Yhteenveto / kertaus. Tuomas Aura T Johdatus tietoliikenteeseen kevät 2011

Transkriptio

1 Yhteenveto / kertaus Tuomas Aura T Johdatus tietoliikenteeseen kevät 2011

2 Kurssin luennot (toteutunut järjestys) Aloitus: Miten Internet toimii, Tuomas Aura Web 2.0 ja uudet sovellustekniikat, Sasu Tarkoma Sovelluskerros: WWW, , socket API, Sasu Tarkoma Salaustekniikat, Tuomas Aura Kuljetuskerros, TCP, Matti Siekkinen Verkkokerros, IP, Matti Siekkinen Linkkikerros, Ethernet ja WLAN, Matti Siekkinen Tietoverkkojen turvallisuus, Tuomas Aura Tiedonsiirron perusteet ja optiset verkot, Jouko Kurki Nykypäivän matkapuhelinverkot, Jukka K. Nurminen Tulevaisuuden langattomat laajakaistaverkot, Jukka K. Nurminen Tele- ja tietoverkon laskutus, Sakari Luukkainen Liiketoiminta verkkoympäristössä, Sakari Luukkainen Yhteenveto/kertaus, Tuomas Aura 2

3 Outline 1. Esimerkki protokollista 2. Protokollapino 3. Standardit 4. Internet, tiedonvälitys ja yhteiskunta 5. Tietoliikenneohjelmistojen opiskelu 3

4 Webmail 4

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

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

8 Protokollapinot ja Internet Käyttäjä Sov. Assosiaatio Käyttäjä Sov. Reititin Reititin Verkko Verkko Verkko Verkko Link Link Link Link 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 = 1-kerroksen PDU 9

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

12 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... 12

13 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 13

14 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 mahdollisia, esim. TLS VPN Kokonaan uusia kerroksia ehdotettu, HIP Kehitys nopeinta sovelluspäässä 14

15 STANDARDOINTI 15

16 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 16

17 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 17

18 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 18

19 Kuka omistaa netin? Kuka lopulta päättää? IETF/IANA Verkko-operaattorit, erityisesti Tier-1 ISP:t, esim. TeliaSonera Laite- ja ohjelmistovalmistajat, esim. Cisco ja Microsoft Palveluntuottajat, esim. Google ja Facebook Lainsäädäntö Ei kukaan: esim. web-sisältö ja P2P-palvelut 19

20 TIEDONVÄLITYS, IHMISET JA YHTEISKUNTA 20

21 Muuttuva kommunikaatio Kukaan ei enää kirjoita kirjeitä? Väline muuttaa ihmisten välistä vuorovaikutusta fax ja sähköposti matkapuhelimet ja tavoitettavuus sosiaaliset mediat: Usenet, Facebook, Twitter Maailmankylä, lyhenevät etäisyydet esim. fuksit ja teekkariyhteisö Kysymys ei lopulta ole tekniikasta vaan kommunikaatiosta ihmisten välillä 21

22 Internet ja vapaus Villi länsi vs. poliisivaltio BitTorrent, Tor-anonymiteettipalvelu Kiinan palomuuri sähköisen viestinnän tietosuojalaki Yksityisyyden suoja henkilökohtaiset web-sivut, Facebook-viestit, paikkatieto, kamerat tietojen pysyvyys 22

23 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 23

24 TIETOLIIKENNEOHJELMISTOJEN OPISKELU 24

25 Tietoliikenneohjelmistojen pääaine Tietoliikenneohjelmistojen A2-moduuli A3-moduulit T Tietokoneverkot Tietoliikenneohjelmistojen A3 T Johdatus tietoliikenteeseen Tietotekninen turvallisuus A3 T Network Services Business Models T Tietoturvallisuustekniikka Tietoverkkoliiikennetoiminnan A3 25

26 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 hakea tietoa tieteellisestä kirjallisuudesta Diplomi-insinöörin yleisiä taitoja: projekti- ja ryhmätyöskentely, luova ongelmanratkaisu tekninen kirjoittaminen, esiintyminen kyky nähdä tekniikan mahdollisuudet ja ottaa vastuu avointen teknisten ongelmien ratkaisemisesta 26

27 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 27

28 Opiskeluympäristö Kansainvälinen opiskeluympäristö Tietoliikenneohjelmistojen kansainväliset maisteriohjelmat: NordSecMob Erasmus Mundus, Mobile Computing Services and Security, tulossa: EIT ICT Labs Distributes systems and services 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 28

29 Kiitos osallistumisesta, muista kurssipalaute! (16.5. alkaen) Tietoliikenneohjelmistojen pääainesauna klo Rehtorin saunalla (T-talo, 3.krs) ks. Noppa 29