Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Kurssin aluksi opiskelijat kirjaavat näkemyksensä tietoliikenteestä tähän kohtaan omaa oppimispäiväkirjaansa. Näkemys sinällään ei tarvitse olla pitkä selostus max 10 riviä tekstiä ja max 10 avainsanaa.

Tietoliikenne on tiedon siirtoa verkon avulla. Tietoliikenne on tärkeä osa tietotekniikka ja välttämättömyys nykyajan yhteiskunnassa. Tietoliikenne liittyy nykypäivänä moniin elektronisiin laitteisiin, sillä tietokoneita löytyy lähes joka paikasta. Nykyisin tiedonsiirto on todella helppoa, sillä suurin osa informaatiosta ja viestinnästä liittyy jollakin tapaa tietoliikenteeseen. Siitä aiheutuu kuitenkin enempi tietoturvariskejä, sillä monesti teoriassa lähes kuka tahansa voi “kaapata” salaisia viestejä. Käytännön tietoliikenteen toiminnasta esimerkiksi laitetasolla minulla ei juurikaan ole tietoa ennakkoon.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Tiedonsiirto, kerrosarkkitehtuuri
  • Päivän tärkeimmät asiat: Tiedonsiirtotavat, kolmen kerroksen malli, OSI-malli, TCP/IP
  • Mitä opin tällä kertaa:

- Erilaisia tiedonsiirtotapoja esim. WAN(etäverkko, koostuu yhteen kytkettyjen verkkojen solmuista), jonka tapoja: piirikytkentä, pakettikytkentä, ATM jne.

- Kommunikoidessa eri järjestelmien välillä, jaetaan lähteen ja kohteen tehtävät osiin eli kerroksiin, kommunikointi järjestelmien välillä tapahtuu aina käytännössä alimman kerroksen kautta. Kommunikoinnissa käytetään aina kunkin kerroksen protokollia

- PDU = protokollan tietoyksikkö

- Teoreettinen kolmen kerroksen malli: koostuu nimensä mukaan kolmesta kerroksesta: verkko, kommunikointi(~laite) ja sovelluskerros

- OSI-malli: seitsemän kerrosta (fyysinen, linkki, verkko, kuljetus, istunto, esitystapa ja sovellus)

- TCP/IP: suosittu malli, koostuu viidestä kerroksesta (fyysinen, linkki, verkko, kuljetus ja sovellus), Internet perustuu TCP/IP-arkkitehtuuriin

  • Jäi epäselväksi: Miten näkyy käytännössä eri arkkitehtuurit esim. käyttäjätasolla, onko siis käytännössä merkitystä mikä arkkitehtuuri on käytössä?

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Protokollat
  • Päivän tärkeimmät asiat: Protokollista: mitä ne on? Standarisointi, Siirtotiet
  • Mitä opin tällä kertaa:

- Oliot kommunikoi → kieli = protokolla

- Protokolla koostuu syntaksista, sementiikasta ja ajoituksesta

- Protokollan tehtävä välittää viesti kahden kommunikoivan olion välillä, välillä data joudutaan pilkkoa osiin = segmentointi ja vastatoimenpide = kokoaminen, dataan lisätään ohjausinformaatiota (esim. osoite) = paketointi

- Tarvitaan standardeja yhteensopivuudesta eri järjestelmien välillä, mikä kuitenkin aiheuttaa kompromisseja ja esim. “jäädyttää” uusia teknologioita

- Internetin standardit: IETF: jakautunut 8 osaan (yleinen, sovellukset, internet, toiminnot & verkonhallinta, reititys, turvallisuus, kuljetus ja sub-IP (internetin alla olevat kerrokset)), aiheet jakautuneet työryhmiin

-ISO, stardardin kulku ideasta valmiiksi on seitsemänvaiheinen

-ITU-T: standardiointiprosessit jaetaan 4 vuoden jaksoihin, työ perustuu 14 työryhmään

-Siirtotiet: johtimeellisia ja johtimettomia(langaton)

-Parikaapeli, koaksiaalikaapeli, optinen kuitu, sähköjohto, johtimettomat siirtotiet (signaali etenee ilmassa)

- Erilaisia suuntakuvioita erilaisilla antenneila

- Johtimettomat: mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie, infrapuna

  • Jäi epäselväksi: Erilaisten protokollien merkitys käytännössä. Liittykö aina tietty protokolla tiettyyn arkkitehtuuriin vai voiko jotakin käyttää useammassa yhteydessä.

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Linkit
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kaistanleveys
  • Mitä opin tällä kertaa:

- Kaista muodostuu siniaalloista, erilaisia aallonpituuksia

- Kommunikointijärjestelmä

- Data voi siirtyä johtimellisesti tai johtimettomasti

- Simplex, Half duplex, full duplex(=kaksisuuntainen) datan siirto esim. tv, radiopuhelin, puhelin

- Analoginen ja digitaalinen (käyrä vs. palkit)

- Häiriöt tiedonsiirrossa

- Analoginen data, digitaalinen signaali - digitaalinen data, analoginen signaali - molemmat analogisia(bluetooth, ADSL, Eth jne) - molemmat digitaalisia

- Asynkroninen tiedonsiirto: tieto siirretään jaksoissa, joista jokainen on 5-8 bittiä pitkiä, yksinkertaista ja halpaa

- Datalinkkien kontrollointiprotokollat: synkronointi, virran kontrolli, virheen kontrolli, osoitejutut, linkkien hallinta

  • Jäi epäselväksi: Muutamat englanninkieliset termit. Siniaalloista kerrottiin aika paljon, onko niillä kuinka paljon merkitystä asian ymmärtämisen kannalta?

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Tietoverkot
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kanavointi
  • Mitä opin tällä kertaa:

- point-to-point ja broadcast

- Kanavointi = siirtokapasiteetin jakaminen useamman siirrettävän signaalin kesken, käytetään esim. runkoverkoissa ja matkaviestinverkoissa

- Kanavointi perustuu ns. multipleksereiden käyttöön, jossa syötteet yhdistetään yhdelle linjalle ja vastaanottopäässä ne puretaan. on kustannustehokasta ja pystytään hyödyntäään siirtojärjestelmän kaistaa tehokaasti

- Taajuusjakokanavointi (FDMA), aikajakokanavointi (TDMA), koodijakokanavointi (CDMA), aallonpituusjakokanavointi (WDMA)

- FDMA perustuu kanaviin, signaali on aina analoginen, käytetään esim. TV-kanavisa, erotetaan toisistaan eri taajuuskaistoilla/kanava

- ADSL = asymmetric digital subscriber line, käyttää puhelinkäyttöön tarkoitettua parikaapelia, internet, upstream (http-pyynnöt palvelimelle) ja downstream (www-sivut palvelimelta), käyttää taajuuskanavointia (FDMA)

- TDMA digitaalisille signaaleille (tai digitaalista dataa kuvaaville analogisille signaaleille), perustuu viipalointiin aikajaolla, viipalointi voi tapahtua bittitasolla, tavutasolla tai suuremmissa yksiköissä. Multiplekseri käy puskereita läpi peräkkäin (oltava riittävän nopeaa). Data muodostaa kehyksiä, jotka muodostuvat aikaviipaileista. Lähetetään viipailena ja vastaanottopäässä ohjataan oikealle vastaanottajalle. Ei tarvita linkkiprotokollaa, vuonvalvonta tarpeetonta kiinteän nopeuden takia. Ongelmana tyhjät aikavälit → tilastollinen TDMA, esim. suurennetaan aikaväliä.

- FHSS = Frequency Hopping Spread Spectrum, hypitään eri taajuuksien välillä

- DSSS = Direct Sequence Spread Spectrum, jokainen bitti on uudelleenesitetty useina bitteitä

- CDMA käytetään johtimettomilla siirtoteillä (radiotie), käytetään koko taajusalue ja kaikki aikaviipaleet, analogista tai digitaalista dataa analogisella signaalilla, kanavoinnista huolehtii signaalin lähettävä päätelaite, vastaanottaja. pitää olla selvillä käytetystä koodaustekniikasta voidakseen vastaanottaa.

- WCDMA = wideband code division multiple access = laajakaistainen koodijakokanava, käytetään esim. UMTS/3G-verkoissa

- WDM = aallonpituusjakokanavointi = wavelength division multiplexing. Käytetään yksimuotokuiduissa, saadaan kuitu tehokkaasti käyttöön kun saaaan siirrettyä useita signaaleja samassa kuidussa, jokainen eritaajuinen valonsäde muodostaa oman kanavansa

- Verkko muodostuu solmuista, jota käyttää asemat, solmujen väliset linkit jaettu kanavoinnin (multiplexing) avulla.

- Tietoliikenne jaettu teleliikenteeseen (esim. GSM) ja dataliikenteeseen (esim. Internet ja GPRS). Tele tarvii reaaliaikaisen kommunikointiväylän, data tehokkaasti käytetyn kommunikointiväylän.

- Piirikytkentäisessä verkossa viestivälityksellä kolme vaihetta: 1. Yhteyden muodostus, 2. Datan siirto ja 3. Yhteyden lopetus. Päästä-päähän yhteys muodostettava ennen datan siirtoa, kanava varattu vaikka data ei kulkisikaan.

- Pakettikytkentäisessä verkossa data pilkotaan pieniin paketteihin siirto varten, joista jokainen sisältää itse tiedon ja kontrolli-informaatiota (esim. osoitetiedot). Solmuissa varastoidaan lyhyeksi aikaa ja lähetetään eteenpäin. Tehokkaampi kuin piirikytkentä, voi suorittaa datanopeuden muunnoksia, voidaan määrätä prioriteetteja. 2 kytkentätapaa: tietosähke (paketit lähetetään itsenäisesti, saattavat aapua perille mielivaltaisessa järjestyksessä) ja virtuaalipiiri (lähettävä asema lähettää call-request paketin, joka etsii sopivimman reitin, paketti kulkee vakioreittiä pitkin, polku ei silti ole varattu kuten piirikytkennässä).

- 3 erilaista viivettä: etenemisviive solmujen välillä, siirtoviive lähettimeltä datalohkon lähetyksessä ja solmu/prosessointiviive somun kytkennän prosessoinnn aikana

- Routing in switched networks, reititysstrategioita: kiinteät taulut (yksi kiinteä reitti), flooding (lähetetään solmuista joka naapurille, lopulta monet kopiot saapuvat kohteeseen, kokeillaan jokaista mahdollista reittiä ja solmua), satunnainen (yksinkertaisesttu versio floodingista, jolloin solmuista lähtee yhteen suuntaan data, voidaan valita satunnaisesti tai round robinilla), mukautuva reititys (käytetään paljon, reitityspäätökset vaihtuvat kun networkin tila vaihtuu)

- ARPANET: 1. sukupolvi 1969, käytti Bellman-Ford algoritmia, 2. sukupolvi 1979 Dijkstran algoritmia, 3. sukupolvi 1987

- Congesstion (ruuhka), congestion controllilla pyritään pitämään ruuhka riittävän alhaalla

- Choke packet = a control packet, ruuhkautuneisiin solmuihin

- paketin viivästyksen neljä vaihetta: 1. solmun prosessointi, tarvistaa bitin virheet 2. jonotus, odotusaika siirtoon 3. siirron viivästys 4. etenemisen viivästys

  • Jäi epäselväksi: Taas meinasi olla jossain yhteyksissä vähän ongelmaa tuon englannin kielen kanssa. Sieltä kun tulee yksi tärkeä sana väärinymmärretyksi niin muuttuu koko asia jo erilaiseksi. Lisäksi oli hieman hankala poimia sitä, mikä on oikeasti tärkeää asiaa. Oli aika paljon dataa kalvoissa.

Luentopäivä 5:

  • Päivän aihe: Verkot ja sovellukset
  • Päivän tärkeimmät asiat: matkapuhelinverkot, lähiverkot, internetworking
  • Mitä opin tällä kertaa:

- Matkapuhelinverkot perustuvat useisiin matalavirtaisiin lähettäjiin

- Kapasiteettia voidaan luoda: lisäämällä uusia kanavia, taajuutta lainaamalla tai aluetta halkaisemalla

- 3G = third generation system, nopeaa langattonta kommunikointia

- 3G järjestelmien hallitseva teknologia on CDMA

- 4G: nopeaa dataliikennettä langattomaan verkkoon

- molemmat pohjautuu suorakulmaisten taajuuksien käyttöön

- OFDM Quadrature Phase Shift Keying, symboli esittää 2 bittiä

- LAN - lähiverkot kehitettiin 70-luvulla korvaamaan point-to-point-linkit, yleisin verkkotyyppi nykyisin, lähiverkoissa tapahtunut muutoksia teknologiassa, suunnittelussa ja sovelluksissa. Halpa ja helposti saatava teknologia ja läheiset suhteet.

- Lähiverkon tehtävä ollut viime vuosiin asti yhdistää tietokoneet, ei suurta kapasiteettivaatimusta, tekniikoina ethernet. Kehityksen myötä tullut client / server-ajattelu ja intranet.

- Lähiverkkojen käyttökohteita: PC-LAN, taustaverkot, nopeat toimistoverkot, runkoverkko-LAN

- Tallennusverkot: erottaa tallennuslaitteet tietyistä palvelimista, kaikki palvelimet voi käyttää samaa tallennusverkkoa

- LAN Topologiat: väylä, puu, rengas ja tähti

- Lähiverkkojen siirtotiet: koaksiaali- tai parikaapeli, optinen kuitu, radiotie. Parikaapeli ei hyvä nopeille datoille. Kantataajuuskoaksiaalikaapeli (ohut Ethernet) ethernet-käytössä, Laajakaistakoaksiaalikaapeli (paksu ethernet) ei enää käytössä. Optinen kuitu mahdollinen mutta ei käyttökelpoisin.

- LAN:ssa usein 2 OSI:n alinta kerrosta: fyysinen ja linkkikerros, ylemmän tason protokollat siirtävät datalohkoja lähiverkon ylitse. Fyysinen kerros: signaaline koodaus ja purku, synkronointi, bittien siirto, siirtotie ja topologia. Linkkikerros: kokoaa dataa kehyksiksi, purkaa kehykset, vastaa siirtotien “käyttövuoroista”, vuon valvonta ja virheenkorjaus

- MAC-protokolla:tarvitaan siirtotien kapasitettin jakamiseen ja hallintaan. Keskitetty (prioriteeti, kapasitettin varaus, ohitukset, mutta voi kaatua koko verkko), hajautettu päinvastoin. Toteutus topologian mukaan, kompromissi, synkroninen vs. asynkroninen. Kaikki menetelmät käytössä LAN/MAN verkoissa

- LAN-verkkojen toiminnan laajenns: LAN yhdistetään aina toiseen verkkoon. Tapoja yleisimmät siltaus (yksinkertainen tapa yhdistää samatyyppiset LAN:t) ja reititys (voidaan yhdistää erilaiset LAN:t ja WAN:t). Siltaus: luotettava, suorituskykyinen, tietoturvallinen ja alueellisesti kattava. Siltaus ei tee muutoksia kehyksiin, ne vain kopioidaan verkosta toiseen, tarvitaan puskurimuistia koska kehyksiä voi tulla nopeammin kuin niitä lähetetään. Yksi silta voi yhdistää enemmän kuin 2 LAN:ia.

- Kiinteä reititys on yksinkertaisin ja yleisin, sopivat vakaille Interneteillä. Muutoksia tapahtuu vain jos topologiaa muutetaan.

- Spanning tree

- Kytkimet: 2 kerroksen kytkimet korvanneet keskittimet tähtitopologia, päätyypit etappivälitys ja läpileikkauskytkin, voi toimia myös moniporttisena siltana. 3 kerroksen kytkimet: ratkaisu 2 kerroksen kytkinten ongelmaan. Hubs kaikki linkit saman tason kautta. Linkkitasoratkaisu: fiksumpi kuin hubs, ottaa aktiivisen roolin. Itse-oppiminen: kytkin oppii käytöstä → valikoituja lähetyksiä. Kytkimet voi olla yhdistetty toisiinsa.

- Kytkimet vs. reitittimet: molemmat tallenna ja välitä-ratkaisuja.

- Virtual LAN (VLAN) on LAN:in aliryhmä, joka on luotu ohjelmistolla. Toimii MAC-tasolla.

- High Speed LANs: Teknologiassa tapahtuu nopeita muutoksia, uusi hanke huippu-nopeat LAN:t, teknologioita nopea ja gigabittinen ethernet, kuitukanava ja huippunopea langaton LAN. Ensimmäinen on ALOHA, maksimikäyttöaste 18%. Seuraavaksi tuli slotted ALOHA, 37% maksimikäyttöasteesta, kaikki kehykset samankokoiset, aika jaettu samankokoisiin alueisiin. Pure (unslotted) ALOHA, yksinkertaisempi, ei synkronointia.

- CSMA (Carrier Sense Multiple Access)/CD Precursors. Pysymätön CSMA, etenee vain jos medium on vapaa, toistaa niin pitkää että pääsee etenemään. 1-pysyvä CSMA välttää joutilasta aikaa, odottaa jos medium on kiireinen, asemat ovat itsekkäitä ja jos kaksi tai useampia asemoita odottaa, tulee ristiriita. P-pysyvä CSMA: kompromissi joutilaan ajan ja yhteentörmäyksien välillä.

- Ethernet: hallitseva langallinen LAN-teknologia. Nopea ethernet, 100BASE-T, 100mbps Ethernet yhteensopivat lähiverkkotekniikat. 100BASE-X tekniikat, joissa saadaan yhdellä linkillä 100 Mbps yhdensuuntainen nopeus (parikaapeli tai optinen kuitu). 100BASE-T4 mahdollisuus käyttää Cat3-kaapelia, 33 1/3 Mbps yhdessä linkissä. Yhdistetyissä ratkaisuissa voidaan yhdistää eri teknologioita.

-Gigabittinen ethernet, käytössä sama MAC-protokolla (CSDA(CD), käytetään myös hitaampien nopeuksien runkoverkkoina. GE:ssä 4 erilaistan fyysistä kerrosta (optinen suuri ja pieni aallonpituus, erityssuojattu kierretty pari ja 4 paria CAT5 UTP, 3 ekaa samaa signaalin koodaustapaa ja viimeinen monimutkaisempi). Vielä nopeampi 10 Gbps Ethernet, käyttö runkoverkoissa, fyysisessä kerroksessa neljä määritystä. 100 Gbps Ethernet langallisten LAN:ien ykkösteknologia.

- Wireless LAN: kallis hinta ja matala datatasot.

- Spread Spectrum LAN

- IEEE 802.11 Medium Accees Control , 802.11 Physical Layers

- Internetworking-arkkitehtuuri: tekniikka useiden verkkojen yhdistämiseen yhdeksi suureksi verkoksi. Linkit verkkojen välillä, reititys ja datan siirto verkkojen välillä, tietojen ylläpito eri verkoista, ei muutoksia olemassa oleviin verkkoihin. Verkon osat pakettikytkimet ja linkit muodostavat pakettikytkentäisen verkon, jota verkkoasemat käyttävät. Protokollamalli: kerrokset fyysinen, linkki, verkko, kuljetus ja sovellus. Keskeisiä protokollia IP, TCP ja UDP.

- IPv4 osa TCP/IP:tä, kaksi osaa, 32-bittisiä (2^32 osoitetta), esitetään pisteillä erotettuina desimaaleina.

- Verkkokerros, IP: mahdollistaa useiden yhteen kytkettyjen verkkojen käytön, pakettien reititys lisättyjen IP-osotteiden avulla. Reitytysprotokollat. IP-osoitteissa luokat A, B ja C.

- IPv6, mahdollistaa 128 bittisen osoitteen

- Internet Group Management Protocol (IGMP), 3 versiota

- Mobile IP

- Kuljetuskerros: päästä-päähän tiedonsiirto sovelluskerrokselle, vain verkkoasemissa, ei reitittimissä, luotettava vaihtoehto TCP, epäluotettav UDP(koska ei tarkista menikö perille), käyttää IP:tä.

  • Jäi epäselväksi: Osa englanninkielistä termeistä, mitä niillä tarkoitetaan tässä yhteydessä. Ekoilla luennoilla tuntui asiat olevan suhteellisen ymmärrettäviä ja tuli vain vähän tänne muistiinpanoja. Nyt vikan luennon kohdalla kamalasti uutta asiaa ja tuntuu että puolet ainakin meni ohi kovaa ja korkealta. Taas tuli hirveästi erilaisia lyhenteitä, niiden muistaminen on varmasti haastavaa.

Mitä opin kurssin aikana

Ennen tätä kurssia, monet erilaiset lyhenteet ja termit tietotekniikan maailmasta olivat minulle vieraita. Olin kuullut ne, saatoin tietää mihin ne liittyvät, mutten tiennyt mitä ne lopulta oikeasti tarkoittavat ja mitä merkitystä niillä on. Näistä monet aukesivat ainakin jollakin asteella kurssin aikana.

Kerrosarkkitehtuuri oli minulle ennestään vieras asia ja niiden yhteys protokolliin samoin. Protokollista olin kuullut, mutta tämän kurssin aikana valkeni paremmin niidenkin merkitys.

Alkukurssista tuli enemmän tuttuja juttuja. Sen sijaan etenkin kahdella viimeisellä luennolla oli paljon uutta asiaa. Vaikeuksia aiheutui suomen ja englannin kielien “sekamelskasta”, koska jotakin asioita oli vaikea hahmottaa ja yhdistää sen takia. Lisäksi kaikkien tärkeiden termien kohdalla olisi ollut kiva, että asiat olisi suomennettu. Lisäksi ongelmia aiheutti se, että jotkin sanat saattoivat kyseisessä yhteydessä tarkoittaa suomeksi useampaa asiaa, mutta lopputuloksen ja asian ymmärtämisen kannalta sillä oli merkitystä, kumpi oli tarkoitettu suomennos.

Kurssi sisältää loppupeleissä aika paljon asiaa. Loppukurssista mennään joihinkin asioihin jo aika “pitkälle”, jollain tavistutalaisen on vähän vaikea pysyä mukana menossa. Ja hieman mietitytti se, mikä tässä materiaalissa on oikeasti tärkeää tulevaisuuden kannalta, että mitä tästä pitäisi ainakin osata.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista. Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää.

Langattoman ja langallisen verkon erot?

Erilaiset tiedonsiirtomenetelmät?

Miten tietoliikenne käytännössä tapahtuu?

Kotitehtävä 2

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

HTTP = Hypertext Transfer Protocol (hypertekstin siirtoprotokolla). HTTP:tä käyttää selaimet ja WWW-palvelimet tiedonsiirtoon. Asiakasohjelma avaa TCP-yhteyden palvelimelle ja lähettää pyynnön, palvelin vastaa sopivalla vastauksella kuten HTML-sivulla. http://tools.ietf.org/html/rfc2616

TCP/IP = Transmission Control Protocol / Internet Protocol, Internet-liikennöinnin tietoverkkoprotokollien yhdistelmä. IP-protokolla on alemman tason protokolla, joka kvastaa päätelaitteiden osoitteistamisesta ja pakettien reitittämisestä, sen päällä verkko- tai kuljetuskerroksen protokollia, kuten TCP, joka vastaa kahden päätelaitteen välisestä tiedonsiirtoyhteydestä, pakettien järjestämisestä ja hukkuneiden pakettien uudelleen lähettämisestä. http://tools.ietf.org/html/rfc1180

FTP = File Transfer Protocol, käyttää myös TCP-protokollaa tiedonsiirrossa kahden tietokoneen välillä. Toimii asiakas-palvelin-periaateella. Yleensä asiakas ottaa yhteyden palvelimeen, joka tarjoaa FTP-palvelun. Siirto tapahtuu käyttöjärjestelmästä riippumatta. http://tools.ietf.org/html/rfc959

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

- Kaistenleveydet ja niiden vaikutus esimerkiksi antenneihin

- Tiedonsiirtonopeudet, mikä on teoreettista ja mikä käytännössä oikeasti mahdollista

- Mitä kannattaa kehittää, missä niitä pystytään hyödyntämään eli saadaan järkeviä käyttökohteita?

- Häiriöt liikenteessä

- Mikä on oikeasti tavallisen käyttäjän kannalta oleellista vai onko vain erikoistarpeisiin tarkoitettuja?

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.

LOAS:n / Funetin, runkoverkon siirtotie valokuituverkko 1Gbit/s: Valokuitukaapelissa voidaan käyttää QAM eli Quadrature Amplitude Modulation, joka yhdistää vaihemodulaation ja amplitudimodulaation. Käytännössä koostetaan usein moduloimalla erikseen kahta 90 asteen vaihesiirrossa olevaa kantoaaltoa ja summataan tulokset.

Ethernet: Jaetaan käyttäen CSMA/CD-menetelmää. Ethernet-verkoissa voidaan käyttöö manchester-kooausta, mikä on linjakoodausmenetelmä.

WLAN-verkko, siirtotie ilma: Buffalo Nfiniti WHR-G300N V2 300Mbps Router - langaton reititin, IEEE 802.11n 2.0 standardien mukainen, Taajuuskaista 2.4 GHz

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.

Runkoverkoissa ja matkapuhelin verkoissa käytetään usein kanavointia, eli nämä on todennäköisesti käytössä. Kanavoinnissa käytetään ns. pultipleksereitä ja siirtojärjestelmän kaistaa on mahdollista hyödyntää tehokkaasti.

Internetin kohdalla voidaan ADSL käyttää taajuusjakokanavointia eli FDMA. Esimerkiksi 3G-verkossa käytössä on WCDMA. Nämä ovat siis käyttäneet kanavointia.

Ethernetin kohdalla perinteinen tapa on CSMA/CD eli kilpavaraustekniikkaa.

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.

Valittu sovellus: Mozilla Firefox. Tämän sovelluksen käyttöön tarvitaan Internetyhteys (poislukien offline-tilan). Internetiin voidaan saada yhteys lähiverkon avulla joko langallisesti Ethernetin kautta tai sitten langattomasti jonkin reitittimen kautta. Esimerkiksi ADSL käyttää taajuuskanavointia, joten sitä tarvitaan internetin käyttöön.

Todennäköisesti käytetään TCP/IP-protokollaa, josa on kuljetuskerroksen TCP ja verkkokerroksen IP (IPv4 tai IPv6). Lisäksi käytössä on myös HTTP (käyttää TCP, tärkeä osa, koska käytetään tiedonsiirtoon www-palvelimilta!), FTP (käyttää TCP:tä, kahden tietokoneen välillä) ja muita sovellustason protokollia. Koska internetselaimen tarkoituksena on www-osoitteen avulla löytää haluttu IP-osoite, jossa tieto on, tarvitaan DNS:ä. Kuljetuskerroksen protokollia voi olla esim. UDP, mikä on ns. yhteydetön protokolla.

Selaimella tehdyt haut eli käytännössä vieraillut www-sivut jäävät tietokoneen muistiin. Nämä muistijäljet tallentuvat tietokoneen kovalevylle bitteinä. Selaimet tarvitsevat välimuistia, mihin viimeisimmät vieraillut sivut jäävät talteen. Muistiin voi jäädä myös erimerkiksi kirjautumistiedot tietyille sivuille jne.

Ethernetillä käytetään CSMA/CD-tekniikkaa eli liittyy myös Firefoxin toimintaan. Nopeuteen vaikuttaa internetyhteyden (teoreettinen) nopeus ja siirtotie (esimerkiksi käytössä oleva Ethernet).

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

Tietoturva on tärkeä osa tietoliikennetekniikkaa. Tietoturvan avulla voidaan huolehtia siitä, että tietoliikenteessä kulkeva tieto on turvattu. Tällöin ulkopuoliset eivät pääse käsiksi tietoon eli “salaisuudet eivät pääse leviämään”. Toisaalta tietoturvan tehtävänä on estää huijauksia, viruksia tai muuta luvatonta toimintaa.

Esimerkiksi naapurin ei tarvitse tietää, mitä teet koneellasi tai millä internet-sivuilla vierailet. Toisaalta, verkkoa voi käyttää vain ne jotka halutaan pääsevän kiinni verkkoon. Esimerkiksi langattomat reitittimet voivat näkyä muille, mutta ne on suojattu salasanalla. Osa internetissä olevasta materiaalista ja toiminnasta tehdään suojatun yhteyden kautta, esimerkkinä pankkiyhteydet. Tällöin voidaan edistää sitä, ettei ulkopuoliset pääse käsiksi toisen pankkitietoihin.

Nykypäivänä yleinen tapa jakaa dataa on tehdä se internetin välityksellä. Tietoturva on tärkeässä asemassa, jotta data on lähetyspäässä ja vastaanottopäässä samanlaista ja “koskematonta” eli ettei ulkopuolinen oli lähetyksen aikana päässyt kaappamaan dataa tai muokkaamaan sitä. Tietoturvariski voi aiheutua myös silloin, jos ihmisille lähetetään haitta- tai vakoiluohjelmia.

Tietoturvan varmistamiseksi on ensinnäkin erilaisia virustorjuntaohjelmia, jotka seuraavat liikennettä tietokoneelle ja pois sieltä. Erilaisia siirtoyhteksiä on suojattu. Monet sovellukset sisältävät omia tietoturva-asioitaan. Tärkeää on kuitenkin muistaa käyttää omaa tervettä järkeään. Kaikkea ei ole tarkoitus jakaa kaikille ja “olet voittanut miljoonan”-sähköpostit harvoin ovat totta.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h

Kotitehtävät: 1h

Luennolla opittua: 1h

  • Luentoviikko 2

Kotitehtävät: 1h

Luennolla opittua 2h

Pistareihin valmistautuminen: 1h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6h

Kotitehtävät 1h

Luennolla opittua: 3h

  • Luentoviikko 4

Kotitehtävät 1h

Luennolla opittua: 3h

  • Luentoviikko 5

Kotitehtävät 1h

Luennolla opittua: 4h

Muut osuudet: 1h

Tenttiin valmistatuminen: 20h


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