MODELO DE REFERÊNCIA OSI

Ivanethe Carvalho Rocha

Objetivos

• Camadas em um modelo geral de comunicação

• O modelo OSI

• Como o modelo OSI se compara com o modelo TCP/IP

Visão Geral

• Várias redes, criadas através de implementaçõesdiferentes de hardware e de software.

• Resultado, muitas redes incompatíveis, e acomunicação entre redes com diferentesespecificações tornou-se difícil.

• a International Organization for Standardization(ISO) realizou uma pesquisa sobre váriosesquemas de rede. A ISO reconheceu anecessidade de se criar um modelo de rede paraajudar os desenvolvedores a implementar redesque poderiam comunicar-se e trabalhar juntas(interoperabilidade).

• Em 1984 a ISO lançou o modelo de referênciaOSI (Open Systems Interconnection).

MEIOS

Em se tratando de redes, um meio é um material atravésdo qual os pacotes de dados trafegam. Ele pode ser umdos seguintes materiais:

• cabos telefônicos UTP Categoria 5 (usado para Ethernet 10Base T)

• cabos coaxiais (usados para TV a cabo)• fibra óptica (fibras finas de vidro que transportam luz)

Outros tipos de meios:

• a atmosfera (constituída principalmente de oxigênio, nitrogênio e vapor d'água), que transporta ondas de rádio, microondas e luz;

• comunicação sem fio ou em espaço livre, através das ondas eletromagnéticas (EM):– ondas de energia– as ondas de rádio– microondas,– a luz infravermelha, a visível, a ultravioleta, os raios X e

os raios gama.

MEIOS CABO COAXIAL 10 BASE2 50

OHMS

MEIOSCONECTORES DE FIBRA

ÓPTICA

PROTOCOLO

Um protocolo é um conjunto de regras que tornam mais eficiente a comunicação em uma rede. Alguns exemplos comuns são:

• No Congresso, as normas de procedimentopossibilitam que centenas de representantes (todos desejosos de falar) se organizem, para dar vez a cada um e comunicar suas idéias de forma ordenada.

• Quando você está dirigindo, outros carros sinalizam (ou deveriam sinalizar) para virar à esquerda ou à direita. Sem isso, haveria uma grande confusão nas ruas.

• Ao pilotarem um avião, os pilotos obedecem a regras muito específicas de comunicação com outros aviões e com o controle do tráfego aéreo.

• Quando se atende o telefone, diz-se "Alô", e a pessoa que ligou responde, dizendo "Alô. Aqui fala... ", e assim por diante.

A evolução dos padrões ISO de redes

• Na metade da década de 80, essas empresas começaram a ter problemas gerados pelas expansões.

• Problema da incompatibilidade entre as redes e da impossibilidade delas se comunicarem entre si, a InternationalOrganization for Standardization (ISO) pesquisou esquemas de redes como, por exemplo, DECNET, SNA e TCP/IP, para tentar descobrir um conjunto de regras.

• Resultado dessa pesquisa: criação de um modelo de rede que ajudaria os fabricantes a criar redes que poderiam ser compatíveis e operar junto com outras redes.

A finalidade do modelo de referência OSI

• Considerado a melhor ferramenta disponível para ensinar às pessoas a enviar e receber dados através de uma rede.

• O modelo de referência OSI permite que você visualize as funções de rede que acontecem em cada camada.

• Estrutura que você pode usar para entender como as informações trafegam através de uma rede.

A finalidade do modelo de referência OSI

Dividir a rede nessas sete camadas oferece as seguintes vantagens:

• Decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples.

• Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por parte de vários fabricantes.

• Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede.

• Evita que as modificações em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento.

• Decompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreensão.

As funções de cada camada

Camada 7: A camada de APLICAÇÃO

A camada de aplicação é a camada OSI mais próxima do usuário;

Fornece serviços de rede aos aplicativos do usuário. Ela se diferencia das outras por não fornecer serviços a nenhuma outra camada OSI;

A camada de aplicação estabelece a disponibilidade dos parceiros de comunicação pretendidos, sincroniza e estabelece o acordo sobre os procedimentos para a recuperação de erros e o controle da integridade dos dados.

Camada 7- pense em navegadores

As funções de cada camada

Camada 6: A camada de APRESENTAÇÃO

A camada de apresentação assegura que ainformação emitida pela camada de aplicaçãode um sistema seja legível para a camada deaplicação de outro sistema. Se necessário, acamada de apresentação faz a conversão devários formatos de dados usando um formato

comum.

Camada 6 - pense em um formato de dados comum.

As funções de cada camada

Camada 5: A camada de SESSÃOA camada de sessão, como está implícito nonome, estabelece, gerencia e termina sessõesentre dois hosts que se comunicam. A camadade sessão fornece seus serviços para acamada de apresentação. Ela tambémsincroniza o diálogo entre as camadas deapresentação dos dois hosts e gerencia a trocade dados entre eles. Além da regulamentaçãobásica das sessões, a camada de sessãooferece recursos para transferência eficientede dados, classe de serviço e relatórios deexceção sobre a camada de sessão, a camadade apresentação e a camada de aplicação

Camada 5, pense em diálogos e conversações.

As funções de cada camada

Camada 4: A camada de TRANSPORTEA camada de transporte segmenta os dados do sistemahost que está enviando e monta os dados novamente emuma seqüência de dados no sistema host que estárecebendo. O limite entre a camada de sessão e acamada de transporte pode ser comparado ao limiteentre os protocolos de camada de meios e os protocolosda camada de host. Enquanto as camadas de aplicação,de apresentação e de sessão estão relacionadas aproblemas de aplicativos, as três camadas inferioresestão relacionadas a problemas de transporte de dados.

A camada de transporte tenta fornecer um serviço detransporte de dados que isola as camadas superiores dedetalhes de implementação de transporte.Especificamente, questões como, por exemplo, comorealizar transporte seguro entre dois hosts, dizemrespeito à camada de transporte. Fornecendo serviçosde comunicação, a camada de transporte estabelece,mantém e termina corretamente circuitos virtuais.Fornecendo serviço confiável, são usados o controle dofluxo de informações e a detecção e recuperação deerros de transporte.

camada 4, pense em qualidade de serviços e confiabilidade.

As funções de cada camada

Camada 3: A camada de REDE

A camada de rede é uma camada complexa que fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois sistemas hosts que podem estar localizados em redes geograficamente

separadas.

camada 3, pense em seleção de caminhos, roteamento e endereçamento.

As funções de cada camada

Camada 2: A camada de ENLACE

A camada de enlace fornece trânsito seguro de dados através de um link físico. Fazendo isso, a camada de enlace trata do endereçamento físico (em oposição ao endereçamento lógico), da topologia de rede, do acesso à rede, da notificação de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo

camada, pense em quadros e controle de acesso ao meio.

As funções de cada camada

Camada 1: A camada FÍSICA

A camada física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais. Características como níveis de voltagem, temporização de alterações de voltagem, taxas de dados físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores físicos e outros atributos similares são definidas pelas especificações da camada física

camada 1, pense em sinais e meios.

Encapsulamento

Todas as comunicações em uma rede têmuma origem e são enviadas para um destino, eas informações emitidas em uma rede sãochamadas de dados ou pacote de dados. Seum computador (host A) desejar enviar dadospara outro computador (host B), os dadosdevem primeiro ser empacotados através deum processo chamado encapsulamento.

O encapsulamento empacota asinformações de protocolo necessárias antesdo trânsito pela rede. Assim, à medida que opacote de dados desce pelas camadas domodelo OSI, ele recebe cabeçalhos, trailers eoutras informações. (observação: A palavra"cabeçalho" significa que informações deendereço foram adicionadas.)

Encapsulamento - EtapasAs redes devem efetuar as seguintes (5)cinco etapasde conversão para encapsular os dados:1. Compilar os dados.Quando um usuário envia uma mensagem decorreio eletrônico, os seus caracteres alfanuméricossão convertidos em dados que podem trafegar nainternetwork.2. Empacotar os dados para transporte ponto a

ponto.Os dados são empacotados para transporte nainternetwork. Usando segmentos, a função detransporte assegura que os hosts da mensagem emambas as extremidades do sistema de correioeletrônico possam comunicar-se com segurança.3. Anexar (adicionar) o endereço da rede ao

cabeçalho.Os dados são colocados em um pacote oudatagrama que contém um cabeçalho de rede comendereços lógicos de origem e destino. Essesendereços ajudam os dispositivos da rede a enviaros pacotes através da rede por um caminhoescolhido.

Encapsulamento - EtapasAnexar (adicionar) o endereço local ao cabeçalho do link de dados.Cada dispositivo da rede deve colocar o pacotedentro de um quadro. O quadro permite a conexãocom o próximo dispositivo da rede diretamenteconectado do link. Cada dispositivo no caminho derede escolhido requer enquadramento emseqüência para conectar-se ao dispositivo seguinte.

Converter em bits para transmissão.O quadro deve ser convertido em um padrão de 1s e0s (bits) para transmissão no meio (normalmenteum cabo). Uma função de sincronização permite queos dispositivos distingam esses bits conforme elestrafegam no meio. O meio na conexão física dasredes pode variar de acordo com o caminho usado.Exemplo: uma mensagem de correio eletrônicopode ser originada em uma LAN, atravessar umbackbone do campus e sair por um link da WAN atéalcançar seu destino em outra LAN remota.Cabeçalhos e trailers são adicionados conforme osdados descem pelas camadas do modelo do OSI.

Nomes dos dados em cada camada do modelo OSI

Para que os pacotes de dados trafeguemda origem para o destino, cada camada domodelo OSI na origem deve se comunicarcom sua camada par no destino.

Esta forma de comunicação é chamada deComunicação ponto a ponto.

Durante esse processo, o protocolo decada camada troca informações,chamadas protocol data units (PDUs),entre camadas pares. Cada camada decomunicação, no computador de origem,se comunica com uma PDU específica dacamada e com a sua camadacorrespondente no computador dedestino, como ilustrado na figura

Nomes dos dados em cada camada do modelo OSI

Os pacotes de dados em uma rede são originadosem uma origem e depois trafegam até um destino.Cada camada depende da função de serviço dacamada OSI abaixo dela.

Para fornecer esse serviço, a camada inferior usaencapsulamento para colocar a PDU da camadasuperior no seu campo de dados; depois, adiciona oscabeçalhos e trailers que a camada precisa paraexecutar sua função.

A seguir, enquanto os dados descem pelas camadasdo modelo OSI, novos cabeçalhos e trailers sãoadicionados. Depois que as camadas 7, 6 e 5tiverem adicionado suas informações, a camada 4adiciona mais informações. Esse agrupamento dedados, a PDU da camada 4, é chamado segmento.

O modelo de referência TCP/IP

Embora o modelo de referência OSI sejauniversalmente reconhecido, o padrão abertotécnico e histórico da Internet é o TransmissionControl Protocol/Internet Protocol (TCP/IP).

O modelo de referência TCP/IP e a pilha deprotocolos TCP/IP tornam possível a comunicaçãode dados entre dois equipamentos quaisquer, emqualquer parte do mundo, a aproximadamente avelocidade da luz

MODELO TCP/IP

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

ENLACE

REDE

FÍSICA

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

Tanenbaum 2003 , Cisco Academy 2007 Kozierok 2005,

Forouzan 2003,Kurose 2005

RFC1122

MODELO TCP/IP

O modelo TCP/IP tem quatro camadas: a camada de aplicação, a camada de transporte, a camada de Internet, e a camada de rede. É importante notar que algumas das camadas do modelo TCP/IPtêm o mesmo nome das camadas no modelo OSI. Não confunda as camadas dos dois modelos, porque a camada de aplicação tem funções diferentes em cada modelo.

MODELOS TCP/IP

Camada de aplicaçãoOs projetistas do TCP/IP decidiram queos protocolos de mais alto nível deviamincluir os detalhes da camada deapresentação e de sessão.

Eles simplesmente criaram uma camadade aplicação que trata de protocolos dealto nível, questões de representação,codificação e controle de diálogo. OTCP/IP combina todas as questõesrelacionadas a aplicações em umacamada e presume que esses dadosestejam empacotados corretamente paraa próxima camada.

MODELO TCP/IP

Camada de transporte A camada de transporte lida com questões:

• qualidade de serviços de confiabilidade• controle de fluxo • correção de erros.

Um de seus protocolos, o Transmission ControlProtocol (TCP), fornece formas excelentes e flexíveis de se desenvolver comunicações de rede confiáveis com baixa taxa de erros e bom fluxo.

O TCP é um protocolo orientado a conexões. Ele mantém um diálogo entre a origem e o destino enquanto empacota informações da camada de aplicação em unidades chamadas segmentos. Orientado a conexões não significa que exista um circuito entre os computadores que se comunicam (o que poderia ser comutação de circuitos).Significa que segmentos da camada 4 trafegam entre dois hosts para confirmar que a conexão existe logicamente durante um certo período. Isso é conhecido como comutação de pacotes.

MODELO TCP/IP

Camada de InternetA finalidade da camada de Internet é enviarpacotes da origem de qualquer rede nainternetwork e fazê-los chegar ao destino,independente do caminho e das redes quetomem para chegar lá. O protocolo específicoque governa essa camada é chamadoprotocolo de Internet (IP).

A determinação do melhor caminho e acomutação de pacotes acontecem nessacamada. Pense nisso em termos do sistemapostal. Quando você envia uma carta, vocênão sabe como ela vai chegar ao seu destino(existem várias rotas possíveis), mas, o querealmente importa é que ela chegue.

MODELO TCP/IP

Camada de rede

O significado do nome dessacamada é muito amplo e um poucoconfuso. É também chamada decamada host-rede. É a camada quese relaciona a tudo aquilo que umpacote IP necessita para realmenteestabelecer um link físico e depoisestabelecer outro link físico. Issoinclui detalhes de tecnologia de LANe WAN e todos os detalhes nascamadas física e de enlace do OSI.

COMPARANDO TCP/IP COM MODELO OSI

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

FÍSICA

TCP/IP OSI