CT30A2001 Tietoliikennetekniikan perusteet · Opiskelija hahmottaa tietoliikennealueen kokonaisuutena ja osaa yhdistää aihealueen asioita toisiinsa. Opiskelija tuntee tiedonsiirron
Post on 16-Aug-2020
2 Views
Preview:
Transcript
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 1
CT30A2001 Tietoliikennetekniikan perusteet
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 2
Luennoitsijasta
Jari Porras – MSc 1993 LUT & MTU – DSc 1998 LUT
Professori 1999 – Osastonjohtaja 2005-2006
Kursseja > 100 Rinnakkaislaskenta & -simulointi, Langaton & ad hoc & p2p
Jari.Porras(at)lut.fi
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 3
CT30A2001 Tietoliikennetekniikan perusteet, 5 op
Tavoitteet: Opiskelija hahmottaa tietoliikennealueen kokonaisuutena ja osaa yhdistää aihealueen asioita toisiinsa. Opiskelija tuntee tiedonsiirron peruskäsitteet, kuten erilaiset siirtotiet, protokollat ja verkkotyypit sekä verkkojen yleiset toiminnot, sekä tiedonsiirrossa tarvittavat protokollat. Opiskelija tuntee kerrosmallin signaloinnista aina sovellustasolle.
Sisältö: Yleiskatsaus tietoliikenteeseen sisältäen kerrosmallit, protokollat, siirtotiet, verkot ja verkon toiminnot. Intensiivikurssi. Luentoja 28 h, kotitehtävät 1. periodi. Tentti. 0 - 5. Tentti 100 %.
Kirjallisuutta: Luentokalvot. Stallings, W.: Data and Computer Communications, International Edition, Prentice-Hall, 2004. William Stallings: Data and Computer Communications, Eight edition, 2007
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 4
CT30A2001 - Kurssijärjestelyt
• Luennoitsija: Prof. Jari Porras – vastaanottoaika ma klo 9-10, huone 6609 – puh: (05) 621 2803, email: jari.porras(at)lut.fi
• Luennot (28 tuntia) 1. periodissa – 3.9 (7h), 24.9 (7h), 8.10 (7h) ja 15.10 (7h)
• Kurssimateriaali: – kalvot www-sivuilta (NOPPA)
https://noppa.lut.fi/noppa/opintojakso/ct30a2001/etusivu – Wiki –sivusto (Opiskelijoiden työt)
http://www2.it.lut.fi/wiki/doku.php/courses/ct30a2001/start
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 5
CT30A2001 - Kirjallisuutta
W. Stallings: Data and Computer Communications, International edition, Pearson education (1,2,4,8,9,10,14,15,16,17,18)
http://www.williamstallings.com/DCC/DCC7e.html
Kurose J. & Ross K.: Computer networking: A Top-Down Approach, Addison-Wesley, 2008 http://www.aw-bc.com/kurose-ross/
F. Halsall: Computer Networking and the Internet, Addison-Wesley, 2005 http://wps.pearsoned.co.uk/ema_uk_he_halsall_compnet_5
A.S Tanenbaum: Computer networks, Prentice-Hall, 2003
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 6
CT30A2001 - Sisältö
TAVOITE: • Yleiskuva / vankat perustiedot tietoliikenteen koko kentästä
tietotekniikan näkökulmasta tarkasteltuna. • Opiskelija tuntee tietoliikenteen kokonaiskuvan ja osaa
tarvittaessa etsiä oikeaa tietoa ja yhdistää asioita. • Perusta tietoliikennetekniikan opiskeluille LUT:ssa
– 2008 kursseja yhdistelty – Tietoliikennetekniikan perusteet 1, Tietoliikennetekniikan
perusteet 2, Tietoverkot ja datasiirto ja Langaton tietoliikenne
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 7
CT30A2001 - Sisältö
Yleiskuva (1,2, ja 18) – Johdanto – Kommunikointimalli – Yleiskuva verkoista – Protokollat
• kerrosarkkitehtuuri • protokollien toimintoja • Standardointi
Tiedonsiirto (3,4,5) – Signaalit – Siirtotiet
• johtimelliset • johtimettomat
– Koodaus
Tiedonsiirrossa tarvittavia toimintoja (6,7,8,9)
– Virheen havainnointi – Vuon valvonta – Kanavointi
Verkot (10, 14, 15,16,17,18) – Lähiverkkoteknologiat
• Topologiat – Kytkentäiset verkot – Tietoverkkojen tulevaisuus
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 8
CT30A2001 – Kurssin arvioinnista
• Kurssin arvostelu
Kurssin arvostelun tarkoituksena on selventää opiskelijalle kuinka kurssi tullaan arvostelemaan ja millaisista asioista kurssin arvosana koostuu.
Muoto Osuus loppuarvosanasta Tentti 100% Kotitehtävät
Muodoltaan tentti on ns. perinteinen tentti, jossa 4 essee/selvitystehtävää. Tentistä on saatava vähintään 50% pisteistä läpäistäkseen tentin. Bonuspisteet lasketaan mukaan läpäisyä tarkasteltaessa.
Kurssin aikana on mahdollisuus kerätä erilaisia bonuspisteitä. Bonuspisteet vaikuttavat suoraan tenttiarvosanaan (kurssin vuoden aikana järjestettävien tenttien kohdalla, ei enää seuraavana vuonna) Läsnäolo 0 - 1p. Kurssin kaikilla luennoilla istuminen.
Pistarit 0 - 2 p. Kurssin aikana järjestetään 2 pistokoetta asioiden osaamistason testaamiseksi.
Oppimispäiväkirja 0 – 2 p. Sisältäen kotitehtävät ja muu kurssin aikana tuotettu materiaali. Wiki –kirja 0 - 2 p. Osallistuminen Wiki-kirjan tuottamiseen
Palautelomake 1p Kursseista kerätään palautetta, palautteen antamisesta hyvitetään
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 9
CT30A2001 – Kurssin kotitehtävät
• Kurssikuvauksessa kurssille on määritetty kriteereiksi kotitehtävät. Vaikka kurssi arvostellaan 100% tentin perusteella, kotitehtävät ovat pakolliset. Tämä vaatimus liittyy kurssin työmääräarvioon.
• Kunkin luentopäivän lopuksi määritetään kotitehtävä, jonka opiskelija liittää Wiki -sivustoon omalle oppimispäiväkirja-alueelleen.
• Kotitehtävien tarkoitus on syventää asioiden oppimista.
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 10
CT30A2001 - Bonukset
• Bonukset – Pistarit
• Luennoitsijan tiedoksi (oppiminen) – Päiväkirja
• Opiskelijan omaksi oppimiseksi. Huom. Palautus ja palaute ennen tenttiä.
• Kotitehtävät, valmentavat tenttiin • Ajankäyttö
– Palaute • Kurssipalautteen täyttäminen
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 11
CT30A2001 - Pistarit
• Toisen ja viimeisen kerran aamuna ensimmäisen luennon aluksi pidetään pistarit – 10 min. aikaa vastata edellisen kerran
luennoilla esitettyihin asioihin perustuviin kysymyksiin.
– 1 bonus piste/pistari luennoitsijan hyväksyessä vastauksen
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 12
CT30A2001 - Päiväkirja
• Päiväkirja tulee sisältämään seuraavia asioita – Ennakkokäsitys – Luentojen pääasiat ja niistä heränneet
kysymykset – Kotitehtävät – Ajankäyttö
• Päiväkirja esitetään luennoitsijalle ennen tenttiä ja samassa yhteydessä on mahdollista keskustella epäselviksi jääneistä asioista … ainakin mahdollisuus
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 13
CT30A2001 – Wiki-kirja
• Wiki-kirja on opiskelijoiden yhteinen foorumi Wiki-sivustolla, johon opiskelijoiden on tarkoitus yhteistuumin kerätä kurssin aikana esille nousevia asioita. – Opiskelija pohtii ensin itsekseen ja lopulta
saattaa asettaa omat näkemyksensä muiden näkyville.
– Sisältöä voi muokata omien näkemysten mukaan.
– Sivusto toimii pohjana seuraavalle vuodelle
CT30A2001 – Tenttikysymykset
• Wikiin on luotu kysymysalue, johon opiskelijat voivat luoda kurssin aikana mielestään hyviä tenttikysymyksiä.
• Jos kysymyksiä on riittävästi, tulee puolet tentin kysymyksistä juuri kyseisistä kysymyksistä. • Kysymysten jako alueittain/luentokerroittain
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 14
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 15
CT30A2001 – Kurssin kuormittavuus
• Kurssin mitoitus/kuormittavuuslaskelma Kurssin mitoituksen/kuormittavuuslaskelman tarkoituksena on antaa opiskelijalle kuva, kuinka paljon ja millaista työtä kurssin hyväksyttävä suoritus tulee vaatimaan. Oletusarvoisesti työmäärä lasketaan keskimääräisen suorituksen (3) mukaisesti ja parempien arvosanojen saaminen voi vaatia enemmän työtä.
Muoto Tunnit Selvitys Lähiopetus 28 Luento 28 Luentoihin ja seminaarikertoihin kuluva aika
Kurssisuoritukset 3 Tentti 3 3 Varsinaiseen tenttiin osallistuminen
Lähiopetukseen liittyvä valmistautuminen 50 Luennot 14 Luennoille etukäteisvalmistautuminen (0,5 h/luento) Kotitehtävät 26 Muu aktiviteetti 10 Oppimispäiväkirja/Wiki-kirja
Tenttiin valmistautuminen 50 Kirjallisuus ja luentokalvot 50 Stallings (soveltuvin osin n.600s) + kalvomateriaali
YHTEENSÄ 131 h /26 = 5 op
Kurssin kuormittavuuslaskelmassa on lähdetty oletuksesta, että opiskelija osallistuu kaikille luennoilla. Ennen opetukseen osallistumista opiskelijan on hyvä hieman katsoa käytävää aihealuetta etukäteen/lukea edellisellä kerralla käyty aihealue läpi. Mikäli näin tehdään, opiskelija huomaamattaan valmistautuu jo tenttiin eikä varsinainen tenttiin valmistautumisaika ole esitettyä pidempi. Kurssin kuormittavuus pyydetään arvioimaan kurssin lopulla julkaistavassa kurssipalautekyselyssä.
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 16
Ennakkotehtävä (Oppimispäiväkirja 1)
• Määrittele oma näkemyksesi tietoliikenteestä paperille 10 min. max. 1 A4 – Myöhemmin saat verrata tätä näkemystä
siihen mitä kurssilla opit • Mieti termejä/käsitteitä/asioita/kokonaisuuksia,
joita tietoliikenne tuo mieleesi ? – Esim. Digi-TV, ADSL, kännykkä, …
• Millaisia asioita on ollut esillä lehdistössä/uutisissa?
• Kun saat oman tehtäväsi tehtyä, juttele naapurisi kanssa ja miettikää yhdessä yksi yhteinen, tärkeä asia/termi.
Yhteenveto ennakkotehtävästä 2010
1. ? 1. ?
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 17
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 18
Yhteenveto ennakkotehtävästä 2008
1. Tietoturva 2. Lähetysteho
langattomassa siirrossa 3. NFC/RFID 4. IPX/SPX 5. Internet vs. PSTN 6. Kenttäväylä/M2M 7. GSM/3G 8. TCP/IP vs. OSI
1. Lähiverkko 2. Protokolla 3. Palvelut/sisältö 4. Päätelaitteet/älypuhelin 5. Palvelimet/SQL 6. Operaattori 7. IPv6 8. GPS
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 19
Trendit
• Viime vuosikymmenien kehityksessä on nähtävissä trendejä, jotka ovat muokanneet tämän päivän tietoliikenteen käyttöä – Mobiliteetin lisääntyminen – Internetin yleistyminen
• (VerkkoIiikenteen) kasvu • Palveluiden lisääntyminen
– Erilaisten verkkojen yhdistyminen
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 20
Aikakaudet
Mainframe era – many share a
computer PC era
– one computer, one person
Internet - Widespread Distributed Computing
– a transition Ubiquitous Computing
– many computers share each of us
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 21
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 22
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 23
Tietoliikenne nyt ?
• Tietoliikenne sisältää tänä päivänä hyvinkin erilaisia osia. Kurssin tavoitteena voitaisiinkin pitää selkeän käsityksen muodostamista tästä kokonaisuudesta.
24
Kehitys cellular phones satellites wireless
LAN cordless phones
1992: GSM
1994: DCS 1800
2001: IMT-2000
1987: CT1+
1982: Inmarsat-
A
1992: Inmarsat-B Inmarsat-M
1998: Iridium
1989: CT 2
1991: DECT 199x:
proprietary
1997: IEEE 802.11
1999: 802.11b, Bluetooth
1988: Inmarsat-
C
analog
digital
1991: D-AMPS
1991: CDMA
1981: NMT 450
1986: NMT 900
1980: CT0
1984: CT1
1983: AMPS
1993: PDC
2000: GPRS
2000: IEEE 802.11a
200?: Fourth Generation (Internet based)
By Prof. Dr.-Ing. Jochen H. Schiller From “Mobile Communications”
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 25
Rakenne
• Verkot mahdollistavat omilla rakenteillaan käyttäjien tarpeiden toteuttamisen – Tekninen näkökulma – Rajapinnat ja
protokollat
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 26
Home network
Institutional network
Mobile network
Global ISP
Regional ISP
router
PC
server
wireless laptop cellular handheld
wired links
access points
Rakenne
Figure by Kurose/Ross: Computer Networking, Addison Wesley
27
Seuraava sukupolvi
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 28
Käyttäjänäkökulma
• Käyttäjällä tarpeita, joihin nykypäivänä tietoliikenne vahvasti liittyy
– Verkon/verkkojen hyödyntäminen
• Voisiko käyttäjänäkökulman tuoda osaksi yleiskuvaa ?
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 29
Käyttäjän ja verkkojen yhdistäminen II
30
Elements of the networks
User - most important part ? – Technology vs. needs
Terminals – display, keyboard, camera – few big improvements
Communication technologies – RFID ... 3G – seamless connectivity required
Environment – Intelligance => context awareness – Through sensors ?
Structure of the networks
31
Verkkojen jaottelu
• Käyttöalueenmukaan mukaan – BAN, PAN, LAN, MAN, WAN
• Sovellusalueen mukaan – Paging, Trunking, Wireless Telephony,
Cellular telephony, Satellite Communication systems, Wireless Access Networks
• Verkkotyypin mukaan – P2P verkot, ad hoc verkot,
Infrastruktuuriverkot, soluverkot…
32
Ympäristö
33
Päätelaitteet Pager • receive only • tiny displays • simple text messages
Mobile phones • voice, data • simple graphical displays
PDA • graphical displays • character recognition • simplified WWW
Smartphone • tiny keyboard • simple versions of standard applications
Laptop/Notebook • fully functional • standard applications
Sensors, embedded controllers
www.scatterweb.net
No clear separation between device types possible (e.g. smart phones, embedded PCs, …)
By Prof. Dr.-Ing. Jochen H. Schiller From “Mobile Communications”
34
Kommunikoinnin muodot • Kiinteä (fixed)
– Kommunikoivat oliot kiinteästi paikalleen – Esim. pöytätietokone ja langaton tukiasema
• Nomadi – Päätelaite pysyy kommunikoinnin aikana paikallaan,
mutta voi vaihtaa paikkaa eri kommunikointitapahtumien välillä
– Esim. kannettavan tietokoneen käyttö työmatkoilla langattomia tukiasemia hyödyntäen
• Siirtyvä (Mobile) – Päätelaite voi liikkua kommunikoinnin aikana paikasta
toiseen. – Tiedon kulkema reitti voi muuttua kommunikoinnin
aikana. – Esim. matkapuhelimen käyttö – Vaatii kevyen päätelaitteen (PC on aika raskas
siirreltävä)
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 35
Kohti kerrosmalleja
• Erilaiset käyttäjän tarpeet pyritään jakamaan osiin ja muodostamaan osista kokonaisuus. Verkon eri laitteissa toimii vain ne osat, joita kulloinkin tarvitaan
Lappeenranta University of Technology / JP, PH, AH 36
Stallingsin malli
top related