Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenteeksi miellän kaikki tavat kommunikoida sähköisesti mm. internet, gps, gsm, radio ja televisio. Myös tarkennettuna internetin sisältö: palvelut ja sosiaalinen media. Tietoliikenne on minulle suurelta osin vain loppukäyttäjän näkökulmasta koettua ja hyvin harvoin minun on tarvinnut ajatella että mitä alemmilla kerroksilla tapahtuu kun esimerkiksi lähetän sähköpostiviestin tai siirrän

tiedostoja tietokoneideni välillä ftp-yhteydellä.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Kurssin esittely, tietoliikennetekniikkan kokonaiskuva lyhyesti, tiedonsiirtomalli ja kerrosarkkitehtuuri sekä edellämainittujen protokollia.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kerrosarkkitehtuuri ja Kuljetuskerroksen protokollien TCP sekä UDP pakettien muoto.
  • Mitä opin tällä kertaa: Tarkemmin sen kuinka sähköpostiviestin välitys ja vastaanottaminen toimii.

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Protokollien erilaisia toimintoja, yhteystyyppejä ja niiden hallintaa. Standardit protokollissa; niiden ja niistä päättävien organisaatioiden esittely sekä standardien merkitys tietoliikenteessä. Tietoliikenteen siirtotiet ohjattu ja ohjaamaton. Edellämainittujen tyyppejä ja niiden ominaisuuksia.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Protokollien osatoimminnot. Erilaiset siirtotiet ja niihin liittyvät asiat.
  • Mitä opin tällä kertaa: Tietoliikenteen standardeista vastaavat organisaatiot ja niiden pääaihealueet. Laajempi tietämys erilaisista tiedonsiirtoreiteistä sekä niiden ominaisuuksista.
  • Jäi epäselväksi: Ohjaamattoman siirtotien häiriöiden minimointi vastaanottimessa.

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Signaalien ominaisuuksia tiedonvälityksessä. Virheenkorjaus ja koodaus.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Signaaleista tiedonsiirrossa; linkitys, taajuuskaistat ja väylänleveys. Analoginen ja digitaalinen signaali. Viive ja kohina. Virheenkorjaustapoja.
  • Mitä opin tällä kertaa: -

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Kanavointi ja reititys.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kuinka tietoa siirretään ja ositetaan eri taajuuskaistoille ja millaisia tapoja on järjestelmällisesti ryhmitellä tiedon siirtymistä siirtoteille. Reitityksestä verkon eri osien rakenne ja toimintaperiaate. Kuinka verkot jakavat kuormaa ja ohjaavat paketteja tietyille reiteille. Verkon dynaaminen toiminta.
  • Mitä opin tällä kertaa: Yksittäisen verkon solmupisteen ominaisuudet ja toiminta.

Luentopäivä 5:

  • Päivän aihe: Verkkot ja niiden topologia, langattomat verkot, virtuaaliset verkot ja internetworking (erilaisten verkkorakenteiden toiminta samassa fyysisessä verkossa)
  • Päivän tärkeimmät asiat: Yleisesti se että miten kaikki osakokonaisuudet ovat yhteydessä toisiinsa ja muodostavat yhteneväisen kokonaisuuden.
  • Mitä opin tällä kertaa: Parempi ymmärrys langattomien verkkojen tukiasemien toiminnasta. Se että kuinka yhteydenotto tukiasemaan ja tukiaseman vaihtaminen 'lennosta' tapahtuu.
  • Jäi epäselväksi: Esitettyjen vanhentuneiden verkkorakenteiden toimintaa.

Mitä opin kurssin aikana

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

1.) - Minkälainen järjestelmä ohjaa tukiasemien toimintaa yhteyksien kannalta? Jonotusta palvelulle? Priorisointi?

Vapaat IP-osoitteet?

2.) - Millä tavalla e-pankkien suojattu yhteys toimii?

3.) - Kuinka puhelut eri verkkojen kautta yhdistetään?

Kotitehtävä 2

DNS-protokolla:

Selatessani internettiä selaimella tai ottaessani yhteyttä jollekkin palvelimelle sen domain-nimeä käyttäen nimipalvelujärjestelmä DNS (Domain Name System) palvelimet ohjaa yhteyteni domain-nimeä vastaavaan IP-osoitteeseen. DNS-protokolla toimii korkeimmassa kerroksessa eli sovelluskerroksessa.

Standardeja: RFC1034 RFC1035

UDP-protokolla:

UDP-protokolla (User Datagram Protocol) on yleisesti käytetty kuljetuskerroksen protokolla. UDP-protokolla mahdollistaa tiedonsiirron yhteydettömästi laitteiden välillä toisin kuin TCP-protokolla jossa ennen tiedonsiirtoa muodostetaan yhteys ja sen jälkeen katkaistaan. UDP-paketin perille saapumista ei varmisteta joten tämä protokolla sopii parhaiten sellaisiin sovellutuksiin joissa kaikkien viestien saapuminen perille ei ole tärkeää. Esimerkiksi kun katson live-streamia tai pelaan pelejä verkossa tiedonsiirrosta huolehtii UDP-protokolla.

Standardi: RFC768

IPv4-protokolla:

IPv4 on alimman kerroksen protokolla joka vastaa tiedonsiirrosta verkoissa eri laitteiden välillä.Tiedonsiirto tapahtuu IP-osoitteiden perusteella ja protokolla määrittää tiedonsiirrossa mitä ylempien kerroksien protokollia käytetään.

Standardi: RFC791

WLAN artikkeli:

Luettuani WLAN artikkelin mietin, että onko näissä suurikaistaisissa langattomissa yhteyksissä edes enää mitään järkeä. Selkeästi on hirveä hoppu saada jo nopeampaa tiedonsiirtoa tukevaa standardia pihalle ennen kuin edellinenkään on valmis ja siirtymään massatuotantoon. Kurssin kannalta tärkeää huomioitavaa tässä artikkelissa mielestäni on nopea tietoliikenteen kehittymisen kysyntä verrattaen standardien hyväksymisee ja määrittämiseen sekä standardien keskinäinen kilpailu markkinoilla.Artikkelissa puhutut suuritaajuusalueiden käyttöönotto herättää kysymyksiä häiriökytkeytymisiin liittyen. Millä tavalla olemassa olevia laitteita suojataan suuritaajuusyhteyksien aiheuttamilta häiriöiltä?

Kotitehtävä 3

GSM puhelin: Digitaalinen tiedonsiirto ilmatietä pitkin. Taajuusalueita 850, 900, 1800 ja 1900MHz vaihemoduloitu.

Läppärin WLAN: Langaton yhteys läppäristä langattomaan modeemiin IEEE 802.11n standardilla. Toimii 2.4GHz taajuusalueella.

Läppärin HSDPA yhteys: Langaton yhteys läppäristä tukiasemaan käyttäen HS-DSCH koodausta ja QPSK ja 16-QAM modulaatiota.

Kotitehtävä 4

GSM puhelin hyödyntää aikajakokanavointia. Verkon käyttö on siis jaoteltu pieniin aikapalasiin jolloinka usean käyttäjän yhtäaikainen verkon käyttö on mahdollista. Data siirtyy kehyksissä aina tietyin väliajoin. Aikajakokanavoinnin huono ominaisuus on, että jos verkossa ei ole juurikaan käyttäjiä ei siltikään saada suurempaa tiedonsiirtonopeutta kuin verkon palvellessa useita käyttäjiä. Tai jos verkko ruuhkaantuu ja aikalohkot loppuvat ei yhteyttä voi muodostaa ollenkaan.

Kotitehtävä 5

FTP yhteyden muodostus ja datan siirto etäpalvelimen ja kotikoneen välillä:

Tyypillisesti kotitietokone käyttää TCP/IP-arkkitehtuuria jossa on viisi kerrosta. Tässä tapauksessa ylimmässä kerroksessa eli sovelluskerroksessa käytetään FTP-protokollaa (File Transfer Protocol) laitteiden lopulliseen kommunikointiin.Toiseksi ylin kerros eli kuljetuskerros käyttää TCP-protokollaa (Transmission Control Protocol) joka vastaa tiedonsiirrosta eli muodostaa lähetettävät paketit ja niiden ohjausinformaation sekä kuittaa vastaanotetut paketit. Keskimmäisenä verkko kerros käyttää IP-protokollaa (Internet Protocol) lisää TCP:ltä saatuun pakettiin omaa ohjausinformaatiota eli vastaanottajan verkko-osoitteen vielä nykyään yleisesti IPv4 standardin mukaisesti. Alimmilla kerroksilla linkki- ja fyysinen kerros linkkinä voisi toimia tässä tapauksessa vaikkapa IEEE 802.3-standardeja noudattava parikaapelinen modeemi joka yhdistyy siirtotielle taajuuskanavointia hyväksi käyttäen ensin talonyhtiön verkon kautta palveluntarjoajan paikalliseen verkkoon ja sitä kautta lukuisia solmuja pitkin yhdistettävään laitteeseen. Siirtotiestä ja solmupisteistä riippuen käytetään matkalla erilaisia kanavointeja ja koodausta. Paketit lähetetään periaatteessa umpimähkään, mutta löytävät kuitenkin tehokkaasti perille koska siirtotiellä olevissa solmuissa pakettien ohjausinformaatiota luetaan ja ohjataan sen perusteella minne paketti on menossa.

FTP-yhteyttä muodostaessa tarvitaan etäpalvelimelle tunnus ja salasana jotta yhteys voidaan muodostaa. Kun yhteys on muodostettu se on jatkuva kunnes yhteys päätetään lopettaa. Kotikoneelta voidaan siirtää dataa etäpalvelimelle tai toisinpäin riippuen tiedostojen tai hakemistojen käyttöoikeuksista tunnuksella. Tiedon siirtämisessä vastaanottaja jatkuvasti palauttaa tiedon vastaanotetuista paketeista ja jos pakettia ei saavu perille lähettää vastaanottava tiedon saapumattomasta paketista ja se voidaan lähettää uudelleen.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 3 h Luentokalvojen lukeminen ja kotitehtävät: 3 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 3 h Luentokalvojen lukeminen ja kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 3 h Luentokalvojen lukeminen ja kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 5

Lähiopetus: 6 h Luentokalvojen lukeminen ja kotitehtävät: 2 h


http://www2.it.lut.fi/wiki/doku.php/courses/ct30a2001/start