meta data for this page

====== Riitta Talvitien kurssisivu ====== VALMIS

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Oma näkemykseni tietoliikenteestä on kurssin alkaessa hyvin suppea, ja käsittää lähinnä tietoa, miten jotain laitetta käytetään, ei niinkään tietoa tekniikasta laitteen taustalla. Tietoliikenne on näkemykseni mukaan valtava verkosto ja sisältää erilaisia järjestelmiä. Tekniikka muuttuu jatkuvasti, uusia innovaatioita tulee ja vanhat järjestelmät poistuvat käytöstä. Tulevaisuudessa kaikki toiminta muuttuu yhä enemmän sähköiseksi. Tietoliikennetekniikka vaatii jatkuvaa tietoturvan kehittämistä, koska se on alttiina väärinkäytölle ja sisältää paljon tietoturvan alaista (mm. henkilökohtaista)tietoa. Uhkina järjestelmille ovat hakkerointi, virukset, tietomurrot jne.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Alussa käsiteltiin yleistä asiaa kurssin sisällöstä. Keräsimme ylös tietoliikenteen termejä ja käsitteitä, joita on tarkoitus kurssin aikana avata tarkemmin. Esilletulleita käsitteitä olivat data, reititin, palvelin, NFC/RFID, RPC, ACK, EDIFACT, ARP, EMAIL, VOIP, saatavuus ja WLAN. Luennolla käytiin läpi muun muassa tietoliikenteen trendejä, aikakausia, kehitystä, rakennetta ja erilaisia malleja. Suurin osa käsitellyistä asioista oli minulle aivan uutta tietoa, ja tuntui vaikealta näin äkkiseltään ymmärtää. Uskon, että tämä kurssi vaatii itseltäni paljon perehtymistä uusiin asioihin.

Luentopäivä 2: Toisella luentokerralla käsiteltiin kerrosmalleja ja tiedonsiirron perusteita. Tarkoitus oli perehtyä muun muassa kerrosmallien merkitykseen ja protokollan merkitykseen kerrosmallissa. Käytiin läpi kerrosarkkitehtuuria ja tutustuimme kahteen yleisesti tunnettuun kerrosmalliin (OSI ja TCP/IP). Opimme, että protokolla on olioiden välillä oleva ja niiden kommunikoinnin mahdollistava elementti, joka koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. Iltapäivällä pidettiin myös pistarit tähän mennessä käsitellyistä aiheista.

Luentopäivä 3: Kolmannella luennolla palautettiin edelliskerran pistarit, joista ilokseni olin saanut melko hyvät pisteet. Kolmannella luennolla käsitellyt asiat alkoivatkin sitten tuntua jo erittäin vaikeilta ymmärtää. Luentokalvot ovat pääosin englanniksi, mikä vaikeuttaa “maallikon” opiskelua tässä asiassa huomattavasti. Asia olisi mennyt paremmin perille, jos luentomateriaali olisi samalla kielellä kuin itse luennotkin, eli suomeksi. Luennolla käsiteltiin linkki- ja signaaliasioita. Tällä hetkellä ainoa oppimani asia on että etäisyys vaikuttaa signaaliin, mutta toivon mukaan osaan aiheesta jotain muutakin ennen tenttiä..

Luentopäivä 4: En päässyt luennolle, mutta kävin läpi luentomateriaaleja jälkikäteen. Luennolla käsiteltiin kanavointia, piiri- ja pakettikytkentäisiä verkkoja, reititystä ja matkaviestinverkkoja. Kanavoinnista käytiin läpi eri kanavointi- eli multipleksointitekniikoita, joita ovat taajuusjako-, aikajako-, aallonpituusjako- ja koodijakokanavointi. Kytkentäisistä verkoista voidaan erotella piirikytkentäiset ja pakettikytkentäiset verkot, jotka koostuvat toisiinsa kytketyistä solmuverkoista. Reitityksestä kertovat luentokalvot olivat melko sekavat, mutta niistä yritin poimia erilaisia reititysstrategioita, joita mainittiin olevan kiinteät taulut, flooding, satunnainen ja mukautuva reititys. Kalvosarja Congestion in Data Networks käsitteli teknistä asiaa ja erilaisia kaavioita, mutta niistä poimin perusidean olevan sen, että “congestion” tarkoittaa tilannetta, jossa verkon kapasiteetti kuljettaa paketteja lähentelee maksimiaan. Käsiteltiin erilaisia tilanteita, joissa verkon solmukohtiin muodostuu jonoja.

Luentopäivä 5: En ollut itse läsnä luennolla, mutta kävin jälleen läpi materiaalit jälkikäteen ja sain kavereilta briiffauksen luennon sisällöstä. Tentin tulevasta sisällöstä ja rakenteesta oli annettu pieniä vinkkejä, joka auttaa ehkäpä tenttiin valmistautumisessa. Luennon aiheena oli verkot ja sovellukset. Käsiteltiin muun muassa lähiverkkoja (LAN) ja niiden toimintaa. Osa luentomateriaalista oli jälleen todella teknistä ja yksityiskohtaista asiaa, todella vaikeaa ymmmärtää ja omaksua, kaipasin jälleen “for dummies”-versiota, josta olisi helpompi asiaa ymmärtää. Lisäksi luennolla oli käsitelty Internetin arkkitehtuuria ja tietoturva-asioita. Tietoturvaosio oli mielenkiintoista ja tuntuu, että se on sellaista tietoa, joka on kaikille tietokonetta käyttäville hyödyllistä tietoa. Tietoturva-asiat tulevat olemaan tulevaisuudessa yhä tärkeämpiä, koska odotettavasti myös väärinkäytön keinot ja erilaiset tietovarkaudet, virukset ja haittaohjelmat tulevat kehittymään sitä mukaa kun tekniikka kehittyy.

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. Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää.

Otan esimerkiksi tähän tietokoneen ja puhelimen, ja niiden yhteenlinkittymisen. Kysymyksiä: Miten esim. kalenteri tai sähköposti synkronoituu molempiin, kun lisäät merkinnän toiseen? Tietokoneen langattomasta yhteydestä pohdin, mitä langaton yhteys tarkoittaa, ja miten se muodostuu? Miksi langaton yhteys tai puhelu joskus pätkii, mitä silloin yhteydessä tapahtuu?

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Selvittäkää 3 eri protokollaa joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi/määritelmä ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan.

Protokollia, joita on käytössä lähiympäristössäni:

- 3G ja 4G-verkkoprotokollat: Matkapuhelinverkon 3G ja 4G-tekniikat mahdollistavat puheluiden ja tekstiviestien lisäksi nopeammat nettiyhteydet matkapuhelimeen ja tietokoneisiin. Hspa (High-Speed Packet Access): yleiskäsite matkapuhelinprotokollille, jotka nopeuttavat umts-datasiirron nopeutta. Hspa-protokollia ovat esimerkiksi hsdpa ja hsupa. Hsdpa (High-Speed Downlink Packet Access): protokolla, joka nopeuttaa umts-datasiirron nopeutta tukiasemalta päätelaitteeseen eli esimerkiksi nopeuttaa internetsivujen latautumista kännykkään. Hsupa (High-Speed Uplink Packet Access): protokolla, joka nopeuttaa umts-datasiirron nopeutta päätelaitteesta tukiasemaan, eli esimerkiksi nopeuttaa sähköpostin tai tiedostojen lähettämistä kännykästä.

- Sähköpostiprotokollat: IMAP ja POP3 (mahdollistavat sähköpostin etäkäytön)

- Langaton nettiyhteys: Standardi WLAN-protokolla IEEE 802.11 sallii tiedon siirron sekä radioteitse että infrapunalla. IEEE 802.11 määrittelee kolme fyysistä siirtotapaa: Suorasekvenssihajaspektri (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS), Taajuushyppely (Frquency Hopping Spread Spectrum, FHSS) ja infrapuna.

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Laitteiden ja palveluiden hyödyntämät siirtotiet ja tiedon koodaus. Selvitä 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.

Lähiverkot: Käytetty siirtotie on parikaapeli (johtimellinen siirtotie). Ethernet-verkkojen kaapeloinneissa käytetään kierrettyä parikaapelia 10Base-T (10 Mbps) sekä 100Base-TX (100 Mbps). Lähiverkkojen parikaapeliyhteyksien suurimmat sallitut pituudet ovat yleensä alle 95 metriä.

Kaupunkiverkot: Käytetty siirtotie on optinen kuitu (johtimellinen siirtotie). Optiset kuidut toimivat 100-1000 THz taajuusalueella.

TV-kanavien siirto: Käytetty siirtotie on satelliittilinkki (johtimeton siirtotie). Satelliittilähetysten taajuusalueet ovat 10,70 GHZ-12,75 GHZ. MPEG-4 koodaus ( DVB-T2 ) mahdollistaa useamman teräväpiirtolähetyksen lähettämisen samassa kanavanipussa. DVB-T2:ssa käytetyllä MPEG4 –pakkauksella HD –kuva saadaan pakattua noin seitsemään megabittiin sekunnissa ja SD-kuva noin puoleentoista megabittiin sekunnissa.

Kotitehtävä 4

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

Siirtotien tehokkuus vaikuttaa tiedonsiirroon laatuun. Johtimellisessa siirrossa siirtotiellä on suurempi vaikutus, johtimettomassa signaalin kaistanleveys ja antennin ominaisuudet ovat tärkeämpiä. Antennit voivat olla joko suuntaamattomia tai suunnattuja.

Siirtotie voidaan jakaa useamman siirrettävän signaalin kesken; jakoa kutsutaan kanavoinniksi eli multipleksoinniksi ja sitä käytetään muun muassa kuituihin, koaksiaalikaapeliin tai mikroaaltolinkkeihin perustuvissa runkoverkoissa. Eri kanavointiluokkia ovat taajuusjako-, aikajako-, koodijako- ja aallonpituuskanavointiin.

Esim. TV-kavanavien jakelussa käytetään FDMA eli taajuusjakokanavointia. Kukin signaali keskittyy omalle taajuusalueelleen eli kanavalle, ja tekniikka perustuu eri signaalien modulointiin eri taajuisille kantoaalloille. Vastaanottopäässä kaistanpäästösuodatin erottelee oikean signaalin. Tässä tehokkuus saadaan aikaiseksi erityisesti kanavoinnin keinoin.

Toinen esimerkki voisi olla ADSL-yhteys, jonka tiedonsiirto mahdollistaa eri taajuudet ja nopeudet eri suuntiin. ADSL-yhteys muodostuu kolmesta kanavasta: kanavasta operaattorilta käyttäjälle maksiminopeudeltaan 8 Mbit/s, keskinopeasta (max. 1 Mbit/s) kaksisuuntaisesta kanavasta ja tavallisesta puhelinkanavasta. Näihin nopeuksiin päästään käyttämällä edistynyttä digitaalista signaalinkäsittelyä ja algoritmeja. ADSL:ssä käytetään kahta koodaustekniikkaa: DMT (Dicrete Multi-Tone) ja CAP Carrierless Amplitude and Phase modulation). Jokainen ADSL-kanava voidaan jakaa alempikapasiteettisiksi kanaviksi taajuuskanavointia käyttämällä. Myös ADSL:ssa tehokkuus perustuu siis kanavointiin, mutta myöskin verkkotekniikkaan.

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus: 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.

Otan esimerkiksi tähän verkkoselaimen (esim. Internet Explorer) toiminnan. Sovellustasolla osoitekenttään kirjoitettu osoite aikaansaa pyynnön esimerkiksi HTTP-protokollan välityksellä kerrosmallin alemmalle tasolle. Alempi taso, eli kuljetuskerros siirtää dataa eteenpäin TCP-protokollan avulla jälleen alemmalle kerrokselle, Internetkerrokselle. Internetkerroksen IP-protokollat hoitavat pakettien välisen reitityksen IP-osoitteiden avulla ja ohjaavat dataa jälleen eteenpäin verkkokerrokselle. Verkkokerros siirtää dataa päätelaitteen ja verkon välillä käyttäen esimerkiksi Ethernetiä tai WiFi:ä. Alin kerros eli fyysinen kerros huolehtii liitynnästä siirtotiehen Kaapelimodeemin avulla. Operaattorilla datapaketti ohjataan IP-osoitteen mukaan oikealle palvelimelle. Sen jälkeen IP-protokolla siirtää datan TCP-protokollalle ja TCP siirtää sen HTTP-protokollalle. HTTP-protokolla kommunikoi selaimen kanssa, joka vastaa pyyntöön.

Tietoturvasta nettiselaimen käytössä olisi syytä huomioida, että koneessa on asianmukainen palomuuri ja virustorjuntaohjelma. Internetin käytössä kannattaa huomioida, ettei kaikkia mainoksia tai linkkejä kannata availla, koska ne voivat sisältää viruksia, jotka aktivoituessaan aiheuttavat tuhoja tietokoneen ohjelmistoille ja tiedostoille. Erityisesti myös sähköpostin käytössä tulee olla tarkkana, viestissä mukana oleva virus voi aktivoitua jo pelkän sähköpostiviestin avauksessa, ei pelkästään liitetiedoston avaamalla.

Ajankäytön arviointi

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 0 h
    • Itseopiskelua 7 h
    • Kotitehtävien tekoa 5 h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 0 h
    • Itseopiskelua 7 h
    • Kotitehtävien tekoa 5 h
  • Luentoviikko 5
    • Lähiopetus 0 h
    • Tenttiin valmistautumista 25 h
    • Kotitehtävien tekoa 4 h

Pääsivulle