1 arquiteturas e modelos de referência arquiteturas e modelos de referência
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Arquiteturas e Modelos de ReferênciaArquiteturas e Modelos de Referência
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ArquiteturaArquitetura
A arquitetura de uma rede especifica as suas funções e como elas serão realizadas.
Arquiteturas modulares são aquelas em que as diversas funções podem ser decompostas em módulos;
os módulos podem ser estruturados em camadas hierárquicas ;
em que uma camada realiza um conjunto de funções e oferece um serviço à camada superior. Isso possibilita a independência entre as camadas.
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VantagensVantagens
Desenvolvimentos independentes (modulares);
Maior flexibilidade e simplicidade de implementação e introdução de alterações numa camada;
Adoção de normas (padrões) para garantir que máquinas de diferentes fabricantes se comuniquem entre si.
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Modelo OSIModelo OSI
Para permitir que máquinas de diferentes fabricantes possam se comunicar, foi padronizado pela ISO (International Organization for Standardization), no início dos anos 80, o modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection), ou Interconexão de Sistemas Abertos.
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Modelo OSIModelo OSI
Distinção clara entre os conceitos de:Protocolos InterfacesServiços
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ProtocoloProtocolo
Um protocolo consiste nas regras (sintáticas, semânticas, temporais) envolvidas na comunicação entre entidades pares em sistemas diferentes. Os protocolos estruturam-se em camadas, com as camadas superiores encapsulando as inferiores.
Uma interface regula a comunicação entre entidades em camadas adjacentes num mesmo sistema. Através de uma interface, um serviço de valor acrescentado à camada superior.
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ServiçosServiços
Os serviços prestados por uma camada a outra são formalmente especificados por um conjunto de primitivas trocadas entre elas e podem ser de dois tipos: o confirmado e o não-confirmado.
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Técnica de EncapsulamentoTécnica de Encapsulamento
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O Modelo de Referência OSIO Modelo de Referência OSI
Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Rede deTelecomunicações Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação x Aplicação y
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Composição das MensagensComposição das Mensagens
Rede deTelecomunicaçõesFísica
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação x
Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação yM
MAH
MAHPH
MAHPHSH
MAHPHSHTH
MAHPHSHTHNH
MAHPHSHTHNHLH LT
Bits
M
MAH
MAHPH
MAHPHSH
MAHPHSHTH
MAHPHSHTHNH
MAHPHSHTHNHLH LT
Bits
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Camadas e Serviços Camadas e Serviços
O modelo OSI estabelece a distinção clara entre os conceitos de: serviços interfaces protocolos
Cada camada desenvolve serviços: caracterizados por uma série de funções (compostas por
entidades) que compõem cada camada podem ser utilizados pela camada superior A definição de serviço diz o que uma camada faz, e não como as
entidades acima dela fazem para acessá-lo. Também não entra no mérito do funcionamento da camada.
Uma entidade é um conjunto funcional específico, dentre os vários existentes, em uma camada qualquer. Uma camada pode ter várias entidades para executar suas funções.
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Elementos de RedeElementos de Rede
Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação x
Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação y
Física
Rede
Enlace
Física
Rede
Enlace
Protocolo de Aplicação
Protocolo de Apresentação
Protocolo de Sessão
Protocolo de Transporte
Limites da rede
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3
2
1
6
5
4
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Mensagens entre Camadas - Mensagens entre Camadas - PrimitivasPrimitivas
Rede deTelecomunicaçõesFísica
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação x
Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Aplicação yData
DataAH
A-PDUPH
P-PDUSH
S-PDUTH
T-PDUNH
N-PDULH LT
DL-PDU
Data
DataAH
A-PDUPH
P-PDUSH
S-PDUTH
T-PDUNH
N-PDULH LT
DL-PDU
Legenda
AH = application headerPH = presentation headerSH = session headerTH = transport headerNH = network headerLH = link headerLT = link trailerDL- PDU = Data Link PDU
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Relação Entre Camadas Relação Entre Camadas
ICI SDU
SDUICI
Camada N+1
Interface
Camada N
IDU
SAP
SDU - Service Data UnitPDU - Protocol Data UnitICI - Interface Control Information SDU
Cabeçalho
N - PDU
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Primitivas de Serviço Primitivas de Serviço
Um serviço é especificado por um conjunto de primitivas (operações) Uma primitiva é disponibilizada para um usuário ou entidade para
acessar um serviço A primitiva permite ao serviço realizar uma ação ou reportar uma
ação sobre uma entidade par (afim). Os tipos de primitivas são classificadas em 4 tipos
Request – uma entidade solicita ao serviço um determinado trabalho
Indication – uma entidade deve receber uma informação sobre um evento
Response - uma entidade responde a um evento Confirmation – uma resposta a um pedido passado retorna à uma
entidade
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Transporte de Informação pela Transporte de Informação pela Primitiva Primitiva
A IDU (Interface Data Unit) representa a primitiva é composta por uma parte de informação de controle ICI
(Interface Control Information) e uma parte de dados de serviço SDU (Service Data Unit).
A SDU é a informação da camada N+1, que atravessa a rede de um computador a outro até a entidade afim (peer entity) correspondente. Para transmitir a SDU, a camada N agrega um cabeçalho a esta
informação PDU, como num pacote, por exemplo, se for de camada de rede.
O cabeçalho contém as informações a serem utilizadas pelo software responsável pela prestação do serviço da camada N à camada N+1. No outro extremo, o cabeçalho é retirado na camada N e o SDU é entregue a camada N+1.
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Modo Orientado a Conexão entre Modo Orientado a Conexão entre Sistemas AbertosSistemas Abertos
Entidade N+1
Entidade N+1
SAP N SAP N
camada N
Conexão N
Sistema Aberto BSistema Aberto A
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Estabelecimento de Conexão Estabelecimento de Conexão
T_CON_REQUEST
T_CON_INDICATION
T_CON_RESPONSE
T_CON_CONFIRMATION
PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE
CR
CC
CR = Connection Request CC = Connection Confirmation
CAMADAS
5 4
CAMADAS
5 4
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Transferência de DadosTransferência de Dados
CAMADAS
PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE
T_DATA_REQUEST
T_DATA_INDICATION
DT
5 4
CAMADAS
5 4
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Liberação da Conexão pelo Liberação da Conexão pelo Usuário Usuário
T_DISCON_REQUEST
T_DISCON_INDICATION
CAMADAS
PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE
DR
DC
DR = Disconnection Request DC = Disconnection Confirmation
5 4
CAMADAS
5 4
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Liberação da Conexão pelo Liberação da Conexão pelo ProvedorProvedor
T_DISCON_INDICATION
CAMADAS
PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE
T_DISCON_INDICATION
5 4 CAMADAS
4 5
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Modo não Orientado à Conexão Modo não Orientado à Conexão entre Sistemas Abertos entre Sistemas Abertos
Entidade N+1
Entidade N+1
SAP N SAP N
camada N
Sistema Aberto B
Sistema Aberto A
Associação entre A e B
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Modo não Orientado à ConexãoModo não Orientado à Conexão
CAMADAS
PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE
T_DATA_REQUEST
T_DATA_INDICATION
DT
5 4
CAMADAS
5 4
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Funcionalidade das Camadas Funcionalidade das Camadas
Computador A Computador B
M 5
M H4
M1 M2 3
4
H4 H3 H3
M1 H4 H3 M2 H3 H2 H2 2
1
M
M H4
BIT
Quadro
Pacote
Mensagem
M1 H4 H3 M2 H3 H2 H2
M1 M2 H4 H3 H3
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Camada FísicaCamada Física
A camada física trata da transmissão de bits através de um canal de comunicação; das características elétricas e mecânicas do meio, do controle de acesso ao meio, da taxa de transmissão, codificação de linha, etc.
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Camada de EnlaceCamada de Enlace
A camada de enlace é responsável por estruturar os bits da camada física em quadros, compostos por um identificador de início de quadro (padrões de bits seqüenciais), endereço de origem, endereço de destino, informação a ser enviada e um código de detecção de erros no quadro.
Os endereços colocados no cabeçalho do quadro são denominados MAC (Medium Access Control) e identificam de modo único uma máquina conectada a uma rede.
Outra funcionalidade dessa camada é resolver conflitos de tentativas de acesso simultâneas emitidas por usuários distintos.
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Camada de RedeCamada de Rede
A camada de rede adiciona o endereço de rede de origem e de destino ao quadro gerado pela camada de enlace, além de um identificador de qual protocolo de rede está sendo utilizado, criando uma estrutura denominada pacote.
Após a geração dos pacotes, eles são enviados (roteados) de uma máquina de origem para uma máquina de destino por caminhos determinados por algoritmos de roteamento ou tabelas estáticas configuradas pelo operador da rede.
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Camada de RedeCamada de Rede
Roteamento é o mecanismo pelo qual se escolhe o caminho (rota) que um pacote deve seguir para atingir seu destino com base nas condições de tráfego da rede e prioridades.
Além disso, a camada de rede é responsável pelo controle de congestionamento, quando a quantidade de pacotes na rede é muito grande e atinge o patamar da capacidade de carga dos equipamentos.
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Camada de TransporteCamada de Transporte
Receber os dados da camada de sessão, dividi-los em pacotes e enviá-los para a camada de rede.
Garantir que os pacotes cheguem com a seqüência correta à outra extremidade;
Efetuar a correção de erros; Enviar ao transmissor uma informação de recebimento
(acknowledge), informando que o pacote foi recebido com sucesso e, caso a falta de pacotes seja detectada, solicitar a sua retransmissão.
Em resumo, o objetivo da camada de transporte é proporcionar um serviço eficiente, confiável e de baixo custo aos seus usuários, normal-mente entidades da camada de sessão.
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Camada de SessãoCamada de Sessão
permite que os usuários de diferentes máquinas estabeleçam uma sessão de comunicação (login). na qual essas aplicações definem como será feita a transmissão de dados e marcações são adicionadas aos dados que estão sendo transmitidos. Em caso de falha na rede, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor.
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Camada de ApresentaçãoCamada de Apresentação
Trata da sintaxe e da semântica das informações transmitidas, para prover independência nas representações de dados ao traduzir os dados do formato do aplicativo para o formato da rede e vice--versa.
O objetivo é permitir que computadores, que trabalham com diferentes representações, comuniquem-se apropriadamente.
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Camada de AplicaçãoCamada de Aplicação
provê aplicativos aos usuários, tais como: transferência de arquivos, correio eletrônico, acesso a terminais de computadores remotos e funções de gerência.
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Protocolos TCP/IP Protocolos TCP/IP
IP
UDP
ICMP
OSPF
BGP
FTP
HTTP
SMTP
TELNET
SNMP
MIME
BGP - Border Gateway Protocol FTP - File Transfer Protocol HTTP - Hypertext Transfer Protocol ICMP - Internet Control Message Protocol
IP - Internet Protocol OSPF - Open Shortest Path First MIME - Multi-purpose Internet Mail Extension SMTP - Simple Mail Transfer Protocol SNMP - Simple Network Management Protocol UDP - User Datagram Protocol
TCP
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Comparação OSI e TCP/IPComparação OSI e TCP/IP
Física
Inter-Redes
Host/Rede
Transporte
Aplicação
Física
Rede
Enlace
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
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Organismos de PadronizaçãoOrganismos de Padronização
International Organization for Standardization; ISO; International Telecommunication Union; ITU-T; American National Standards Institute; ANSI; Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE.
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ITU-TITU-T
A missão da ITU-T é o estudo e emissão de recomendações em questões técnicas, de especificação, operação e de tarifas, relacionadas a equipamentos e sistemas de telecomunicações. O seu objetivo principal é normalizar técnicas e operações em telecomunicações, de modo a alcançar a compatibilidade ponto a ponto em ligações de comunicações internacionais, quaisquer que sejam os países de origem e destino.
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ITU-TITU-T
A ITU-T está organizada em 15 grupos de estudo que preparam as normas, designadas por recomendações pelo ITU-T. Essas recomendações são organizadas em séries (de A até Z). O trabalho desenvolvido pela ITU-T está estruturado em ciclos de quatro anos. A cada quatro anos é realizada uma assembléia geral em Genebra onde é estabelecido o programa para os quatro anos seguintes, baseado nas propostas dos vários grupos de estudo. A assembléia revê as propostas e prepara uma proposta de recomendação a ser submetida na próxima assembléia. Essa proposta, após revisão e aprovação final, passa a ser objeto de publicação como recomendação ITU-T.