meta data for this page

Jesse Keräsen kurssisivu

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Oma näkemykseni tietoliikenteestä pähkinänkuoressa on tiedon (data) siirto paikasta a paikkaan b, hyödyntäen erinäisiä/haluttuja tiedonsiirtotekniikoita. Tietoa voidaan siirron aikana käsitellä ja muutta toiseen muotoon (ja usein näin tehdäänkin), mutta periaatteessa viestin tai ainakin sen sanoma on sama kuin kuin lähtiessä.

Tietoliikenne on viimeisten vuosien aikana kehittynyt roimasti, ja suunta näyttää painottuvan mobiiliuteen ja kaistanleveyden kasvuun ja samalla hintojen laskuun.

Termejä joita tietoliikenne tuo mieleen: Ethernet, WLAN, GPRS, Mobiili tiedonsiirto, RFID,TV, E-mail, radiotiet, protokollat,…

Luentoyhteenvedot

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

En päässyt luennoille paikalle, joten opiskelu hoitui itseopiskeluna.

Tärkeimpinä osina oli kommunikointi- ja kerrosmalli sekä yleisesti tiedonsiirto. OSI ja TCP/IP olivat eniten pinnalla. Asia oli entuudestaan suhteellisen tuttua joten materiaali oli helppo käydä läpi.

Luentopäivä 2:

Toinen luentopäivä käsitteli protokollia ja niiden toimintaa. Protokolla määrittelevät säännöt joiden mukaan eri järjestelmät kommunikoivat keskenään. Eri kommunikointijärjestelmät käyttävät erilaisia protokollia, mutta kaikki koostuvat kuitenkin syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta.

Toinen osuus käsitteli tietoliikenteen standardointia, joka myös osaltaa huolehtii järjestelmien yhteensopivuudesta keskenään. Se myös vapauttaa asiakkaan valitsemaan eri valmistajien keskeltä eri laitteet (ei huolta yhteensopivuudesta olettaen että tuotteet noudattavat yleistä standardointia). Luentomateriaalissa käytiin läpi yleisimmät standardointiin liittyvät organisaatiot sekä itse standardointiprosessi.

Kolmannessa osuudessa keskityttiin kommunikointijärjestelmiin ja tiedonsiirtoon. Terminologia ja A/D -signaalit, sekä niiden ominaisuudet käytiin läpi, sekä tiedonsiirtoa ja siihen liittyviä haittatekijöitä kuten kohinaa käsiteltiin.

Luentopäivä 3:

Kolmas luentosarja käsitteli siirtoteitä. Erilaiset siirtomediat, sekä niiden ominaisuudet käytiin läpi. Signaalin eteneminen johtimettomissa siirtoteissä käsiteltiin myös tärkeimpien etenemismekanismien osalta. Myös antennien ja satelliittien toimintaa avattiin.

Digittaalisen datan muunto analogiseksi moduloimalla, sekä erilaiset modulointimenetelmät käsiteltiin luentomateriaalissa myös. Modulointitekniikoista tärkein ja käytetyin on vaihepohjainen avainnus (muita ovat mm. amplitudi-, taajuus- ja vaihepohjainen avainnus). Eri tekniikoita voidaan myös yhdistellä tiedonsiirron parantamiseksi. Analoginen signaali taas voidaan moduloida kantoaallon kanssa amplitudi-, taajuus- tai vaihemodulaation avulla. Lopuksi myös virheiden korjausta käsiteltiin.

Luentopäivä 4:

Neljännen luentokerran aiheena olivat kanavointi, tele- ja dataliikenteen sekä verkkojen kytkentäerot, sekä reititys.

Luentopäivä 5

Viide luentokerta käsitteli langatonta tiedonsiirtoa mm. solukkoverkkojen ja WLAN-tekniikoiden muodossa. Signaalin eteneminen ja häiriötekijät käsiteltiin, sekä 3G- ja 4G-käsitteet. WLANin eri käyttötavat ja -kohteet käytiiin läpi, sekä standardit esiteltiin. IP-protokolla ja sen toiminta esiteltiin, sekä erilaiset reititysprotokollat. Myös DNS, SMTP, POP3, IMAP, TPC-protokollat käytiin läpi. Extroissa käsiteltiin pääosin tietoturvaa; erilaisia riskitekijöitä ja miten niitä tulisi käsitellä. Langattomat tekniikat tuli luettua hieman harppoen, sillä materiaali käsitteli samoja asioita kuin kurssilla Langaton tietoliikenne, joka on itsellä jo käytynä.

Langalliset, sekä langattomat lähiverkot ja niiden toiminta esiteltiin, sekä niihin liittyvät käsitteet ja termit. Tekniikat ja standardit esiteltiin vanhoista uusimpiin, sekä tuleviin.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

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

http://dl.dropbox.com/u/4168003/WWW/kotitehtava_1.jpg

1. Miten VDSL-tekniikka eroaa ADSL-tekniikasta?

2. Mitkä ovat 802.11n ja 802.11g standardien selkeimmät erot tiedonsiirron kannalta?

3. Mitkä ovat NASsin mahdolliset käyttökohteet (pelkän tiedon varastoinnin lisäksi)?

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Tässä kotitehtävässä selvitetään laitteiden ja palveluiden käyttämiä protokollia. Selvittäkää 3 eri protokollaa joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi/määritelmä ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan.

TCP

SMS

SMTP

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Kolmannessa kotitehtävässä tarkastallaan laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä ja tiedon koodausta. Eli jälleen käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.

WLAN 802.11n

  • Siirtotie: Ilmatie
  • Koodaus OFDM
  • Taajuusalue 2,4GHz / 5,0GHz
  • Kaistanleveys 20MHz/ 40MHz

VDSL-laajakaista

  • Siirtotie: Valokuitu + parikaapeli
  • Koodaus: QAM, DMT

Kaapelointi modeemin ja NAS:n välillä

  • Siirtotie: Parikaapeli (Cat5e UTP)
  • Koodaus: CAP, QAM, DMT

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus:

Tarkastallaan 4. kotitehtävässä 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.

WLAN 802.11n

Samalla tajuudella toimivat laitteet (kodinkoneet, muut langattomat verkot) häiritsevät toisiaan ja saattavat pahimmillaan estää toistensa käytön. 802.11n-standardi tuo edeltäjiinsä nähden uuden, hieman vapaamman 5GHz taajuusalueen jolloin tämä ilmiö lievenee vähän. Langaton tekniikka kuitenkin mahdollistaa usean asiakkaan yhtäaikaisen verkonkäytön.

Standardin tehokkuus tulee

  • Suuremmasta määrästä alikantoaaltoja (802.11n = 52kpl, 802.11g = 48)
  • Tehokkaammasta virheekorjauksen pakkaussuhteesta (802.11n = 5/6, 802.11g = 3/4)
  • Varoajasta (802.11n = 400ns, 802.11g = 800ns).
  • Moniantennitekniikan (MIMO) käytöstä
  • 40 MHz kanavat (802.11g = 20MHz)

Vanhemmat standardit käyttivät BPSK- ja QPSK-modulaatioita, kun taas 802.11n käyttää QAM-modulaatiota (sekä vanhoja yhteensopivuuden vuoksi).

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus: Oppimispäiväkirjan täyttö jälleen luennoilla opituista asioista. Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen (oma valinta) toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen.

Sovellukseksi valitsin TFTP-protokollan (Trivial File Transfer Protocol) käytön tiedonsiirrossa. TFTP:tä käytetään enää harvoin, mutta sitä käytetään esimerkiksi reitittimien ja hallinnoitujen kytkinten boottaamisessa tai konfiguraatioden importaamiseen/exportaamiseen. TFTP on hyvin suppea, ja siitä puuttuu suurin osa normaalin FTP:n (File Transfer Protocol) ominaisuuksista. Siinä ei ole esimerkiksi minkäänlaista autentikointia, jonka takia sitä käytetäänkin usein vain sisäisissä lähiverkoissa.

Tiedonsiirto alkaa pyynnöllä lukea tai kirjoittaa tiedosto, joka toimii myös yhteydenottopyyntönä. Jos yhteys sallitaan, se avataan ja tiedosto lähetetään 512 tavun paloissa. Jokainen paketti sisältää yhen “palan” (block) ja paketin vastaanotto täytyy kuitata (tällä varmistetaan ettei paketti huku matkalla). Jos paketti hukkuu, se uudelleenlähetetään. Tiedonsiirto aloitetaan portilla 69, mutta itse lähetyksessä käytetyt portit valitaan satunnaisesti.

1. Aloittava osapuoli (A) lähettää joko RRQ (read request) tai WRQ (write request) -paketin toiselle osapuolella (B) portin 69 kautta. Paketti sisältää tiedostonimen ja lähetysmuodon.

2. B kuittaa viestin ACK-paketilla (acknowledgement) jos kyseessä oli WRQ- ja datapaketilla jos kyseessä oli RRQ-pyyntö.

3. Olettaen että kyseessä on WRQ, A lähettää 512 tavun kokoisia data-paketteja B:lle, joka kuittaa nämä ACK-paketeilla (tiedonsiirto tapahtuu vuorotellen numeroituja paketteja käyttäen). Viimeinen lähetettävä paketti tulee olla vajaakokoinen, ja jos tiedosto jakautuu tasan 512 tavun kokoisiin paketteihin, lähetetään lopuksi tyhjä datapaketti, jotta B tietää tiedonsiirron olevan lopussa.

- Jos A ei saa (syystä tai toisesta) ACK-pakettia tietyn ajan kuluessa, se uudelleenlähettää viimeisimmän paketin ja vastaavasti jos B ei saa datapakettia niin se uudelleenlähettää ACK-paketin.


Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

Tietoturva on oleellinen osa informaatiojärjestelmiä ja tiedonsiirtoa. Silti se usein nähdään vain “välttämättömänä pahana” joka vain hidastaa käyttäjän pääsyä tarvittavaan tietoon. Tietoturvaa ei pitäisi tietoliikennejärjestelmiä suunnitellessakaan miettiä vain jälkikäteen, muodossa “ai niin, mitenkäs tämä järjestelmän tietoturva nyt hoidetaankaan”, vaan se pitäisi olla olennainen osa järjestelmän suunnnittelua alusta asti.

Kunnollisella tietoturvalla varmistetaan tiedon eheys, sekä haluttujen käyttäjien pääsy (ja ei haluttujen käyttäjien pääsyn estäminen) tietoihin tai palveluihin. Tietoturva-asiat tulee miettiä aina tapauskohtaisesti, sillä pitää miettiä aina sitä, että vaakakupissa on tiedon käsiksi pääsyn helppous ja tiedon turvataso. Mitä turvatumpi järjestelmä on, sitä vaikeampi ja hitaampi sitä yleensä on käyttää. Nykypäivänä voisi normaalia käyttäjää pitää tietojärjestelmän heikoimpana lenkkinä. MM. salasana on hyvä lisä tietoturvaan, mutta jos käyttäjä käyttää samaa salasanaa (joka mielellään on oma, tai lasten syntymä-aika, tai muu helposti arvattavissa oleva stringi) joka paikassa, alkaa käyttäjän tietoturva olla heikolla tasolla. Myöskin usein vain luotetaan sokeasti järjestelmän ja salausten toimintaan, ja webbisivuilla klikkaillaan linkkejä ja pop-uppeja sitä mukaan kun niitä tulee vastaan.

Ajankäytön arviointi

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
    • Kotitehtävien tekoa 4 h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
    • Kotitehtävien tekoa 3 h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
    • Kotitehtävien tekoa 4 h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentoviikko 5
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h

—-

Pääsivulle