meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne merkitsi minulle kurssin alussa kaikkia eri tapoja joiden avulla voidaan välittää tietoa eri sähkölaitteiden välillä. Esimerkiksi internetin välityksellä tietokoneiden välillä kulkeva tieto ja matkapuhelinten välinen yhteydenpito. Tietoliikenteessä käytetään useita verkkoja useisiin eri tarkoituksiin ja tiedon kulku verkkojen välillä on monivaiheinen prosessi. En osaa kuitenkaan vielä kuvata tarkasti mitä eri vaiheita tiedonvälitykseen kuuluu tai mitä kaikkia ominaisuuksia siihen tarvitaan.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Luennolla annettiin aluksi hyvä yleiskuva tietoliikenteestä ja siitä miten kurssi tulee käytännössä toimimaan ja mitä sen suorittamiseen sisältyy. Luennolla käytiin myös läpi eri verkkoja, kytkentöjä ja tekniikoita suorittaa tiedonsiirtoa. Tietoliikennetta mallinnettiin yleisesti ja selkeästi useilla eri kuvilla joissa kuvattiin mm. minkä eri vaiheiden läpi tieto joutuu kulkemaan siirtyessään paikasta toiseen.

Iso luennosta käytettiin kerrosarkkitehtuurien kuvaamiseen. Luennolla kerrottiin kolmesta eri kerrosmallista: teoreettisesta kolmen kerroksen mallista, OSI:sta ja TCP/IP:stä. Luennolla käytettiin useita vertauksia kuvaamaan tiedonsiirtoa kerrosmalleissa, hyvänä esimerkkinä tästä oli postin lähetys johtajan, sihteerin ja kuriisin kautta. Opimme kerrosmalleista, että kommunikointi muiden järjestelmien kanssa tapahtuu aina mallin alimman kerroksen kautta. Opimme myös, että OSI malli sisältää 7 kerrosta ja TCP/IP 5. Lopuksi opimme myös tietoa protokollista, jotka määrittelevät miten vaiheet toimivat.

Suuria epäselvyyksiä ei mielestäni luennosta jäänyt, mutta osa asioista käytiin vielä läpi varsin pintapuolisesti tai vain mainittiin ohimennen. Esimerkiksi tietoturva, joka varmasti käsitellään paremmin myöhemmin.

Luentopäivä 2:

Luennolla perehdyttiin erityisesti tiedonsiirtoon, mukaan lukien protokollien toimintaan ja rakenteeseen, sekä standardointiin. Opimme, että protokollat koostuvat syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta jotka kaikki käytiin tarkasti luennolla läpi. Muista tiedonsiirtoon liittyneitä asioita joita luennolla käsiteltiin ole mm. yhteyden hallinta, virheidenkäsittely ja osoitteet. Standardoinnin kannalta käsiteltiin mm. standardoinnin syitä, etuja ja haittoja sekä eri internet standardeja. Itse standardidointi prosessia käytiin luennolla myös läpi ja standardidointiorganisaatioihin ISO ja ITU-T, perehdyttiin tarkemmin.

Luennolla opittiin myös siirtoteistä. Johtimellisista siirtoteitä tärkeimmät ovat parikaapeli, koaksikaapeli, optiseen kuitu sekä sähköjohto. Tärkeimmät johtimettomat siirtotiet ovat signaalille edetä näköyhteysreittiä pitkin, ilmakehän heterogeenisuuksista tapahtuvan sironnan avulla, ionosfäärin kautta sekä maanpinta-aaltona. Luennolla käytiin myös läpi useita erilaisia antenneja ja satelliitteja.

Luento oli mielestäni sopivan yksityiskohtainen eikä jättänyt suuria epäselvyyksiä asiaa kohden.

Luentopäivä 3:

Kolmantena luentopäivänä käsiteltiin kommunikointijärjestelmiä ja eri tietoa signaaleista. Esimerkiksi opittiin analogisen, digitaalisen ja audiosignaalin eroja, hyötyjä ja haittoja. Myös taajuutta, spektriä, kaistanleveyttä sekä erilaisia signaalin koodaus- ja modulaatiomenetelmiä käytiin läpi. Erityisesti NRZ, Multilevel Binary ja Manchester koodausmenetelmiä sekä ASK, FSK, PSK, QAM, PCM ja DM modulaatio tekniikoita tarkasteltiin. Signaalia rakennetta tutkittiin myös eri aaltojen ja aallonpituuksien avulla ja useita havainnollistavia kuvaajia esiteltiin. Myös eri signaalin häiriöitä ja melua käytiin läpi.

Muita luennolla käsiteltyjä asioita olivat mm. asynkroninen ja synkroninen tiedonsiirto. Opimme myös virheiden hallinnasta ja korjauskesta. Opetettuja virheenhallinta metodeja oli Automatic Repeat Request, Stop and Wait, Go Back N sekä Selective Reject. Metodit käytiin hyvin läpi ja niiden eroja tarkasteltiin.

Mitään erityistä ei luennoilta jäänyt epäselväksi.

Luentopäivä 4:

Neljäntenä luoentopäivänä puhuttiin mm. kanavoinnista. Kanavoinnilla tarkoitetaan siirtokapasiteetin jakoa useamman siirrettävän signaalin kesken. Kanavointi voidaan jakaa luokkiin taajuuskanavointi, aikajakokanavointi, koodijakokanavointi ja aallonpituusjakokanavointi. Eri kanavointiluokkia kuvailtiin tunnilla tarkemmin ja saimme tietoa mm. ADSL:stä, GSM:stä sekä kaapelimodeemin toiminnasta joka hyödyntää aikajakokanavointia.

Luennoilla puhuttiin myös piiri- ja pakettikytkennöistä sekä tele- ja dataliikenteestä. Kytkentäiset verkot koostuvat toisiinsa kytketyistä solmupisteistä joista toiset toimivat pelkästään verkon sisäisinä pisteinä ja toiset ottavat vastaan ja luovuttavat dataa asemille, joiksi eri verkkoa käyttäviä laitteita kutsutaan. Tietoliikenne on perinteisesti jaettu tele- ja dataliikenteeseen. Teleliikenne sisältää puhelinverkot ja dataliikenne dataverkot. Jaot juontuvat siitä, että eri sovelluksilla on eri vaatimuksia. Esimerkiksi teleliikenne käyttää piirikytkentää, koska puhe ja ääni tarvitsevat reaaliaikaisen kommunikointiväylän, kun taas datalle on tärkeintä kommunikointiväylien tehokas käyttö ja siksi se käyttääkin pakettikytkentää. Luennolla saatiin laajasti tietoa piiri- ja pakettikytkentöjen eroista ja ominaisuuksista.

Muita tunneilla käsiteltyjä asioita oli myös reititys. Opimme reititysstrategioista kiinteä taulu, flooding, satunnainen ja mukautuva reititys. Lopuksi opimme myös dataverkkojen tukkeutumisesta.

Luentopäivä 5:

Viimeisenä luontopäivänä puhuttiin mm. erilaisista langattomista verkoista, kuten puhelinverkoista. Opimme verkkojen rakenteesta, käytetyistä taajuuksista ja yleisestä verkkojen toiminnasta. Käsiteltyihin verkkoihin kuului 3G- ja 4G-verkot sekä LAN-lähiberkot, jota käsiteltiin laajasti. Lähiverkoista opittiin mm. teknologian kehityksestä, käyttökohteista ja topologioista. Eri lähiverkko-topologioita käytiinkin tarkasti läpi. Myös arkkitehtuuria ja protokollia käsiteltiin ja MAC-protokollasta opittiin enemmänkin. Luennolla paneuduttiin myös Virtual LAN:iin.

Luennoilla puhuttiin myös etherneteistä, niiden nopeuksista ja tekniikoista. Erityisesti gigibitti ethernetit oli mielenkiintoinen aihe ja jopa 100 gigabitin ethernettiä käsiteltiin. Tunnilla käsiteltiin myös langatonta LAN:ia erikseen. Sen rakennetta, vaatimuksia ja ominaisuuksia ja tarkasteltiin miten siitä muodostuvat verkot toimivat. IEEE 802.11- ja Internetworking-arkkitehtuurit olivat myös tärkeitä aiheita. Internetworkingilla tarkoitataan tekniikkaa useiden verkkojen yhdistämiseen yhdeksi suureksi verkoksi. Kyseisen arkkitehtuurin vaatimuksia ja rakennetta käsiteltiin. Luento sisälsi myös yleistä vertailua eri verkkojen välillä.

Kotitehtävä 1


1) Miten pilvipalvelut toimivat?
2) Miten tietoturva, esimerkiksi palomuuri, käytännössä toimii?
3) Miten jatkuva molemminpuolinen yhteydenpito toimii, esim kun kaksi tai usempaa henkilöä pitävät nettipuhelua?

Kotitehtävä 2

IEEE 802.11
IEEE 802.11 on IEEE:n standardiperhe langattomille WLAN-lähiverkoille. Standardi toimii perustana Wi-Fi-tuotemerkkiä kantaville langattoman lähiverkon laitteille.
http://www.ieee802.org/11/index.shtml

TPC
TCP on tietoliikenneprotokolla, jonka avulla luodaan yhteyksiä tietokoneiden välille internetin välityksellä. Protokollan avulla tietokoneilla voidaan lähettää tavujonoja toisille tietokoneille. TCP-protokolla pitää myös huolta siitä, että paketit saapuvat oikeassa järjestyksessä perille. Tarvittaessa hävinnyt paketti voidaan lähettää uudestaan. Suurin osa Internetin liikenteestä perustuu TCP-potokollaan.
http://tools.ietf.org/html/rfc793

HTTP
HTTP on protokolla jota selaimet ja WWW-palvelimet käyttävät tiedonsiirrossa. Protokolla perustuu siihen, että asiakasohjelma avaa TCP-yhteyden palvelimelle ja lähettää pyynnön. Palvelin vastaa lähettämällä sopivan vastauksen, tavallisimmin HTML-sivun tai binääridataa kuten kuvia, ohjelmia tai ääntä.
http://tools.ietf.org/html/rfc2616

Wlan-artikkeli: Artikkeli vaikutti kokonaisuudessaan tietoliikennetekniikan kannalta hyödylliseltä mutta tärkeintä ehkä kurssin kannalta oli tiedot siitä millä eri taajuuksilla pystytään siirtämään tietoa kuinka nopeasti. Muita mielenkiintoisia asioita olivat tiedot spatiaalisesta limityksestä, monitie-etenemisestä ja siitä kuinka useamman tietovirran laitteilla maksimikapasiteetti kasvoi. Tiedot eri taajuusalueiden ruuhkaisuudesta tai ruuhkattomuudesta sekä 802.11ac- ja 802.11n-protokollien erot ovat varmasti myös kurssin kannalta hyödyllisiä. Aritikkeli herätti myös joitakin kysymyksiä. Lähinnä miksi 802.11n-verkkojen nopeudet käytännössä jäävät usein kauas spesifikaatioiden maksimilukemista?

Kotitehtävä 3

ADSL
Käytetty siirtotie on parikaapeli ja koodaustekniikka on QAM.

Bluetooth
Tieto siirtyy ilmateitse taajuusalueella 2,45 GHz ja käytetty koodaustekniikka on GFSK.

WLAN
Tieto siirtyy ilmateitse 5Ghz tai 2.4Ghz taajuuksilla ja käytetty koodaustekniikoita ovat BPSK, QPSK ja 16-QAM.

Kotitehtävä 4

Käytän tehtävässä, aijemmin tarkastelemiani ADSL, Bluetooth ja WLAN tekniikoita.

ADSL
ADSL käyttää taajuuskanavointi FDMA:ta eri kanavien erottelemiseen. Vastaanottopäässä oikeat signaalit erotetaan kaistanpäästösuodattimilla. Käyttää myös DMT-tekniikkaa jossa on monta kantosignaalia eri taajuuksilla. Modeemi tarkistaa alikanavien signaalikohinasuhteen ennen datan jakamista ja jakaa parempiin kanaviin enemmän dataa.

Bluetooth
Kanavointi Bluetoothissa perustuu kahteen erilaiseen kanavaan. Puhelinliikenteelle on tarkoitettu synkroninen lähetys (SCO) ja dataliikenteelle vastaavasti paremmin soveltuu asynkroninen lähetys (ACL).

Lähde: https://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/10354/TMP.objres.541.pdf?sequence=2

WLAN
Myös WLAN käyttää DMT-modulointia .

Kotitehtävä 5

ADSL-modeemi
Saadakseen internetyhteyden, ADSL-modeemi ottaa yhteyden puhelinverkon välityksella internet palveluntarjoajaan joka välittää signaalin eteenpäin. Tiedonsiirto ADSL:ssä perustuu kehyksiin. Kehyksessä on yksi tavu jokaista kanavaa kohden. ADSL:n kehys moduloidaan yhtenä symbolina DMT:tä käyttäen ja jokaisella kanavalla siirrettävät bitit moduloidaan käyttäen QAM-menetelmää. Modeemi moduloi tietokoneelta lähtevän digitaalisen datan analogiselle siirtotielle ja myös palauttaa analogisesta signaalista digitaalisen signaalin. Modeemi voi välittää tietoa internetin ja tietokoneen välillä käyttäen langatonta tai kiinteää yhteyttä. Esimerkiksi langattoman WLAN yhteyden kanssa modeemi ottaa yhteyden sisäänrakennetun WLAN-tukiasemansa ja tietokoneen verkkokortin tai erillisen vastaanottimen välille. Tällöin käytetään IEEE 802.11 standardia.

Lähde: http://fi.wikipedia.org/wiki/ADSL

Tietoturva
Tietoturvan tärkein tehtävä on ehkäistä ongelmia, taata tiedon turvallinen kulku ja estää tiedon luvatonta käyttöä. Verkkojen kanssa tietoturvan tärkein päämäärä on estää datan luvatonta käyttöä ja pitää huoli, että haluttu tieto päätyy perille saakka ehjänä. Tätä varten palomuurit ovat tärkeitä estämään haluamatonta liikennette ja yhteyttä.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h
Kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h
Kotitehtävät: 3 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h
Kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h
Kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 5

Lähiopetus: 6 h
Kotitehtävät: 3 h


Pääsivulle