meta data for this page

Jarkko Hakolan kurssisivu

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenteestä tulee mieleen työpisteeni kautta oleva verkkoyhteys kotona ja työpaikalla. Kotonani on langaton verkko, joka on yhteydessä kotiasemaan. Kotiasema on yhteydessä muuhun lähiverkkoon. Työpaikan verkkoyhteys on kiinteä yhteys. Käytän internetiä paljon puhelimeni kautta, siinä voi valita eri verkkoja; kiinteitä tai kotonani olevan langattoman verkon. TCP/IP -verkkoja olen joskus määrittänyt, mutta nykyään portin ja verkon määrittäminen on mielestäni vaikeampaa kun tietokone tunnistaa verkon automaattisesti. Matkustelen paljon, ja ulkomailla yleensä vuokraan auton GPS-laitteineen. GPS-laite toimii satelliitin välityksellä, ja sen avulla voin tietää sijaintini ja matkareittini. En ehdi katsomaan paljon televisiota, joten tallentava digiboksi on erittäin helpottava laite. Antennitaloudessa asuessani laitteessa on DVB-T -sovitin.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Päivän tärkein sanoma oli mielestäni yhteyden lähteen ja vastaanottamisen tietoprosessi (Source-Transmitter-Transmission System-Receiver-Destination), kerrosarkkitehtuuri (OSI-layerin jakautuminen seitsemään kerrokseen ja TCP/IP viiteen kerrokseen) sekä niiden välillä oleva kommunikointi (Verkkokerros-Kuljetuskerros-Sovelluskerros. Kommunikointi tapahtuu aina alimmalta kerrokselta ylempään, ja jokainen kerros voi kommunikoida keskenään (Sovelluskerros-Sovelluskerros jne.).

Luentopäivä 2:

Päivän tärkein sanoma oli protokollissa. Jotta eri järjestelmissä sijaitsevat oliot kommunikoisivat keskenään, täytyy niiden puhua samaa kieltä (mitä, kuinka ja koska täytyy olla molempien osapuolien tiedossa). Protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. Protokollat purkaa, lähettää kokoaa tietopaketteja ja lisäksi pyrkii korjaamaan virheitä ja sisältää ohjausinformaation. “Postikortti” ja “puhelinkeskustelu” esimerkkeinä.

Tietoliikennetekniikka nopeasti muuttuvaa teknologiaa, joten perinteisiä standardeja vähän käytössä; Best practices ja RFC. Analoginen ja digitaalinen signaali ja niiden erot. Johtimellisia siirtoteitä: parikaapeli, koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto. Johtimettomia siirtoteitä: mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie ja infrapunalinkit.

Luentopäivä 3:

Huomasin pistarivastauksiä läpi käydessä, että näitä asioita voi oppia jos yrittää! Siirtoteiden läpikäynti; johtimelliset ja johtimettomat tulivat tutuksi sekä tajusin ehkä ensimmäisen kerran mitä taajuus tarkoittaa. Yllättävää oli, että missä yhteyksissä siirtoteitä käytetään ja miten signaalin etenenee ja mitkä seikat vaikuttavat heijastuksineen ja taittumisineen signaalin laatuun. Lisäksi opimme analogisen ja digitaalisen signaalin koodauksesta sekä modulaatioista.

Luentopäivä 4:

Tunnilla käytiin läpi kanavointiin liittyviä asioita. Kanavointi jaetaan: FDMA, TDMA, CDMA ja WDMA. Käytiin läpi laitteita ja palveluita miten kanavointi niissä toimii. Lisäksi opimme kytkentäisistä verkoista; tele- ja dataliikenne sekä piiri- ja pakettikytkentää, sekä niihin liittyviä esimerkkejä missä verkkoja käytetään.

Luentopäivä 5:

Luentokerralla käytiin läpi matkaviestiverkkoja, lähiverkkoja sekä Internetworking-arkkitehtuuria. Lisäksi tiivistettiin kurssin sisältö ja käytiin läpi tentti tärpit. Pistarit keskittyivät erilaisiin kytkentöihin. Lähiverkkoja käytiin läpi melko laajasti sekä langallisen että langattoman LAN:in kannalta sekä internetworkingiä, jossa useita verkkoja on yhdistetty luomaan verkkokokonaisuuden.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Kuva kodin tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista

Tietoliikenteeseen kuuluvien laitteiden määrä kasvaa ihmisten kotitalouksissa tasaista tahtia. Omasta asunnostani tunnistan useita laitteita, jotka ovat sulautuneet helpottamaan arkea. En katso paljon televisiota, mutta tallentavasta digi-tv:stä tallentavine digibokseineen on tullut elämääni helpottava elementti. Useimmat sarjat ja elokuvat tulevat sellaiseen aikaan, että voi sopeuttaa aikatauluani niiden mukaisesti. Voin siis katsoa mieliohjelmiani silloin kuin minua huvittaa ja voin tallentaa useita päällekkäisiä ohjelmia yhtä aikaa. Kanavapakettia en ole tullut hankkineeksi, mutta toisaalta ohjelmien tallentaminen esimerkiksi töistä puhelimen kautta houkuttelee; aina ei muista tallentaa kaikkea ja siksi sen voisi tehdä muistin aikaan.

Käytän puhelintani paljon työni puolesta. Seuraan sijoitusmarkkinoita ja sähköpostiani aktiivisesti, että pysyn tilanteen tasalla maailman tapahtumien suhteen. Puhelinta käytän soittamisen lisäksi viestien välitykseen, sekä internetin selaamiseen ja sitä kautta tiedon hankkimiseen kun en voi käyttää kannettavaa tietokonettani.

Siirryin kannettavaan tietokoneeseen vuosi sitten, koska pöytäkone tuntui liian paikkasidonnaiselta. Joskus joudun ottamaan töihin tai luennolle koneeni mukaan, ja voin nykyään helposti vaihtaa verkkoa paikan mukaan. Kiinteässä työpisteessä oleva yhteys oli tosin vakaampi, mutta paikkasidonnaisuus vähensi koneen käyttömahdollisuuksia paljon.

Kannettavan tietokoneen kautta käytän sähköpostia, YouTubea, internet -yhteyttä tiedon hakuun sekä Facebookia lähinnä opiskeluasioiden päivittämiseen. Opiskelujen alettua ryhmätöitä tehdessä, olemme käyttäneet Skypeä ja Chat –palvelua. Kannettavan tietokoneen kautta siirrän tiedostoja usein Bluetoothin avulla, eritoten asiakastapaamisissa ja vastaavissa. Urheilen paljon, joten pystyn määrittelemään verkon kautta sopivan pituisia juoksulenkkejä tai tarkistaa paljonko on tullut juostua gsp –palvelun kautta. Viime aikoina olemme harkinneet tontin tai asunnon ostoa, joten olen GoogleMapsin kautta yrittänyt arvioida ympäröivää seutua ja katunäkymää. GoogleMaps on osoittautunut arvokkaaksi myös suunnitellessa ulkomaan matkoja, kun olemme päättäneet kiertää matkakohdetta autolla. Kolme kysymystä, jotka haluan selvittää: Kuinka Bluetooth, Skype ja GoogleMaps toimivat?

Kotitehtävä 2

Selvittäkää 3 eri protokollaa, joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan

Internet, Internet Standard (STD). www.ietf.org. Transmission Control Protocol (TCP) and the Internet Protocol (IP). RFC 1065 (Standard) Obsoleted by RFC 1155 Errata. Structure and identification of management information for TCP/IP-based internets.

Digi-tv, DVB-standard (Europe). www.etsi.org. ETSI EN 302 755 V1.2.1 (2011-02). Digital Video Broadcasting (DVB);Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2).

Matkapuhelin, GSM-standard. www.etsi.org. ETSI EN 302 408 V8.0.1 (2000-10). Digital cellular telecommunications system (Phase 2+)(GSM);GSM Cordless Telephony System (CTS), Phase 1;CTS-FP Radio subsystem (GSM 05.56 version 8.0.1 Release 1999).

Kotitehtävä 3

Käsittele 3 eri tapausta, jossa on siirtotie ja määritä sille käytetty koodaus

1) Parikaapeli, johtimellinen: Dataverkoissa digitaalinen signaali, esim. kotona oleva ADSL modeemi yhteys (lyhyellä etäisyydellä voidaan päästä jopa Gbps nopeuteen). Yleisin liitintyyppi parikaapeleille lähiverkossa on RJ-45, joka kuuluu CAT6 luokkaan. Ethernetin koodaus on 8B6T ja 8B/10B. Kaapeli ja parit voidaan ympäröidä metallivaipalla, jolloin saavutetaan paras suoja häiriöitä vastaan. Tällaista parisuojattua STP-kaapelia (Shielded Twisted Pair) käytetään silloin, kun suojaukseen on erityistä tarvetta tai kaapelin luokka vaatii sen (esimerkiksi Cat7). Tavallisin kaapelityyppi on kuitenkin suojaamaton UTP, (Unshielded Twisted Pair) jota käytetään puhelinverkoissa ja tietoliikennetekniikassa.

2) Koaksiaalikaapeli, johtimellinen: Esimerkiksi kaapelimodeemissa siirtotienä toimii koaksaalikaapeli ja koodauksena QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) ja QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Vaikka käytettävät verkkokortit ja mahdolliset kuluttajahintaiset kytkimet tukisivatkin 1 Gbit/s nopeuksia, ei niiden suorituskyky välttämättä riitä 200 Mbit/s nopeuteen. Langattomalla verkolla huippunopeudet jäävät saavuttamatta, sillä nopeimmallakin 802.11n-standardilla ylletään käytännössä 100 Mbit/s nopeuteen.

3) Satelliitti, johtimeton: Satellittivastaanotin, jossa siirtotienä ilmatie ja taajuusalueena 22kHz. Koodaus vähintään 8 bittiä. Käsittää yleensä 24bittiä, jossa ensimmäiset 8 bittiä merkkaavat “kehyksen”, seuraavat 8 bittiä vastaanottajan osoitteen ja seuraavat 8 bittiä komennon. Nykyaikaiset digisatelliitit lähettävät signaalinsa ”KU frequency rangella”, 12 GHz-14 GHz. KU on vain nimitys, joka on annettu kyseiselle taajuusalueelle (KU-taajuuksilla lähetetään vain Euroopassa). Uudet pienet lautasantennijärjestelmät ovat digitaalisia, televisio-ohjelmat koodataan MPEG-2 –muotoon. Vastaanottaessaan signaalin/datan digiboksi purkaa MPEG-2 –koodauksen ja avaa mahdollisen salakirjoituksen (TV-kortin avulla, jos kanava on maksullinen) tavalliseksi analogisignaaliksi ja lähettää sen edelleen televisioon.

Kotitehtävä 4

Siirtotien/verkon hyödyntämiseen ja tehokkuuteen liittyviä asioita Kaapeli-TV:n tiedonsiirrossa

Kaapeli TV:n välittämiseen käytettävä kanavointi on FDMA (Frequency Division Multiple Access). Kukin signaali keskittyy omalle taajuusalueelleen, ja kanavien väliin jätetään tarpeeksi väliä estämään kanavien väliset häiriöt. Vaatimuksena tehokkaalle siirtymiselle, siirtotien kapasiteetin on ylitettävä kanavien yhteenlasketut kanavien vaatimukset. Kaapelitelevisioverkko perustuu perinteisesti puumaiseen rakenteeseen ja koaksiaalikaapeliin. Tällaisella yhteisantennijärjestelmällä päästään 450 MHz:n kaistanleveyteen. Kun esimerkiksi PAL-järjestelmässä yhden kanavan vaatima kaistanleveys on 8 MHz, analogisia kanavia saadaan käyttöön muutamia kymmeniä. Tiedonsiirto kaapelissa on yleensä yksisuuntaista. Koska kaapeli-TV-verkot on suunniteltu pelkästään ohjelmien lähettämiseen eivätkä tue kahdensuuntaista liikennettä, vuorovaikutteisuuden saavuttamiseksi kaapeli-TV-verkkoa täytyy uudistaa tai käyttää jotain muuta siirtotietä.

Valokaapeli on operaattoreille eräs tapa lisätä kapasiteettia. Valokaapelia on käytetty jo runkoverkoissa ja uutta verkkoa rakennettaessa valokuitu lähestyy jatkuvasti asiakasta. Sillä saadaan vahvistimen määrää vähennettyä ja samalla luotettavuutta lisättyä. Lisäksi paluukanavalle saadaan lisää kaistanleveyttä. Kaapeli-TV-verkon hyvä ominaisuus on juuri sen laajakaistaisuus. Hyvälaatuista kuvaa ja ääntä pystytään siirtämään, mutta ongelmia tuovat asiakkaiden suuri määrä ja paluukanava. Huonona puolena voidaan pitää myös verkon kattavuutta, verkkoa on rakennettu vain suurissa taajamissa ja kaupungeissa. Suomen kotitalouksista kolmasosa on liitetty kaapelitelevisioverkkoon. Maanpäällisen televisioverkon voidaan olettaa kattavan kaikki alueet taajamista haja-asutusalueille. Se käyttää tiedonsiirtoon perinteisesti analogista signaalia ja siirtotienä radioaaltoja. Muuten periaate on samanlainen kuin kaapeli-TV-verkossa, mutta häirötekijät siirtotiellä ovat erilaisia. On myös muistettava, että radiotaajuudet ovat rajallinen luonnonvara useiden eri käyttötarpeiden vuoksi. Luontaisesti nykyään kaikki lähetykset ovat digitaalisia, se jo itsessään on parantanut laatua huomattavasti analogisista lähetyksistä, kun siirtoteiden aiheuttamat virheet ovat vähentyneet. Kanavien digitalisoituessa myös kanavia pystyttiin tuomaan lisää markkinoille.

Kotitehtävä 5

Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen. Tutustukaa tietoturva-asioihin ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin

Sattuipa itse asiassa sama kysymys kun tentissäkin :). Tentissä valitsin FTP:n tiedonsiirtoprotokollan ja TCP/IP -kerrosmallin.

  • Sovelluskerros: Tältä kerrokselta lähtevät FTP-komennot tiedonsiirtosovelluskerrosta käyttäen. FTP-sovelluksen käyttö (esim. SHH)
  • Kuljetuskerros: Tällä kerroksella käytetään esimerkin mukaisesti TCP-protokollaa. Kuljetuskerroksella hoidetaan tiedon välittämiseen liittyvät tehtävät.
  • Internetkerros: Tällä kerroksella IP-protokolla mahdollistaa pakettien reitityksen IP-osoitteiden avulla, jotka lisätään datapakettiin. Lisäksi Internetkerros toimii yhteenkytkettyjen verkkojen välisessä datasiirrossa.
  • Verkkokerros: Tämä kerros tarjoaa verkkotyypistä riippumattoman liitynnän ylemmille kerroksille eli päätelaitteen ja verkon välisestä siirrosta. Verkkokerros huolehtii reitityksestä.
  • Fyysinen kerros: Tämä kerros huolehtii siirtoteistä, vastaanottoo lähetettävän datan ja välittää sen eteenpäin signaaleina. Fyysinen siirtotie voi olla langaton tai langallinen.

FTP ei ole ehkä erityisen varma siirtomenetelmä tietoturva näkökulmasta. FTP:ssä tiedot ja salasanat lähetetään salaamattomina verkon yli. Vastaavasti SFTP (Secure File Transfer Protocol), lähettää tiedot salattuina verkon yli.

Loppukevennyksenä kurssille päivän tietoliikennetekniikka-aiheinen Fingerpori:

Ajankäytön arviointi

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 8h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 4h
    • Kotitehtävien tekoa 5h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 8h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 3h
    • Kotitehtävien tekoa 3h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 6h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 4h
    • Kotitehtävien tekoa 3h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 5h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 4h
    • Kotitehtävien tekoa 3h
  • Luentoviikko 5
    • Lähiopetus 6h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 4h
    • Kotitehtävien tekoa 3h

Pääsivulle