1
6. Network Model6. Network Model
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
2
Why Network Protocol Models?
•Network communication is an extremelycomplex task
•Need cooperative efforts from all nodes involved
•A standard model helps to describe the task of anetworking product or service
•Also help in troubleshooting by providing aframe of reference
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
3
Who define Network Model?
•Need non-profit making organizations
•ISO - International Standards Organization
e.g. OSI, MPEG-1, 2, 4, etc.  (http://www.iso.ch/)
•IEEE - Institute of Electrical & ElectronicEngineers
e.g  IEEE 802, IEEE 754, etc. (http://www.ieee.org)
•ITU - International Telecommunication Union
e.g. V.34, H.323, H.324, etc. (http://www.itu.int)
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
4
The OSI 7-layer Model
All
People
Seem
To
Need
Data
Processing
Away
Pizza
Sausage
Throw
Not
Do
Please
•OSI - Open Systems Interconnection
•Defined in 1984 and become an international standard
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
5
Layered Architecture
•Layering specifies different levelof functions and services
•Each layer works with the layerbelow and above it
•Each layer provides services tonext layer
•Shield the upper layer from thedetails of actual implementation
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
6
Relationship of OSI layers
Virtual
Communication
Physical
Communication
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
7
Protocols in a layered architecture
•Network communication is possible only ifmachines speaking the same languages (protocols)
•Since each layer work independently, each layerspeaks different languages (protocols)
•Lead to the concept of a Protocol Stack
•Network communication is possible only if theProtocol Stacks on two machines are the same
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
8
•To identify the language (protocol) of each layer,identifier (header and trailer) are added to data
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
9
1. Physical Layer
•Define how cable is attached tothe Network Adapter Card
•How many pins in the connector?
•The impedance?
•Max/min electrical voltage?
•Responsible for transmittingbits from one computer toanother
Example protocols: Ethernet, Token Ring (Physical part)
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
10
2. Data Link Layer
•Make data frames
•Provide error-free frametransfer by acknowledgmentand retransmission
fig33
Example protocols: Ethernet, Token Ring
Frame
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
11
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
12
3. Network Layer
•Logical address to physicaladdress translation
For TCP/IP running on Ethernet
Logical address: IP address
158.132.148.99
Physical address: Ethernet address
00 00 E2 15 1A CA
•Determine the route fromsource to destination computer
Example protocols: IP, IPX
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
13
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
14
4. Transport Layer
•Ensure packets are deliverederror free, in sequence
•Translate between packets andmessage
fig33
fig33
fig33
fig33
1
3
2
Receiving
fig33
fig33
fig33
fig33
1
2
3
Sending
Example protocols: TCP, SPX, NWLink
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
15
5. Session Layer
Example application program: Winsock, UNIX Socket
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
•Establishment, maintaining andrelease of session
•Provide dialog management
•Regulate which side transmit,when, for how long (Sync.)
•Provide synchronizationbetween user tasks
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
16
A. Consecutive sessions on atransport layer connection
1
2
3
B. Consecutive sessions ona multiple transport layerconnections
1
2
3
What is a Session?
C. Both
1
2
3
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
17
6. Presentation Layer
Example application program: redirector (NT), SSL
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
•Translate data fromApplication Layer to theformat suitable for sessionlayer (the network)
•Provide data encryption,compression
•Changing or convertingcharacter set, graphic, and fileformat
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
18
7. Application Layer
Example protocols: FTP, Telnet, HTTP
•Entry point for application toaccess network
•Directly support userapplications
•E.g. File transfer, email
•General capabilities:
Network access, flow control,Error recovery
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
Appl.
Pres.
Sess.
Tran.
Netw.
Data.
Phys.
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
19
Example: File Transfer
PictureTel
FTP Server
FTP Client
Network
•The most traditional network task
•Implemented by a simple Application Layerprotocol called FTP
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
20
Utility: WS_FTP
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
21
FTP
TCP
IP
Ethernet
FTP
TCP
IP
Ethernet
PictureTel
FTP Server
FTP Client
WS_FTP
Layers 1,2
Layer 3
Layer 4
Layers 5-7
Layers 1,2
Layer 3
Layer 4
Layers 5-7
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
22
The 802 Project Model
•IEEE launched the Project 802 in 1980 February
•Predate the ISO standard, but the developmentwas performed in roughly the same time
•Objective: To clearly define the network standardsfor different kind of physical components of anetwork - the interface card and the cabling
•Enhance the Data Link and Physical layers of theOSI model
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
23
IEEE 802 Categories
802.1Internetworking802.2Logical Link Control (LLC)
802.3Carrier-Sense Multiple Access with CollisionDetection (CSMA/CD) LAN (Ethernet)
802.4Token Bus LAN802.5Token Ring LAN
802.6Metropolitan Area Network (MAN)
802.7Broadband Technical Advisory Group
802.8Fiber-Optic Technical Advisory Group
802.9Integrated Voice/Data Networks
802.10 Network Security802.11Wireless Networks
802.12Demand Priority Access LAN, 100 BaseVG-AnyLAN
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
24
Enhancements to the OSI Model
•Divide the Data Link layer into 2 sub-layers
•Logical Link Control Sub-layer
•Define the use of service access points (SAPs) asan interface for higher layer to Data Link layer
•Media Access Control Sub-layer
•Directly interface with the network card
•For delivering error-free data communications
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo
25
Media Access
Control (MAC)
Logical LinkControl(LLC)
802.3
802.3
802.4
802.4
802.5
802.5
802.12
802.12
802.2
802.2
802.1
802.1
ENG224
INFORMATION TECHNOLOGY – Part I
6. Network Model
polyLogo