Kommunikation över nätet

Vi använder allt mer nätverk i våra liv, istället för att skapa nya tekniker så försöker vi använda det som finns genom att skapa nya tjänster.
För att du ska kunna förstå den här kursen, används modeller som förklarar hur tekniken är uppbyggd. Du kommer även att använda verktygen ”Packet Tracer” och ”wireshark” för att förstå hur nät byggs upp.

Plattformen för kommunikation

Kommunikationens element

Kommunikation består av tre element:
Sändaren – den som vill skicka data. Ex. en dator
Mottagaren – den som ska ta emot datan. Ex. en webbserver.
Mediet – den kanal som används. Ex. en kopparkabel.
Ska du skicka en bild måste den först plockas ner i bitar och sen skickas ex. via luften på ditt trådlösa nät.

Kommunicera meddelanden

I teorin skulle du kunna skicka en bild via nätet som en enda lång ström av bitar. I praktiken går inte det då bara en skulle kunna skicka åt gången och skulle nätet gå ner en kort stund skulle hela bilden få skickas om på nytt. För att slippa dessa problem delar man in datan i mindre delar som kallas segment. Nackdelen är givetvis att det blir krångligare att skicka data. Istället för att skicka allt på en gång med en adress måste datan delas upp och varje del ska packas in och få en adress.

Nätets delar

Nätet består av hårdvara i form av bland annat datorer, switchar och routrar, men även av mjukvara och tjänster i form av bland annat emailprogram och webbservrar.

Klienter och deras roll i nätet

De vanligaste enheterna i ett nät är klienter som kan vara PC, skrivare, IP-telefoner etc. I ett nät kallas en klient för en värd. En värd kan vara både sändare och mottagare och har en unik adress för att skilja sej från de andra.
En värd kan även vara en klient eller en server eller båda, beroende på vilken mjukvara som är installerad. En server erbjuder en tjänst, ex. en webbserver. En klient efterfrågar denna tjänst, ex. en webbläsare.

Nätverksenheter och deras roll i nätet

För att värdar (datorer, skrivare etc) ska kunna kommunicera måste det finnas nätverksenheter som vidareförmedlar datan. Detta är ex. routrar, switchar, modem och brandväggar. Dessa enheter måste kunna:

  • Rena och förstärka signaler
  • Hålla reda på olika vägar genom nätet
  • Ha koll på om andra enheter krånglar
  • Kunna skicka data på alternativa vägar om en går ner
  • Prioritera trafiken för att QOS ska fungera. Vilket segment ska skickas först?
  • Tillåta eller blockera trafik beroende på vad som är inställt.

Nätverksmedia

Data behöver en kanal för att kunna färdas. Dessa kanaler kallas för medium och består av metall, fiberoptik eller luften. Innan datan kan skickas måste den kodas beroende på vilket medium som används:

  • Metallmedium skickar med elektriska signaler.
  • Fiberoptik skickar med ljuspulser.
  • Luften skickar med elektromagnetiska vågor. (Trådlös överföring)

Olika media har olika fördelar. Det som skiljer är; räckvidd, hastighet, kostnad och var det kan installeras.

LAN, WAN och Internet

Local Area Networks LAN

Nätverk kan delas in i; arean det täcker, antal användare och typer av tjänster som ingår. Ett LAN är ett nätverk som oftast begränsar sej till en byggnad och där det finns tjänster för de som jobbar eller studerar där.

Wide Area Networks WAN

Då en organisation växer behöver den knyta ihop olika LAN för att kunna samarbeta. Då skapas ett WAN. Ett WAN består av flera LAN ofta sammankopplade med kanaler som hyrs av telefonbolag och där speciell utrustning används.

Internet – ett nätverk av nätverk

Internet består av ett nät uppbyggt av flera nät. Dessa nät ägs av ISP (Internetleverantörer) som ex. Telia och Bredbandsbolaget.
Ett Intranät är ett nät som används inom en organisation ex. för att visa information.

Nätverkssymboler

För att kunna förstå och designa nät måste man kunna vissa symboler och begrepp. Några av dessa är: NIC (nätverkskort), PC, switch, router och LAN-medium. Se till att du kan rita dessa på ett enkelt sätt.

Protokoll

Kommunikationsregler

All form av kommunikation kräver regler för att sändaren och mottagaren ska förstå varandra. Dessa regler kallas för protokoll. Olika form av medier kräver olika protokoll, ex. ett för telefoner och ett för att skicka ett brev. Olika protokoll samarbetar ofta och då kallas dessa för en protokollstack. Dessa finns både i hård och mjukvara. Protokollstackarna är indelade i skikt där de nedersta förklarar hur data ska skickas på ett visst medium och de översta förklarar hur ett datorprogram ska göra för att skicka.

Nätverksprotokoll

Nätverksprotokoll beskriver bland annat; dataformatet, vägval, felhantering och anslutning till andra datorer.

Protokollstackar och industristandarder

Protokoll utvecklas oftast i enighet med industristandarder. Dessa standarder har skapats av standardiseringsorganisationer som ex. IEEE och IETF.  Fördelen med detta är att produkter och protokoll från olika företag fungerar tillsammans.

Samarbetet mellan protokoll

Ett ex. på hur olika protokoll samarbetar är när en webbläsare kontaktar en webbserver:

  • Applikations protokoll: http – bestämmer hur en webbklient ska fråga efter en webbsida av en server.
  • Transport protokoll : TCP – bestämmer hur datan ska skickas mellan datorerna
  • Internet protokoll: IP – bestämmer hur paketen ska hitta på Internet
  • Fysiska protokoll: Ethernet – bestämmer hur paketen ska hitta på LANet.

Teknikoberoende protokoll

För att ett protokoll ska kunna fungera oberoende av vilken teknik som används måste protokollet beskriva vad som ska göras, inte hur det ska göras. Ex. fungerar Internet Explorer och Firefox olika men båda kan användas till att surfa på Internet. Hur de fungerar är upp till tillverkaren, men vad som ska göras bestäms i protokollet.

Fördelarna av att använda modeller i skikt

Fördelen med att dela in protokoll i en modell med flera skikt är att det blir enklare att utveckla nya protokoll, hindrar att protokollförändringar i ett skikt påverkar ett annat skikt samt gör det lättare att förstå hur protokollen samarbetar.

Protokoll och referensmodeller

En protokollmodell är en modell av hur en protokollstack arbetar. Ex. TCP/IP-modellen visar hur TCP/IP-stacken arbetar.

En referensmodell beskriver hur något är uppbyggt. Ex. hur en router ska ta emot packet. En referensmodell kan inte installeras i en dator utan är en beskrivning om hur du ex. ska bygga din dator.

OSI-modellen är den vanligaste referensmodellen. Den används bland annat för nätverksdesign och felsökning.

TCP/IP-modellen

TCP/IP-modellen skapades på 70-talet och beskriver i fyra skikt hur datakommunikation ska fungera. Dessa skikt är: Applikation, Transport, Internet och Nätverksåtkomst. Det är en öppen standard vilket innebär att vem som helst får lägga till delar till modellen så länge man följer protokollet. Dessa kan laddas ner från IETF och kallas för RFC.

Kommunikationsprocessen

TCP/IP-modellen beskriver hur protokollen i TCP/IP-stacken fungerar. För att man ska kunna skicka data måste följande steg ske:

  • Skapandet av data på applikationslagret
  • Segmentering och inkapsling av datan när det passerar ner genom protokollstacken
  • Uppdelningen av datan i bitar på nätverksåtkomstlagret
  • Transport på nätverket till mottagaren
  • Mottagandet av data på nätverksåtkomstlagret
  • Avkapslingen och sammansättandet av data när det passerar upp genom protokollstacken
  • Uppskickandet av data till programmet som ska ha det på applikationslagret.

Protokoll och inkapsling av data

När data skickas ner genom protokollstacken läggs ny data på för varje skikt. Detta kallas för inkapsling. Ungefär som när du skriver ett brev och sen lägger till kuvert, adress, frimärke mm.
Namnet på datan ändras beroende på vilket skikt det befinner sej på, men samlingsnamnet på datan oavsett var den befinner sej är PDU. (Protocol Data Unit). Här är PDU namnen:

  • Applikationslagret – PDU kallas för Data
  • Transportlagret – PDU kallas för Segment
  • Internetlagret – PDU kallas för Packet
  • Nätverksåtkomstlagret – PDU kallas för Ramar (Frame)
  • När det sänds på ett medium – PDU kallas för Bitar.

Sänd och mottagningsprocessen

Detta händer i protokollstacken TCP/IP på en webbserver då en webbklient begärt en sida:
Applikationslagret – Protokollet http skickar ner ett sida kodad i HTML till:

  • Transportlagret – här inkapslas datan i segment och en header läggs till. Den beskriver vilket program som skickat datan, i vårt fall, en webbserver. Den anger även till och från portnummer. Sen skickas segmentet ner till:
  • Internetlagret – här inkapslas segmentet om till ett IP-packet. En ny header läggs till som anger till och från IP-nummer. Sen skickas paketet ner till:
  • Nätverksåtkomstlagret – här inkapslas paketet om till en Ethernetram. En ny header läggs till som anger till och från MAC-adress.  En trailer läggs även till som används för att kolla om ramen kommer fram som den ska. Därefter delas ramen upp i bitar och skickas iväg på nätet genom NIC (nätverkskortet).
  • När bitarna kommer till webbklienten händer samma sak fast i omvänd ordning. NIC tar emot bitarna och sätter ihop dem till en ram som sedan skickas upp till Internetlagret och avkapslas till ett packet osv.

OSI-modellen

OSI skapades 1984 och syftet var att ha en referensmodell att utgå ifrån då man skapade nya protokoll. OSI har sju skikt som beskriver allt som händer när data transporteras. En av fördelarna med att dela in processen i skikt är att varje skikt kan operera oberoende av de andra. Skapar du en webbsida bryr du dej bara om det översta lagret, skikt sju, då behöver inte bry dej om hur klienten ansluter till webbservern.

OSI-modellen. Nerifrån och upp:

  1. Physical-signaler och media omvandlar bitarna till ström, ljus eller ljud, bestämmer den fysiska hastigheten, ex. kablar, hubbar, repeters. Manchesterencoding.
  2. Datalink-fysisk adress, nätverkstopologi, logisk åtkomst. Ex.. switchar, bryggor och NIC. Ethernet, PPP, FDDI.
  3. Network-vägval och logisk adress ex., routrar. IP, OSPF, ISDN, ICMP, IPSec.
  4. Transport-flödes och felkontroll, virtual circuits. TCP, UDP.
  5. Session-upprättar sessioner, SQL, RPC, NetBIOS, SSL.
  6. Presentation-kryptering, komprimering och konvertering, DES, MPEG, ASCII.
  7. Application-nätverkstjänster till applikationer. Ex. PC, brandväggar. DNS, FTP, http,Telnet.

Jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken

Om man jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken ser man att OSI-modellen använder sju skikt istället för fyra. Syftet är bl.a att ge en utförligare beskrivning om hur det går till.

Nätverksadressering

Nätverksadressering

OSI-modellen beskriver hur kodning, formatering, segmentering och inkapsling sker av data som ska skickas via nätet. En dataström delas upp blandar sej med annan trafik på Internet. Därför är det viktigt att datan kan identifieras så att den kommer rätt.

Skicka data till mottagaren

När datan inkapslas läggs en adress eller identifierare på för nästan varje skikt. I skikt 2 läggs MAC-adressen  till. Denna adress används vid kommunikation inom ett LAN.

Skicka data genom Internet

skikt 3 protokoll används för att skicka data mellan nätverk. Varje IPnr måste innehålla info om vilket nät det tillhör. Routrarna packar upp ramen till ett packet och läser denna nätinfo för att välja vilken väg den ska skicka paketen. Sen packar router om paketen till nya ramar och skickar iväg dem.

Skicka data till rätt program

På skikt fyra visas vilken port datan ska till. Då flera program kan köras samtidigt, ex. en webbläsare och emailprogram måste datan kunna separeras. Varje typ av program har sitt eget portnr. På det sättet kan trafik till din webbläsare och emailprogram ta emot data samtidigt utan att blandas ihop trots att samma IPnr används.

Filmen ”Warriors of the net”

När du se filmen, tänk på det du lärt dej hittills i kursen och försök förstå vilka protokoll och utrustning som menas. Cirka 5 minuter in i filmen finns ett fel. Man säger att ”What happens when Mr. IP doesn’t receive an acknowledgement, he simply sends a replacement packet.” Flödeskontroll och omsändning sköts inte av IP utan av ett protokoll på ett övre skikt.

Kommunikationsregler

 

All form av kommunikation kräver regler för att sändaren och mottagaren ska förstå varandra. Dessa regler kallas för protokoll. Olika form av medier kräver olika protokoll, ex. ett för telefoner och ett för att skicka ett brev. Olika protokoll samarbetar ofta och då kallas dessa för en protokollstack. Dessa finns både i hård och mjukvara. Protokollstackarna är indelade i skikt där de nedersta förklarar hur data ska skickas på ett visst medium och de översta förklarar hur ett datorprogram ska göra för att skicka.
 
Nätverksprotokoll
 
Nätverksprotokoll beskriver bland annat; dataformatet, vägval, felhantering och anslutning till andra datorer. 
Protokollstackar och industristandarder
Protokoll utvecklas oftast i enighet med industristandarder. Dessa standarder har skapats av standardiseringsorganisationer som ex. IEEE och IETF.  Fördelen med detta är att produkter och protokoll från olika företag fungerar tillsammans. 
 
 
 

Samarbetet mellan protokoll

 
Ett ex. på hur olika protokoll samarbetar är när en webbläsare kontaktar en webbserver:
Applikations protokoll: http – bestämmer hur en webbklient ska fråga efter en webbsida av en server.
Transport protokoll : TCP – bestämmer hur datan ska skickas mellan datorerna
Internet protokoll: IP – bestämmer hur paketen ska hitta på Internet
Fysiska protokoll: Ethernet – bestämmer hur paketen ska hitta på LANet.
 

Teknikoberoende protokoll

 
För att ett protokoll ska kunna fungera oberoende av vilken teknik som används måste protokollet beskriva vad som ska göras, inte hur det ska göras. Ex. fungerar Internet Explorer och Firefox olika men båda kan användas till att surfa på Internet. Hur de fungerar är upp till tillverkaren, men vad som ska göras bestäms i protokollet.
 
Fördelarna av att använda modeller i skikt
 
Fördelen med att dela in protokoll i en modell med flera skikt är att det blir enklare att utveckla nya protokoll, hindrar att protokollförändringar i ett skikt påverkar ett annat skikt samt gör det lättare att förstå hur protokollen samarbetar. 
 

Protokoll och referensmodeller

 
En protokollmodell är en modell av hur en protokollstack arbetar. Ex. TCP/IP-modellen visar hur TCP/IP-stacken arbetar.
 
En referensmodell beskriver hur något är uppbyggt. Ex. hur en router ska ta emot packet. En referensmodell kan inte installeras i en dator utan är en beskrivning om hur du ex. ska bygga din dator. 
 
OSI-modellen är den vanligaste referensmodellen. Den används bland annat för nätverksdesign och felsökning.
 

TCP/IP-modellen

 
TCP/IP-modellen skapades på 70-talet och beskriver i fyra skikt hur datakommunikation ska fungera. Dessa skikt är: Applikation, Transport, Internet och Nätverksåtkomst. Det är en öppen standard vilket innebär att vem som helst får lägga till delar till modellen så länge man följer protokollet. Dessa kan laddas ner från IETF och kallas för RFC.
 

Kommunikationsprocessen

 
TCP/IP-modellen beskriver hur protokollen i TCP/IP-stacken fungerar. För att man ska kunna skicka data måste följande steg ske:
Skapandet av data på applikationsskiktet
Segmentering och inkapsling av datan när det passerar ner genom protokollstacken
Uppdelningen av datan i bitar på nätverksåtkomstskiktet
Transport på nätverket till mottagaren
Mottagandet av data på nätverksåtkomstskiktet
Avkapslingen och sammansättandet av data när det passerar upp genom protokollstacken
Uppskickandet av data till programmet som ska ha det på applikationsskiktet. 
 

Protokoll och inkapsling av data

 
När data skickas ner genom protokollstacken läggs ny data på för varje skikt. Detta kallas för inkapsling. Ungefär som när du skriver ett brev och sen lägger till kuvert, adress, frimärke mm. 
Namnet på datan ändras beroende på vilket skikt det befinner sej på, men samlingsnamnet på datan oavsett var den befinner sej är PDU. (Protocol Data Unit).
Här är PDU namnen:
  • Applikationsskiktet – PDU kallas för Data
  • Transportskiktet – PDU kallas för Segment
  • Internetskiktet – PDU kallas för Packet
  • Nätverksåtkomstskiktet – PDU kallas för Ramar (Frame)
  • När det sänds på ett medium – PDU kallas för bitar. 
 

Sänd och mottagningsprocessen

 
Detta händer i protokollstacken TCP/IP på en webbserver då en webbklient begärt en sida:
Applikationsskiktet – Protokollet http skickar ner ett sida kodad i HTML till:
 
Transportskiktet – här inkapslas datan i segment och en header läggs till. Den beskriver vilket program som skickat datan, i vårt fall, en webbserver. Den anger även till och från portnummer. Sen skickas segmentet ner till:
 
Internetskiktet – här inkapslas segmentet om till ett IP-packet. En ny header läggs till som anger till och från IP-nummer. Sen skickas paketet ner till:
 
Nätverksåtkomstskiktet – här inkapslas paketet om till en Ethernetram. En ny header läggs till som anger till och från MAC-adress.  En trailer läggs även till som används för att kolla om ramen kommer fram som den ska. Därefter delas ramen upp i bitar och skickas iväg på nätet genom NIC (nätverkskortet).
 
När bitarna kommer till webbklienten händer samma sak fast i omvänd ordning. NIC tar emot bitarna och sätter ihop dem till en ram som sedan skickas upp till Internetskiktet och avkapslas till ett packet osv. 
 

OSI-modellen

 
OSI skapades 1984 och syftet var att ha en referensmodell att utgå ifrån då man skapade nya protokoll. OSI har sju skikt som beskriver allt som händer när data transporteras. En av fördelarna med att dela in processen i skikt är att varje skikt kan operera oberoende av de andra. Skapar du en webbsida bryr du dej bara om det översta skiktet, skikt sju, då behöver inte bry dej om hur klienten ansluter till webbservern. 
 
OSI-modellen. Nerifrån och upp: 
  1. Physical-signaler och media omvandlar bitarna till ström, ljus eller ljud, bestämmer den fysiska hastigheten, ex. kablar, hubbar, repeters. Manchesterencoding. 
  2. Datalink-fysisk adress, nätverkstopologi, logisk åtkomst. Ex.. switchar, bryggor och NIC. Ethernet, PPP, FDDI. 
  3. Network-vägval och logisk adress ex., routrar. IP, OSPF, ISDN, ICMP, IPSec. 
  4. Transport-flödes och felkontroll, virtual circuits. TCP, UDP. 
  5. Session-upprättar sessioner, SQL, RPC, NetBIOS, SSL. 
  6. Presentation-kryptering, komprimering och konvertering, DES, MPEG, ASCII.
  7. Application-nätverkstjänster till applikationer. Ex. PC, brandväggar. DNS, FTP, http,Telnet.
 

Jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken

 
Om man jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken ser man att OSI-modellen använder sju skikt istället för fyra. Syftet är att ge en utförligare beskrivning om hur det går till. 
 

Nätverksadressering

 
OSI-modellen beskriver hur kodning, formatering, segmentering och inkapsling sker av data som ska skickas via nätet. En dataström delas upp blandar sej med annan trafik på Internet. Därför är det viktigt att datan kan identifieras så att den kommer rätt. 
 

Skicka data till mottagaren

 
När datan inkapslas läggs en adress eller identifierare på för nästan varje skikt. I skikt 2 läggs MAC-adressen  till. Denna adress används vid kommunikation inom ett LAN. 
 

Skicka data genom Internet

 
skikt 3 protokoll används för att skicka data mellan nätverk. Varje IPnr måste innehålla info om vilket nät det tillhör. Routrarna packar upp ramen till ett packet och läser denna nätinfo för att välja vilken väg den ska skicka paketen. Sen packar router om paketen till nya ramar och skickar iväg dem. 
 

Skicka data till rätt program

 
På skikt fyra visas vilken port datan ska till. Då flera program kan köras samtidigt, ex. en webbläsare och emailprogram måste datan kunna separeras. Varje typ av program har sitt eget portnr. På det sättet kan trafik till din webbläsare och emailprogram ta emot data samtidigt utan att blandas ihop trots att samma IPnr används. 
 

Filmen ”Warriors of the net”

 
När du se filmen, tänk på det du lärt dej hittills i kursen och försök förstå vilka protokoll och utrustning som menas. Cirka 5 minuter in i filmen finns ett fel. Man säger att ”What happens when Mr. IP doesn’t receive an acknowledgement, he simply sends a replacement packet.” Flödeskontroll och omsändning sköts inte av IP utan av ett protokoll på ett övre skikt.

 

 

IP adressering

[[IP-adress]] och [[subnetmask]]ar

När datorn deltar i ett nätverk behöver den en så kallad [[IP-adress]]. IP ([[Internet Protocol]]) är ett protokoll för datakommunikation som bland annat används för adressering av datorer och nätverksenheter, exempelvis skrivare, i nätverk. IP ([[Internet Protocol]]) arbetar på nätverksnivå, protokollets viktigaste uppgift är routing (vägval). Med hjälp av IP-adresser kan rätt mottagare och avsändare adresseras och routrar tittar på denna adress för att avgöra hur paket ska skickas vidare. En [[IP-adress]] är en unik adress som i de flesta fall tilldelas datorn av en så kallad [[DHCP]]-server för att datorn ska kunna identifieras i nätverket. I andra fall kan en fast [[IP-adress]] vara att föredra och detta sätter en nätverksadministratör eller tekniker manuellt. Exempel på när en fast [[IP-adress]] är att föredra är på en webbserver eller en skrivare. Alla enheter som skickar data på Internet eller ett nätverk måste ha ett [[IP-adress]]. Detta tilldelas enhetens [[nätverkskort]] (NIC). Ex på enheter i ett nätverk är datorer, ip-telefoner, skrivare och routrar. (På Wikipedia finner du mer om [[Routing]])

IP-adressen behöver inte vara densamma hela tiden, utan kan variera beroende på sammanhang och då har man en sk. dynamisk [[IP-adress]]. Dessutom kan datorn exempelvis använda en [[IP-adress]] i ett lokala nätverk ([[LAN]]) men en helt annan [[IP-adress]] på Internet ([[WAN]]). Vi människor agerar likadant eftersom vi presenterar oss på olika sätt beroende på socialt sammanhang. Inom familjen känns det onödigt att presentera sig med både för- och efternamn, något som däremot känns helt naturligt att presentera sig med på en formell arbetsintervju. Datorn kan heta 192.168.0.190 i det lokala nätverket men 94.184.92.86 på Internet.

All data i ett nätverk skickas som paket med information om vilken [[IP-adress]] de ska till och avsändaren av paketet är den som anger mottagarens adress. Detta gör att varje dator i ett nätverk måste ha en unik [[IP-adress]]. Om två ­datorer har samma [[IP-adress]] går det inte att veta vilken av datorerna som är ett pakets ­avsedda ­mottagare (om två personer i samma flerbostadshus heter Anders Andersson kan brev­bäraren inte veta vem av dem som ska få paketet som han har med sig).

En [[subnätmask]] är en bitmask som visar var nätverksadressen slutar och värdadresserna börjar och anger därför hur stort nätet är. Den lägsta nätverksadressen anger nätverkets nummer (Net-ID) och den högsta adressen på nätverket anger en sk. [[Broadcast address]]. Subnätmasken består av 32 bitar, som var och en kan ha värdet ett eller noll. På samma sätt som med IP-adresser skrivs varje byte decimalt med en särskiljande punkt. Med hjälp av subnätmasken räknar datorn ut vilket nätnummer den finns på (programmeringsmässigt används en logisk AND-operation).

Nätverksprotokoll och kommunikation

Nätverksprotokoll och kommunikation

All form av kommunikation kräver regler för att sändaren och mottagaren ska förstå varandra. Dessa regler kallas för protokoll. Olika form av medier kräver olika protokoll, ex. ett för telefoner och ett för att skicka ett brev. Olika protokoll samarbetar ofta och då kallas dessa för en protokollstack. Dessa finns både i hård och mjukvara. Protokollstackarna är indelade i skikt där de nedersta förklarar hur data ska skickas på ett visst medium och de översta förklarar hur ett datorprogram ska göra för att skicka.

 
Nätverksprotokoll
 
Nätverksprotokoll beskriver bland annat; dataformatet, vägval, felhantering och anslutning till andra datorer. 
Protokollstackar och industristandarder
Protokoll utvecklas oftast i enighet med industristandarder. Dessa standarder har skapats av standardiseringsorganisationer som ex. IEEE och IETF.  Fördelen med detta är att produkter och protokoll från olika företag fungerar tillsammans.
 
 

Samarbetet mellan protokoll

 
Ett ex. på hur olika protokoll samarbetar är när en webbläsare kontaktar en webbserver:
Applikations protokoll: http – bestämmer hur en webbklient ska fråga efter en webbsida av en server.
Transport protokoll : TCP – bestämmer hur datan ska skickas mellan datorerna
Internet protokoll: IP – bestämmer hur paketen ska hitta på Internet
Fysiska protokoll: Ethernet – bestämmer hur paketen ska hitta på LANet.
 

Teknikoberoende protokoll

 
För att ett protokoll ska kunna fungera oberoende av vilken teknik som används måste protokollet beskriva vad som ska göras, inte hur det ska göras. Ex. fungerar Internet Explorer och Firefox olika men båda kan användas till att surfa på Internet. Hur de fungerar är upp till tillverkaren, men vad som ska göras bestäms i protokollet.
 
Fördelarna av att använda modeller i skikt
 
Fördelen med att dela in protokoll i en modell med flera skikt är att det blir enklare att utveckla nya protokoll, hindrar att protokollförändringar i ett skikt påverkar ett annat skikt samt gör det lättare att förstå hur protokollen samarbetar. 
 

Protokoll och referensmodeller

 
En protokollmodell är en modell av hur en protokollstack arbetar. Ex. TCP/IP-modellen visar hur TCP/IP-stacken arbetar.
 
En referensmodell beskriver hur något är uppbyggt. Ex. hur en router ska ta emot packet. En referensmodell kan inte installeras i en dator utan är en beskrivning om hur du ex. ska bygga din dator. 
 
OSI-modellen är den vanligaste referensmodellen. Den används bland annat för nätverksdesign och felsökning.
 

TCP/IP-modellen

 
TCP/IP-modellen skapades på 70-talet och beskriver i fyra skikt hur datakommunikation ska fungera. Dessa skikt är: Applikation, Transport, Internet och Nätverksåtkomst. Det är en öppen standard vilket innebär att vem som helst får lägga till delar till modellen så länge man följer protokollet. Dessa kan laddas ner från IETF och kallas för RFC.
 

Kommunikationsprocessen

 
TCP/IP-modellen beskriver hur protokollen i TCP/IP-stacken fungerar. För att man ska kunna skicka data måste följande steg ske:
Skapandet av data på applikationsskiktet
Segmentering och inkapsling av datan när det passerar ner genom protokollstacken
Uppdelningen av datan i bitar på nätverksåtkomstskiktet
Transport på nätverket till mottagaren
Mottagandet av data på nätverksåtkomstskiktet
Avkapslingen och sammansättandet av data när det passerar upp genom protokollstacken
Uppskickandet av data till programmet som ska ha det på applikationsskiktet. 
 

Protokoll och inkapsling av data

 
När data skickas ner genom protokollstacken läggs ny data på för varje skikt. Detta kallas för inkapsling. Ungefär som när du skriver ett brev och sen lägger till kuvert, adress, frimärke mm. 
Namnet på datan ändras beroende på vilket skikt det befinner sej på, men samlingsnamnet på datan oavsett var den befinner sej är PDU. (Protocol Data Unit).
Här är PDU namnen:
  • Applikationsskiktet – PDU kallas för Data
  • Transportskiktet – PDU kallas för Segment
  • Internetskiktet – PDU kallas för Packet
  • Nätverksåtkomstskiktet – PDU kallas för Ramar (Frame)
  • När det sänds på ett medium – PDU kallas för bitar. 
 

Sänd och mottagningsprocessen

 
Detta händer i protokollstacken TCP/IP på en webbserver då en webbklient begärt en sida:
Applikationsskiktet – Protokollet http skickar ner ett sida kodad i HTML till:
 
Transportskiktet – här inkapslas datan i segment och en header läggs till. Den beskriver vilket program som skickat datan, i vårt fall, en webbserver. Den anger även till och från portnummer. Sen skickas segmentet ner till:
 
Internetskiktet – här inkapslas segmentet om till ett IP-packet. En ny header läggs till som anger till och från IP-nummer. Sen skickas paketet ner till:
 
Nätverksåtkomstskiktet – här inkapslas paketet om till en Ethernetram. En ny header läggs till som anger till och från MAC-adress.  En trailer läggs även till som används för att kolla om ramen kommer fram som den ska. Därefter delas ramen upp i bitar och skickas iväg på nätet genom NIC (nätverkskortet).
 
När bitarna kommer till webbklienten händer samma sak fast i omvänd ordning. NIC tar emot bitarna och sätter ihop dem till en ram som sedan skickas upp till Internetskiktet och avkapslas till ett packet osv. 
 

OSI-modellen

 
OSI skapades 1984 och syftet var att ha en referensmodell att utgå ifrån då man skapade nya protokoll. OSI har sju skikt som beskriver allt som händer när data transporteras. En av fördelarna med att dela in processen i skikt är att varje skikt kan operera oberoende av de andra. Skapar du en webbsida bryr du dej bara om det översta skiktet, skikt sju, då behöver inte bry dej om hur klienten ansluter till webbservern. 
 
OSI-modellen. Nerifrån och upp: 
  1. Physical-signaler och media omvandlar bitarna till ström, ljus eller ljud, bestämmer den fysiska hastigheten, ex. kablar, hubbar, repeters. Manchesterencoding. 
  2. Datalink-fysisk adress, nätverkstopologi, logisk åtkomst. Ex.. switchar, bryggor och NIC. Ethernet, PPP, FDDI. 
  3. Network-vägval och logisk adress ex., routrar. IP, OSPF, ISDN, ICMP, IPSec. 
  4. Transport-flödes och felkontroll, virtual circuits. TCP, UDP. 
  5. Session-upprättar sessioner, SQL, RPC, NetBIOS, SSL. 
  6. Presentation-kryptering, komprimering och konvertering, DES, MPEG, ASCII.
  7. Application-nätverkstjänster till applikationer. Ex. PC, brandväggar. DNS, FTP, http,Telnet.
 

Jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken

 
Om man jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken ser man att OSI-modellen använder sju skikt istället för fyra. Syftet är att ge en utförligare beskrivning om hur det går till. 
 

Nätverksadressering

 
OSI-modellen beskriver hur kodning, formatering, segmentering och inkapsling sker av data som ska skickas via nätet. En dataström delas upp blandar sej med annan trafik på Internet. Därför är det viktigt att datan kan identifieras så att den kommer rätt. 
 

Skicka data till mottagaren

 
När datan inkapslas läggs en adress eller identifierare på för nästan varje skikt. I skikt 2 läggs MAC-adressen  till. Denna adress används vid kommunikation inom ett LAN. 
 

Skicka data genom Internet

 
skikt 3 protokoll används för att skicka data mellan nätverk. Varje IPnr måste innehålla info om vilket nät det tillhör. Routrarna packar upp ramen till ett packet och läser denna nätinfo för att välja vilken väg den ska skicka paketen. Sen packar router om paketen till nya ramar och skickar iväg dem. 
 

Skicka data till rätt program

 
På skikt fyra visas vilken port datan ska till. Då flera program kan köras samtidigt, ex. en webbläsare och emailprogram måste datan kunna separeras. Varje typ av program har sitt eget portnr. På det sättet kan trafik till din webbläsare och emailprogram ta emot data samtidigt utan att blandas ihop trots att samma IPnr används. 
 

Filmen ”Warriors of the net”

 
När du se filmen, tänk på det du lärt dej hittills i kursen och försök förstå vilka protokoll och utrustning som menas. Cirka 5 minuter in i filmen finns ett fel. Man säger att ”What happens when Mr. IP doesn’t receive an acknowledgement, he simply sends a replacement packet.” Flödeskontroll och omsändning sköts inte av IP utan av ett protokoll på ett övre skikt.

Utforska nätverket

Detta kapitel introducerar datanätverk som används både i sociala och affärssammanhang.

Kommunicera i en nätverkscentrerad värld

Nätverken stödjer vår livsstil

Vårt behov att vara med andra är mycket viktig för oss och vi har hela tiden utvecklat nya tekniker för att möjliggöra det. Datanätverken (from nu näten) har hela tiden utvecklats från att skicka enkla tecken till att skicka video.
Tekniken har minskat relevansen av tid och rum då sociala nätverk och affärer är tillgängliga dygnet runt, över allt.
Internet har gått från att varit en nät för forskare till en informationskälla för alla människor.

Ex. på vanliga kommunikationsverktyg

IM är program som används för att i realtid skicka meddelanden till varandra. Ex. Messenger.
Bloggar är webbsidor som fungerar som en offentlig dagbok för någon privatperson.
Wikis är webbsidor som byggs upp av flera och används för att hämta information.
Podcasting är ljudfiler som skapas och läggs ut på en webbsida så att man kan ladda ner dem och lyssna på dem med hjälp av en iPod.
Samarbetsverktyg är program som används för att människor ska kunna samarbeta över stora avstånd och tidsskillnader.

Nätverk stödjer sätten vi lär in

E-learning innebär att studenten får ett webbaserat material att lära in samt använder Internet för ex. grupparbete och prov. Fördelen gentemot en traditionell bok är att materialet snabbt kan uppdateras samt att man kan samarbete med studenter från andra länder på ett enkelt sätt.

Nätverks stödjer sättet vi arbetar på

Till i början var näten i företagen gjorde för att stödja intern bruk som löner och inköp. Numera stödjer de även kontakten med kunder via extranet.

Nätverk stödjer sättet vi spelar på

Om du gillar spel av olika slag hittar du information om dem på Internet. De populäraste spelen spelas även där.

Kommunikation – en viktig del av vårt liv

Vad är kommunikation

När vi pratar använder vi oss av regler eller protokoll. Dessa anger bland annat timing, språk och bekräftelse på att mottagaren förstått. Likadant är det för kommunikationen på ett nät, men här måste man vara noggrannare på vilka regler som gäller.

Kommunikationens kvalitet

I ett nät finns det många saker som kan påverka kvaliteten på det som sänds:
De utomstående sakerna som kan påverka är bland annat; antal gånger meddelandet måste ändra form, tiden det tar samt antal gånger det måste adresseras om.
De interna sakerna som påverkar är oftast meddelandet själv. Storleken, sammansättningen och prioriteten påverkar hur meddelandet hanteras.

Nätet som en plattform

Kommunikation över nät

Vi utgår idag att vi ska kunna nå alla när som helst. Tack vare gemensamma regler (protokoll) kan enheter av olika märken fungera tillsammans.

Nätets byggstenar

Alla nät innehåller fyra byggstenar:

  • Protokoll – de regler som säger hur man ska göra för att skicka meddelande. Ex. TCP/IP.
  • Data – den trafik eller meddelanden som skickas. Ex. ett mail.
  • Medium – ex. kablar, kontaktar och luften för trådlös överföring
  • Enheter – ex. routrar, servrar, klienter och switchar

För att förklara hur dessa byggstenar samarbetar utgår vi från ett ex. där någon skickar ett mail till en annan:

  • Data – brevet omvandlas till bitar innan det kan skickas på nätet.
  • Enheter – datorn, mobiltelefonen där du skriver brevet. Routrarna som skickar det vidare.
  • Medium – kabeln till ditt modem, eller luften mellan telefonen och basstationen.
  • Tjänsten – det program eller applikation som du använder. Ex. Outlook.
  • Protokoll – reglerna som säger hur datan ska skickas. Ex. IP, http och TCP.

Sammanfogade nätverk

Förut krävde radion, TV och telefoni sina egna byggstenar och kunde inte samarbeta. Nu kan man bygga ett nätverk som klarar av alla dessa teknologier.
I och med Internets utveckling finns det nu enheter som klarar av att ringa, se på TV och skicka mail med. Dessa kräver mycket bandbredd och för att Internet ska klara av en fortsatt utveckling måste kvaliteten och säkerheten utvecklas i samma takt.

Internets uppbyggnad

Nätets arkitektur

För att ett nät ska klara av all trafik måste dess arkitektur (uppbyggnad) vara bra. Arkitekturen består både av hårdvara samt de program (tjänster) som används. Arkitekturens fyra delar är:

  • Fel tolerans – nätet måste klara av att hantera problem som uppstår. Ex. måste extravägar finnas om en kabel grävs av eller att man har dubbla webbservrar om en går ner.
  • Scalability (utbyggbarhet) – det måste vara enkelt att bygga ut ett nät. Genom att bygga hierarkiska nät är det lättare att bygga ut det då det växer.
  • QoS (tjänstekvalitet) – Detta innebär att enheterna kan skilja mellan trafik från ex. video och mail och prioritera den trafik som är viktigast. Mail kan vänta någon sekund, men ser man på webb-TV börjar bilden hacka om inte trafiken kommer fram som den ska.
  • Säkerhet – När Internet byggdes skulle det bara används för universitet och stora företag. Därför var säkerheten inte så viktig. Som nätet används idag ligger säkerheten på Internet efter. Säkerhetsprogram finns, men nya måste utvecklas för att möta behovet.

Trender inom nätverk

Vart är tekniken på väg?

Tre trender kan ses i teknikutvecklingen idag:
Mobilitet – fler och fler användare blir mobila. Man kopplar upp datorn och telefonen för att läsa mail och logga in på företagsnätet. Detta ökar efterfrågan på enklare och säkrare trådlösa uppkopplingar.

Nya och mer kapabla enheter – vi ser att telefoner, spelenheter, MP3-spelare och kameror slås ihop till en enhet.

Ökad tillgång på tjänster – ju mer tekniken utvecklas desto större krav får vi att vi ska kunna nå allt när som helst och över allt. Ex. att alla företag har webbsidor där vi kan handla och hämta information.

 

arbete pagar

 

TCP/IP

TCP/IP och OSI är två olika beskrivningar av arkitekturen för datakommunikation över datornätverk. TCP/IP-modellen beskrivs av fyra eller fem skikt. OSI-modellen beskrivs i sju skikt. Det protokoll som är absolut viktigast på Internet är TCP/IP. Standardprotokollet på Internet är TCP/IP. Namnet TCP/IP är egentligen en hel familj protokoll. Namnet TCP/IP kommer från två av de ingående protokollen, nämligen IP och TCP. IP står för Internet Protocol och är det protokoll som ansvarar för hur alla datorer skall hitta varandra på Internet. Alla datorer på Internet har en så kallad IP-adress. Denna adress är unik och det är tack vare denna som paket som skall till din dator kommer fram just till din dator. Om vi jämför IP i TCP/IP modellen med OSI-modellen nedan som vi tittat på tidigare så ligger IP i nätverksskiktet i den senare.

 

IP i nätverksskiktet.

Datorer kan kopplas ihop för att kunna utbyta information. En grupp av datorer som kopplas ihop genom att använda en gemensam nätteknologi, t.ex. Ethernet, bildar ett nät. Internet är ett globalt världsomspännande datanät som bildats genom att man länkat samman många hundra tusen mindre nät med routrar. Alla datorer som är kopplade till ett nät som är en del av Internet kan adressera och utbyta information med alla andra datorer på Internet. Det som möjliggör detta är framför allt användandet av en gemensam protokollsvit, TCP/IP

Protokollsviten har fått sitt namn från dess två viktigaste protokoll; Internetprotokoll(IP) för dirigering och överföring av datapaket mellan datorer, och Transmission Control Protocol (TCP) som bygger på IP och med hjälp av bekräftelser och omsändningar tillhandahåller pålitlig dataöverföring mellan program.

All information som skickas eller tas emot i ett nätverk är uppdelad i små datapaket. TCP/IP är en kommunikations­standard som delar upp överföringen i olika skikt med tillhörande protokoll. För att förklara datakommunikation används ofta en förklaringsmodell som kallas OSI-modellen, men i detta fall används istället Internetmodellen. Internet­modellen består av fem skikt.

 

IP

IP-protokollet ser till att varje datapaket förses med information om adress och vägledning till destinationen. Detta sköts i det så kallade nätskiktet. Problemet är att nätskiktet saknar någon form av garanti för att paketet kommer fram överhuvudtaget. Nätskiktet överlåter därför det jobbet till transportskiktet, vilket i sin tur använder två andra protokoll (TCP eller UDP).

 

TCP

TCP (eng. Transmission Control Protocol) är det protokoll som används för en stor del av kommunikationen via Internet och som fungerar som ett mellanlager mellan olika tillämpningsprogram och det underliggande IP (eng. Internet Protocol). Med TCP/IP skickas informationen mellan två datorer i en ström av paket som innehåller en relativt liten datamängd. Protokollet ser till att kommunikationen blir pålitlig genom att mottagaren skickar en bekräftelse till sändaren för varje mottaget paket.

Det sker genom en rad kommunikationer mellan sändare och mottagare, kallas tre vägs handskakning. Först och främst ska kommunikationen verifieras och godkännas av de två inblandade enheterna. Varje datapaket numreras sedan av TCP och om exempelvis datapaket nummer tre kommer fram direkt efter datapaket nummer ett, skickar mottagarenheten en begäran om att paket nummer två (vilket måste ha missats) ska sändas igen. När datapaketen når sin destination skickar mottagaren ut ett svar om att paketen har kommit fram säkert. Denna process upprepas tills all överföring är garanterat slutförd.

 

UDP

User Datagram Protocol (UDP) är ett förbindelselöst protokoll i transportskiktet för att skicka datagram över ett IP-nätverk.

Med förbindelselöst (en. stateless eller connectionless) menas att ingen session upprättas mellan sändare och mottagare av protokollet i sig. Härvid kan inte sändare (på UDP-nivå) garantera att mottagaren får paketet. Mottagaren kan heller inte veta att den fått alla paket, eller att den fått paketen i rätt ordning.

 

ICMP

ICMP som är en förkortning för Internet Control Message Protocol är ett protokoll som används för ruting och annan funktionalitet samt för kontroll och felmeddelandehantering i ett TCP/IP-nät. Programmen ”ping” och ”traceroute” är exempel på program som använder ICMP. ICMP är, precis som UDP, connectionless så man kan inte garantera att paketen kommer fram.

 

ARP

ARP (Address Resolution Protocol) används för att en nod skall kunna hitta MAC-adressen till en annan nod. Detta är nödvändigt eftersom nätverkslagret inte använder samma typ av adresser som underliggande lager. För att de skall kunna tala behöver noden veta den andres IP-adress som är känd från nätverkslagret och uppåt (mer om IP-adresser nedan) men för att de faktiskt skall kunna prata måste den veta dess MAC-adress som används i de underliggande lagren. För att hitta den används ARP. Det fungerar så att den dator som skall sända skickar ut en broadkast-förfrågan (en broadkastförfrågan kommer till alla datorer på nätverket) där den ber noden med den aktuella IP-adressen att svara. När den svarar får den nod som skickar redan på dess MAC-adress. För att varje nod inte skall behöva göra ARP-förfrågningar varje gång den skall sända sparas MAC-adresserna i en tabell på varje nod.

 

Portnummer

Som vi sagt tidigare så kan en och samma dator tillhandahålla en mängd olika tjänster. Till exempel så kan en dator vara både webbserver, e-postserver och DNS-server på samma gång. För att inte trafiken till de olika tjänsterna skall krocka med varandra så måste man på något sätt dela upp den. Till exempel så förstår ju inte en webbserver den trafik som är menad till en e-postserver även om de körs på samma dator. För att komma till rätta med detta så har man infört i protokollet något som kallas för portar.

Man skulle kunna jämföra det med ett hyreshus. Hela huset är datorn och varje lägenhetsdörr är en port. I varje lägenhet bor en tjänst. I lägenhet nummer 80 bor till exempel webbtjänsten så om någon pratar med port 80 på datorn så pratar den bara med webbtjänsten. Portar är alltså inte något fysiskt på datorn utan bara en logisk uppdelning av tjänsterna. Varje tjänst är kopplad till en port på datorn. En dator kan ha ungefär 65000 portar.I lägenhet nummer 80 bor till exempel webbtjänsten så om någon pratar med port 80 på datorn så pratar den bara med webbtjänsten.

 

Services

Mer tekniskt kan man säga att när datapaketen når transportskiktet är det i form av ett segment (TCP-paket) eller ett UDP-datagram. Formatet på deras huvuden skiljer sig en hel del åt, men båda innehåller två portnummer: Källport, som tilldelas av applikationen hos sändande maskin, och destinationsport, som anger till vilken applikation (tjänst) som paketet är adresserat till. Man kan säga att portnummer är indexnummer för käll- eller destinationsportar i nätverksammanhang.

Standardportnumren brukar vara listade i en fil som heter services. I Unix ligger filen i katalogen /etc, medan Windows operativ har den i Windows\System32\Drivers\Etc. Portnumren under 1024 är reserverade, men de övriga, s k höga portarna, används också flitigt (särskilt som källportar).

Tabellen nedan (som bygger på filen services) visar de vanligaste portarna

 

Socket

Kombinationen av en IP-adress och ett portnummer kallas en socket, vilken entydigt identifierar en nätverksprocess i Internet. Vid användning av ett förbindelseorienterat protokoll (som TCP) definieras en förbindelse av ett socketpar (en socket för sändaren och en för mottagaren).

 

Vanliga portnummer:

20 & 21: File Transfer Protocol (FTP)

22: Secure Shell (SSH)

23: Telnet remote login service

25: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

53: Domain Name System (DNS) service

80: Hypertext Transfer Protocol (HTTP) used in the World Wide Web

110: Post Office Protocol (POP3)

119: Network News Transfer Protocol (NNTP)

143: Internet Message Access Protocol (IMAP)

161: Simple Network Management Protocol (SNMP)

194: Internet Relay Chat (IRC)

443: HTTP Secure (HTTPS)

465: SMTP Secure (SMTPS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Källor och material:

Massor av information om TCP på Wikipedia:

http://sv.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol

Om UDP på Wikipedia:

http://sv.wikipedia.org/wiki/UDP

Mera material att studera på Howstuffworks:

How does the Internet work?

 

Dessutom mer på följade länkar:

Läs mer om Datorkommunikation, Internet och portar på Rejås:

http://www.rejas.se/fritis/datorkommunikation/chap_internetteknik.html

Lista på Wikipedia med portar inom TCP och UDP:

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_TCP_and_UDP_port_numbers

Mer om portnummer på wikiPedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Port_number

Referensmodellen OSI

Bakgrund

I slutet på 1960-talet upptäckte Departement of Defence (DOD) i U.S.A. att man hade ett allvarligt kommunikationsproblem. Flera olika stordatorsystem från olika tillverkare skulle samarbeta men det fanns inget gemensamt språk ([[protokoll]]) som datorerna kunde ”prata” eller kommunicera med varandra, det saknades ett ([[kommunikationsprotokoll]]). Det fanns heller inget gemensamt sätt att transportera data över nätverk.

 

DARPA

 

Defense Advanced Research Projects Agency ([[DARPA]]) (tidiagre ARPA) fick i uppdrag att lösa problemet. Snart var även högskolor och universitet i U.S.A. engagerade i projektet. Under 1970-talet kunde man komma överens om ett protokoll som blev grunden för [[TCP/IP]], Transmission Control Protocol/ Internet Protocol. Långt senare upptäckte man att om en vidareutveckling skulle kunna ske effektivt måste arbetet ske strukturerat och med en enhetlig modell.

1977 påbörjade en ISO-kommitté (ISO-7498) arbetet och skapade en gemensam modell för nätverkskommunikation. Arbetet resulterade i OSI – [[Open Systems Interconnection]]. OSI-modellen är en teoretisk modell som förklarar och kategoriserar arbetsuppgifterna i datornätverk och dataöverföring. ISO:s [[OSI-modell]] (open systems interconnection model) för datakommunikation standardiserar gränssnitt mellan olika processer i ett kommunikationssystem, så att olika kommunikationsprotokoll kan kombineras.

OSI Open Systems Interconnection

OSI-modellen specificerar ingen kommunikationsstandard eller protokoll utan ger riktlinjer till hur arbetsuppgiftema skall organiseras. Det är viktigt att förstå att OSI-modellen är just en modell. Inget annat. Emellertid certitifierar ISO, protokoll som håller OSI standard. T.ex. ITU X.25 protokollet är antagen av ISO som en tillämpning som tillhandahåller de flesta tjänster i nätverksskiktet i OSI-modellen.

För att förstå hur programmen (som arbetar efter riktlinjema för protokollen) arbetar med varandra är det viktigt att veta hur och varför man delar upp protokollstacken (högen) i olika skikt. Ett protokoll är en överenskommen standard som gör att alla tillverkare av datautrustning kan arbeta med samma förutsättningar och alla användare kan således kommunicera med ett stadard- protokoll. Ett språk kan också på sitt sätt anses vara ett protokoll. Byter ena parten språk slutar kommunikationen att fungera. Därför är fria och gemensamma protokoll en viktig förutsättning i all datakommunikation.

Anta att du skall köpa en dator. Du går till affären och talar med försäljaren. Ni kommer överens om att du får en dator levererad till dig en viss överenskommen tid, då du är hemma och kan ta emot försändelsen. För att du skall få en dator pratar försäljaren med lagret som skickar iväg datorn så att den levereras under den överenskomna tiden. Försäljaren kommunicerar med kunden (dig) och lagret. Försäljaren struntar i hur lagret tar fram datorn, vem som kör fram datorn till dig o.s.v. Försäljaren kan representera ett skikt i OSI-modellen. T.ex. Data-Link skiktet. På samma sätt arbetar protokollen i alla skikt i OSI-modellen. De bryr sig bara om närmaste grannen nedan eller ovanför.