Wikisivu Turunen Sami

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkokäsitykseni tästä aihealueesta on varsin “puhdas”; minulla ei siis juurikaan ole ennakkokäsitystä siitä, miten tietoliikenne toimii ja mitä kaikkea se pitää sisällään. Aihe on erittäinkin mielenkiintoinen ja sillä on läheinen suhde työhöni jota tällä hetkellä teen. Olen siis enemmän kuin pakosta mukana kurssilla ja odotan että kurssin jälkeen osaan tietoliikennetekniikan perusteet ja voin tarvittaessa syventää osaamistani valinnaisilla jatkokursseilla. Toivoisin kurssin käyvän läpi ihan perusasioita sillä mielestäni ilman perusteita ei voi oppia tekniikan syvempiä saloja.

Luentoyhteenvedot

**Luentopäivä 1:**

  • Päivän aihe:

Ensimmäisen luentopäivän aiheena oli kurssin yleisesittelyä, tietoliikenteen kehitystä, käyttöä ja rakennetta. Aluksi visioitiin myös sitä mihin tietoliikennetekniikka on tulevaisuudessa menossa. Tätä oli kieltämättä hieman vaikea ymmärtää sillä aivan perusasiatkin ovat vielä hakusessa. Tauon jälkeen tietoliikenteeseen upottiin hiukan syvemmälle.

Luennoitsija kävi omalla innostavalla tyylillään läpi tietoliikenteen perusasioita. Kommunikointimalli käytiin varsin perusteellisesti läpi ja asiaa ymmärtämättömällekin asia esitettiin riittävän rautalankamaisella tasolla. Kommunikointimallin eri osapuolten tehtävä tuli erittäin selkeästi selville. Luennoitsija kävi läpi myös erilaisia ongelmatilanteita ja näihin toteutettuja ratkaisuja; miksi tiedonsiirtoverkkoa käytetään ym. Tutuiksi tulivat myös käsitteet LAN MAN ja WAN.

Tiedonsiirron protokollaa käytiin läpi varsin perustellisesti ja syvällisesti. Tässä aiheessa meinasin välillä pudota kärryiltä mutta luennoitsijan selkeät ja yksinkertaiset esimerkit selkiyttivät tilannetta. Kävimme läpi TCP/IP ja OSI mallit selkein esimerkein. Tässä vaiheessa aloin saada homman juonesta kiinni. Teoreettinen kolmikerrosmalli jalostettiin OSI mallin kautta TCP/IP malliksi. Selväksi kävi myös se mikä tehtävä on porteilla tiedonsiirrossa.

Luentojen lopuksi kävimme läpi kertauksena vielä päivän aiheet. Kertauksessa kävimme läpi vielä yksinkertaisin esimerkein asioita ja tämä selvensi monta epäselvää asiaa.

  • Päivän tärkeimmät asiat:

kommunikointimalli, komponentit ja tehtävät; kerrosmalli, eri kerrosten tehtävät ja kerrosarkkitehtuuri; OSI -malli, TCP/IP -malli;

  • Mitä opin tällä kertaa:

Selväksi kävi se ettei yksinkertaiselta tuntuva tiedoston siirto ole välttämättä yksi ainut tapahtuma tiedonsiirron näkökannalta tarkasteltaessa! Yhtä tiedostoa siirrettäessä keskustelua lähettäjän ja vastaanottajan välillä on paljon enemmän kuin yksi ainoa siirrettävä viesti.

  • Jäi epäselväksi:
  • mikä ero on “päästä-päähän protokollalla ja protokollalla joka “muuttuu matkan aikana”?
  • erilaiset “header” kuvat ei oikein auenneet…

**Luentopäivä 2**

Kerrattiin edellisen luennon tärkeimpiä asioita. Sovelluskerroksen ja kuljetuskerroksen protokollat ovat ns päästä-päähän protokollia kun taas verkkokerroksen protokolla voi muuttua matkan aikana. Päästä-päähän protokolla tarkoittaa sitä että protokolla tulkitaan vasta vastaanottavassa päässä.

IP protokolla kertoo paketin määränpään. Kenelle; IP osoite, portti, sovelluksen osoite, payload; viestin sisältö.

Luento nro 2 muistiinpanoja

Protokollaan liittyy aina kolme kysymystä; mitä, kuinka ja koska

UDP protokolla on epäluotettava, tässä protokollassa ei varmisteta saako vastaanottaja paketin perille.

Jos UDPtä kuitenkin käytetään, verkkoprotokollassa voidaan varmistaa pakerin perillemeno

protokollan eri toimintoja on; segmentointi ja kokoaminen, paketointi, yhteyden hallinta, toimitus oikeassa järjestyksessä ja vuon valvonta

lähetettävät paketit segmentoidaan; syy, verkko voi käyttää vain tietyn kokoisia datalohkoja. Mitä pienempiin paketteihin data lohkotaan, sitä enemmän on ohjausinformaatiota.

segmentoinnin vastakohta on kokoaminen

segmentointia voi olla useilla eri kerroksilla

varsinainen data voi olla pieni osa siirrettävästä tiedosta, suuri osa voi olla ohjausinformaatiota

virheentarkistusta tehdään usealla kerroksella. Virhe voi olla esim. osoitteessa jolloin IP kerros pyytää uudelleenlähetyksen tai datassa jolloin vasta sovellus pyytää uudelleenlähetyksen.

Tarkistusmenetelmiä, esim. pariteettibitti. epäluotettava menetelmä.

Ohjauinformaatio toteuttaa protokollan. Protokolla toteuttaa kerroksen toiminnan!

Siirtotiet: Johtimellinen siirtotie aiheuttaa enemmän vaimenemista.

Johtimellisessa siirtotiessä pysytään aina takaamaan asiakkaalle tietty kapasiteetti

Optisen kuidun edut ovat pitkät siirtomatkat. Valopulssi vaimenee vain vähän. Tyypillisesti käytetään joko LED tai LASER valoa. LASERIA käytetään erityisesti pitkillä siirtomatkoilla.


Luentopäivä 3:

Luentopäivän kolme muistiinpanoja ja huomioita. Tiedonsiirron onnistumiseen vaikuttaa ylätasolla kaksi tekijää; signaaliin laatu ja siirtotie.

Digitaalinen signaali: Täysin digitaalisen signaalin etu on se että vastaanotettaessa taso voidaan tarkistaa. Toisaalta digitaalinen signaali on virheherkempää ja se vaatii enemmän kaistaa. Ilmatiellä signaali on aina analoginen.

Kaistanleveys: Kaistanleveys on se alue jonka signaali vaatii siirtyäkseen. Kanttiaallosta mitä suuremmaksi nostetaan taajuutta, sitä enemmän vaaditaan kaistaa. Ongelmana on kuitenki se että jokainen siirtotie on kaistanleveydeltään rajoitettu. Äärettömän kaistanleveyden käyttö on siis käytännössä mahdotonta.

Nyqvistin kaavalla saadaan kohinattomassa ympäristössä maksimi tiedonsiirtonopeus. Taustakohina vaikuttaa datan siirtoon; nopeuden noustessa kohina vaikuttaa enemmän.

Datan tarkistus: Tarkistusmenetelmiä on useita, esim tarkistusbitti. Tarkistuksen myötä joissain menetelmissä virhe voidaan päätellä ja korjata, joissain menetelmissä virhe voidaan ainoastaan päätellä muttei korjata.

Luentopäivä 4:

Mitä opin kurssin aikana

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa.

* Kotitehtävä1: Kodissani olevia tiedonsiirtoa hyödyntäviä laitteita ovat esimerkiksi: kännykkä, GPS koiratutka ja langaton lämpötilasäädin. Valitsen tästä lähempään tarkasteluun GPS koiratutkan.

GPS koiratutka käsittää kaksi laitetta, puhelimen ja koiran kaulaan asetettavan pantaosan. Puhelimella ohjataan koiran kaulassa olevaa pantaosaa, lähetetyllä tekstiviestillä määritellään sijaintitiedon aikaväli ja voimassaoloaika. Tutkalla voidaan tarkkailla koiran liikkumista maastossa. Vastaanotin eli kännykkä kertoo kartalla koiran sijainnin, ajankohdan sijaintitiedolle, koiran nopeuden ja keskimääräisen kulkusuunnan. Sijaintitieto välitetään tekstiviestillä ja tiedot esitetään vastaanottimen karttaruudulla. Koiran kaulassa olevan laitteen ohjaaminen tapahtuu täysin tekstiviestien välityksellä. Tämä vaikuttaa varsin yksinkertaiselta mutta?

1. Miten menetellään siinä tapauksessa ettei pantaosa ole yhteydessä tiedonsiirtoverkkoon?

2. Miten menetellään siinä tapauksessa ettei koiran sijaintiviestiä pystytä vastaanottamaan puhelimeen?

3. Puskuroiko” tiedonsiirtoverkko sijantiviestin verkkoon itseensä vai omaako puhelin ja koiran lähetin mainitun puskurointiominaisuuden? Mikä laite tai verkko “hanskaa” puskuroinnin logiikan?

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Valitse haluamasi aihealue ja etsi siihen liittyvä protokolla. Tutustu protokollaan ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan.

Wlan protokolla 802.11u löytyy allaolevasta osoitteesta. Wlan protokolla huolehtii langattoman tiedonsiirron tarpeista. IEEE standard association määrittää ja valmistelee wlan protokollat. http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.11u-2011.html

IP protokolla IPv4 on IETF järjestön määritelmä internetin toiminnalle. Dokumentti RFC791 määrittelee IPv4 protokollan. http://datatracker.ietf.org/doc/rfc791/

FTP protokollaa käytetään tiedostojen siirtoon. Standardi on määritelty osoitteessa: http://tools.ietf.org/html/rfc959

Kotitehtävä 3

Tehtävässä tulee tarkastella laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä ja tiedon koodausta. Tehtävässä tulee käsitellä kolme eri tapausta. Jos siirtotienä on ilmatie, selvitä myös taajuusalue jolla toimitaan.

Valitsen tarkasteltaviksi tiedonsiirtomenetelmiksi

  1. Valokuitu
  2. Bluetooth
  3. radiopuhelin

Bluetooth Siirtotienä bluetooth käyttää ilmatietä. Lähes poikkeuksetta lähetystaajuutena on 2,4GHz, tarkasti ottaen 2,4000GHz-2,4835GHz. Modulaationa käytetään GFSK -taajuussiirtokoodausta. GFSK -modulaatiossa binäärinen 1 ja 0 sisällytetään kantoaallon pituuteen poikkeuttamalla kantoaallon perustaajuutta. Taajuuden muuton on +-500KHz ja sen virhe voi olla maksimissaan +-75KHz. Esimerkkinä Bluetooth siirtotiestä käy esimerkiki puhelimen ja hands free -kuulokkeen välinen kommunikaatio.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h kotitehtävät: 2h

  • Luentoviikko 2
  • Luentoviikko 3
  • Luentoviikko 4

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