Jari Kauppilan WIKI-sivu

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne koostuu siitä, että erilaiset laitteet kommunikoivat toistensa kanssa. Esimerkiksi WLAN (tai Wi-Fi) yhdistää tietokoneita langattomasti. Ethernet-kaapeli on langallinen tiedon siirtotie, jolla saadaan laitteita yhdistettyä samalla atavalla. Maailmanlaajuista tietoverkkoa kutsutaan Internetiksi, ja siihen saa yhteyden Internet-palveluntarjoajan kautta.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Ensimmäisellä luennolla esiteltiin kurssin sisältö ja kerrottiin kerrosmallista. FTP-esimerkki oli hyvä ja havainnollisti tiedon kulkua. Myös kerrosarkkitehtuuri käytiin läpi johtaja-sihteeri-kuriiri -esimerkin avulla.

Luentopäivä 2: Toisella luennolla käytiin läpi standardoimisprosessia ja kerrottiin eri standardoimisjärjestöistä. Standardit ovat hyvä asia, mutta olisivat vielä parempi, jos standardoimisprosessi ei olisi niin hidasta. Applen tapa käyttää hyväksi olemassa olevaa suosiotaan ja rikkoa standardeja on hyvä esimerkki siitä, miksi standardeja olisi hyvä noudattaa, ellei uusi tekniikka ole paljon parempi.

Luennon toisessa osiossa käytiin läpi siirtoteitä, jotka voi jakaa kahteen osaan: johtimelliset ja johtimettomat. Johtimelliset ovat luotettavampia kuin johtimettomat. Johtimettomissa siirtoteissä taajuudella on väliä: korkeampaan taajuuteen saadaan enemmän tietoa. Valitettavasti mitä korkeampi taajuus, sitä enemmän esteet vaikuttavat. Matala taajuus voi mennä vaikka seinien läpi.

Lopuksi tutustuttiin GPS:n toimintaan. Lähes kaikki tässä oli uutta itselleni.

Luentopäivä 3:

Aluksi luennolla esiteltiin eri tiedonsiirtoreitit (erilaiset johdot ja taajuudet ilmateitse). Tämän jälkeen alettiin puhumaan koodauksista, mutta epäselväksi on jäänyt, mihin koodauksia tarvitaan ja mitä ovat eri koodauksien hyvät ja huonot puolet. Ymmärsin niin, että toiset koodaustavat ovat vähemmän alttiita virheille kuin toiset, mutta asia on jäänyt aika oudoksi muuten.

Virheiden korjaus oli selkeää: erilaisia algoritmeja, joilla on kaikilla sama idea: lähettäjän täytyy lähettää paketti uudelleen virheen sattuessa.

Luentopäivä 4:

Luennolla esiteltiin, mitä kanavointi on (signaalin jakamista useille eri laitteille). TV käyttää kanavointia eri kanaville, ja xDSL käyttää kanavointia usean nettiyhteyden tarjoamiseen samaa siirtotietä pitkin.

Sitten kerrottiin kytkentäisistä verkoista - piirikytkennän ja pakettikytkennän erot.

Luentopäivä 5:

Viimeisellä luennolla kerrottiin verkoista. Kännykkäverkon jakaminen soluiksi ja puhelun eteneminen kuuluivat aiheeseen. Sen jälkeen siirryttiin lähiverkkoihin, langattomiin ja langallisiin.

Luennon lopussa piirrettiin kaavio, jossa kiteytettiin koko kurssin asiat yhteen kätevään kuvaan. Uskon, että se auttaa asioiden kertaamisessa hyvin paljon. Kun kaikki kurssin asiat ovat yhdessä kuvassa, epäselviin kohtiin on helppo paneutua.

Mitä opin kurssin aikana

Opin kurssin aikana langattoman tiedonsiirron tekniikan, eri tavat koodata signaaleja (ja miksi sitä tehdään) ja mitä kanavointi on. Tiesin kerrosmallien protokollien eri tehtävät ennen kurssia, mutta kerrosmalli itsessään oli uusi asia.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

* Kuinka reititin tietää, mille laitteelle vastaanotettava paketti pitää lähettää, jos ne käyttävät samaa porttia (esim. kaksi konetta, molemmat selaavat nettiä)?

* Kuinka toimii palveluihin kirjautuminen toisen palvelun tunnuksilla? (esim. Spotify vaatii Facebook-tunnukset uusilta käyttäjiltä)

* Miten puhelin ymmärtää sen, että osa signaalista ei tulekaan perille?

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: 6 h

Kotitehtävät: 3h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 2h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 2h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 2h

  • Luentoviikko 5

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät: 3h