meta data for this page
  •  

MIIKKA NIEMISEN OPPIMISPÄIVÄKIRJA

Ennakkonäkemys tietoliikennetekniikasta kurssin alussa:

Tietoliikennetekniikka on minulle tietokoneisiin (sähköposti, pikaviestit, yms.), matkapuhelimiin (puhelut, viestit, navigaattori), digi-televisioihin ja -boxeihin liittyvä toiminto, jota ei sen normaalisti toimiessa tule juuri ajateltua. Kodin tekniikassa olen yrittänyt hoitaa vikatilanteet itse ja oppinut siinä sivussa vähän alan perusteita, koska laitteet ja ohjelmistot ovat yksinkertaisempia. Töissä käytettävän tekniikan kanssa turvaudun ongelmatilanteessa yleensä IT-tukeen, koska yritystoimintaan liittyvät tietoturvaratkaisut ja sovellukset ovat selkeästi vaikeammin hallittavissa tällaiselle normaalikäyttäjälle.

Ymmärrän, että tietoliikennetekniikan merkitys nykymaailmassa on todella suuri, sotatilanteessa varmaan elintärkeä. Lähes kaikki tiedonsiirto tapahtuu jonkin verkon kautta. Suhtaudun silti aiheeseen “normaalina nykyajan palveluna”, kuten esimerkiksi vesijohtoveteen tai sähköön, eli en juurikaan mieti sen takana olevaa tekniikkaa tai kehitystä, käytän vain palveluja ja laitteita, jotka se mahdollistaa.

Ala on pääosin minulle tuttua käsitteiltään, koska sain armeijassa viestikoulutuksen ja olen työssä vastannut tiimimme IT-kehityksestä, mutta toivoisin saavani tämän kurssin avulla syvemmän tietämyksen ratkaisuista ja -malleista, joita alalla nykyään käytetään. Lisäopin avulla voisin paremmin suhteuttaa prosessimme tarpeita vallitsevaan tekniikkaan?

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Tietoliikenteen lisääntyminen: mobiliteetti, internet, palvelut. Verkot yhdistyvät. Luennolla luotiin kuvaa alan kehityksestä tähän päivään saakka ja ongelmista, joita on syntynyt verkkojen jakautumisesta eri mantereille (standardit). Käyttäjien tarpeet ja helppokäyttöisyys korostuvat nykymaailmassa. Kokonaisarkitehtuuri on jakautunut tarkkaan määriteltyihin kerroksiin. Tiedonsiirto ja tietoturva pyritään määrittämään sekä suojaamaan erilaisilla protokollilla.

Ensihuomio: Ala on täynnä lyhenteitä ja teknisiä toimintamalleja, jotka ovat itselleni tässä vaiheessa pääosin tuttuja nimekkeiltään, mutta tarkempi tietämys aiheesta puuttuu. Eri tekijöiden liittyminen toisiinsa ja kokonaiskuva on sekavantuntuinen. Oma tavoite on nimenomaan saada yksinkertainen ja selkeä kuva kokonaisuudesta. Yksittäiset asiat on sen jälkeen helpompi löytää ja ymmärtää netistä tai kirjallisuudesta tarpeen mukaan. Luentopäivän ensimmäinen osa vaikutti selkeältä ja johdonmukaiselta. Harmi, etten työkiireiden takia päässyt mukaan iltapäivän luennolle.

Luentopäivä 2:

Luennoilla käytiin läpi erilaisia kerrosmalleja. Toinen pääkohde oli protokollat ja niiden tarkoitukset. Kerrosmallien ja protokollien avulla luodaan rakennelma, jonka avulla eri järjestelmät ja sovellukset pystyvät toimimaan yhdessä eli siirtämään ja vastaanottamaan tietoa. Kokonaisuus vaikuttaa monimutkaiselle ja vaatii jatkuvaa määrittelyä. Mitä siirretään, miten ja koska? Kaikki pitää olla tarkasti ennaltamääriteltyä. Kansalliset ja kansainväliset yhteisöt helpottavat tilannetta määrittämällä ns. perusstandardeja, joiden avulla määritysmaailma pysyy helpommin hallittavissa ja sovellukset toimivat paremmin yhdessä.

Kerrosmalli on käsittääkseni yksi kurssin pääkohtia. Eli tähän kohtaan pitää palata vielä tarkemmin ennen tenttiä. Kuvittelisin, että tätä kautta koko kurssin materiaali rakentuu paremmin selkäksi kokonaispaketiksi. Vähän oli vaikeaa ymmärtää kaikkea luentomateriaalista, koska en pääsyt itse luennoille mukaan.

Luentopäivä 3:

Luennolla perehdyttiin erilaisiin siirtoteihin ja siirrettävien signaaleihin. Siirtoteitä on johtimellisiä ja johtimettomia. Signaalin voi koodata monella eri tavalla ja se voi olla joko analoginen tai digitaalinen. Signaali voi käsittää myös useita eri taajuuksia ja vaimenee välimatkan pidetessä. Digitaalisen signaalin etu on, että häiriöitä voidaan poistaa teknisesti. Koodaustekniikoita on paljon (NZRI, ASK, FSK, yms.).

Perehdyin aiheeseen jälkikäteen luentomateriaalin perusteella, koska olin luentopäivänä töissä. Teksti oli englanniksi ja aihe pääosin tuntematonta, joten tästä jää iso osa kerrattavaksi ja opittavaksi tenttiin. Armeijan ajoilta mieleen jääneet viestijoukkueen opit helpottivat osittain aiheiden ymmärtämistä, mutta tekniikka on muuttunut ymmärrettävän paljon kahdessa kymmenessä vuodessa…

Luentopäivä 4:

Luennon aiheena olivat kanavointi, piiri- ja pakettikytkentäiset verkot, reititys sekä matkaviestinverkot. Kanavoinnilla saadaan monia käyttäjiä samanaikaisesti samalle siirtotielle. ADSL-tekniikassa pyritään hyödyntämään kanavia mahdollisimman tehokkaasti valitsemalla niitä kapasiteetin mukaan. Piirikytkennässä yhteys on valmiina ennen datan siirtoa ja kanava varataan sille. Pakettikytkennässä data pilkotaan osiin ennen siirtoa ja se voidaan siirtää eri reittejä pitkin. Solmukohdissa dataa varastoidaan matkalla loppupisteeseen. Datapaketit pitävät sisällään dataa ja kontrolli-informaatiota.

Perehdyin aiheeseen jälleen jälkikäteen luentomateriaalista työkiireiden takia. Tällä kertaa aiheet tuntuivat tutummille ja helpommin ymmärrettäville. Valitettavasti en pääse viidennellekään luennolle toisen kurssin pakkoluennon takia.

Luentopäivä 5:

Luennon aiheena oli ollut Stallingsin kappaleet 14-19 ja 23 sekä tietoturva. Matkapuhelin verkot koostuvat soluverkoista, joiden avulla lisätään verkon kapasiteettia. Tiheä soluverkosto mahdollistaa palveluiden paremman käytettävyyden ja nopeammat yhteydet. LAN on pienempi verkko, esim. rakennuksen sisäinen. Lähiverkon toteutus on edullista ja tekniikka toimivaa. Johtimellisen verkon lisäksi tarjolla on langaton WLAN, jota käytetään jo yleisesti. Tietoturvan tarkoituksena on estää tiedon vuotaminen ulkopuolisille ja virusten pääseminen sovelluksiin. Mahdollisen vuodon tai saastumisen jälkeinen hoito on huomattavasti vaikeampaa.

Englannin kieliset kappaleet olivat osin hyvin vaikeita ymmärtää. Ehkä tenttiin lukeminen ja kertaus avaavat tätä osaa paremmin. Tästä kurssista muodostui itselleni lähes itseopiskelukurssi, joka ei missään nimessä ollut ajatuksena alunperin. Työssäkäyvä aikuisopiskelija ei valitettavasti saa päättää omasta ajankäytöstään…

MITÄ OPIN KURSSIN AIKANA?

Puolikkaan luennon, harjoitustehtävien ja jälkikäteen tehtyjen luentokoosteiden jälkeen itselläni on sekava kuva kurssin sisällöstä. Ainoa kohta, josta kuvittelen ymmärtäväni jotain selkeämmin, on kolmikerrosmallin pätkä, jonka sain kuunnella luennolla. Vaatii intensiivistä opiskelua ennen tenttiä. Päivitän näkemyksen kurssista ennen tenttiä.

Päivitys 30.11.2012: Sain kurssin avulla hyvän kokonaiskuvan tietoliikennetekniikasta. Tunnistan kerrosmallit, joilla toimintaa hallitaan ja niiden sisällä olevat toiminnot. Tietoa voidaan lähettää johtimellisesti ja ilmateitse. Molemmissa tekniikoissa on haasteensa. Toiminta on jaettu kerroksiin kokonaisuuden helpottamiseksi ja kaiken perustana ovat protokollat, joiden avulla eri laitteistot ja ohjelmistot voivat kommunikoida keskenään tarkasti etukäteen sovituilla malleilla. Ala kehittyy nopeasti ja siltä vaaditaan koko ajan enemmän (nopeudet, salaus, palvelut). Olen omasta mielestäni saanut tämän kurssin avulla selkeästi paremman tietämyksen aiheesta ja osaan hakea yksityiskohtaisempaa tietoa tarpeen mukaan. Pystyn käyttämään oppimiani asioita myös työssäni, jossa tiedonsiirto on jokapäiväinen haaste. Toivottavasti osaamiseni riittää myös iltapäivän tentissä!

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Kotitehtävä1: Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista. Valitse selkeästi erillisiä laitteita tyyliin tietokone, puhelin, sykemittari, gps, televisio, … ja erilaisista palveluista tyyliin urho-tv, facebook, …. Ajatuksena on, että tässä vaiheessa luodaan kuva tietoliikennetarpeista ja sovelluksista ilman, että vielä pohditaan alla olevia teknologioita. Tämän kuvan olisi hyvä herättää ajatuksia ja kysymyksiä siitä kuinka kaikki toimiikaan. 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.

Minulla on kotona tietokone, joka yhdistetty verkkoon modeemin avulla. Verkkoyhteys toimii taloyhtiön valokuitua pitkin. Modeemista on yhteys myös digitelevisioon. Voin olla yhteydessä tietokoneeseen myös langattomasti puhelimen kautta. Puhelimen kautta voin lähettää ja vastaanottaa sähköposteja sekä päivittää sijainti- ja statustietoja esim. Facebookiin ja Sports Trackeriin. Paikannustiedot toimivat puhelimessa GPS:n kautta ja datayhteydet puhelinverkon kautta.

Digitelevisio sisältää osittain samoja ohjelmia kuin tietokone (esim. Youtube) ja on mukava huomata, että eri käyttölaitteiden välinen toiminta on saumatonta. Voin tehdä television kautta muutoksia omaan käyttäjäprofiiliini sovelluksissa ja ne ovat välittömästi päivittyneet myös tietokoneelle. Tämä eri laitteiden välinen “keskustelu” ja online-tila on äärettömän hyödyllinen. Koen silti, että tässä on päästy vasta alkuun, sekä omassa osaamisessani ja palveluiden käyttömahdollisuuksissa että tietoliikenneteknikan teknisessä kehityksessä yleensäkin. Odotan mielenkiinnolla tulevaisuuden innovaatiota, mutta pelkään samalla kuitenkin tietoturvan puolesta esim. paikkatietopalveluiden väärinkäytösten kanssa!

Kuvaus kodissani olevista laitteista ja niiden tietoliikenneyhteyksistä:

kotitehtava1_yhteydet_miikka_nieminen_0046995.pdf

Kolme tärkeää kysymystä:

1) Miten valokuitutekniikka toimii? http://fi.wikipedia.org/wiki/Valokuitu

2) Miten analoginen signaali eroaa digitaalisesta? http://fi.wikipedia.org/wiki/Analogisuus

3) Miten sijaintiin perustuvissa palveluissa pidetään huoli yksityisyydensuojasta? GPS- ja GIS-palveluissa luotetaan normaaliin tietoturvamalliin.

Kotitehtävä 2

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.

Kotonani käytössä olevat laitteet käyttävät mm. seuraavia tietoliikenteen protokollia: IP (Internet Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ja SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

Wikipedia: HTTP (lyhenne sanoista Hypertext Transfer Protocol eli hypertekstin siirtoprotokolla) on protokolla, jota selaimet ja WWW-palvelimet käyttävät tiedonsiirtoon. Protokolla perustuu siihen, että asiakasohjelma (selain, hakurobotti tms.) avaa TCP-yhteyden palvelimelle ja lähettää pyynnön. Palvelin vastaa lähettämällä sopivan vastauksen, tavallisimmin HTML-sivun tai binääridataa kuten kuvia, ohjelmia tai ääntä.

Wikipedia: IP (engl. Internet Protocol) on TCP/IP-mallin Internet-kerroksen protokolla, joka huolehtii IP-tietoliikennepakettien toimittamisesta perille pakettikytkentäisessä Internet-verkossa. Se on myös koko Internetin ydin ja ainoa asia, mikä kaikkia Internetiin liitettyjä koneita yhdistää.

Wikipedia: SMTP (lyhenne sanoista Simple Mail Transfer Protocol) on TCP-pohjainen protokolla, jota käytetään viestien välittämiseen sähköpostipalvelimien kesken.

Protokollien standardit ja määritelmät löytyvät seuraavista osoitteista:

Tutustukaa WLAN artikkeliin (wikissä pääsivulla kohdassa muuta materiaalia) ja pohtikaa mikä on kurssin kannalta tärkeää, millaisia kysymyksiä, epäselvyyksiä artikkeli herättää?

Kilpailu verkkoalalla on kovaa ja kovenee entisestään. Langaton tiedonsiirto on tärkeää ja siirtonopeuksia halutaan kasvattaa reilusti nykyisestä. Suurin syyllinen tähän on peliala, joka tarvitsee lisätehoja tuotteillensa. Myös elokuvien vuokraaminen verkossa yleistyy. Siirtonopeudet siis kasvavat, mutta samalla kasvavat myös laitevaatimukset. Lähitulevaisuuden tavoitteet verkon nopeudessa ja taajuudessa ovat suuria, mutta paljon käytännön esteitä on vielä selvitettävänä ennen sitä (esteet, vaimeneminen, yms.).

Omakohtainen kokemus verkkoyhteyden nopeuttamisesta on parin vuoden takaa, jolloin siirryin suuren valtakunnallisen toimijan langattomasta yhteydestä pienemmän toimijan kiinteään valokuituyhteyteen. Syy vaihtoon oli yhteyden jatkuva pätkiminen. Yhteys toimi hyvin, jos kannettava tietokone oli tarpeeksi lähellä antennia, mutta heti jos läppärin vei toiseen huoneeseen, alkoi yhteys pätkiä. Harvemmin, mutta todella ärsyttävästi, yhteys katkeili myös lähiyhteydellä ja jotkut käyttämäni sovellukset (esim. pankin tarjoama reaaliaikainen pörssiseuranta) heittivät ulos. Operaattori selitti tätä ongelmaa sillä, että reittimeni oli pienitehoinen ja jäi siksi välillä ilman signaalia kaistataistelussa. Nykyinen valokuitutekniikalla toteutettu verkkoyhteys toimii virheettömästi. Siirtonopeus kasvoi aiemmasta 10/1Mb:stä 100/10Mb:iin. Ja sen huomaa käytössä! Ja mikä parasta, nykyinen kuukausisopimukseni on halvempi kuin aiemmin…

Kotitehtävä 3

Kolmannessa kotitehtävässä tarkastallaan 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.

Kotitehtävä 4

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.

  • Bluetooth toimii taajuusalueella 2,4000 – 2,4835 GHz ja taajuushyppyalue on f = 2402 + k MHz, jossa k = 0-78. Bluetooth vaihtelee siis lähetystaajuutta. Kanavia ko. taajuusalueella Bluetoothin käytössä on 79. Yhden kanavan taajuussiirto on 1 MHz. Modulaationa Bluetooth käyttää GFSK-taajuussiirtokoodausta (lyhenne sanoista Gaussian frequency shift keying). GFSK-modulaatiossa binäärinen 1 ja 0 sisällytetään kantoaallon pituuteen poikkeuttamalla kantoaallon perustaajuutta. Taajuuden muutos on +-500kHz ja sen virhe saa olla maksimissaan +-75kHz. Bluetoothin käyttämän taajuushyppelyn takia tietoliikenne on periaatteessa pakettikytkentäistä. Taajuutta vaihdetaan 1600 kertaa/s ja yhden paketin lähetysaika (slot) on noin 625 mikrosekuntia. Bluetooth perustuu ns. Point-To-Point-yhteyteen, jossa kaksi laitetta kommunikoi keskenään. Toinen laitteista on isäntä ja toinen renki. Laitteet muodostavat pikoverkon jo kaksin, mutta isäntä voi olla yhteydessä jopa seitsemään renkiin. http://fi.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Kotitehtävä 5

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

Sähköposti sovellus (Mail, Outlook yms.) käyttää sähköpostin lähetykseen SMTP-protokolla (Simple Mail Transfer Protocol). SMTP-protokollan määritys RFC 2821. http://datatracker.ietf.org/doc/rfc2821/

Kun SMTP-protokollaa hyödyntävä sovellus haluaa lähettää viestin, niin protokolla muodostaa kaksisuuntaisen viestinvälityskanavan SMTP-palvelimelle ja lähdepalvelin lähettää sähköpostin kohde SMTP-palvelimelle.

Sähköposti kulkee siis seuraavasti:

  • Sähköpostin kirjoitus
  • Sähköpostisovellus lähettää viestin SMTP-palvelimelle
  • Lähteen SMTP-palvelin ottaa yhteyden kohteen SMTP-palvelimeen TCP-protokollan avulla
  • Lähteen SMTP-pavelin välittää viestin SMTP-protollalla kohteen SMTP-palvelimelle
  • Kohteen SMTP-palvelin siirtää viestin lopullisen kohteen “postilaatikkoon”
  • Vastaanottajan sähköpostisovellus saa tiedon uudesta viestistä

Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

Kaiken sähköisen viestinnän kannalta on tärkeää, että tietoturvassa yhdistyvät luottamuksellisuus, eheys sekä saatavuus. Luottamuksellisuudella tarkoitetaan sitä, että tieto on vain niiden henkilöiden käytettävissä, joilla on siihen oikeus. Eheys merkitsee tiedon säilymistä ja tiedon oikeellisuutta. Saatavuudella pyritään siihen, että tieto on käytettävissä tietoon oikeutetuilla henkilöillä oikeaan aikaan ja oikealla tavalla.

Tietoturvaa voidaan parantaa erilaisilla fyysisillä laitteilla (palomuurit) ja ohjelmistoilla (virustorjunta), mutta kaikkein tärkein asia on ihmisten asenne. Tietoturvan heikon lenkki on käyttäjä itse. Jos unohdat puhelimen tai kannettavan tietokoneen julkiselle paikalle, niin tietoturvaohjelma tai palomuuri ei voi pelastaa sitä!

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus: 0 h (olin työmatkalla)
  • Perehtyminen luentomateriaaliin 3 h
  • Oppimispäiväkirja 4h
  • Kotitehtävien tekoa 2h

Luentoviikko 2

  • Kertaus edellisen viikon luentoihin 4h
  • Lähiopetus 4h (olin loppupäivän töissä)
  • Oppimispäiväkirja 2h
  • Valmistautuminen seuraava luentokerran kysymyksiin 1h

Luentoviikko 3

  • Kertaus edellisen viikon luentoihin 1h
  • Lähiopetus 0h (olin töissä)
  • Oppimispäiväkirja 2h

Luentoviikko 4

  • Kertaus edellisen viikon luentoihin 1h
  • Lähiopetus 0h (olin töissä)
  • Oppimispäiväkirja 2h
  • Valmistautuminen seuraava luentokerran kysymyksiin 1h

Luentoviikko 5

  • Kertaus edellisen viikon luentoihin 4h
  • Lähiopetus 0h (olin töissä)
  • Oppimispäiväkirja 8h
  • Kotitehtävät 6h

Tenttiviikko

  • Kertaus kaikista luennoista 24h