Lecture 1.6 ~ 1.9: Introduction, Protocols and Layering

1-6 Protocols and Layers

 

Networks Need Modularity

- We need a form of modularity, to help manage complexity and support reuse

 

 

Protocols and Layers

- Protocols and layering is the main structuring method used to divide up network functionality

         - Each instance of a protocol talks virtually to its peer using the protocol

         - Each instance of a protocol uses only the services of the lower layer

 

 

- Protocols are horizontal, layers are vertical

- Instance of protocol X 간에는 직접적으로 통신을 할 수 없기 때문에 더 낮은 layer인 Protocol Y의 서비스를 통해 간접적으로 통신한다

- 그렇다면 Instance of protocol Y 간에는 어떻게 직접적으로 통신을 하는 것인가?

 

 

- Set of protocols in use is called a protocol stack

- 계속 하단의 protocol이 제공하는 서비스를 사용하다보면 결국 wire로 연결된 Physical medium을 통해 메세지를 전송받을 수 있다

 

- 802.11 : Wi-Fi 규격

 

 

Encapsulation

- Encapsulation is the mechanism used to effect protocol layering

       - Lower layer wraps higher layer content, adding its own information to make a new message for delivery

       - Like sending a letter in an envelope; postal service doesn't look inside

 

 

- Message "on the wire" begins to look like an onion

        - Lower layers are outermost (가장 바깥쪽)

- Normally draw messages like this

       - Each layer adds its own header

 

- More involved in practice

         - Trailers as well as headers, encrypt/compress contents

         - Segmentation (divide long message) and reassembly

 

 

 

Demultiplexing

- Incoming message must be passed to the protocols that it uses

어떤 프로토콜을 따라가야하는지??

 

- Done with demultiplexing keys in the headers

- Ethernet header에 IP protocol로 향하라는 키가 존재한다

- 마찬가지로 IP header에 TCP protocol로 향하라는 키가 존재한다

- 마찬가지로 TCP header에 HTTP의 port 번호가 존재한다

- 위의 키를 demultiplexing key라고 부른다

 

 

Advantage of Layering

- Information hiding and reuse

layer에 따라 browser의 구현이 달라지지 않는다

 

- Using information hiding to connect different systems

- 중계기가 존재하면 다른 프로토콜 시스템간에도 통신이 가능하다

- 바로 윗 계층까지는 변경되지만 그 상단의 데이터는 전혀 변경되지 않는다 (핑크색 영역)

 

 

 

Disadvantage of Layering

- Adds overhead

          - But minor for long messages

- Hides information

          - App might care whether it is running over wired or wireless!

 

 

 

 

1-7 Reference Models

 

What functionality should we implement at which layer?

- This is a key design question

- Reference models provide frameworks that guide us

 

 

OSI "7 layer" Reference Model

- A principled, international standard, to connect systems

       - Influential, but not used in practice (Woops)

- Session 역할 : 여러 컴포넌트를 종합하여 하나로 합치는

 

 

Internet Reference Model

- A four layer model based on experience; omits some OSI layers and uses IP as the network layer

- Presentation, Session 계층의 역할은 중요하지만 layer model에서는 큰 의미가 없으므로 없다

 

 

common example of protocols

- IP is the "narrow waist" of the internet

        - Supports many different links below and apps above

- 즉, 다시 말해서 IP 프로토콜은 유일하므로 다른 어떤 시스템 구성이어도 Internet layer를 통해 통신이 가능하다

 

 

Standards Bodies

- Where all the protocols come from!

          - Focus in on iteroperability (상호 운용성)

 

 

Layer-based Names

Unit of data

- Packet은 Network 계층에서의 데이터 단위로서의 의미 뿐만 아니라 Segment, Frame을 포괄하는 데이터 단위로서도 사용되므로 주의하자

 

Devices in the network

 

Devices in the network

 

 

A Note About Layers

- They are guidelines, not strict

        - May have multiple protocols working together in one layer

        - May be difficult to assign a specific protocol to a layer

 

 

 

 

1-8 History of the Internet

 

Rough Internet Timeline

 

The Beginning - ARPANET

- ARPANET의 목적은 리소스 공유였으나 email이 주된 사용 목적이 되었다

 

 

ARPANET - Influences

 

 

Growing Up - NSFNET

 

 

Early Internet Architecture

- Hierarchical, with NSFNET as the backbone

 

Modern Internet - Birth of the Web

 

 

Modern Internet Architecture

- IXP 연결을 통해 Transit ISP와 Content Provider간의 데이터 통신이 가능해졌고, Backbone 없이 Content Provider가 제공하는 컨텐츠를 Customer가 제공받거나 Customer 상호간에 데이터를 주고 받는 것이 가능해졌다

 

 

 

 

1-9 Lecture Outline

 

Done - Protocols and Layering

 

앞으로 내우게 될 내용들

1. Course Reference Model

2. Lecture Progression (진행)