2,4835GHz. http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth. Käytetään mm. mobiililaitteissa, tietokoneissa ja sen oheislaitteissa, handsfree-laitteissa/autoissa, kuulokkeissa.

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: Tarkastallaan siirtotien/verkon hyödyntämiseen ja tehokkuuteen liittyviä asioita. Riippuen kunkin tarkastelemista laitteista/sovelluksista/teknologioista pohtikaa hieman kuinka valituissa lähestymistavoissa siirtotien/siirtoverkon tehokas käyttö on huomioitu. Onko kyse kanavoinnista vaiko verkkotekniikoista joilla tehokkuus ja yhtäaikainen käyttö saadaan aikaiseksi.

1. 3G CDMA

3G-tiedonsiirrossa käytetään CDMA eli koodijakoista kanavointia. Vanhalle GSM verkolle varatulle taajuusalueelle on allokoitu eri taajuussiivuja. Käytetty alue on jaettu pienempiin 200 kHz:n kanaviin. Taajuisjaetuissa siivuissa käytetään myös aikajakoista kanavointia. Jokaisella taajuuskanavalla on kahdeksan aikakanavaa. Kanavia käytetään liikenteen ohjaamiseen ja datan välittämiseen. http://en.wikipedia.org/wiki/Time_division_multiple_access

linkkejä aiheeseen: - http://en.wikipedia.org/wiki/GSM - http://en.wikipedia.org/wiki/3G - http://en.wikipedia.org/wiki/CDMA

2. WLAN

Wireless LAN eli WLAN (802.11n) käyttää suorasekventointia eli DSSS:ää (Direct Sequence Spread Spectrum) ja OFDM-muxia (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), jonka DMT-modulointi (Discrete MultiTone) lähettää tietoa useilla toisiaan häiritsemättömillä taajuuskanavilla samanaikaisesti. DSSS lähettää sanomat jaettuna pieniin osiin ja lähettämällä koko taajuusalueella (useita megahertsejä) yhtenä signaalina. Ei tarvitse kanavointia, haittana häiriötaajuudet. Taajuuskanavien määrä ja kussakin kanavassa kerralla siirrettävien bittien määrä vaihtelee. Kanavia voi olla kymmeniä, joskus jopa tuhansia. Uudempi n-standardi tukee kahden eri taajuusalueen yhtaikaista käyttöä ja näin päästään teoriassa jopa 600Mbit/s nopeuksiin. g-standardissa taajuudet menevät osittain toistensa päälle, mikä vähentää teoreettisten häiriöttömien kanavien määrää. n antaa siinä enemmän mahdollisuuksia, ja sen käyttämät taajuuskaistat ovat selkeämmin jaettu. Järjestelmä käyttää useampaa antennia ja useampia kanavia samanaikaisesti (=useita siirtoteitä). n on takaisinpäin yhteensopiva hitaammalla nopeudella.

linkkejä aiheeseen: - http://en.wikipedia.org/wiki/WLAN - http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11 - http://en.wikipedia.org/wiki/OFDM

3. Bluetooth

Bluetooth toimii taajuusalueella 2,4000 – 2,4835 GHz. Taajuutta vaihdellaan ja ns. kanavia on 79 (0-78). Taajuushyppyalue on f = 2402 + k MHz, jossa k = 0-78. Yhden kanavan taajuussiirto on 1 MHz. Modulaationa Bluetooth käyttää GFSK-taajuussiirtokoodausta (Gaussian frequency Shift Keying). GFSK-modulaatiossa 0 ja 1 sisällytetään kantoaallon pituuteen poikkeuttamalla kantoaallon perustaajuutta. Taajuuden muutos on +/- 500 kHz ja sen virhe saa olla maksimissaan +/- 75 kHz. Bluetoothin taajuushyppelyn vuoksi tietoliikenne on pakettikytkentäistä. Hyppelytiheys on 1600 1/s, eli yhden paketin lähetysaika on noin 625 µs. Bluetooth on P2P-yhteys, jossa kaksi laitetta keskustelevat suoraan keskenään. Toinen laitteista on isäntä ja toinen renki. Laitteet muodostavat pikoverkon jo kaksin, mutta isäntä voi olla yhteydessä jopa seitsemään renkiin. Yhteyden muodostuksessa vaaditaan yleensä suojattu kättely, “parittelu” (pairing), jolla annetaan rengille lupa viestiä isännän kanssa. Renki ilmoittaa kättelyssä tarjoamansa palvelut (HID, ääni sisään, ääni ulos, jne).

linkki aiheeseen: - http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus: Tarkastallaan siirtotien/verkon hyödyntämiseen ja tehokkuuteen liittyviä asioita. Riippuen kunkin tarkastelemista laitteista/sovelluksista/teknologioista pohtikaa hieman kuinka valituissa lähestymistavoissa siirtotien/siirtoverkon tehokas käyttö on huomioitu. Onko kyse kanavoinnista vaiko verkkotekniikoista joilla tehokkuus ja yhtäaikainen käyttö saadaan aikaiseksi.

Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen (oma valinta) toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen. Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

WLAN-n kanssa käytetään kanavointia, joilla jaetaan kokonaiskapasiteettiä eri käyttäjien kesken. Tiedonsiirrossa on myös mahdollista käyttää mm. ns. frame bursting tekniikkaa, jolla voidaan tehostaa yhteyden hyödyntämistä. Siinä käytetään muutamaa eri temppua, yhdistetään lähetettäviä kehyksiä ilman, että siirtoa kontrolloidaan joka välissä. Näin voidaan lähettää useita paketteja kerralla ja päästään nopeampaan tiedonsiirtoon. WLAN-n tapauksessa käytetään myös 2 eri taajuusaluetta ja voidaan laitteistosta riippuen varata useampia kanavia tiedonsiirtoon. Yhdelle laitteelle varattua kapasiteettia kontrolloidaan dynaamisesti. Lisäksi laitteiden suhteen varioidaan lähetystehoja tilanteen mukaan virran säästämiseksi. WLAN:in tietoturvaa parannetaan erilaisilla suojauksilla, joista tällä hetkellä yleisin taitaa olla WPA-PSK (preshared key). ks. linkki. http://en.wikipedia.org/wiki/Frame-bursting http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_security

Jonkinlaisen tuttuuden vuoksi käsittelen sähköpostijärjestelmää, vaikkei se ole aiemmin esiintynyt tässä. Yhtäkkiä vain muistin, että yksi tehtävä on vielä tekemättä… Eli, sähköpostijärjestelmässä käytetään esim. IP-verkossa sovellustason protokollia esim. POP (post office protocol)/IMAP (internet message access protocol), käytetään yhden postipalvelimen tarjoamaa IMAP ja SMTP palvelua. IMAP:in kautta saadaan ladattua viestit/lista omalle koneelle. Kirjoitettaessa uutta viestiä, lähetetään se ensin SMTP-palvelimelle, joka ottaa yhteyden nimipalvelimeen ja sieltä kautta selvittää vastaanottajan postipalvelimelle osoitteen ja etsii reitin, ottaa yhteyden palvelimeen ja tarjoaa viestiä sinne. Kuittaukset tulevat takaisin, myös käyttäjälle asti jos niin on pyydetty, jotta tiedetään, onko vastaanottava palvelin lopulta saanut viestin itselleen. Käyttäjän lukiessa viestin voidaan myös pyydettäessä lähettää erillinen kuittaus, mikäli vastaanottaja sen sallii. IMAP sisältää ns. idle-toiminnon, eli palvelinyhteyttä ei pidetä jatkuvasti auki eikä käyttäjän tarvitse kysyä koko ajan palvelimelta, onko uusia viestejä tullut. Palvelin tietää käyttäjän koneen osoitteen, ja antaa sille tiedon uudesta viestistä, jolloin IMAP-client herää ja hakee viestin ja jää jälleen tyhjäkäynnille. IMAPin yhteydessä voidaan käyttää erilaisia suojauksia, esim. SSL, riippuen miten palvelin on konfiguroitu. Käytännössä kuitenkin sähköpostiin pitäisi suhtautua siten, että se on kaikkien luettavissa eikä sitä kautta läheteltäisi mitään salaisia tietoja. Eri asia on esim. VPN-yhteydellä yrityksen sisäisessä verkossa liikuttaessa, kun posti ei pääse käymään ulkoverkon puolella ollenkaan. Tarkempaa kuvausta protokollan bi-tason toiminnasta POP:in keskustelusta löytyy osoitteesta http://en.wikipedia.org/wiki/Post_Office_Protocol. Yleisesti ottaen ja melko syvällisesti sähköpostijärjestelmän toiminnasta http://en.wikipedia.org/wiki/Email. Turvallisuuteen liittyen http://en.wikipedia.org/wiki/Email_privacy, OpenPGP:tä ja S/MIME:ä, operaattoritasolla TLS ja SASL.

Tarkemmat IMAP kuvaukset löytyvät mm. http://www.faqs.org/rfcs/rfc3501.html . Koska IMAP liikennöi TCP/IP:n yli, http://en.wikipedia.org/wiki/TCP/IP löytyy tietoa siitä, kerroksista ja toiminnasta.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Päiväkirja ja wikin avaus: 1 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 7h Päiväkirja: 1h Tehtävät: 2h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 7h Päiväkirja: 1h Tehtävät: 1,5h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 0 Luentomatskun selaaminen netistä: 2h Päiväkirja: 1,5h Tehtävät: 2,5h

  • Luentoviikko 5

Lähiopetus: 4 h Päiväkirja: 1 h Tehtävä: 1,5h


Pääsivulle