Yhteenveto / kertaus. Tuomas Aura T Johdatus Tietoliikenteeseen kevät 2012

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Yhteenveto / kertaus. Tuomas Aura T-110.2100 Johdatus Tietoliikenteeseen kevät 2012"

Anne-Mari Keskinen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Yhteenveto / kertaus Tuomas Aura T Johdatus Tietoliikenteeseen kevät 2012

2 Kurssin luennot (toteutunut järjestys) 1. Aloitus: Miten Internet toimii, Tuomas Aura 2. Web 2.0 ja uudet sovellustekniikat, Ville Karavirta 3. Sovelluskerros: WWW, , socket API, Sasu Tarkoma 4. Salaustekniikat, SSL, Tuomas Aura 5. Kuljetuskerros, TCP, Matti Siekkinen 6. Verkkokerros, IP, Matti Siekkinen 7. Linkkikerros, Ethernet ja WLAN, Matti Siekkinen 8. Tietoverkkojen turvallisuus, Tuomas Aura 9. Tiedonsiirron perusteet ja optiset verkot, Jouko Kurki 10. Nykypäivän matkapuhelinverkot, Jukka K. Nurminen 11. Tele- ja tietoverkon laskutus, Sakari Luukkainen 12. Tulevaisuuden langattomat laajakaistat, Jukka K. Nurminen 13. Liiketoiminta verkkoympäristössä, Sakari Luukkainen 14. Kertaus, Tuomas Aura 2

Linkkikerros, Ethernet ja WLAN, Matti Siekkinen 8. Tietoverkkojen turvallisuus, Tuomas Aura 9. Tiedonsiirron perusteet ja optiset verkot, Jouko Kurki 10.

3 Tämän luennon sisältö 1. Esimerkki protokollista 2. Protokollapino 3. Standardointi 4. Internet, tiedonvälitys ja yhteiskunta 5. Tietoliikenneohjelmistojen pääaine 3

4 Webmail 4

5 From: To: Subject: Internetin sähköposti IMAP/SMTP mail.example.com Internet SMTP HTTP smtp.hut.fi webmail.tkk.fi

2.168.1.33 IMAP/SMTP mail.example.com 207.68.196.170 bob@tkk.

6 PROTOKOLLAPINO 6

7 OSI-malli 7. Sovellus 6. Esitystapa 5. Istunto 4. Kuljetus 3. Verkko 2. Siirtoyhteys OSI-referenssimalli ISO-standardi 7 kerrosta Kukin kerros käyttää alemman palveluja ja tarjoaa palveluja ylemmälle Kerroksissa 4-7 on päätelaitteiden välinen assosiaatio eli jaettu tila 1. Fyysinen Huom. suomennosta siirtokerros käytetään vaihtelevasti kerroksista 2 ja 4. Sanaa on parempi välttää. 7

ja tarjoaa palveluja ylemmälle Kerroksissa 4-7 on päätelaitteiden välinen assosiaatio eli jaettu

8 Protokollapinot ja Internet Käyttäjä Sov. Assosiaatio Käyttäjä Sov. Reititin Reititin Verkko Verkko Verkko Verkko Linkki Linkki Linkki Linkki Fyysinen kerros Kone A Fyysinen kerros Internet Fyysinen kerros Kone B 8

9 Lähettäjä Kerros N+1 Kerros N Kerros N-1 Kerroksen N+1 PDU Kerroksen N PDU Kerroksen N-1 PDU Protokollatietoyksikkö (PDU) Korkeamman kerroksen PDU kapsuloidaan alemman PDU:hun otsake traileri Kehys fyysisellä siirtotiellä = kerros 1:n PDU 9

(PDU) Korkeamman kerroksen PDU kapsuloidaan alemman PDU:hun

10 Vastaanottaja Kerros N+1 Kerros N Kerroksen N+1 PDU Esimerkki: L4 PDU = TCP-paketti L3 PDU = IP-paketti L2 PDU = Ethernet-kehys Kerros N-1 Kerroksen N PDU Kerroksen N-1 PDU 10

11 Rajapinnat Kerros N+1 Kerros N+1 DATA.req DATA.cnf DATA.ind DATA.res Kerros N Kerros N Kerrosten välissä on palvelurajapinta Kerroksen N ja N+1 rajapinta kuuluu kerrokseen N Periaate: kerros N kommunikoi vain kerrosten N-1 ja N+1 kanssa samassa koneessa; kerroksen N kanssa verkon yli OSI-mallin rajapinnat: kerroksilla primitiivejä (esim. DATA yllä) pyyntö (req) ja ilmoitus (ind) sisältävät viestin vastaus (res) ja varmistus (cnf) sisältävät kuittauksen 11

Periaate: kerros N kommunikoi vain kerrosten N-1 ja N+1 kanssa samassa koneessa; kerroksen N kanssa verkon yli

12 OSI-malli ja TCP/IP-pino 7. Sovellus 6. Esitystapa 5. Istunto Sovelluskerros: HTTP, SSL, XML... Mitä OSI-mallin kerrokset vastaavat TCP/IP-pinossa? 4. Kuljetus Kuljetuskerros: TCP, UDP 3. Verkko Verkkokerros: IPv4, IPv6 2. Siirtoyhteys 1. Fyysinen Linkkikerros: Ethernet, MPSL, WLAN, GPRS... 12

13 OSI-malli ja TCP/IP-pino 7. Sovellus 6. Esitystapa 5. Istunto Sovelluskerros: HTTP, SSL, XML Kuljetus Kuljetuskerros: TCP, UDP 3. Verkko Verkkokerros: IPv4, IPv6 2. Siirtoyhteys 1. Fyysinen Linkkikerros: Ethernet, MPSL, WLAN, GPRS... 13

14 TCP/IP-pinon rajapinnat Sovelluskerros Middleware: HTTP, SSL, XML... Socket API Kuljetuskerros: TCP, UDP,... Verkkokerros: IPv4, IPv6 Linkkikerros: Ethernet, MPSL, Laiteajurirajapinta WLAN, GPRS... Tyypillinen toteutus: Prosesseina käyttäjätilassa Käyttöjärjestelmän ytimessä Verkkokortin firmware ja rauta 14

.. Verkkokerros: IPv4, IPv6 Linkkikerros: Ethernet, MPSL, Laiteajurirajapinta

15 Kerrokset käytännössä Protokollasuunnittelu on tasapainoilua siistin kerroksellisuuden ja optimointien välillä Hyvin määritellyt rajapinnat mahdollistavat markkinoita Erehdysten seuraukset pitkäkestoisia esim. IP osoitteen käyttö TCP-päätepisteen tunnuksessa Kerrosrajoja ylittävät optimoinnit tärkeitä suorituskyky, reaaliaikaisuus, palvelun laatu, energiansäästö, liikkuvuus, turvallisuus, anonymiteetti esim. TCP ja langaton verkko Kerrosmallia käytetään joustavasti: Alikerrokset, esim. MAC ja LLC, IPsec, TLS Tunnelit, esim. VPN, GPRS tunneling protocool Rekursiiviset kerrokset mahdollisia, esim. TLS VPN Kokonaan uusia kerroksia ehdotettu, esim. HIP Kehitys nopein sovelluspäässä, hitain pinon keskellä 15

IP osoitteen käyttö TCP-päätepisteen tunnuksessa Kerrosrajoja ylittävät optimoinnit tärkeitä suorituskyky, reaaliaikaisuus, palvelun laatu, energiansäästö, liikkuvuus,

16 STANDARDOINTI 16

17 Standardointi ISO: OSI-malli, X.509-sertificaatit, Unicode ITU-T: puhelinverkot, esim. SDH 3GPP: UMTS, LTE, GSM/GPRS/EDGE IETF: TCP/IP-protokollapino IANA: Internetin nimet ja numerot IEEE: lähiverkot (IEEE 802) W3C: web OASIS: XML-pohjaiset protokollat, esim. WS ym. standardoijat kilpailevat osin keskenään 17

SDH 3GPP: UMTS, LTE, GSM/GPRS/EDGE IETF: TCP/IP-protokollapino IANA:

18 IETF Internet Engineering Task Force (IEFT) määrittelee protokollia: mitä lähetetään langalle IETF-kokoukset, työryhmät, IESG, IAB toiminta avointa ja julkista: running code and rough consensus Standardointiprosessi: Internet-Draft, working group Request for Comments (RFC): informational, experimental, best current practice, standards track (proposed, draft, standard) RFC:n merkitys riippuu toteuttajista ja käyttäjistä, ei virallisesta statuksesta 18

org running code and rough consensus Standardointiprosessi: Internet-Draft, working group Request for Comments

19 IANA Internet Assigned Numbers Authority Hallinnoi nimiä ja numeroita ylimmän tason DNS-nimet ja DNS-juuripalvelimet IP-osoitteet ja AS-numerot protokollanumerot, esim. TCP-porttinumerot (80 = HTTP) HTTP-virhekoodit (404 = sivua ei löydy) IANA nykyisin yhdysvaltalaisen ICANNorganisaation alaisuudessa 19

20 Kuka omistaa netin? Kuka lopulta päättää? IETF/IANA Verkko-operaattorit, erityisesti Tier-1 ISP:t (~10), esim. TeliaSonera Laite- ja ohjelmistovalmistajat, esim. Cisco ja Microsoft Palveluntuottajat, esim. Google ja Facebook Lainsäädäntö Vapaat markkinat / käyttäjät / ei kukaan: esim. web-sisältö ja P2P-palvelut 20

TeliaSonera Laite- ja ohjelmistovalmistajat, esim.

21 Kuka omistaa netin? Kuka lopulta päättää? IETF/IANA Verkko-operaattorit, erityisesti Tier-1 ISP:t (~10), esim. TeliaSonera Laite- ja ohjelmistovalmistajat, esim. Cisco, Microsoft, Apple Palveluntuottajat, esim. Google ja Facebook Lainsäädäntö Vapaat markkinat / käyttäjät / ei kukaan: esim. web-sisältö ja P2P-palvelut 21

22 TIEDONVÄLITYS, IHMISET JA YHTEISKUNTA 22

23 Muuttuva kommunikaatio Kukaan ei enää kirjoita kirjeitä? Väline muuttaa ihmisten välistä vuorovaikutusta kirjeet, fax, sähköposti matkapuhelimet ja tavoitettavuus sosiaaliset mediat: Usenet, Facebook, Twitter sanomalehdet, web, tabletit Maailmankylä, lyhenevät etäisyydet Kysymys ei lopulta ole tekniikasta vaan kommunikaatiosta ihmisten välillä 23

24 Internet ja vapaus Villi länsi vs. poliisivaltio BitTorrent, Tor-anonymiteettipalvelu Kiinan palomuuri sähköisen viestinnän tietosuojalaki Yksityisyyden suoja henkilökohtaiset web-sivut, Facebook-viestit, paikkatieto, kamerat tiedon kasvava määrä ja pysyvyys 24

25 Insinöörin vastuu Tekniikan kehittämiseen liittyy arvovalintoja millaisessa yhteiskunnassa halumme elää? esim. paikkaperustaiset palvelut Toisin kuin ydinvoimala tai öljylautta, koodi ei voi tappaa ketään? esim. Iran Monitieteellinen näkökulma, Aalto-yliopisto mahdollisuus ymmärtää tekniikan vaikutukset käyttäjiin, talouteen, yhteiskuntaan ja ympäristöön 25

26 TIETOLIIKENNEOHJELMISTOJEN OPISKELU 26

27 Tietoliikenneohjelmistojen pääaine Tietoliikenneohjelmistojen A2-moduuli A3-moduulit T Tietokoneverkot Tietoliikenneohjelmistojen A3 T Johdatus tietoliikenteeseen Tietotekninen turvallisuuden A3 T Network Services Business Models T Tietoturvallisuustekniikka Tietoverkkoliiikennetoiminnan A3 27

28 Pääaineen opintojen tavoitteet Valmistaa moninaisiin työtehtäviin, R&D ei ainoa uravaihtoehto Laaja tekninen osaaminen: Internetin ja mobiiliverkkojen teknologiat, palvelut, tietoturva ja liiketoiminta, uusin tekniikka taidot kehittää uutta tietoverkkojen tekniikkaa, palvelualustoja ja sovelluksia sekä turvallisia ratkaisuja kyky seurata tieteellistä tutkimusta ja hakea tietoa tutkimuskirjallisuudesta Diplomi-insinöörin yleisiä taitoja: projekti- ja ryhmätyöskentely, luova ongelmanratkaisu tekninen kirjoittaminen, esiintyminen kyky nähdä tekniikan mahdollisuudet ja ottaa vastuu avointen teknisten ongelmien ratkaisemisesta 28

29 Matematiikka Mitä muuta tarvitset simulointi, tilastotiede, lineaarialgebra, oikeaksi todistaminen, diskreetti matematiikka, koneoppiminen, algoritmit, kryptografia jne. Vankka ohjelmointitaito: teoria ja kokemus Innovaatioon ja liiketoimintaan liittyvät opinnot Assarointia suositellaan: esiintyminen, ihmisten ja asioiden organisointi 29

30 Opiskeluympäristö Kansainvälinen opiskeluympäristö Tietoliikenneohjelmistot kansainvälisissä maisteriohjelmissa: NordSecMob Erasmus Mundus, Mobile Computing Services and Security, EIT ICT Labs: ICT Innovation Myös suomalaisten kannattaa hakea kv-ohjelmiin! Useimmat pääaineen kurssit englanniksi Opintojen jälkeen on helppo lähteä ulkomaille ja työskennellä kansainvälisissä yrityksissä Opintojen toinen vaihe todella mahdollista suorittaa kahdessa vuodessa Diplomityöntekijöillä ja valmistuneilla kova kysyntä 30

31 Kiitos osallistumisesta, muista kurssipalaute! 31

Samankaltaiset tiedostot

Yhteenveto / kertaus. Tuomas Aura T-110.2100 Johdatus tietoliikenteeseen kevät 2011

Yhteenveto / kertaus. Tuomas Aura T-110.2100 Johdatus tietoliikenteeseen kevät 2011 Yhteenveto / kertaus Tuomas Aura T-110.2100 Johdatus tietoliikenteeseen kevät 2011 Kurssin luennot (toteutunut järjestys) Aloitus: Miten Internet toimii, Tuomas Aura Web 2.0 ja uudet sovellustekniikat,