Oppimispäiväkirja

Oma ennakkonäkemys tietoliikenteestä

Tietoliikenne on tiedon siirtoon, siirtomuotoihin ja tapoihin liittyvä aihealue. Tietoliikenteessä käydään läpi sähköisen tiedonsiirron periaatteita ja toimintaa. Myös tiedonsiirron suojaaminen ja tietoturva kuuluvat mielestäni tietoliikenteeseen. Tietoliikenteestä tulee mieleen monia termejä, mm. IP, WLAN, WAN, bitit, valokuitu, adsl, 3G ja 4G. Internet erittäin tärkeässä asemassa tiedonsiirrossa. Tietoliikenteessä käsitellään niin isoja kuin pieniä tietoliikenteeseen liittyviä kokonaisuuksia, verkkojen rakennetta ja yhdistämistä.

Luentoyhteenvedot

Luennot 1 & 2 (vk 40):

Opin:

Kuinka sähköposti kulkeutuu perille, kommunikointimalli (eli komponentit ovat lähde, lähetin, siirtojärjestelmä, vastaanotin ja kohde), terminologiaa (mm. datan ja informaation ero), Tiedonsiirtomalli, signaalin vaimeneminen liikkuessaan paikasta A paikkaa B, Kerrosmallin perusteet (TCP/IP), kuinka kaksi kerrosmallia periaatteessa kommunikoivat keskenään. 5G tulevaisuudessa.

Epäselväksi jäi:

OSI ei ihan mennyt jakeluun, protokolla - termin täydellinen ymmärrys, kerrosmallin täydellinen hahmoitus. Terminologia hieman hankalaa (tuttuja sanoja joiden merkitys jää hieman epäselväksi).

Luento 3 (vk 41):

Opin:

Hahmotan käsitteen protokolla paremmin, standardointi - käsite, erilaiset siirtotiet ja niiden erot (johtimeton tai johtimellinen, vaikuttavat asiat yms.)

Epäselväksi jäi:

Täydellinen standardointi käsitteen ymmärrys

Luento 4 (vk 41):

Opin:

Analogisen ja digitaalisen signaalin välisen eron ja kuinka analoginen muutetaan digitaaliseksi useiden taajuuksien avulla (ja toki myös toisinpäin). Digitaalinen signaali voidaan koodata eri tavoin. Kanavointi ja datan siirto tuli myös jotenkin ymmärrettyä.

Epäselväksi jäi:

Osittain kanavointi oli vaikea ymmärtää,samoin datan siirrossa jotkin asiat jäivät hämäräksi.

Luento 5 (vk 42):

Opin:

Perusidea kuinka verkossa olevat solmut toimivat, lähettävät paketteja. Jokainen solmu ei ole yhteydessä toiseensa mutta yhteyksi' on tarpeeksi että jos yksi linkki menee rikki niin tieto kulkee perille toista reittiä. Piirikytkennän ja pakettikytkennän ero. Piirikytkennässä yhteyspolku määritetään ennalta ja sen kapasiteetti varataan, pakettikytkennässä data pilkotaan paketeiksi ja paketit lähetetään verkossa mahdollisesti eri reittejä. Pakettien koko riippuu siirtotiestä. Jos pakettikytkentä on virtuaalipiiri niin paketit kulkee varmasti oikeassa järjestyksessä. Piirikytkentää käytetään äänen siirtoon (puhelinverkot) ja paketti kytkentää tehokkuutensa takia käytetään datan siirtoon (dataverkot). Luennolla käsiteltiin myös ruuhkan hallintaa ja ruuhkan syntymistä ja sen ratkaisemista. Myös traceroute - käskyn toiminta tuli tutuksi.

Epäselväksi jäi:

Signalointi, reititysstrategiat

Luento 6 (vk 42):

Opin:

Mobiiliverkot lähetystornien sijoituksessa käytetään hyödyksi kuvitteellista kuusikulmiomuotoa (ikäänkuin mehiläiskenno) jossa samaa taajuutta lähettävät antennit (tms.) sijoitetaan mahd. kauas toisistaan jottei signaalit sekoitu. LANin toiminta: helppo ja halpa → siksi yleinen. LANilla erilaisia topologioita, yleisin nykyään tähti. Topologian valinta riippuu siirtotiestä, sen käyttöön ja hallinnointiin. LANilla periaatteessa 5 kerroksinen kerrosmalli (Sovellus, TCP, IP, Looginen linkki (LLC) ja MAC). MAC protokollaa käytetään siirtotien kapasiteetin tehokkaaseen jakamiseen ja hallintaan.

Epäselväksi jäi:

ALOHA, en täysin ymmärtänyt CSMA/CD:tä, myös hieman epäselväksi jäi IEEE 802.11 standartit.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

“Luo kuva oman kodin tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista. ”

Kotitehtävä 2

“Toisen viikon kotitehtävässä on tarkoitus etsiä omassa kotiverkossa/laitteistossa käytettyjä 1 )Siirtoteitä ja taajuuksia (ennakkotehtävä) 2) Siirtonopeuksia 3) Protokollia 4)Koodaus- ja kanavointimenetelmiä”

1) Reitittimestä lähtee langaton signaali ja koska reitittimen tila on 802.11b/g/n niin signaali lähtee 2,4GHz taajuudella (http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_WLAN_channels)

2) Reititin pystyy maksimissaan siirtämää 150 Mbit/s (reitittimen paketin mukaan) mutta nettiyhteyteni lupaa n. 50Mbit/s mutta todellisuudessa se on välillä 30-40Mbit/s

3) Kone ja reititin keskustelee TCP/IPv4:llä, reititin ja puhelin keskustelee oletettavasti samalla koska reititin käyttää IPv4:sta.

4) Aluksi ajattelin että reititin käyttää kanavointiin FDM:ää koska voin reitittimen hallinta sivulta valita kanavan mutta tutkittuani internettiä tulin tulokseen että reitittimeni voisi käyttää kanavointiin CSMA/CA:ta koska yleinen WLAN:in kanavointi menetelmä (http://fi.wikipedia.org/wiki/CSMA/CA)

Kotitehtävä 3

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

Jos laitan tiedoston koneellani dropbox-kansioon, dropbox siirtää sen verkkoon pilvipalveluun. Tiedosto siirtyy internetissä käyttäen viisikerroksista TCP/IP mallia. Siinä ylin kerros on sovelluskerros, sitten alenevasti kuljetuskerros, internetkerros, linkkikerros ja fyysinen kerros. Jokainen näistä kerroksista juttelee keskenään mutta aina tieto kulkee alimman fyysisen kerroksen kautta laitteelta toiselle. Kun laitan tiedoston dropbox kansioon sovelluskerros päättää lähettää sen eteenpäin pilvipalvelimelle, kuljetuskerros käyttää TCP protokollaa joka on luotettava tapa siirtää ja sallia tiedonsiirtoa sovelluksesta toiseen. Internetkerros hoitaa pakettien välittämisen ja linkkikerros vastaa siitä että internet kerroksen IP paketit pääsevät liikkumaan. Fyysinen kerros hoitaa sen että kaikkki vistit ja paketit pääsevät matkaan siirtotielle.

Sovelluskerrokselta lähtenyt ohjeistus lähettää tiedosto pilvipalvelimelle välittyy seuraavaan kerrokseen jossa TCp protokolla sallii tiedoston siirtymisen ja sovelluksen kommunikaation internettiin. Tämän jälkeen internetprotokolla pilkkoo tiedoston sopiviksi paketeiksi jotka linkki kerros hoitaa IP osoitteen mukaan kohti oikeaa sijaintia ja fyysinen kerros lähettää datapaketit liikkeelle verkkoon koneeltani reitittimen kautta. Kun paketit ovat kulkeutuneet perille drop boxin pilvipalveluun ne pääsevät perille fyysisen kerroksen kautta jonka jälkeen jokainen kerros keskustelee lähettäjän TCP/IP protokollan vastaavan kerroksen kanssa ja lopulta tiedosto pääsee perille pilveen.

Ennakkotehtävät

Vk 41

Pohdi oman kotiverkkosi laitteiden välisiä yhteyksiä. Millaisia siirtoteitä laitteiden välillä käytetään? Syntyykö kotona useiden yhteyksien ketjuja?” : Reitittimeen tulee ilmateitse 3G signaali jonka reititin lähettää ilmateitse koko kämppään WLAN:ina. Televisio on kytketty tietokoneeseen hdmi piuhalla. Television ja kaukosäätimen välillä on ilmatie yhteys jossa käytetään infrapunaa tiedonsiirtoon. Usean yhteyden ketju syntyy 3G mastolta reitittimeen ja siitä koneeseen.

Vk 42

“Etsikää verkosta (Internet) erilaisia verkkoratkaisuja ja pohtikaa niiden taustalla olevia rakenteita (miten linkit yhdistyvät isommaksi kokonaisuudeksi etc.)” Erilaisia verkkoratkaisuja on mm. langaton verkko, tai ethernet kaapelilla modeemista tai reitittimestä koneeseen menevä yhteys. Langaton verkko rakentuu lähettimestä joka lähettää langatonta signaalia ympäristöön, jolloin yksi tai useampi kone pääsee langattomaan käsiksi (myös suojauksesta riippuen). Ethernet kaapelin varassa oleva yhteys tulee vain koneeseen johon kaapeli on kiinnitetty ja reitittimestä/modeemista voi kytkeä usealla johdolla yhteyden useampaan koneeseen. Erilaisia ratkaisuja on mm. 3G, 4G (mobiiliverkkoja), valokuitu ja adsl.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

~4h luento + ~4h luento + 2h itseopiskelua = ~10 h

  • Luentoviikko 2

~4h luento + ~4h luento + ~ 1,5 h itseopiskelua = ~9,5 h

  • Luentoviikko 3

~4h luento + ~4h luento + 2h itseopiskelua = ~10h


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