Tietoliikenne II, kevät 2001

Kurssin sisältö

Kerrosajattelu
- Tietoliikenteen kerrosmalli (kertausta, asiat löytyvät Tanenbaumista, ss. 17-44)
  - OSI-malli
  - TCP/IP-malli
- Protokollat, palveluprimitiivit, SAP,
- Vahvistamaton, vahvistettu palvelu
Kerrosmalli käytännössä (kertausta ja kokonaiskuva)
- Verkkosivun haku: HTTP (kertausta, Tanenbaum ss. 685-691), DNS (kertausta, Tanenbaum ss. 622-630), TCP, IP, Ethernet, (PPP), kaapeli
- Yhteydellinen palvelu, yhteydetön palvelu (kertausta Tanenbaum ss. 23-25)
- Luotettava palvelu, epäluotettava palvelu(kertausta Tanenbaum ss. 23-25)
- TCP:n perustoiminnot ja suorituskyky (Tanenbaum ss.521-536)
  - Naglen algoritmi (Tanenbaum ss. 534-535)
  - Silly window (Tanenbaum ss. 535-536)
  - Suorituskykyrajoitteita
    - Ikkunan koko -kenttä (Tanenbaum s. 528, harjoituksissa)
    - Järjestysnumerokenttä (harjoituksissa)
- IPv4:n perustoiminnot (kertausta, Tanenbaum, ss. 413- 417)
  - eri kenttien toiminnot (Tanenbaum, ss. 413-416)
  - luokalliset IP-osoitteet (Tanenbaum, ss. 416-417)
- Ethernet-verkon toiminta (kertausta, Tanenbaum, ss. 280-283)
Erilaisia verkkoja ja niiden protokollia
- (Vuoroväylä (token bus) (ei tule kokeeseen!, Tanenbaum, ss. 287-292))
- vuororengas (token ring) (Tanenbaum, ss. 292-299)
  - bitin pituus
  - lähetys vuororenkaassa
  - kuittaukset, prioriteetit
  - rakenne,
  - ylläpito
  - MAC-protokollan toiminta
  - CSMA/CD:n ja vuororenkaan vertailu (löytyy kohdasta Tanenbaum, ss.299-301)
- FDDI-rengas (Tanenbaum, ss. 319-322)
  - Rakenne
  - Bittien koodaus
  - Protokolla
- LLC-protokolla (Tanenbaum, ss. 302-304)
- Sillat ( osin kertausta: Tanenbaum, ss. 304-317)
  - Yhdistämistarpeet, -ongelmat, haitat, edut
  - Sillan portti
  - Tuntumaton silta (Tanenbaum, ss. 310-313)
  - Lähdereitittävä silta (uutta! Tanenbaum, ss. 314-316)
- Laajaverkot (WAN)
  - Kanavointi
  - T1 /E1 (Tanenbaum, s. 124)
  - SONET/SDH (Tanenbaum, ss. 125-129)
  - X.25 (Tanenbaum, ss.59-60)
  - Kehysvälitys (Frame Relay) (Tanenbaum, ss. 60-61)
  - B-ISDN (Tanenbaum, s. 61)
  - ATM (Tanenbaum, ss. 61-65)
Peruskerros ja linkkikerros
- Tiedon koodaus signaaliin
- Kaistanleveyden vaikutus kanavan siirtokykyyn (Tanenbaum, ss. 77-82)
  - Fourier-sarja (Tanenbaum, s. 78)
  - Nyquistin kaava (Tanenbaum, s. 81)
  - Shannonin kaava (Tanenbaum, ss. 82)
    - Signaali-kohina -suhde (Tanenbaum, s. 81)
Internet-reititys
- Verkkojen yhdistämisen ongelmia ja ratkaisuja
  - Pakettien paloittelu (fragmentation)
  - Virtuaalikanavien kytkentä
  - Yhteydettömien verkkojen yhdistäminen
    - Yhdyskäytävä (gateway)
    - Tunnelointi
    - Internet
- Reititys (Näitä ei kysytä kokeessa! Tanenbaum, ss. 345-374)
  - Reititysalgoritmit
    - Dijkstra (Shortest Path) (Tanenbaum, ss. 348-352)
    - Tulvitus (Tanenbaum, s. 351)
    - Flow-based routing (Tanenbaum, ss. 353-355)
  - Etäisyysvektorireititys (Tanenbaum, ss. 355-359)
  - Linkkitilareititys (Tanenbaum, ss. 359-365)
  - Hierarkkinen reititys (Tanenbaum, ss. 60-61)
- IP-osoitteet
  - DHCP
  - Luokkaosoitteiden ongelmia
  - Aliverkko-osoitteet
  - CIDR
  - Reititys verkko-osoitteiden ja aliverkko- osoitteiden avulla
- Reitittimen rakenne ja toiminta
  - Portit, kytkentäverkko, reititysprosessori
  - Porttien toiminta
    - Jonotus reitittimessä
- Yleis- ja monilähetysreititys
  - Lähetys monelle vastaanottajalle
    - Reverse path forwarding
  - Monilähetysryhmä
  - Reitityspuu
- Liikkuvien isäntäkoneiden reititys
  - Kotiagentti ja vierasagentti
IPv6-protokolla ja muita IP-kerroksen protokollia
- IPv6 (Tanenbaum, ss. 437-449)
  - Muutokset IPv 4:een
  - Otsake ja toiminnot
  - IPv6-osoitteet
    - Osoitteiden määrä, jako ja esitystapa
      - Monilähetysosoite (multicast)
      - Joku ryhmästä -osoite (anycast)
  - Prioriteetti ja vuonimiöt
  - Laajennusotsakkeet
    - Hop-by-hop -optiot
      - Jumbogrammi
    - Paloitteluotsake
    - Reititysotsake
    - Ipsec: AH-otsake, ESP-otsake (Katso luentokalvoista)
  - Siirtyminen IPv4:sta IPv6:een
- Muita IP-kerroksen protokollia
  - ICMP (Tanenbaum, ss. 419-420), tarkemmin luentokalvoissa
  - ARP (kertausta, Tanenbaum, ss. 420-423)
  - RARP (Tanenbaum, ss. 423-424)
Ruuhkan valvonta verkkokerroksella (Tanenbaum, ss. 374-392)
- Avoin silmukka / suljettu silmukka
- Ruuhkan estäminen
  - Ruuhkaan vaikuttavia tekijöitä eri kerroksilla
  - Liikenteen tasoitus (Tanenbaum, ss. 379-384)
    - Vuotava ämpäri (Tanenbaum, ss. 380-381)
    - Vuoromerkkiämpäri (Tanenbaum, ss. 381384)
  - Liikenteen määrittely (Tanenbaum, ss. 384-386)
- Ruuhkan valvonta ja purkaminern
  - Pääsyvalvonta (Tanenbaum, ss. 386-387)
  - Hidastuspaketti (choke ) (Tanenbaum, ss. 387-390)
  - Pakettien tuhoaminen (Tanenbaum, ss. 390-392)
TCP :n uusia piirteitä
- Erilaisia suorituskykyongelmia
  - TCP-optiot
    - Ikkunan skaalaus ja aikaleima
- Yhteyden muodostus
  - Kolminkertainen kättely
    - Pakettien rajoitettu elinikä
    - Numerointi vikasietoisen kellon avulla
- Kuittaukset ja uudelleen lähettäminen
  - Kumulatiiviset kuittaukset
    - ACK ja toistokuittaus
    - Viivytetty ACK
  - Uudelleenlähetysajastin
  - Nopea uudelleenlähetys (fast retransmit)
  - SACK
- TCP-ruuhkanvalvonta
  - Itsetahdistus (self clocking)
  - Hidas aloitus (slow start)
  - Nopea toipuminen (fast recovery)
  - Rajoitettu lähetys (limited transmit)
  - NewReno
    - SACKin korvike
    - Osittainen kuittaus
  - RED-puskuri
    - Globaalin tahdistumisen ongelma
    - Proaktiivinen jonopuskurin hallinta
  - Ruuhkastailmoittaminen eli ECN
    - Muutokset IP-protokollaan
    - Muutokset TCP-protokollaan
Palvelun laatu (QoS) Internetissä
- Best effort
- Integroidut palvelut (integrated services)
  - Varataan resurssit erikseen
    - Liikennekuvaus
    - Kuvaus halutuista palveluista
  - Taattu palvelu /valvotun kuorman palvelu
  - Varausprotokolla RSVP
    - Vastaanottajalähtöinen
    - Varaussanomat
    - Varaustyyli
  - Intservin ongelmat
- Eriytyneet palvelut (differentiated services)
  - Reunatoiminnot
    - Pakettien luokittelu
    - Liikenteen valvonta
  - Ydintoiminnot
    - Pakettien reitittäminen luokan mukaisesti
  - DS-kenttä