O MODELO OSI

Guilherme Guimarães

Visão geral

Foi dito que o protocolo é a “linguagem” usada para os equipamentos da rede conversarem entre si;

Na verdade, em uma comunicação entre dois computadores, vários protocolos são utilizados;

Ex: Quando um email é baixado em seu PC em uma rede local e supondo que o servidor de email está na mesma rede, há pelo menos quatro protocolos envolvidos;

Neste caso, em uma rede do tipo Ethernet usando TCP/IP temos: Ethernet, TCP, IP e SMTP;

Visão geral (Exemplo)

O SMTP é o protocolo que envia e recebe emails, passa os dados para o TCP;

O TCP adiciona dados de controle e passa o resultado para o IP;

O IP acrescenta mais informações de controle e manda o pacote de dados para o Ethernet;

O Ethernet coloca mais algumas informações e finalmente manda o pacote de dados para a rede;

Isto tudo se chama “encapsulamento”;

Visão geral (Protocolos)

Os protocolos são divididos em dois grupos principais:

Protocolos de baixo nível, também chamados de “arquitetura” e cuidam da comunicação física da rede: Ethernet, WiFi, Token Ring, FDDI, X.25, Frame Relay e ATM;

Acima destes temos os protocolos de alto nível: TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI, AppleTalk, etc;

Embora costumamos chamar o TCP/IP de protocolo, na verdade ele é um conjunto deles (pilha de protocolos);

Modelo OSI

Quando as redes de computadores surgiram, as soluções eram proprietárias, cada tecnologia só era suportada por seu fabricante;

Para facilitar a interconexão de sistemas de computadores a ISO (International Organization for Standardization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconnection);

O modelo de protocolos OSI é um modelo de 7 camadas, e foi criado especificadamente para redes com comutação de pacotes e não para redes com comutação de circuito;

Modelo OSI

Em teoria, cada camada seria de responsabilidade de um protocolo específico (por isso o termo conjunto ou pilha de protocolos);

Na prática, a maioria das pilhas de protocolos (TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI) não segue esse modelo de referência ao pé da letra;

Acabam usando protocolos que correspondem a mais de uma camada do modelo OSI;

Modelo OSI

Na transmissão de um dado, cada camada pega as informações da camada superior, acrescenta informações nas quais seja responsável e passa para a camada inferior, este processo é chamado de encapsulamento;

Comunicação entre as camadas;

Protocolos x Camadas OSI

Camada 7 - Aplicação

Faz a interface entre a pilha de protocolos e o aplicativo que pediu ou receberá a informação através da rede;

Quando pedimos para o programa de email baixar novas mensagens, ele entrará em contato com a camada de aplicação da pilha de protocolos usada;

Exemplos de protocolos da pilha TCP/IP desta camada: HTTP (Web); FTP (Transferência de arquivos); NFS (Compartilhamento de arquivos); SMTP (email);

Camada 6 - Apresentação

Também chamada de camada de tradução; Converte o formato do dado recebido pela camada

de aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão desse dado;

A compressão de dados pega os dados recebidos da camada 7 e os comprime, e a camada 6 do dispositivo receptor descompacta esses dados;

É possível também criptografar os dados, os quais só serão descriptografados na camada 6 do receptor;

Protocolo que opera nesta camada: SSL (Secure Socket Layer);

Camada 5 - Sessão

Permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação;

Nesta sessão, as aplicações definem como será feita a transmissão de dados e colocam marcações nos dados, em caso de falha na rede, a transmissão é reiniciada a partir da última marcação;

A maioria das pilhas de protocolos não implementa esta camada usando um protocolo em separado, no TCP/IP as funções da camada 5 são implementadas juntamente com as funções da da camada de aplicação;

Camada 4 - Transporte

Responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão e dividi-los em pacotes que serão transmitidos pela rede;

No receptor, essa camada é responsável por pegar os pacotes recebidos e remontar o dado original para enviá-lo à camada de Sessão;

As funções desta camada: Multiplexação de conexões, ou seja, possibilidade de usar vários protocolos

acima desta camada ao mesmo tempo; Controle de Fluxo, que coloca os pacotes recebidos em ordem, caso eles

tenham chegado fora de ordem; Verificação de erros, enviando uma informação de reconhecimento para o

transmissor, informando que o pacote foi recebido;

Camada 4 - Transporte

Mais funções: Verificar se houve perda de pacotes; Verificar se não houve duplicação de pacotes; Qualidade de serviço esperada;

O modelo OSI define cinco classes de transporte, numeradas de 0 a 4, informando a qualidade do serviço;

A camada de Transporte separa as camadas nível de aplicação (5 a 7) das camadas de nível físico (1 a 3), ligando também os dois grupos;

Na pilha de protocolos TCP/IP, temos os protocolos TCP e UDP nesta camada;

Camada 3 - Rede

Responsável pelo endereçamento lógico dos pacotes de dados e também pela tradução de endereços lógicos em endereços físicos;

É responsável também por priorizar a entrega de determinados pacotes de dados (o chamado QOS – Quality of Service);

O endereçamento lógico independe da arquitetura de rede, ou seja, um pacote de dados pode sair de uma rede Ethernet e chegar em uma rede Token Ring;

Os roteadores operam nesta camada, determinando a rota que os pacotes irão seguir para chegar ao destino;

Camada 2 – Link de Dados

Também conhecida como camada de Enlace, pega os pacotes de dados recebidos da camada de Rede e os transforma em quadros que serão trafegados pela rede;

Ela adiciona informações como o endereço das placas de rede de origem e de destino, dados de controle, dados em si e o checksum;

É ainda responsável por verificar se o meio de transmissão dos dados está disponível e pode ser usado;

As camadas 2 e 1 são controladas pelo protocolo de rede de baixo nível, ou seja, controladas por hardware;

Camada 2 – Link de Dados

Se o protocolo de baixo nível for do tipo confiável, a sua camada 2 é responsável por conferir se o dado chegou íntegro, refazendo o checksum;

Caso os dados estão ok, ele envia a confirmação de recebimento (o acknowledge);

A maioria das arquiteturas de rede não usa esse recurso, confiando esta verificação para a camada de Transporte;

Os switches são equipamentos que operam nesta camada;

Na arquitetura Ethernet, essa camada é controlada pelos protocolos LLC e MAC;

Camada 1 – Física

Esta camada pega os quadros enviados pela camada 2 e os transforma em sinais compatíveis com o meio aonde serão transmitidos;

É responsável por especificar a maneira com que os 0s e 1s dos quadros serão enviados ou recebidos pela rede;

O papel dessa camada é efetuado pela placa de rede dos dispositivos;

Assim como a anterior, esta camada é controla por hardware e definida pela arquitetura utilizada;

Hubs são equipamentos que operam nesta camada;