Sauli Hurnanen

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikennetekniikka käsittää tiedonsiirron lähi- ja ulkoverkoissa. Näiden lisäksi kenttäväylät joissa liikutellaan dataa eri muodoissa. Päivittäiset palvelut tietoliikennetekniikkaan liittyen: http, ftp ja VPN. Langaton- ja langallinentiedonsiirto ja niiden eri muodot.

Termit: Sisäverkko, ulkoverkko, IP-osoite, kenttäväylä, kytkin

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: 2.10.2014

  • Päivän aiheena oli kurssin yleiset asiat ja johdatus tietoliikennetekniikkaan.
  • Päivän tärkeimmät asiat olivat yleiset järjestelyt, tietoliikennetekniikka ja se mitä se sisältää.
  • Opin tällä kertaa ymmärtämään mitä tietoliikkenne on ja mitä kaikkea se itseasiassa sisältää. Aikaisempi mielikuva käsitti lähinnä datan siirron eri tietokoneiden välillä, mutta jo luennon alkumetreillä aukesi että nyt puhutaankin huomattavasti suuremmasta kokonaisuudesta.
  • Tällä luennolla jäi epäselväksi mihin tämä kurssi itseasiassa keskittyy, käsiteltyjä tietoliikennetekniikan alueita oli niin paljon että niihin kaikkiin ei varmasti voida mennä kovin syvällisesti.

Luentopäivä 2: 3.10.2014

  • Päivän aiheena oli: Kommunikointimalli, kerrosmallit ja protokollat.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kerrosarkkitehtuuri, TCP/IP ja OSI, protokollat ja oliot.
  • Mitä opin tällä kertaa: Kerrosmallin merkitys ja sen toiminta. TCP/IP:n merkitys. Trace-käsky ja sen antama data.
  • Jäi epäselväksi: Virheenkorjaus, reititystaulut.

Luentopäivä 3: 9.10.2014

  • Päivän aiheena oli: Tiedon siirto
  • Päivän tärkeimmät asiat: Yksittäisten pisteiden välinen tiedonsiirto, Siirtotiet (Johtimellinen,johtimeton) / siirtomedia (Ilma, kiinteä), Taajuudet ja vaimeneminen, Kaapeleiden erot, Valokuidun toiminta, Langattomien signaalien siirron fysikaaliset rajoitteet.
  • Mitä opin tällä kertaa: Mainframe- ⇒ PC- ⇒ Verkko- ⇒ Sovellusaika ajattelun, IEEE 802.x standardien muodostumisen, Taajuusalueen ja aallonpituuden riippuvuus ⇒ matalammat taajuudet ⇒ isompi aallonpituus ⇒ suurempi läpäisy / kantama ⇒ hitaampi tiedonsiirto ⇐ ja sama suuremmilla taajuuksilla toisinpäin. Analogisilla signaaleilla vahvistin, digitaalisilla toistin. Ethernet-kaapeleiden kategoriat ja niiden merkity, vanhat kaapelit voivat jo rajoittaa sisäverkkoni nopeutta ⇒ Täytyy tutkia. Valokuiduntoiminta ja eri tiedonsiirtomuodot. Radiohorisontin ja optisenhorisontin eron syy. Sateliitit kommunikoivat myös keskenään, eikä pelkästään maa-asemien kanssa.
  • Jäi epäselväksi: dB vaimeneminen, mitä se tarkoittaa? kuinka paljon signaali voi vaimentua jotta se muuttuu käyttökelvottomaksi? Mikä on lähtötaso?

Luentopäivä 4: 10.10.2014

  • Päivän aiheena oli: Linkit, kanavat
  • Päivän tärkeimmät asiat: GPS-toiminta, Datansiirto, kommunikointi järjestelmä, 1 ja 0 muodostuminen jännitetasolla, Signaalit ja niiden muunnokset, Kanavat, Koodaus tavat, AD/DA-muunnokset, Multipleksointi.
  • Mitä opin tällä kertaa: Miten kommunikaatio Marssiin tapahtuu, Simplex, half-duplex, duplex erot, Digitaalinen signaali liikkuu monesti analogisena, Codekki on perjaatteessa D/A-muunnin, Taajuudet etenee eri nopeuksilla, eri keinoja esittää 1 ja 0 jännitetasoilla, kaapelimodeemi käyttää aikajakoistakanavointia.
  • Jäi epäselväksi: Taajuudet, taajuuskaista, kanavointi.

Luentopäivä 5: 16.10.2014

  • Päivän aiheena oli: Verkot
  • Päivän tärkeimmät asiat: Piirikytkentä ja Pakettikytkentä, Tietosähke ja Virtuaalipiiri, Reititys-strategiat, Ruuhkanhallinta verkossa.
  • Mitä opin tällä kertaa: Piirikytkennän ja pakettikytkennän eron, paketit voivat liikkua myös eri nodejen kautta, viiveen muodostuminen, reititystaulun merkitys, TTL = Time To Live, Mistä johtuu packet loss, verkkojen kriittinen kuorma noin 80%.
  • Jäi epäselväksi: Aktiivisesti reagoivat reititystaulut (reititys algoritmi)

Luentopäivä 6: 17.10.2014

* Päivän aiheena oli: Sovellukset, kurssin päätös

  • Päivän tärkeimmät asiat: Kerrosmalli, mobiiliverkot, LocalAreaNetworks, HighSpeedLAN, WirelessLAN
  • Mitä opin tällä kertaa: Kerrosmalli aukesi vihdoinkin kunnolla, 1-5g verkkojen erot, signaalin maastoeteneminen, topologian merkitys, Mac-osoitteen syvin olemus, Hubin ja Switchin ero, Törmäykset ja niiden käsittely, Nimipalvelimien toiminta.
  • Jäi epäselväksi: Kanavointi vieläkin vähän epäselvää.

Mitä opin kurssin aikana

Paljon!

  1. Iso kuva, verkon kokonaisrakenne ja miten mikäkin vaikuttaa toisiinsa. Mistä kaikesta koostuu viive ja datansiirron nopeus.
  2. Kerrosmalli, alkuperäinen käsitys oli suurinpiirtein että linjaan syötetään jännitevaihteluita +10V tarkoittaa 1 ja +2V nollaa, no löytyihän sieltä vähän isompi kokonaisuus alta. Suurin järkytys koko kurssilla oli että TCP/IP ei olekkaan yksi kokonaisuus.
  3. Siirtotiet, langattoman ja langallisen siirtotie käsitteen alle mahtuu yllättävän paljon tavaraa.
  4. Standardit ja niiden muodostuminen, mistä johtuu se että nykyään käytetään esim TCP/IP:tä ja kuinka lähellä on ollut että asiat voisivatkin olla toisin.

Kotitehtävät

Kotitehtävä Luento 1 & 2

Luo kuva oman kodin tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista.

Kaapelimodeemi yhdistyy ISP:hen tarjoten näin sisäverkolle liitynnän ulkoverkkoon. Kaapelimodeemissa on sisäinen reititin ja se on asetettu siltaavaan tilaan. Kaapelimodeemin reitittimeen kytkeytyy suoraan Sonyn Playstation ja Wlan-tukiasema/reititin joka on asetettu reitittävään tilaan. Wlan-tukiasemaan liittyy pöytäkone käyttäen ethernet-kaapelia ja sen lisäksi kannettavat-tietokoneet, puhelimet, tabletit ja monitoimilaite käyttäen WLAN-yhteyttä.

Kotitehtävä Luento 3 & 4

Toisen viikon kotitehtävässä on tarkoitus etsiä omassa kotiverkossa/laitteistossa käytettyjä Siirtoteitä ja taajuuksia (ennakkotehtävä) Siirtonopeuksia Protokollia Koodaus- ja kanavointimenetelmiä

Lähteet: http://standards.ieee.org/ http://www.usb.org/ http://www.cable-europe.eu/

Kotitehtävä Luento 5 & 6

Pohtikaa omien laitteiden muodostamaa kokonaisuutta erityisesti kokonaisuuden eliverkon kannalta. Kuvatkaa kuinka tieto liikkuu laitteelta toiselle (kerrosmallin keinoin, protokollat huomioiden)

Yllä olevassa kuvassa on kuvattu kerrosmallia apuna käyttäen, yksi yleisimmistä omassa sisäverkossani tapahtuvista prosesseista. Siinä kannettavalta tietokoneelta läheteään tiedostoja pöytäkoneen kovalevylle, eli suoritetaan varmuuskopiointia. Kannettava tietokone lähettää sovelluskerroksestaan paketin, johon lisätään kuljetuskerroksessa TCP-määritteet ja saatettan suorittaa pilkkominen pienempiin paketeihin, verkkokerroksessa IP-määritteet ja sen jälkeen se lähetetään linkki- ja fyysisenkerroksen kautta siirtotielle. Seuraavana paketin vastaanottaa reititin ja koska pysytään sisäverkossa pystyy se fyysistä- ja linkkikerrosta hyväksi käyttäen päättelemään mihin suuntaan paketti pitää ohjata. Reititin lähettää paketin johtimelliselle siirtotielle jonka toisessa päässä on pöytätietokone. Pöytäkone ottaa paketin vastaan ja sen kuljetuskerroksessa pienemmät paketit koostetaan jälleen yhdeksi ja toimitetaan sovelluskerrokseen. Kuljetuskerros lähettää myös kuittauksen kannettavalle tietokoneelle paketin vastaanotosta.

Ennakkotehtävä Vko 41

Ennakkotehtävä Pohdin oman kotiverkkosi laitteiden välisiä yhteyksiä. Millaisia siirtoteitä laitteiden välillä käytetään? Syntyykö kotona useiden yhteyksien ketjuja?

WLAN = Käyttää siirtotienään ilmaa.

Kiinteät verkkoyhteydet = Siirtotie on kiinteä, tässä tapauksessa CAT-5 standardin mukainen kierretty parikaapeli.

USB 2.0 = Kiinteä siirtotie.

Useampien yhteyksien ketjuja syntyy oikeastaan aina kun mikä tahansa laite kommunikoi ulkoverkkoon tai keskenään.

Ulkoverkkoon ketju on:

LAITE ⇒ REITITIN ⇒ MODEEMI ⇒ ULKOVERKKO

Kannettavalla tulostettaessa pöytäkoneen verkkoon jaetulla USB-printterillä ketju on:

LAITE ⇒ REITITIN ⇒ PÖYTÄKONE ⇒ USB-TULOSTIN

Tätä tulostinta ei siis voi käyttää jos pöytäkone ei ole päällä ja yhteydessä verkkoon.

Ennakkotehtävä Vko42

Ennakkotehtävä Etsikää verkosta (Internet) erilaisia verkkoratkaisuja ja pohtikaa niiden taustalla olevia rakenteita (miten linkit yhdistyvät isommaksi kokonaisuudeksi etc.)

Langattomat verkot Koostuu yhdestä tai useammasta langattomasta tukiasemasta ja näihin liitetyistä laitteista. Langaton verkko saattaa olla näennäisesti sama verkko eli siis käyttää samaa SSID:tä mutta koostua silti eri taajuuksilla toimivista tukiasemista, joihin laitteet yhdistyvät signaalin voimakkuuden mukaan. Langalliset verkot Langalliset verkot koostuvat kytkimestä tai kytkimistä ja niihin yleensä ethernet-johdoilla liitetyistä laitteista. Yhteyksiä saatetaan muodostaa kytkinten välillä myös valokuidulla. Sisäverkot LAN Sisäverkoilla tarkoitetaan verkkoja joihin vain tietyllä rajoitetulla käyttäjäryhmällä on pääsy. Yleensä sisäverkko on rajattavissa myös fyysisesti. Yrityksen koneet ja palvelimet yhdistävä verkko on sisäverkko, vaikka siitä tai siihen saattaa olla yhteys ulkoverkosta. Sisäverkon sisälle voidaan muodostaa omia verkkoja joihin vain tietyllä ryhmillä on pääsy, näitä kutsutaan intraneteiksi. Intranet johon on pääsy myös ulkopuolisilla esim. asiakkailla kutsutaan extranetiksi. Ulkoverkot WAN Ulkoverkolla tarkoitetaan verkkoa joka on sisäverkon ulkopuolella. Se koostuu eri ISP:eiden yhteen liittyvistä verkoista ja on maailmanlaajuinen. Virtuaalinen erillisverkko VPN On keino yhdistää kaksi sisäverkkoa näennäisesti yhdeksi sisäverkoksi ulkoverkon kautta. VPN , puhekielessä myös putki mahdollistaa tietoturvallisesti eri toimipisteiden verkkojen yhdistämisen tai etätyöskentelyn aivan kuin välimatkaa ei olisikaan. Edellisten yhdistelmät Verkot koostuvat edellisten yhdistelmistä. Monesti sisäverkot koostuvat sekä langattomista että langallisista verkoista jotka on liitetty yhteen kytkinten kautta. Toteutus riippuu verkon koosta ja tietoturva vaatimuksista. Sisäverkko ja ulkoverkko on yhdistetty yleensä palomuurin kautta toisiinsa, jolloin sisäverkkoa suojellaan ulkoverkosta tulevilta hyökkäyksiltä. Toinen yleisesti käytetty tapa on suorittaa sisäverkon koneille NAT:ttaus eli osoitteen muutos jolloin sisäverkosta näkyy ulos ainoastaan reitittimen/palomuurin IP:osoite.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 8 h

Oppimispäiväkirja: 1 h

Kirjallisuuteen tutustuminen: 1 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 8 h

Oppimispäiväkirja: 1 h

Kotitehtävät: 3 h

Kirjallisuuteen tutustuminen: 1 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 8 h

Oppimispäiväkirja: 1 h

Kotitehtävät: 4 h

Kirjallisuuteen tutustuminen: 4 h

Tenttiin valmistautuminen: 15 h


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