Oppimispäiväkirja

Tämä sivusto sisältää opiskelija Ari Mäenpää:n (0389012) oppimispäiväkirjan kurssilta CT30A2001. Sivusto sisältää oppimispäiväkirjan, kotitehtävien vastaukset sekä ajankäytön raportoinnin.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkotehtävä

Näkemykseni mukaan tietoliikenne tekniikka on tiedon siirtämistä eri muodoissa ja sen (tiedonsiirron) hallitsemista. Hallitsemiseksi tarvitaan erilaisia laitteita, sovelluksia ja sääntöjä. Tiedon määritelmä puolestaan voisi mielestäni olla jotain seuraavaa = “Tunnettujen asioiden joukko.”

Laitteita, jotka näkemykseni mukaan liittyvät tietoliikenne tekniikkaan:

  • Palvelimet
  • Mastot
  • Modeemit
  • Kaapelit
  • Reitittimet
  • Kytkimet
  • Palomuurit

Säännöt, jotka näkemykseni mukaan kuuluu tietoliikenne tekniikkaan:

  • Osoiteavaruudet
  • TCP/IP
  • Signaalien käsittely

Sovelluksia, jotka liittyvät mielestäni aiheeseen en rupea edes erittelemään, koska niitä ovat kaikki sovellukset, joissa tietoa jossain muodossa syntyy ja sitä liikutellaan.

	Yhteenvetona esinäkemyksestäni voisi todeta että on selvästi helpompi muistaa ja ymmärtää jonkin
	fyysinen ominaisuus, koska se on jatkuvasti nähtävissä. Odotan oppivani kurssilla enemmän asioita
	jotka tapahtuvat näiden  laitteiden sisällä ja näiden laitteiden avulla.

Luentoyhteenvedot

Tähän osioon tulen lisäämään yhteenvedot luennoilla tärkeiksi kokemistani asioista, omin sanoin kerrottuna.

Miksi tietoliikenne tekniikkaa (erinomainen perustelu luennoitsijalta): “Tiedä rakastaako niitä kukaan mutta niitä on pakko sietää –> Vähä niinkuin vaimo”

Eli tietoliikenne on välttämätön osa elämäämme, emme välttämättä sitä näe mutta se kuitenkin liikuttaa meitä koko ajan.

Kommunikointimalli & Kerrosarkkitehtuuri

Mitä opin?

	 AHAA! Mitä Kerrosmalli tarkoittaa!

Kerrosmalli oli tuttu asia aikaisemmasta elämästä, mutta ensimmäistä kertaa se osattiin avata minulle pakettina, joka koostuu eri palikoista. Jokainen palikka on oma kerroksensa. Tämä auttoi minua ymmärtämään minkä takia kerrosmallisssa tieto kulkee väkisinkin alimman kerroksen kautta.

Edellä mainittu asia auttoi myös ymmärtämään että kolmen kerroksen malli muodostuu siis paketista, jossa on kolme osaa. Tätä selkeytti erinomaisesti luentokalvossa 1_2 sivulla 23 ollut kuva, joka löytyy alta:

Luennon 1_2, Kuva kolmikerrosmallista

Lyhyesti miten mieleeni jäi OSI-mallista:

  • Fyysinen kerros = Datakerros sisältää ykkösiä ja nollia, sisältää datan.
  • Linkki kerros = Bluetooth ⇔ Bluetooth, FTPFTP, kertoo millä methodilla yhteyt muodostetaan.
  • Verkkokerros = Verkko-osoite ja portti, mistä tietoa tuodaan ja minne se pitäisi viedä
  • Kuljetuskerros = TCP/IP ja UDP, nopeasti vai hyvin? TCP/IP varmempi, UDP nopeampi.
  • Istuntokerros = Mekanismin dialogiin.. Sihteeri 1 aloittaa, Sihteeri 2 jatkaa ja Sihteeri 1 lopettaa.
  • Esitystapa = Vastaa merkistön koodauksesta, esim. onko desimaalierotin pilkku vai piste
  • Sovelluskerros = Liityntä rajapinta ohjelmistoille
	Epäselvää?
	ATM verkko = Uudempi teknologia, tarkemmin avattuna? 
	SAP = Service access point, mutta sen rooli tiedonsiirrossa?

Protokollat, Standardit & Siirtotiet

Mitä opin?
	 AHAA! Taajuuden vaikutus signaalin voimakkuuteen!
	 Segmentointi aiheuttaa pakettimäärän suurissa latauksissa interwebistä!

Protokollat: UDP = TCP = kuljetuspalvelu UDP kuin kirje, ei voida vahvistaa että vastaanottaja saa viestin TCP = puhelu,voi vahvistaa että vastaanottaja sai viestin

Protokollien toiminta: Segmentointi (=pakettikoon valinta) Muut komponentit asettavat vaatimuksia (Esim. Verkon solun koko) Pieniä paketteja suositaan että käyttö jakautuisi paremmin, vrt. paketit ladatessa suurta datamassaa. Mikäli tätä ei olisi niin naapurin Seppo veisi koko kaistan tukkoon CAD-kuvillaan.

Paketointi Vaatii aina ohjaustiedot…?

Yhteyden hallinta Yhteyden ohjaa yhteyttä, nykyaikainen yhteyden hallinta mahdollistaa yhteyden keskeyttämisen ja sen jatkamisen myöhemmin. Tämän mahdollistaa tietoyksiköiden numerointi, jonka avulla myös valvotaan virheiden syntymistä.

Vuon valvonta Valvotaan pakettien toimitusta, esim. Stop and Wait - äärettömän varmaa mutta hidasta. Liukuva ikkuna, asetetaan ikkunan koko ja tiedonsiirto tapahtuu näiden ikkunoiden kokoisina vähentää kuittaustarvetta, nopeuttaa kokonaissiirtoa.

Virheen korjaus Jokaisessa paketissa virheenhavainnointi koodi. Tarkistussumma voi olla osa datapakettia, irrotetaan data tarkistetaan summa ja verrataan sitä lähetettyyn, jos täsmää niin virheen todennäköisyys pienenee minimaaliseksi. Yksinkertaisin tarkistus: Pariteetti bitti = ykkösten määrä tavussa (parillinen =1, pariton =0)

Tiedonsiirto Johtimellisia ja johtimettomia. Vaikuttavia tekijöitä: Kaista, Etäisyys, Virheet (päällekkäiset verkot), Vastaanottajien lukumäärä. Taajuuden kasvattaminen mahdollistaa tiedonsiirron määrän kasvattamisen.

Johtimelliset:

  • Parikaapeli, käytetään puhelin ja dataverkoissa. Tiheämmin kierretty piuha määrittää kaista-alueen = mahdollistaa suorittaa suurempia nopeuksia.
  • Koaksiaalikaapeli, häviämässä oleva teknologia. Hyvä häiriönsietokyky, koska jo itsessään suojattu systeemi.
  • Optinen kuitu, Käytetään runkoverkoissa. Data siirretään valoaaltoina (digitaalinen signaali). Kaapeli voi sisältää useampia valokuituja. Kapasiteetti huimasti korkeampi. Vaimeneminen on heikempää –> Distanssin mahdollisuus kasvaa. Dispersio tarkoittaa valon taittumista eri tavoin.
  • Sähköjohdot, Käyttö lähinnä tilaajaliityntänä(Talon sisällä laitteiden välillä). Data siirrettäisiin sähköverkon kanssa samassa verkossa.

Johtimettomat:

  • Mikroaaltolinkit, runkoverkko ja point-to-point. Kaksi suunnattua antennia. Vaatii “näköyhteyden”.
  • Satelliittilinkit, sama periaate kuin yllä mutta toinen pää satelliitissa. Down/Up Up suurempi koska vaimeneminen voimakkaampaa. Point-to-point=(yksi yhdelle) Broadcast=(yhdeltä kaikille.
  • Radiotie, Aallot suuntamattomia, taajuudet hitusen pienempiä. Tehokkaimmillaan kun taajuus matalalla. Suurin häiriömonitie-eteneminen (heijastukset etc.)
    • Häiriöt:
  1. Vaimeneminen (väliaineessa)
  2. Vapaantilan vaimeneminen (Ilmassa, laajenee edetessään)
    1. Vaikutukset:
      1. Sironta
      2. Heijastuminen
      3. Taipuminen
      4. Monitie-eteneminen
	Epäselvää?
	USPS Protokolla? Tiedonsiirrossa?
	Paketointi, Vaatii aina ohjaustiedot? ...tuli häiriö sanomaan tässä välissä.
	Miten Optinen kuitu suhtautuu taivuttamiseen tai muihin olosuhteisiin lämpö?
	Tilaajaliityntä? 

Tiedonsiirto

MIMO Käyttää hyväkseen monitie etenemistä.

Taajuudet ovat kehittyneet taajuusalueen leveys on kasvanut merkittävästi: 20MHz → 50GHz

Kommunikointijärjestelmä: Oikea signaali oikeassa kanavassa * Analoginen digitaalinen conversio * Koodaus * Modulaatio

Tiedon siirto: Tämä jäi vaiheeseen täytyy tarkastaa luentokavlvo 3 ekasta sarjasta ja opiskella terminologia.

Analoginen voi saada mitä tahansa arvoja minimin ja maksimin välillä. Digitaalinen = On olemassa tasoja joilla voi olla. Binäärinen taso 0-taso ja 1-taso. X-akselilla jaettuna myös osiin (bitteihin)

Mitä enemmän taajuuksia lisätään siniaaltoihin sitä lähemmäksi mennään kanttiaaltoa. Parillinen taajuus = 0. Amplitudi pienenee mutta kaikki parantavat signaalia mutta leventävät kaistanleveyttä.

LOISTAVASTI AVATTU KUINKA TIEDONSIIRTONOPEUS SYNTYY!

Kaistanleveys ja signaalin muoto vaikuttaa siirtonopeutteen

Bitti luetaan tietyllä ajanhetkellä. Eron muutoksia on helpompi lukea kuin itse bitin saamia arvoja. Bitti kerrallaan 1/0 Muutos ilmaistaan 1:sellä jos data 0:aa ei muutosta.

POISTUIN TUNNILTA –> Pistokokeen ja kelin takia pelosta kankeana jouduin lähteä ajalemaan kohti eteläistä pääkaupunkiamme.

KALVOISTA:

	Epäselvää?
	Yritin käydä kalvoista asioita lävitse mutta asiat olivat todella pirstoutuneita ja
	kokonaiskuvan rakentaminen mahdotonta. Jos kuitenkin jotain epäselvyyksiä tulisi mainita
	niin ehkä modulaatio kokonaisuutena, sekä Scrambling...?!? Onneksi olin muilla luennoilla.

Miksi yhteyden säilyminen on tärkeää: http://naurunappula.com/978411/connectionlostgif.gif

Tietoverkot

	 AHAA! Reititykseen vaikuttavat tekijät! Ehdottomasti selkein kalvosetti myöskin!

Tausta; 1. Kerrosmallirakenne 2. Siirtotiet ja linkit vaihtoehdot sille 3. Signaali tiedonsiirrossa, rajoitteet (kaistanleveys) häiriöt. 4. Linkin hallinta kehys, virheen havainnollistaminen korjaaminen

Siirtotietoä ei välttämättä käytä vain yksi yhteys –> Kanavointi Millaisia erilaisia protokollia on esimerkiksi tilaisuudessa. Kanavajaottelu:

FDMA Taajuusjakokanavointi Kukin signaali keskittyy omalle taajuusalueelle eli kanavalle. Varmuusväli on väli kanavien välillä joka vähentää signaalien päällekkäisyyttä.

TDMA Aikajako kanavointi Viipaloidaan data ja lähetetään vuorotellen.

CDMA Koodijako kanavointi WDMA Aallonpitusjakokanavointi

GSM verkossa 8000 (8kHz) kertaa sekunnissa otetaan näyte ja sillä pystytään rekonstruktoimaan puhe toisessa päässä.

Teleliikenteessä puhe/ääni tarvitsee reaaliaikaisen kommunikointiväylän –> Piirikytkentä Datalle on tärkeämpää, että kommunikointiväyliä käytetään mahdollisimman tehokkaasti –> Pakettikytkentä

Mitä lyhyempi aika sitä leveämpi kaista.

Datan muuntamista: DIGIT → KOODAUS → DIGIT DIGIT → AVAINNUS → ANAL ANAL → MODULOINTI → DIGIT ANAL → MODULOINTI → ANAL

Reititys:

Suorituskyky

  • Verkon rakenne –> Hyppyjen määrä
  • Kustannus
  • Viive
  • Läpimeno

Päätöksentekoon kuluva aika

  • Paketti data
  • Virtuaalinen piiri

Päätöksenteko paikka

  • Joka solmussa
  • Yksittäisessä solmussa (keskitetty)
  • Lähtöpään solmussa

Verkon ohjaustiedon lähde

  • Ei ole olemassa
  • Paikallinen
  • Seuraava vastaantuleva solmu
  • Kaikki solmut matkan varrella
  • Kaikki solmut verkossa

Verkkotiedon päivitys

  • Jatkuvaa
  • Jaksottaista
  • Kerralla kaikki
  • Verkkorakenteeseen perustuva

Verkot ja sovellukset

Kurssin paras / toiseksi paras kuva:

Kuvasi / avasi selkeästi minkätyyppisiä erilaisia topologioita = verkkorakenteita on olemassa.

	 Ehdotus luennoitsijalle: Mikäli luennot järjestetään tulevaisuudessakin samalla tavoin intensiivinä ja perjantaisin, voisi
	 olla järkevää kiteyttää olelliisimmat asiat aamun 1-2 toisen tunnin väliin ja syventää siitä eri osa-alueita. Itse huomasin
	 suhteellisen säntillisesti luennoilla istuneena että aamupäivän asiasta oli jäänyt jotain käteen ja iltapäivä oli sumea.
	 Toisekseen perjantain IP-luento saattaa aiheuttaa pitkämatkalaisille lähtöpaineita.

Kotitehtävä 1

Ari Mäenpään kotiverkko

Tehtävänanto: Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää. Kurssin edetessä tätä kuvaa laajennetaan sitä mukaan kun uusia osia malliin ilmenee ja lopulta arvioimme saatiiko kysymyksiin vastaukset kurssin aikana.

	Kysymykset:
	1. Miten VPN-toimii?
	2. Mihin perustuu DropBoxin (pilvipalvelut yleisesti toiminta)
	3. Mihin Bluetoothin toiminta perustuu? Miksi se ei toimi pidemmillä väleillä?

Kotitehtävä 2

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

  1. 1. TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol Kuljetuskerros:http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1006.txt
  2. 2. SMTP Simple Mail Transfer Protocol Viestin koko: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1870.txt
  3. 3. IP Internet protocol Osoiteet, virheiden käsittely etc: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc791.txt
	Wlan MIMO?
	Spateettinen limitys?

Kotitehtävä 3

Eli jälleen käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.

1. Bluetooth on lyhyen matkan langaton tiedonsiirto tekniikka joka käyttää radiotietä. Taajuusalue: 2,4 – 2,48 GHz ja GFSK-modulointi (Gaussian Frequency Shift Keying).

2. GPRS (General Packet Radio Service) on pakettikytkentäinen tiedonsiirtomenetelmä joka käyttää siirtotienä niinikään radiotietä Taajuusalue 850Mhz - 1900Mhz. Koodaustapa puolestaan on Gaussian Minimum-Shift Keying (GMSK)

3. USB lyhyenmatkan tiedonsiirtoon kehitetty malli, jossa siirtotienä toimii parikaapeli. USB käyttää koodauksessa NRZI-koodausta (Non-Return-to-Zero Inverted).

Kotitehtävä 4

Olipas epäselkeä kotitehtävä, no koitetaan nyt jotain… :

1. Bluetoothissa lyhyen kantaman tiedonsiirrossa on haluttu tuoda tehokkuutta rajaamalla verkon fyysistä kokoa. Yhtäaikainen käyttö perustuu taajuuspohjaiseen kanavointiin.

2. GPRS puolestaan käyttää käyttää kanavointia ja myös verkkotekniikoita siihen että yhtäaikainen käyttö mahdollistuu

3. USB puolestaan käyttää kaapelia, millä on haluttu varmistua siitä että siirtotie on varmasti käytettävissä. Saman aikainen käyttö on mahdollistettu useiden porttien sallimisella.

Kotitehtävä 5

Käytän sovelluksena tätä lähettämääni tekstiä, joka päätyy kurssin Wiki-sivustolle.

  1. Kirjoitan tekstin päätteelle.
  2. Tietokone prosessoi tekstin ja muuntaa sen binäärimuotoon.
  3. Tietokoneelta se siirtyy langattoman verkkoyhteyden ylitse kodissani sijaitsevalle reitittimelle. Tässä välissä käytetään salaamatonta yhteyttä –> Samassa tilassa olevan hakkerin olisi äärettömän helppo napata lähettämäni sanoma. Salaus vain pitkittää tätä mahdollisuutta.
  4. Reitittimeltä sanoma kulkeutuu ISP:n Internet Service Providerin verkkoon, tässä yhteydessä tieto on vielä digitaalisessa muodossa. Jälleen henkilöllä, joka pääsee fyysisesti kiinni tähän verkkoon olisi mahdollisuus kaapata sanoma.
  5. ISP:n verkossa viesti muunnetaan analogiseen muotoon ja siirretään verkon ylitse.
  6. Viesti siirtyy palvelimen ylläpitäjän (oletettavasti LUT) verkkoon. Viesti muunnetaan digitaaliseksi.
  7. Reitittimet/ Kytkimet ohjaavat viestin verkossa oikealle palvelimelle, joka käsittelee sanoman ja siirtää sen sovellukselle.
  8. Sovellus käsittelee saapuneen datan ja toimii protokollan mukaisesti.