Download Chapter 3 OSI Model

Chapter 2:
Network Models
OSI model and TCP/IP protocol
ARPA:Advanced Research Projects Agency
OSI model
1960 (ARPA in DOD)
1970 (ISO, CCITT)
1972 (draft)
1973 (release TCP/IP)
1983 (draft)
TCP/IP protocol
1984 (release OSI)
Comparison of OSI and TCP/IP
http://www.tcpipguide.com
Comparison OSI and TCP/IP
Application
Presentation
Session
SMTP
Transport
TELNET DNS
TCP
ICMP
Network
FTP
SNTP
NFS TFTP
UDP
IGMP
IP
RARP
Data Link
Physical
ARP
Protocols defined by the underlying networks
TCP/IP Data Transmission Example
OSI Model

History

1970-> ISO (International Standard Organization)
จัดตัง้ คณะกรรมการพิจารณา architecture ทีเ่ ป็ นกลางเพือ
่
ื่ มต่อระหว่าง computer และ อุปกรณ์
กาหนดการเชอ
- 1984 -> released in ISO 7498 document
OSI (Open System Interconnection) -> 7 layers

Objectives


WCB/McGraw-Hill
Compatibility
Flexibility
Figure 2.1
Sending a letter (Layer Tasks)
OSI Model
User Support Layers
Network Support
Layers
WCB/McGraw-Hill
OSI Layers
WCB/McGraw-Hill
Figure 2.3 TCP/IP Peer-to-peer processes
Figure 2.4
L7 data
L6 data
H6
An exchange using the Internet model
7
7
L7 data
6
6
L6 data
H6
Figure 2.15
Data
Application layer
Data
Application Layer

Responsibility



User interface (Software application)
No header or trailer
Services




Network Virtual Terminal
File transfer, access, and management (FTAM)
Mail service
Accessing WWW
Presentation Layer
L7 Data
L7 Data
Encoded, Encrypted, and
Compression data
Decoded, Decrypted, and
Decompression data
L6 Data
WCB/McGraw-Hill
L6 Data
Presentation Layer

Responsibility


Manage syntax and semantics of different data format
between any two systems
Services

Translation of data format


Encryption (privacy & security)


Ex. ASCII -> non ASCII system
For sensitive information:
Compression

Ex. Zip, Gif, JPEG
login-password, credit card,
bank account, personal information
Session Layer
WCB/McGraw-Hill
L6 Data
L6 Data
L5 Data
L5 Data
Session Layer

Responsibility


Establish, manage, and terminate session
Services

Dialog control


Traffic control & direction control
Message synchronization

Adding checkpoints (synchronization points) in the
message stream
Transport Layer
WCB/McGraw-Hill
Figure 2.12
Reliable process-to-process delivery of a message
Transport Layer

Responsibility

Guarantee whole message delivery


From source to final destination
Service

Service-point addressing: Port address (16 bits: 0 – 65,535 ports)


Segmentation and Reassembly



Each application is assigned a specific port address
Source:
Destination:
segment L5 data into small segments
reassembly small segments into a whole
message
Connection control


Connectionless
Connection-oriented

Error control:

Flow control
error detection and correction of the entire
message
Port Address

Handy way for computers and users to keep track of
which port belongs to what program

Ports are numbered from 0 to 65,535




The Internet Assigned Numbers Authority (IANA) decided to reserve the
first 1024 port numbers (i.e., 0 to 1023) for requesting entities.
Ports 1024 - 49,151: registered port numbers
Ports 49,152 - 65,535: dynamic or private port numbers
General ways to use port number for source and destination


Well-known port numbers -> usually for destination port
Ramdomly generate -> for source port
http://www.winnetmag.com/WindowsScripting/Article/ArticleID/40313/WindowsScripting_40313.html
IANA well-known reserved ports
Protocol Name
FTP
Telnet
SMTP
DNS
HTTP
POP3
NetBIOS
HTTPS
Port Number
20-data, 21
23
25
53
80
110
137-139
443
Sample port numbers for
popular applications
Application
MSN Messenger
IRC
ICQ
ICQ
AOL Instant Messenger
PCAnywhere
RealAudio
Napster
Half-Life game
Port Number
1863
1863, 6666-6670, 7000
4000-4001
4000-4001
5190, 6040
5631-5632
7070, 6970-7170
7777, 8875, 8888
27,018
Common Windows port numbers
Protocol Name
Port Number
IE
80
POP3
110
RPC
135
NetBIOS
137-139
Server Message Block (SMB)
445
MSN Messenger
1863
Universal Plug and Play (UPnP)
5000
Connection Control
(Connectionless)
4
3 2
1
3
1
2
4
3 1 4
2
Connection Control
(Connection-oriented)
4
3 2
1
4
3 2
1
Network Layer
WCB/McGraw-Hill
Figure 2.10
Source-to-destination delivery
Network Layer

Responsibility


Guarantee packet delivery
Service


Logical (Network) address (header):
IP address
Routing packets through internetworking device

Router || Gateway
IP address

IP Classes:


Class selection


class A, B, C
Max. number of workstations required
Each network

Must have a unique logical name (domain name)


Ex. ice.cit.ac.nz is 156.59.20.50
Each node or computer

Must have a unique host part of IP address
IP Class A






first byte specifies the network portion
remaining bytes specify the host portion
the highest order bit of the network byte is always 0
network values of 0 and 127 are reserved
there are 126 class A networks
there are more than 16 million host values for each
class A network
IP Class B





the first two bytes specify the network portion
the last two bytes specify the host portion
the highest order bits 6 and 7 of the network portion
are 10
there are more than 16 thousand class B networks
there are 65 thousand nodes in each class B network
IP Class C





the first three bytes specify the network portion
the last byte specifies the host portion
the highest order bits 5, 6 and 7 of the network portion
are 110
there are more than 2 million class C networks
there are 254 nodes in each class C network
Reserved IP Addresses



Network Addresses : The host portion is set to all
zero's (129.47.0.0)
Broadcast Address : The host portion is set to all
one's (129.47.255.255)
Loopback Addresses : 127.0.0.0 and 127.0.0.1
IPv6



นักวิจยั คาดว่าเลขหมาย IP เวอร์ชนั่ 4 จะหมดลงในอีก 1-2 ปี ข้างหน้า
IETF (The Internet Engineering Task Force) จึงพัฒนา IP รุ่ นใหม่ เรี ยกว่า
 internet protocol version 6 หรื อ IPv6
 ปรับปรุ งโครงสร้างของโปรโตคอลจาก IPv4 ที่มี 32 บิต
 เป็ น IPv6 แบบ 128 บิต ทาให้จานวน IP address เพิ่มมากถึง 2 ยกกาลัง 96 เท่า
ปั จจุบนั ก็มีหลายประเทศที่แสดงเจตนาในการใช้ IPv6
 กระทรวงกลาโหมสหรัฐ
 ประกาศว่าจะเลิกสัง
่ ซื้ออุปกรณ์เครื อข่ายที่สนับสนุนมาตรฐานปั จจุบนั และเปลี่ยนไป
ใช้มาตรฐาน IPv6 ในปี 2551
่ จะ
 ประเทศญี่ปุ่นก็เริ่ มเปลี่ยนมาทดลองใช้ IPv6 ตั้งแต่ปี 2545 และวางโรดแมปไว้วา
ทาให้โครงข่ายสาหรับผูใ้ ช้งานในบ้านเรื อนพร้อมสาหรับ IPv6 ตั้งแต่ปี 2549
 ประเทศเกาหลีใต้เองก็วางโรดแมปให้พร้อมสาหรับ IPv6 ในปี 2553
IPv6

ประเทศไทยที่ผา่ นมาได้รับการจัดสรร IP adress มาเพียง 0.10% ของจานวน IP address ทัว่ โลก


กระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่ อสาร (ไอซีที) ได้วางโรดแมปเพื่อเข้าสู่ ยคุ IPv6 ปี
2550-2553


โดยจะมีการจัดตั้งศูนย์เชี่ยวชาญ IPv6 (IPv6 Excellence Center) ภายในปี 2551
คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.)


หรื อ 1,782,016 เลขหมาย
จะมีการจัดตั้งองค์กรจัดสรร IP address โดยใช้ชื่อว่า National Internet Registry (NIR)
ยังเป็ นที่ถกเถียงกันในวงสัมมนาอยูด่ ีวา่ ประเทศไทย


ควรมี National Internet Registry หรื อไม่
และผูท้ ี่เกี่ยวข้องทั้งหมดควรจะใช้โรดแมปของใคร
Transport and Network Layer Example
Application,
Presentation,
Session layer
WCB/McGraw-Hill
Application,
Presentation,
Session layer
Data Link Layer
WCB/McGraw-Hill
Data Link Layer

Responsibility



Break L3 (Network) data into reasonable size (Frame)
Guarantee Node-to-Node delivery (Frame Error Free)
Service


Framing (adding header & trailer)
Physical addressing (MAC address: 12 digit hexadecimal (e.g.
080BF0AFDC09))





Same sender network: source & destination address
Outside sender network: source & connecting devices (bridge, router,
gateway) address
Flow control:
Error control:
Access control:
frame acknowledgement, inform buffer size, etc.
error detection and error correction
checking accessibility (ex. Multipoint connection)
Figure 2.7
Node-to-node delivery
Example 1
In Figure 2.8 a node with physical address 10 sends a
frame to a node with physical address 87. The two nodes
are connected by a link. At the data link level this frame
contains physical addresses in the header. These are the
only addresses needed. The rest of the header contains
other information needed at this level. The trailer usually
contains extra bits needed for error detection
Figure 2.8
Example 1
Network and Data Link Layer Example
WCB/McGraw-Hill
Physical Layer
WCB/McGraw-Hill
Physical Layer

Responsibility


Sending and receiving bitstream through physical
medium
Service






Physical characteristics of interface and medium
Representation of bits (encoding or modulation)
Data rate
Bit synchronization
Line configuration & Topology
Transmission mode (Simplex, Half-duplex, Full-duplex)
Summary of Layer Functions
WCB/McGraw-Hill