TCP/IP protocol suite2011. 4. 5. 11:37
 
OSI/IP 모델
7. 응용 계층
NNTP  · SIP  · SSI  · DNS  · FTP  · 고퍼  · HTTP  · NFS  · NTP  · SMPP  · SMTP  · DHCP  · SNMP  · 텔넷  · (더 보기)
6. 표현 계층
MIME  · XDR  · TLS  · SSL
5. 세션 계층
네임드 파이프  · NetBIOS  · SAP  · SIP
4. 전송 계층
TCP  · UDP  · SCTP  · DCCP
3. 네트워크 계층
IP  · ICMP  · IPsec  · IGMP  · IPX  · 애플토크
2. 데이터 링크 계층
ARP  · CSLIP  · SLIP  · 이더넷  · 프레임 릴레이  · ITU-T G.hn DLL  · L2TP  · PPP  · PPTP
1. 물리 계층
RS-232  · RS-449  · V.35  · V.34  · I.430  ·

I.431  · T1  · E1  · POTS  · SONET/SDH  · OTN  · DSL  · 802.11a/b/g/n PHY  · ITU-T G.hn PHY  · 이더넷  · USB  · 블루투스





계층 기타 TCP/IP suite SS7 AppleTalk suite OSI suite IPX suite SNA UMTS
7 - 응용 HL7, Modbus, SIP HTTP, SMTP, SNMP, FTP, 텔넷, NFS, NTP ISUP, INAP, MAP, TUP, TCAP AFP, PAP FTAM, X.400, X.500, DAP   APPC  
6 - 표현 TDI, ASCII, EBCDIC, MIDI, MPEG XDR, SSL, TLS   AFP, PAP        
5 - 세션 FIFO(파이프), NetBIOS, SAP, SDP TCP의 세션 관리 부분   ASP, ADSP, ZIP   NWLink DLC?  
4 - 전송 NetBEUI TCP, UDP, RTP, SCTP   ATP, NBP, AEP, RTMP TP0, TP1, TP2, TP3, TP4, OSPF SPX, RIP    
3 - 네트워크 NetBEUI, Q.931 IP, ICMP, IPsec, ARP, RIP, BGP MTP-3, SCCP DDP X.25 (PLP), CLNP IPX   RRC (라디오 리소스 제어)
2 - 데이터 링크 이더넷, 토큰링, FDDI, PPP, HDLC, Q.921, 프레임 릴레이, ATM, Fibre Channel   MTP-2 LocalTalk, TokenTalk, EtherTalk, 애플 리모트 액세스, PPP X.25 (LAPB), 토큰 버스 802.3 framing, Ethernet II framing SDLC 미디어 접근 제어(MAC)
1 - 물리 RS-232, V.35, V.34, Q.911, T1, E1, 10BASE-T, 100BASE-TX, ISDN, SONET, DSL   MTP-1 Localtalk on shielded, Localtalk on unshielded (PhoneNet) X.25 (X.21bis, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, EIA-530, G.703)   Twinax PHY (Physical Layer)
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TCP/IP protocol suite2011. 4. 5. 02:39

Seven Layer Model

 

 


Introduction

When we browse the Internet, a physical connection allows for us to connect to the internet, either through a modem or through an Ethernet card in the case of a dedicated connection. A TCP/IP stack allows us to pass traffic and resolve web sites to IP addresses. Finally, applications, such as Netscape and Eudora, allow us to see the web sites and receive our e-mail.

The modem or Ethernet function has 2 parts. The modem or Ethernet drivers provide the computer with a way to communicate with the hardware. The PPP connection, also known as Dial-up Networking, allows your computer to access the modem. These two components provide the basis of getting a connection to the Internet.

The TCP/IP stack allows the computer to pass traffic across the link to the Internet in a meaningful way. That is, the TCP/IP stack allows your computer to speak the same "language" as the equipment at the other end of your connection. The TCP/IP stack also allows you to resolve friendly host names, such as www.verio.net, into an IP (Internet Protocol) address. Without the TCP/IP stack, we would be forced to go to each web site by it's IP address instead of a name!

Finally, the applications allow us to interact with friendly software to interpret HTML code into web pages for us, interact with mail servers to exchange e-mail, connect to news servers to retrieve and post news articles, and exchange data with FTP servers to allow us to download files. Without these programs, the Internet would be much more difficult to navigate through.


 

Why was it created?

The principles that were applied to arrive at the seven layers are as follows:
  • A layer should be created where a different level of abstraction is needed.
  • Each layer should perform a well defined function.
  • The function of each layer should be chosen in accordance with developing internationally standardized protocols.
  • The layer boundaries should be chosen to minimize the information flow across the interfaces.
  • The number of layers should be large enough that distinct functions need not be thrown together in the same layer out of necessity, and small enough that the architecture does not become unwieldy.

Having a way of categorizing each factor in an internet connection makes it easier for us to do our jobs as troubleshooters.

We all inherently understand that if the modem is not plugged in, you're not going to be able to get your e-mail. The OSI model allows us to follow that logic further: for example, if you can browse the web by IP but can't see websites by name, you know that the problem is not on the Network layer, but on the Transport layer.


 

How Encapsulation Works

The seven OSI layers use various forms of control information to communicate with their peer layers in other computer systems. This control information consists of specific requests and instructions that are exchanged between peer OSI layers. Control information typically takes one of two forms:

Header- Headers are prepended to the data passed down from upper layers.
Trailer- Trailers are appended to data passed down from upper layers.


Imagine that System A is requesting information from System B. System A makes an HTTP (Layer 7) request, which gets prepended with a header and appended with a footer. Layer 6 specifies whether it's a request for a GIF or an HTML document, and treats the Layer 7 header, data, and footer as its own data, prepending that with a header and appending it with a footer. The same treatment happens on Layer 5, and so on.

System B receives the request on Layer 1, and begins the decapsulation process, stripping the Layer 1 headers and footers off to reveal the Layer 2 information, and so forth, all the way up to the 7th layer.



 

Application

The application layer interacts with software applications (such as Netscape or Outlook Express) that implement a communicating component. Such application programs are outside of the scope of the OSI model, but they translate an enduser's typing into a Layer 7 request. Application layer functions typically include the following:

  • Identifying communication partners - The application layer identifies and determines the availability of communication partners for an application with data to transmit.
  • Determining resource availability - The application layer must determine whether sufficient network resources for the requested communication are available.
  • Synchronizing communication - Communication between applications requires cooperation that is managed by the application layer.
Example: The Application layer is responsible for identifying that there is a web server answering on port 80 in order for HTTP communication to happen.


 

Presentation

The presentation layer provides a variety of encoding and encryption functions that are applied to the application layer data. These functions ensure that information sent from the application layer of one system will be readable by the application layer of another system. Some examples of presentation layer encoding and encryption schemes follow:

  • Conversion of character representation formats - Conversion schemes are used to exchange information with systems using different text and data representations (such as EBCDIC and ASCII).

  • Common data representation formats -the use of standard image, sound, and video formats (like JPEG, MPEG, and RealAudio) allow the interchange of application data between different types of computer systems.
  • Common data compression schemes - The use of standard data compression schemes (like WinZip or GZip) allows data that is compressed at the source device to be properly decompressed at the destination.
  • Common data encryption schemes - The use of standard data encryption schemes allows data encrypted at the source device to be properly unencrypted at the destination.

 

Session

The session layer establishes, manages, and terminates communication sessions between presentation layer entities. Communication sessions consist of service requests and service responses that occur between applications located in different network devices. These requests and responses are coordinated by protocols implemented at the session layer.

For example, SQL is a Session layer application that manages multiple queries to the SQL database. It's what allows multiple people to log in to, say, the Intranet at the same time.


 

Transport

The transport layer implements reliable internetwork data transport services that are transparent to upper layers. Transport layer functions typically include the following:

  • Flow control - Flow control manages data transmission between devices so that the transmitting device does not send more data than the receiving device can process.
  • Sliding Window - This allows the receiving computer to dictate to the receiving end how many packets the receiver is capable of receiving at one time.
  • Multiplexing - Multiplexing allows data from several applications to be transmitted onto a single physical link.
  • Virtual circuit management - Virtual circuits are established, maintained, and terminated by the transport layer.
  • Three-way handshake - The three-way handshake is a connection establishment protocol. First, host A sends a SYN segment to host B in order to check that host B gets ready for establishing a TCP connection. Second, when host B receives the SYN segment that host A sent and is ready to start the TCP session, it sends a SYN and ACK segment back to host A. This ACK advertises an arrival of the first SYN segment to host A. Finally, host A sends an ACK segment for the second SYN and ACK segment that host B sent.
  • Error checking and recovery - Error checking mechanisms for detecting transmission errors. Error recovery involves taking an action (such as requesting that data be retransmitted) to resolve any errors that occur.

The two most common Transport layer protocols are TCP and UDP.
Common Transport Layer Ports
21 FTP
22 SSH
23 telnet
25 SMTP
53 DNS
80 HTTP
110 POP3
143 IMAP
443 HTTPS

A complete Port List


 

Network

The network layer provides routing and related functions that allow multiple data links to be combined into an internetwork. This is accomplished by the logical addressing (as opposed to the physical addressing) of devices. The network layer supports both connection-oriented and connectionless service from higher-layer protocols.

Common protocols on the Network layer are BGP and OSPF. RIP is another Network layer protocol, but is not used on larger networks because of its inefficiency.


 

Data Link

The data link layer is where the logical information (i.e., IP addresses) is translated into the actual electrical pulses that travel over the physical layer. Frame Relay, ATM, and DSL all work on the Data Link layer.

Different data link layer specifications define different network and protocol characteristics, including the following:

  • Physical addressing - Physical addressing (as opposed to network addressing) defines how devices are addressed at the data link layer.
  • Network topology - Data link layer specifications often define how devices are to be physically connected (such as in a bus or a ring topology).
  • Error notification - Error notification involves alerting upper layer protocols that a transmission error has occurred.
  • Sequencing of frames - Sequencing of data frames involves the reordering of frames that are transmitted out of sequence.
  • Flow control - Flow control involves moderating the transmission of data so that the receiving device is not overwhelmed with more traffic than it can handle at one time.



Logical Link Control Sub-layer

The Logical Link Control (LCC) sublayer of the data link layer manages communications between devices over a single link of a network. LCC is defined in the IEEE 802.2 specification. IEEE 802.2 defines a number of fields in data link layer frames that allow multiple higher-layer protocols to share a single physical data link. LLC supports both connectionless and connection-oriented services used by higher-layer protocols.

Media Access Control Sub-layer

The Media Access Control (MAC) sublayer of the data link layer manages protocol access to the physical network medium. The IEEE MAC specification defines MAC addresses, which allow multiple devices to uniquely identify one another at the data link layer.




 

Physical

The physical layer defines the electrical, mechanical, procedural, and functional specifications for activating, maintaining, and deactivating the physical link between communicating network systems. Physical layer specifications define such characteristics as voltage levels, timing of voltage changes, physical data rates, maximum transmission distances, and the physical connectors to be used.

Common examples of things that work on the Physical layer are Fiber Optic cables, CAT5 (ethernet) cables, and Copper Twisted Pair.


 

Troubleshooting using the Seven-Layer Model

The key here is to think of the Internet like a giant Taco Bell seven-layer burrito...just kidding.

The whole point of the OSI model is to make our jobs easier through classification and dilineation of functions. Ultimately, the easiest way to use the seven-layer model is by figuring out what the user can do on the Net, then going up one layer and seeing if they can perform the functions that are supposed to be performed on that layer.

For example:

  • Is the router plugged in? What lights are on? If the router is not a) plugged in to the electrical outlet and b) plugged in to the ISDN jack, the user won't be able to ping.
  • If the user can ping but can't browse the internet, can the user visit a website by IP address? If the user's TCP configurations are incorrect, they will obviously not be able to translate a name to IP address, and therefore, won't be able to get mail, either.
Elementary.

 

Seven Layer Model Charts


 

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OSI 참조모델

 계층이름

기능설명 

 

 에플리케이션층 다른 컴퓨터와 통신하고 있는 애플리케이션은
OSI 애플리케이션 계층의 개념을 구현한 것이다.
애플리케이션 계층은 애플리케이션에 대한 통신
서비스를 제공한다.
예를들어, 통신에 대한 기능이 없는 워드프로세서
는 통신에 관련한 코드를 구현하지 않아도 되고
관련 프로그래머는 OSI 7계층에 대해서 신경쓰지
않아도 된다. 그러나 파일 전송 옵션이 추가된다면,
그 워드프로세서는 OSI7계층을 구현해야한다.

telnet, HTTP,
FTP, www
브라우저,
NFS, SMTP
게이트웨이,
SNMP, X.400
메일, FTAM

 프리젠테이션층  이 계층의 주된목적은 ASCII 텍스트, EDBCDIC
텍스트, 바이너리, BCD, JPEG 등과 같은 데이터의
포멧을 정의하는 것이다. 또한 암호화도 프리젠테이션
계층의 서비스로서 정의된다. 예를 들어, FTP는
바이너리나 ASCII 전송중에서 선택할수있다. 만약
바이너라가 선택된다면 전송자와 수신자는 그 파일의
내용을 변경하지 않는다. 만약 ASCII가 선택되면
전송자는 전송택스트를 ASCII로 변환하여 전송하고
그 표준 ASCII를 수신 컴퓨터에서 전송하는 문자
집합으로 다시 변환한다.

JPGE, ASCII,
EBCDIC,TIFF,
GIF, PICT,
암호화,
MPEG, MIDI

 세션층  세션계층은 세션이라고 부르는 대화의 시작, 조정,
종결에 대해 규정한다. 이러한 역할에는 복수개의
양방향 메시지를 제어, 관리하는 역할도 있어서 만약
연속된 메시지 중 일부만 전송된 경우에는 애플리케
이션이 그 사실을 알 수 있도록 하는 것이 포함된다.
이것은 프리젠테이션 계층이 수신되는 데이터스트림을
중단없이 볼 수 있게 한다. 어떤 경우에 있어 프리젠테이션
계층은 모든 흐름이 끝난 경우에만 데이터를 나타낼 수
있다. 예를 들어, 은행 계좌에서 현금을 인출하는 ATM
기의 거래에 있어 여러분이 그 현금을 손에 쥐기 전까지는
계좌에서 돈이 빠져나간 것으로 처리되어서도 안되며 그
거래가 완성된 것으로 그록되어서도 안된다. 세션 계층은
어떤 흐름이 같은 세션의 일부이며 어떤 흐름이 다른
흐름이 완성되기 전에 끝나야 하는지 등에 대한 방법을
만드는 역활을 한다.
RPC, SQL,
NFS,
NetBios
names, Apple
Talk ASP,
DECnet SCP
 전송층 4계층에서는 에러 복구를 제공할 지의 여부에 따라 프로
토콜을 선택한다. 동일한 호스트의 애플리케이션으로
들어오는 다양한 데이터 흐름을 동시에 전송받기도
하고, 순서가 뒤바뀐 패킷이 들어오면 데이터 스트림의
순서를 재배치하기도 한다. 
 TCP,UDP
SPX
 네트워크층  이 계층은 양단 간의 패킷 전송을 정의한다. 네트워크
계층은 어떠한 단말이라도 식별이 가능할수 있도록
논리적인 주소 할당을  정의한다. 또한 패킷이 전달
될 수 있도록 라우팅이 동작하는 원리와 경로를 알 수
있는 방법에 대해서도 정의한다. 또한 네트워크 계층은
보다 작은 MTU크기를 가지는 매체를 위해서 패킷을
보다 작은 패킷으로 분할하는 방법에 대해서도 정의한다.
(주의 : 모든 3계층 프로토콜이 분할을 사용하는 것은
아니다.) OSI의 네트워크 계층은 시스코 라우터가 라우
팅할 때 고려하는 대부분의 사항에 대해 정의하고 있다.
예를 들어, 시스코 라우터에서 동작되고 있는 IP는 패킷의
목적지 IP주소를 검사하는 역할을 하고, 그 주소를 IP
라우팅 테이블과 비교한다. 만약 출력 인터페이스가 더
작은 패킷을 필요로 하는 경우에는 그 패킷을 분할하고,
해당 인터페이스로 패킷이 전송될수 있도록 큐잉
(queuing)하는 역할을 한다.
 IP, IPX,
AppleTalk,
DDP, ICMP
 데이터 링크층  데이터링크 계층은 특정 링크 또는 매체를 통한 데이터의
전송과 관련이 있다. 데이터 링크 프로토콜은 개별 링크를
통한 전달을 정의한다. 이러한 프로토콜은 매체의 형태와
관련지어야 한다. 예를 들어, 802.3과 802.2는 IEEE에서
규정하였으며, 이는 OSI참조 모델의 유효한 데이터 링크
프로토콜과 관련한다. 이 스펙은 이더넷의 작동 원리에
대해 규정한 것이다. 점-대-점 WAN링크를 위한 HDLC
프로토콜과 같은 프로토콜들은 WAN 링크에 대해서
상세히 다룬다. OSI는 데이터링크 계층에 대해서 다른
프로토콜 스펙에서처럼 어떤 고유 스펙을 규정하지 않는다.
대신에 데이터링크 계층과 물리 계층에 대해서는 IEEE
에서 제정한 표준과 같은 다른 표준안을 따른다.
 IEEE802.3/
802.2, HDLC,
Frame Relay,
PPP, FDDI,
ATM,
IEEE 802.5/
802.2
 물리층  물리계층의 스펙 또한 다른 기구의 표준을 참조하며,
이계층은 전송 매체의 물리적인 특성에 대해 정의한다.
커넥터, 핀, 핀의 사용, 전기적 흐름, 인코딩, 빛의 조절
등은 모두 물리계층 스펙의 일부이다. 물리 계층의 모든
세부 사항을 완정하기 위해 다양한 스펙이 사용된다.
예를들어, RJ-45는 커넥터의 형태와 케이블의 선 또는
핀의 수에 정의한다. 이더넷과 802.3은 선 또는 핀 1.2.3.6을
정의하고, 이더넷을 연결하기 이해 RJ-45커넥터와
카테고리 5케이블을 사용하기 위해서는 이더넷과 RJ-45
물리계층의 스펙이 함계 사용된다.

 EIA/TIA-232,

v.35,
EIA/TIA-449,
V.24,RJ45,
Ethernet802.3
, 802.5, FDDI,
NRZI, NRZ,

B8ZS

 

[? JooN.Y.Lee !]

 

위의 것이 복잡한가?
우리가 네트워크를 공부한다면 어디가서든지 이 OSI 7계층에 대해 알아야할것이다. 위의 표는 내용을 이해하기에는 좋기만 암기하기에는 힘들다.
그래서 암기하기 좋게 요약해주겠다.
고마워서 눈물 흘릴 필요없다. 밥이나 사라...ㅋ

 

 계층 기능설명  
 7 네트워크와 애플리케이션 소프트웨어 간 인터페이스  Telnet,HTTP 
 6  데이터가 표현되는 방법
암호화와 같은 특수 처리
 JPEG,ASCII,
EBCDIC
 5  다른 애플리케이션에서 데이터 분리  OS,에플리케이션
엑세스의 스케줄링
 4

 신뢰할 수 있는/ 신뢰할수 없는 전송 다중통신
(Mutiplexing)

 TCP,UDP,SPX
 3  라우터가 경로의 결정을 위해 사용하는 논리적 주소사용  IP,IPX
 2  비트의 바이트화, 바이트의 프레임화의 조합  802.3/802.2,
HDLC
 1  장비간의 비트의 이동, 볼트, 선로의 속도
케이블핀 사양에 대한 스펙
 EIA/TIA-232,V.35

 

 계층화의 개념과 장점

- 네트워크의 기능이나 역활을 "계층"이라고 부르는 작은 단위로 분류하고, 이들 계층간의 표준 인터페이스를 정의함으로써 많은 장점을 얻을 수 있다. 계층이 분류되면서, 즉 복잡한 개념과 프로토콜이 작은 부분으로 쪼개어지면서 하드웨어와 소프트웨어에 적용하거나 문제 해결이 용히해졌고, 이에 대해 논의하기도 쉬워졌다.

이에 대한 장점은....

1. 프로토콜 스펙의 많은 세부 사항에 대하여 보다 쉽게 토론하고 학습할수 있다.
2. 계층간의 표준화된 인터페이스는 모듈화된 엔지니어링을 촉진시킨다. 다른 제품들이 일부 계층의 기능만 제공하거나(라우터의 경우 1~3계층까지의 기능을 제공한다.), 프로토콜의 기능중 일부만 사용할 수 있다.
3. 상호 연동에 더 좋은 환경을 만들어진다. 한 벤더는 상위 계층을 구현하는 소프트웨어, 예를 들어, 웹브라우저를 만들수 있다. 그리고 다른 벤더는 하위계층을 구현하는 소프트웨어, 예를 들어 마이크로소프트의 운영체제 속에 내장된 TCP/IP 소프트웨어를 만들수 있다.
4. 복잡성의 감소는 프로그램의 변경을 쉽게하고, 제품의 진화를 빠르게한다.
5. 각각의 계층은 바로 아래 계층의 서비스를 이용한다. 그러므로 각각의 계층이 어떤 역할을 하는지 기억하기에 쉽다. (예를 들어, 네트워크 계층은 데이터를 양단간에 전달할 수 있다.) 이 역활을 보기 위해 네트워크 계층은 종간간의 경로를 따라 그 다음의 장비로 데이터를 전송하기 위해서 데이터링크 계층을 사용한다.

 

OSI 계층 간의 상호작용

웹 브라우저가 웹 서버로부터 다운로드한 페이지를 나타낸다고 하자. 그 일이 일어나기전에 브라우저는 클라이언트 컴퓨터의 TCP/IP에 있는 다른 계층을 구현하는 소프트웨어와 상호작동하며, 서버에 요청을 보낸다. 마찬가지로 브라우저 애플리케이션은 브라우저가 어떤 페이지를 보여주려고하는지 서버에 알려주면서 웹서버 애플리케이션과 통신한다. 이런 두가지 생각을 간단히 설명하면 'OSI 계층간의 상호작용'이다. 같은 컴퓨터에서 계층간에 어떻게 상호작용하는지의 과정뿐만 아니라 다른 컴퓨터에서 같은 계층이 어덯게 통신하는지는 서로 연관되어있다. 소프트웨어나 하드웨어 제품은 OSI프로토콜 계층이 제공하는 다음 두가지의 일반적인 기능을 수행한다.

1. 각각의 계층은 프로토콜 스펙안에서 바로 위의 계층에 서비스를 제공한다.
2. 각각의 계층은 다른 컴퓨터의 동일 계층에 해당하는 소프트웨어나 하드웨어와 정보를 교환한다. 어떤 경우에는 그 다른 컴퓨터가 동일한 전송 매체에 연결되있고, 네트워크 반대쪽일수도 있다.

 

- 연결지향프로토콜 : 양단간에 전송이 시작되기 전에 메시지의 교환을 필요로 하거나 미리 확립된 연관 관계가 필요한 프로토콜
- 비연결지향프로토콜 : 양단간에 메시지의 교환 또는 미리 확립된 연관 관계가 필요하지 않은 프로토콜

- 출처 : http://iksu.egloos.com/391883 , 변익수님 블로그 -

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