Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Nimensä mukaisesti tietoliikenteessä tietoa (dataa) liikkuu paikan A ja paikan B välillä erilaisten laitteiden/järjestelmien välityksellä. Em. laitteita voi olla esimerkiksi tietokoneet, puhelimet ja internet/puhelinverkot.

Termejä, joita tietoliikenne tuo mieleen: internet, puhelin, 2G/3G/4G, GPRS, LAN, tiedonsiirto, laajakaista, sosiaalinen media

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Ensimmäisen luentopäivän aiheena oli kurssin käytännön järjestelyt ja tietoliikenteen yleiskuva. Tärkeitä aihepiirejä oli muun muassa kommunikoinnin muodot, kommunikointimalli, tiedonsiirto, kerrosarkkitehtuuri ja protokollat. Kerrosarkkitehtuuriin liittyen kerrottiin hieman laajemmin Stallingsin teoreettisesta 3-kerroksisesta mallista, 5-kerroksisesta TCP/IP mallista ja 7-kerroksisesta OSI mallista.

Opin luennolla yleiskuvan siitä, mitä tiedonsiirrossa käytännössä tapahtuu. Mieleen jäi joitain yksityiskohtaisempiakin asioita kerrosmalleihin, kommunikointimalliin ja FTP:n toimintaan liittyen. Kotona tehtyäni yksinkertaisen tiivistelmän luennon aiheista ja piirrettyäni selventävät kuvat kommunikointimallista ja kerrosarkkitehtuurista luennon aiheet selkenivät entisestään.

Luentopäivä 2:

Päivän aiheena oli pääasiassa protokollat, standardointi ja siirtotiet. Tärkeitä protokollaan liittyviä aihepiirejä oli muun muassa protokollien eri tehtävät ja erilaiset johtimelliset ja johtimettomat siirtotiet. Mieleen jäi lähinnä entistä parempi yleiskuva protokollista ja internetin standardisoinnista. Myös tiedot erilaisista siirtoteistä syventyivät entisestään ja opin, että GPS-satelliitit muodostavat verkoston maapallon kanssa eri tahtiin pyörivällä kiertoradalla. Kysymyksiä herätti lähinnä se, miten siirtoteillä voidaan siirtää niin suuria määriä tietoa niin nopeasti bittejä käyttämällä.

Luentopäivä 3:

Kolmannen luentopäivän aiheena oli erilaiset signaalit ja linkit. Asiat vaikenivat entisestään huomattavasti ja samaan aikaan luentomateriaalien taso laski aiempaan nähden. Luennolla tipuin melko nopeasti kärryiltä, kun yritin samaan aikaan seurata englanninkielisiä slidejä ja suomenkielistä opetusta. Opin ehkä lähinnä analogisen ja digitaalisen signaalin erot. Mitä jäi epäselväksi? Kaikki.

Kotona lukiessani luentomateriaaleja pari viikkoa myöhemmin, en muistanut nähneeni edes puolia asioista, mutta työlään opiskelun jälkeen sain jotain irti niistäkin.

Luentopäivä 4:

Neljäntenä luentopäivänä aiheena oli muun muassa kanavointi, kytkentäiset verkot, tele- ja dataliikenne, reititys ja ruuhkanhallinta. Tärkeitä asioita oli esimerkiksi erilaiset kanavointitavat ja piiri- sekä pakettikytkentäiset verkot. Opin ainakin, että piirikytkentä on kuin vanha puhelinkeskustelu (kaista varattuna) ja pakettikytkentä muistuttaa postikortin lähettämistä (data lähetetään paketteina, kaistaa ei tarvitse pitää varattuna). Myös kanavoinnista syntyi melko hyvä yleiskuva.

Luentopäivä 5:

Päivän aiheena oli solukkoverkot, lähiverkot (LAN), internet ja tietoturva. Kurssia kerrattiin myös piirtämällä yleiskuva tietoliikenteestä, ja se auttoi hyvin yhdistämään kurssilla käsiteltyjä asioita toisiinsa. Vielä tässä vaiheessa kurssia moni asia oli jäänyt luentojen jälkeen epäselväksi, joten itse opiskeltavaa jäi huomattavasti.

Mitä opin kurssin aikana

Kurssin aikana opin mielestäni suhteellisen hyvän yleiskuvan tietoliikenteestä kokonaisuutena. Opin myös jonkin verran teknisiä yksityiskohtia tietoliikenteen eri toiminnoista, mutta monet yksityiskohdat jäivät hieman epäselväksi ja olisivat vaatineet huomattavasti suurempaa työpanosta. Kurssi tuli otettua ehkä hieman huonoon aikaan, koska monta työlästä kurssia meni päällekkäin sen opiskelun kanssa.

Ennakkokäsitykseni tietoliikenteestä oli mielestäni melko hyvä verrattuna kurssilla opittuun. Kurssin alussa asettamiini kysymyksiin ei löytynyt selkeitä vastauksia, mutta pientä selvennystä kurssi tarjosi kuitenkin kaikkiin.

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.

Opiskelija-asunnostani löytyy: pöytätietokone varusteineen, taloyhtiön laajakaista, matkapuhelin, kannettava tietokone ja 3G mobiililaajakaista. Ne linkittyvät yhteen jota kuinkin kuvan näyttämällä tavalla. Tietokoneillani ja älypuhelimellani pääsen internetin kautta käsiksi erinäisiin palveluihin. Autoa en omista, mutta käyttämästäni autosta (tai muusta radiosta) riippuen kuuntelen musiikkia joko FM-lähettimellä tai Bluetoothilla.

Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää:

1. Miten CD-levylle tallentaminen ja siltä lukeminen tapahtuu teknisesti?

2. Miksi matkapuhelimella voidaan puhua reaaliaikaisesti toiselle puolelle maapalloa?

3. Miksi on niin vaikeaa saada maiden väliset puhelut saman hintaisiksi keskenään?

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Ensimmäisten luentojen kotitehtävissä selvititte laitteita ja palveluita. 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.

Valitsin protokolliksi internetin käyttämät TCP ja IP protokollat, sekä sähköpostien lukemisessa käytetty IMAP protokolla.

Löysin seuraavanlaisen määritelmän TCP-protokollalle: “TCP-protokolla (Transmission Control Protocol) vastaa luotettavista yhteyksistä Internet-verkossa. TCP käyttää IP-protokollaa (Internet Protocol) pakettien kuljettamiseen.” (http://www.cs.uta.fi/~rr/tvpk/tvpk3.pdf)

IP:lle löysin vuorostani seuraavan määritelmän: “IP (engl. Internet Protocol) on TCP/IP-mallin Internet-kerroksen protokolla, joka huolehtii IP-tietoliikennepakettien toimittamisesta perille pakettikytkentäisessä Internet-verkossa.” (http://fi.wikipedia.org/wiki/IP

IMAP:in voi taas määritellä seuraavalla tavalla: “IMAP (lyhenne sanoista Internet Message Access Protocol) on sähköpostien lukemiseen tarkoitettu protokolla. IMAP säilyttää viestit palvelimella ja tukee palvelimella olevia hakemistoja, eli viestit voidaan järjestellä eri hakemistoihin. IMAP:n avulla palvelimella oleviin sähköpostiviesteihin voidaan päästä käsiksi useilta eri koneilta, kunhan vain käytetty sähköpostiohjelma tukee sitä.” (http://fi.wikipedia.org/wiki/IMAP)

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Kolmannessa kotitehtävässä tarkastellaan 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.

Taloyhtiön internet käyttää valokuitua siirtotienään ja siinä tieto siirtyy digitaalisessa muodossa. Valon taajuus on satoja terahertsejä ja moduloidulla LED- tai laservalolla voidaan lähettää tietoa suurella nopeudella. Kännykän FM-lähetin käyttää radiotietä lähettääkseen radiolähetystä analogisena signaalina vastaanottavaan laitteeseen. GPS puolestaan käyttää satelliittilinkkiä.

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.

Taloyhtiön verkko on toteutettu lähiverkkona, todennäköisesti tähtitopologialla. Taloyhtiöön on tarvittu vetää vain yksi valokaapeli, jonka kapasiteetti voidaan jakaa kaikille yhtiön asukkaille kanavoinnin avulla. Kanavointimenetelmänä toimii aallonpituusjakokanavointi. Tietokoneet voi kiinnittää modeemiin esimerkiksi parikaapelilla, koska niin lyhyellä matkalla ja yksittäisen ihmisen siirtonopeuksilla ei tarvita laadukkaampaa kaapelia.

Kotitehtävä 5

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

Käytetään selainta internetissä. Käyttö perustuu 5-kerroksiseen TCP/IP-malliin, jonka ylin kerros on tässä tapauksessa selain käyttäen HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol) protokollaa. Seuraavana on kuljetuskerros (TCP), sitten internet kerros (IP), sitten verkkokerros (LLC) ja viimeisenä fyysinen kerros (MAC). TCP (Transmission Control Protocol) tarjoaa luotettavan tiedonsiirron järjestelmien välillä. IP (Internet Protocol) mahdollistaa verkkojen välisen pakettien reitityksen lisäämiensä IP-osoitteiden avulla. LLC (Logical Link Control) huolehtii mm. vuon valvonnasta. MAC (Media Access Control) on IEEE 802-verkoissa verkon varaamisen ja itse liikennöinnin hoitava osajärjestelmä. Jokainen kerros lisää dataan oman protokollansa ohjausinformaatioineen.

Data siirretään tietokoneesta ADSL-modeemiin esim. parikaapelin välityksellä. Modeemista signaali kanavoidaan puhelinlinjalle (parikaapeli) taajuusjakokanavoinnilla (FDMA). Signaali kulkee palveluntarjoajalle, joka välittää sen eteenpäin reitittimellä käyttäen nopeinta mahdollista reititysstrategiaa (algoritmia). Palveluntarjoaja käyttää optista kuitua aallonpituusjakokanavoinnilla (WDM) signaalin välittämiseksi eteenpäin. Verkon ja palveluntarjoajan välillä on oma reititysprotokolla ja ruuhkanhallinta. Vastaanottajan päässä signaali muutetaan taas dataksi.

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h

Opiskelu kotona: 2 h

Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h

Opiskelu kotona: 2 h

Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h

Opiskelu kotona: 3 h

Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h

Opiskelu kotona: 2 h

Luentoviikko 5

Lähiopetus: 6 h

Opiskelu kotona: 5 h

Tenttiin valmistautuminen

Opiskelu kotona: 25 h


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