meta data for this page
  •  

Jari Kauppilan kurssisivu

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.

Ennakkotehtävä 1.

Tietoliikenne on yleinen käsite, joka tarkoittaa datan kulkemista eri laitteiden välillä - esim. datan siirtäminen omalta tietokoneelta muussa maassa sijaitsevalle tietokoneelle, tv-kuvan kulkeminen lähetysasemalta telkkariin tai langattoman hiiren liikutustiedot tietokoneelle. Eri tekniikat eivät ole yhteensopivia toistensa kanssa (kaapeli-TV-johtoa ei voi yhdistää tietokoneen Ethernet-paikkaan) ja ne ovat tehty eri käyttötarkoituksiin. Tietoliikenne kulkee monien eri porttien kautta, jotka eivät häiritse toisiaan - esim. FTP ei häiritse HTTP:n toimintaa.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Ensimmäinen luento opetti perusasiat tiedonsiirtoon liittyen. Ennen luentoa en ajatellutkaan sitä, että tieto muutetaan ensin signaaliksi ennen lähettämistä ja vastaanottaja purkaa signaalin. Tämä taitaa olla kurssin tärkein perustieto. Kerrosarkkitehtuurin selventämiseksi käytetty johtaja-sihteeri-kuriiri -vertaus oli huvittava, mutta teki asian itselle hyvin selväksi. Esimerkki FTP:n toiminnasta oli luennon parasta antia - käytännön tilanteiden näyttäminen on itselleni selkeästi paras tapa oppia.

Luentopäivä 2: Tällä luennolla opittiin yleisesti protokollien toimintaa, standardoimisesta ja analogisen ja digitaalisen signaalin eroista. Tieto ennen luentoa oli tyyliin “protokollat ovat erilaisia ja tarkoitettu eri tarkoituksiin”, joten tarkempi tieto asiasta on tervetullutta. Protokollien perustoimintoja ovat siis esim. segmentointi, yhteyden hallinta sekä virheiden havainnointi ja korjaaminen.

Protokollia standardisoidaan, jotta samaa protokollaa käytettäisiin laajasti, eikä yhteen tarkoitukseen käytettäisi kymmentä eri kehitettyä protokollaa. Standardisointi on kuitenkin kovin hidasta, eikä se pysy kehityksen mukana. IPv6:een siirtymisen hitaus on yksi esimerkki tästä - IPv4 on vielä nykypäivän standardi eikä siitä helpolla luovuta.

Analogisen ja digitaalisen signaalin erot sekä häiriöt olivat myös aiheena luennolla. Opin, että digitaalisessa signaalissa on helpompi korjata virheet, kun on vain kaksi eri taajuutta jossa alkuperäinen signaali on voinut tulla.

Luentopäivä 3: En päässyt tälle luennolle, joten katsoin luentomateriaalit Nopasta. Ensimmäinen luentomateriaalitiedosto käsittelee erilaisia tiedonsiirtoteitä, langallisia ja langattomia. Esitellään erilaisia johtoja ja millä tavalla ne toimivat. Langallisista käsittelyssä olivat parikaapeli, koaksiaalikaapeli, optinen kuitu ja sähköjohto. Sähköjohtoa en ole ennen kuullut käytettävän tiedonsiirtoon. Käsittelyssä olivat myös erilaiset antennit. Antennien tulee olla korkealla maapallon pallonmuotoisuuden vuoksi. Näin antennit saavat näköyhteyden toisiinsa eikä tiedonsiirto häiriinny. Satelliitit on toinen keino tiedonsiirtoon.

Loput kalvot ovat kokonaan englanninkielisiä, mikä on aika raivostuttavaa ottaen huomioon että tenttiin vastaamme kuitenkin suomeksi. Eikö minkäänlaisia yhteenvetoja voi tehdä suomeksikin? Useimpien sanojen merkitys on kyllä tuttu mutta en osaa heti suomentaa joitakin teknisiä sanoja, vaikka tiedänkin merkityksen. Kalvoilla esitellään erilaisia signaalien koodaustapoja. Se, mitä kalvot eivät ainakaan minulle kerro, on se että mihin ihmeeseen koodaustapoja oikein tarvitaan? Ymmärrän, että digitaalinen signaali muutetaan erilaiseksi, mutta syy tähän jää pimentoon.

Kaksi viimeistä kalvoa käsittelevät virheiden huomaamista ja korjaamista, ja erilaisia tapoja lähettää signaali niin, että virheitä tulisi mahdollisimman vähän. “Stop and Wait” lähettää tiedot paketti kerrallaan ja odottaa varmistusta, että tieto on mennyt perille oikein. Tämä on varmaa ja yksinkertaista, mutta hidasta. “Go Back N” lähettää jatkuvasti lisää tietoa ja ottaa varmistuksia vastaan, mutta virheen sattuessa lähetetään tieto, että N:stä eteenpäin kaikki paketit uudelleen liikkeelle. Tämä voi viedä paljon turhaa kaistaa, kun yhden paketin virheen vuoksi pitää lähettää kaikki siitä eteenpäin uudelleen.

Luentopäivä 4:

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista.

Kotitehtävä 2

Tietokoneen sähköpostiohjelma käyttää POP-protokollaa. (Post Office Protocol) http://tools.ietf.org/html/rfc5034

Yleinen nettisivujen selaaminen (tämän wikin editointi!) käyttää HTTP-protokollaa (HyperText Transfer Protocol) http://tools.ietf.org/html/rfc2616

Kaikki tiedonsiirto käyttää IP-protokollaa, joka on siis verkkokerroksen protokolla. (Internet Protocol) http://tools.ietf.org/html/rfc791

Kotitehtävä 3

Langallisen puhelinverkon siirtotie on parikaapelijohto, jota on saatavilla suojattuna ja suojaamattomana. Datakäytössä suositaan suojattua, puhelinkäytössä suojaamatonta. Puhelinverkoissa käytetään analogista signaalia, dataverkoissa digitaalista, eli johtimella voi lähettää kumpaakin.

Kaapeli-TV lähetysten siirtotie on koaksiaalikaapeli. Kyseessä on DVB-C -signaali, joka on digitaalinen.

Puhelinverkon (GSM) siirtotie on johtimeton. GSM:n taajuus on 890-960 MHz.

Kotitehtävä 4

TV-lähetykset (sekä kaapeli että antenni) käyttävät multipleksointia eli kanavointia, jolla yksi lähetys jaetaan useisiin eri kanaviin.

Kiinteä dataverkko (Ethernet-kaapelin kautta) on pakettikytkentäinen, jotta saatavilla olevaa kaistaa käytettäisiin mahdollisimman tehokkaasti. Kiinteä puhelinverkko on piirikytkentäinen, jotta saataisiin reaaliaikainen puheyhteys.

Kotitehtävä 5

Valitsen sovellukseksi nettiselaimen. Nettiselain käyttää HTTP-protokollaa sovelluskerroksessa. Kun käyttäjä kirjoittaa osoitteen (tai klikkaa linkkiä), selain lähettää HTTP request -paketin, jolla otetaan yhteyttä palvelimeen. Pakettiin lisätään TCP-protokollan (kuljetuskerroksen protokolla) tiedot, joka sisältää mm. tarkistussumman, lähde- ja kohdeportit ja järjestysnumeron. Viimeisenä lisätään IP-protokollan (verkkokerroksen protokolla) tiedot, joilla paketti saadaan kuljetettua oikeaan osoitteeseen.

Yleisin tapa varmistaa tietoturva nettiselaamisessa esim. maksamistilanteissa on käyttää HTTPS-protokollaa, joka salaa kaiken tiedon ennen sen lähettämistä eteenpäin. HTTPS lähettää samanlaisia paketteja kuin HTTP, mutta salatussa muodossa. Ideana on muodostaa turvallinen kahdenkeskinen yhteys turvattomalla verkolla. HTTPS:n toiminta perustuu varmenteisiin, joihin selaimet luottavat - selain ei hyväksy varmennetta, joka ei ole aito.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 3h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 2h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 3h

  • Luentoviikko 4