Modelos de referência de arquiteturas de redes:

OSI e TCP/IPProfsº Luciano / Roberto

Modelo OSI / ISO

Nomenclaturas

OSI - Open Systems Interconnect

ISO – International Organization for Standardization

Conceitos Desenvolvido em 1983 pela ISO

Modelo abstrato de redes (De Jure)

Não existe rede implementada exatamente segundo este modelo

7 camadas

Redes não necessitam implementar todas as camadas

Cada camada efetua função bem definida

Camadas definidas para minimizar comunicação entre elas

Não detalha serviços

Usado para referência

Estrutura

Estrutura Camada presta serviços para camada superior

Camada usa serviços da camada inferior

Camadas de mesmo nível “comunicam-se”

Uma camada apenas toma conhecimento da camada inferior

Interação entre camadas feita por serviços

Divisão de tarefas

Facilita abstração

Camada FísicaTransmissão de sequências de bits sobre meio físico

Especifica

voltagens e correntes

tempos

conectores e pinagens

meio físico utilizado

aspectos eletrônicos e mecânicos

Domínio da engenharia eletrônica

Não trata de correção de erros na transmissão

Camada de EnlaceOrganiza sequências de bits em conjuntos de bits chamados frames

Reconhece início e fim de frames

Detecta perdas de frames e requisita retransmissão

Camada de RedeEncaminha informação da origem para o destino (roteamento)

Controla fluxo de transmissão entre sub-redes (controle de congestionamento)

Funções de contabilização

Estabelece esquema único de endereçamento independente da sub-rede utilizada

Permite conexão de sub-redes heterogêneas

Camada de TransporteDivide e reagrupa a informação binária em pacotes

Garante a sequência dos pacotes

Assegura a conexão confiável entre origem e destino da comunicação

Primeira camada que estabelece comunicação origem-destino

Camada de SessãoGerencia sessões de comunicação

Sessão é uma comunicação que necessita armazenar estados

Estados são armazenados para permitir reestabelecimento da comunicação em caso de queda da comunicação

Ex: Retomar transferências de arquivos

Camada de Aplicação Aplicações que oferecem os serviços ao usuário final

Unificação de sistemas de arquivos e diretórios

Correio eletrônico

Login remoto

Transferência de arquivos

Execução remota

TCP/IP

Internet Início em 1969

Baseado em um conjunto de protocolos onde os mais importantes são o TCP e o

IP

Financiado pela ARPA

Objetivos militares

Sem ponto central de coordenação

ARPANET - anos 70

NSFNET - anos 80

Difusão mundial hoje

Modelo de CamadasImplementação parcial do modelo OSI / ISO

Apenas 4 camadas

Ethernet - camadas 1 e 2

IP - camada 3

TCP - camada 4

FTP, Telnet, etc - camadas 5, 6 e 7

Modelo de Camadas

Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

Modelo OSI x TCP/IP

Ethernet Implementa 2 primeiras camadas do conjunto de protocolos TCP/IP

Protocolo de acesso ao meio mais comum

Transmissão serial

Baseado em broadcasts

Padronizado (IEEE 802.3)

Placas de rede identificadas por código de 48 bits chamado MAC address

gravadas durante sua fabricação

Outros: PPP, X.25, etc

IP – Internet Protocol

Equivale a camada 3

Trabalha com apenas com datagramas

Sem controle de erros

Presta serviços de roteamento

IP

IP IP IP

FTP

TCP

IP

PPP

FTP

TCP

IP

ETHPPP ETH ETH x.25 x.25 ETH

Linha discada

Ethernet RENPAC Ethernet

UsuárioServiços de

comunicaçãoRoteador 1 Roteador 2

Servidor de Arquivos

Endereçamento IPUtiliza 4 bytes (octetos)Representação decimal: 200.145.31.1Classes:• A:0.X.X.X a 127.X.X.X, 128 redes de 16 milhões de computadores• B:128.X.X.X a 191.X.X.X, 16 mil redes de 65 mil computadores• C: 191.X.X.X a 223.X.X.X, 2 milhões de redes de 256 computadoresEndereçamento hierárquicoRotas decididas em função do número da rede

Rede HostA

B

C

Máscaras de RedeUtilizado para definir a rede a qual pertence o computador* Máscara típica: 255.255.255.0* 255 em binário é 11111111

A rede do computador é obtida a partir de um AND entre o endereço do computador e a máscara. _ Se a rede do computador destino for a mesma do computador origem o dado é enviado diretamente para o computador destino através da sub-rede (ethernet)._ Se a rede for diferente os pacotes são enviados para o roteador.

200.145.31.34 200.145.31.3255.255.255.0 255.255.255.0200.145.31.0 200.145.31.0 Mesma Rede!!

Roteamento Hierárquico Utiliza o endereço da rede para determinar a localização dos computadores O endereço da rede determina a localização do computador na rede Ex: Se um computador se mover do DEMAC para o CEAPLA ele deve ter seu

número IP alterado Eficiente (Novel não utiliza este tipo de numeração e roteamento hierárquico,

portanto é menos eficiente) Roteamento pode ser estático ou dinâmico Estático sempre utiliza as mesmas rotas para um determinado endereço Dinâmico avalia o estado das rotas possíveis para um determinado endereço e

escolhe a melhorEx: RIP, OSPF, etc

ARP – Address Resolution Protocol

Relaciona endereços IP e MAC

Evita que tenha-se que saber detalhes da camada física (subrede) e que se

tenha de alterar configuração no caso de mudanças na placa de rede

Para descobrir o MAC de um determinado IP faz-se o broadcast solicitando

identificação

Todos computadores ouvem e apenas aquele que tiver aquele IP retorna uma

resposta

A tabela MAC-IP fica armazenada no computador que solicitou a descoberta

Ex: arp mostra a tabela IP-MAC obtida pelo computador

DHCP – Dinamic Host Configuration Protocol Utilizado para configurar o TCP/IP no computador automaticamente, sem

intervenção do usuário

Pode configurar IP, DNS, Gateway, etc

Utiliza o MAC para obter um IP do servidor DHCP

Configuração com um tempo de validade (tempo de aluguel)

Configuração é dinâmica pois após o tempo de aluguel ela pode ser alterada

Na nossa rede não utilizamos a configuração dinâmica

Ex: winipcfg

TCP e UDP Trabalham sobre o IP

Utilizam os serviços de identificação e roteamento oferecidos pelo IP

Introduzem o conceito de portas para identificar o processo de comunicação no

computador origem e destino

Comunicação é feita entre processos de dois computadores e não simplesmente

entre dois computadores

Ex: SMTP - porta 25, Telnet - porta 23, etc

Serviços clássicos são definidos pelas well-known ports

Ex: /etc/services lista os serviços e portas

UDP – User Datagram Protocol

Simplesmente acrescenta as portas ao IP

Oferece serviços de entrega de datagramas (pacotes)

Não cuida do sequenciamento de pacotes

Estaria “entre” a camada 3 e 4, pois não implementa sequenciamento de pacotes

Não implementa checagem e correção de erros (não confiável)

Utilizado eficientemente em redes locais, que já possuem mecanismos de

checagem de erros em nível mais baixo

Ex: NFS (Network File System), SNMP

TCP – Transport Control Protocol

Oferece serviços de transmissão de streams

Fragmenta os streams em pacotes e os entrega a camada IP

Protocolo confiável com checagem de erros

Implementa camada 4

Implementa portas

Mais complexo e mais lento que UDP

Ex: FTP, Telnet, SMTP (mail)

Serviços Implementa as camadas

5, 6 e 7

São os aplicativos que

interagem com o usuário

Ex: FTP, Telnet, SMTP, NFS,

SNMP

Bibliografia Tannenbaum, Computer Networks, Prentice-Hall

Arnet et al, Desvendando TCP/IP, Ed. Campus

Comer e Stevens, Internetworking with TCP/IP, Prentice-Hall

Craig, TCP/IP Network Administration, O’Reilly

Cyclades, Guia Internet de Conectividade