REDES DE COMPUTADORES Comparativo dos modelos ISSO/OSI x TCP/IP Professor: M.Sc. Carlos Oberdan Rolim

O modelo ISO/OSI

O modelo de referência OSI A ISO (International Standards Organization) reconheceu a necessidade das redes trabalharem juntas e se comunicarem Por isso, a ISO lança em 1984, o modelo de referência OSI (Open System Interconnection) O Modelo de referência OSI é o modelo fundamental para comunicações em rede

O modelo em camadas Permite a visualização das funções de rede que acontecem em cada camada 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.

OSI – Modelo em camadas 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. Cada camada OSI individual tem um conjunto de funções que ela deve executar para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem a um destino em uma rede.

O Modelo OSI – Transmissão de dados 7 6 5 4 3 2 1 Aplicação Rede Enlace Físico Apresentação Sessão Transporte Dados A partir da aplicação do usuário, a informação a ser transmitida será submetida a funções em cada camada do modelo OSI, podendo receber um cabeçalho que adiciona instruções para orientar a camada funcional equivalente no equipamento destino. Este processo é denominado encapsulamento dos dados e ocorre até que o quadro da camada de enlace é encaminhado através do meio físico para o equipamento destino. Quando o pacote chega ao seu destino, as instruções (contidas no cabeçalho) são retiradas à medida que o pacote “sobe” pelas camadas do modelo OSI, até a sua chegada à camada de Aplicação. Este é o processo de desencapsulamento dos dados. Cada camada do modelo OSI provê serviços para a camada imediatamente acima. Por exemplo, a camada de Rede escolherá a melhor rota para “encaminhar” o dado da camada de Transporte, que por sua vez fará um “túnel lógico” fim-a-fim, garantindo o transporte dos dados para a camada de Sessão. É importante notar que nem todas as arquiteturas de rede implementam as sete camadas do modelo OSI separadamente. Cada arquitetura implementa as funções de cada camada através de protocolos específicos.

Redução de custo, devido à padronização de produtos; O Modelo OSI – Principais vantagens Redução de custo, devido à padronização de produtos; Permite independência no desenvolvimento de software e hardware; Agiliza a adoção de novas tecnologias; Facilita a detecção e correção de problemas na rede; Utilizado como referência para as diversas arquiteturas de rede. 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico A ISO (International Organization for Standardization) é uma organização internacional que estabelece padrões de comunicação, tendo definido seu modelo de sistemas abertos OSI (Open System Interconnection) em 1978. Os elementos da rede corporativa, ao se enquadrarem no modelo OSI, permitem que os dados sejam transmitidos transparentemente de um nó da rede para outro. O modelo OSI não contém nenhum requisito de implementação, servindo apenas como referência (framework) para os desenvolvedores de sistemas em rede. A divisão em níveis simplifica o projeto de rede, facilita a depuração de problemas, permite o desenvolvimento de cada nível independentemente e agiliza a adequação às novas tecnologias de rede.

Unidades de Dados utilizadas pelo modelo OSI 7 Aplicação 6 Apresentação Mensagem 5 Sessão 4 Transporte Segmento 3 Rede Datagrama 2 Enlace Quadro 1 Físico Bit No processo de comunicação entre elementos na rede a informação sai da aplicação do usuário e atravessa as diversas camadas funcionais apresentadas no modelo OSI sob a forma de uma Unidade de Informação, denominada PDU (Protocol Data Unit). Cada camada funcional possui o seu PDU que, genericamente, é chamado de pacote. A partir da camada de transporte cada PDU recebe um nome específico, identificando-o conforme as funções que devem ser executadas em cada camada. O PDU da camada de transporte é chamado de Segmento, como por exemplo Segmento TCP. O PDU da camada de rede é chamado de Datagrama ou Pacote, como por exemplo Datagrama IP. O PDU da camada de enlace é chamado de Quadro (Frame), como por exemplo Frame Ethernet. Na camada física a informação a ser transportada é codificada como uma seqüência de bits.

O Modelo OSI – Principais funções das Camadas 7 Aplicação APLICATIVOS 6 Apresentação SINTAXE 5 Sessão SINCRONIZAÇÃO (MENSAGENS) 4 Transporte EMPACOTEAMENTO (SEGMENTOS) 3 Rede ROTEAMENTO (DATAGRAMAS) 2 Enlace CONTROLE DE ERROS (QUADROS) 1 Físico TRANSMISSÃO (BITS)

Exemplo de aplicação do modelo OSI: Configuração de Redes Locais. LAN 1 LAN 2 Host Host Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 Roteador Roteador Switch Switch Hub Hub Hub – Implementa o barramento de interligação dos Host na Camada Física (Por exemplo: Ethernet); Switch – Comutador de Camada 2 (Enlace), fazendo a interligação entre os segmentos de uma Rede Local. Roteador – Comutador que encaminha tráfego através da rede Wan, atuando junto à Camada 3 ( Rede).

O modelo TCP/IP

1990 – Brasil se conecta a NFSNET Histórico 1969 – DARPA (Departament of Defense Advanced Research Projects Agency) projeto ARPANET Universidade da Califórnia (Los Angeles + Santa Bárbara) + UTAH + Instituto de Pesquisa de Stanford TCP/IP sobre UNIX (Universidade da Califórnia de Berkeley) Anos 85 – National Science Foundation – NSFNET interconectou ARPANET e outras comunidades de pesquisa – padronizou TCP/IP 1990 – Brasil se conecta a NFSNET 1993 – Internet uso comercial = popularização

Responsável pelo TCP/IP ISOC – Internet Society Padronização do TCP/IP RFC - Request for Comments (Pedidos para Comentários) O IAB (Internet Activities Board) é o comitê responsável por definir os padrões e por gerenciar o processo de publicação dos RFCs. O IAB coordena dois grupos IRTF (Internet Research Task Force) Pesquisa sobre o TCP/IP IETF (Internet Engineering Task Force) Problemas ocorridos na Internet

Funções de identificação do meio e acesso ao meio Camada de Rede Camada de abstração de hardware interface com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, etc). Equivalente às camadas 1 e 2 (física e enlace) do modelo OSI Funções de identificação do meio e acesso ao meio LAN: IEEE 802.3, 802.4, 802.5, etc. WAN: X.25, HDLC, etc. Aplicação Transporte Internet Rede

Camada Internet Estabelece a troca de pacotes sem conexão através da malha da rede física. Roteamento entre as diferentes sub-redes, assim como funções para evitar congestionamento. Padronizado em um formato de pacote e protocolo IP - Internet Protocol. Aplicação Transporte Internet Rede

Aplicação Transporte Internet Rede Camada de transporte Permite a dois pontos da rede estabelecerem uma conversação. Exatamente igual OSI TCP (Transmission Control Protocol) provê um serviço confiável e orientado à conexão. Implementa um mecanismo de checksum. UDP (User Datagram Protocol) provê um serviço não-confiável e não orientado a conexão, com melhor tempo de resposta Aplicação Transporte Internet Rede

Camada de aplicação Reúne os protocolos que fornecem serviços de comunicação ao sistema ou ao usuário. Pode-se separar os protocolos de aplicação em: Protocolos de serviços básicos: fornecem serviços para atender as próprias necessidades do sistema de comunicação TCP/IP: DNS, DHCP Protocolos de serviços para o usuário: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3, IMAP e outros Aplicação Transporte Internet Rede

Comparação Arquitetura OSI Arquitetura TCP/IP Aplicação Apresentação Sessão Transporte Transporte Rede Internet Enlace Rede Físico

Comparação Há diversas semelhanças com o modelo conceitual OSI da ISO, mas o TCP/IP é anterior à formalização deste modelo e portanto possui algumas diferenças Quantidade de camadas OSI = 7 TCP/IP = 4 OSI descreve apenas os serviços prestados em cada camada, não definindo os protocolos que atuam nela, o que pode levar inclusive dois sistemas que seguem o modelo a não se comunicarem Maior contribuição do OSI: serviço, interface e protocolo

Comparação O Modelo OSI é um modelo conceitual, e não a arquitetura de uma implementação real de protocolos de rede. TCP/IP foi desenvolvido com o objetivo de resolver um problema prático: interligar redes com tecnologias distintas O TCP/IP foi projetado segundo uma arquitetura de pilha, onde diversas camadas de software interagem somente com as camadas acima e abaixo.

Comparação O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas Os protocolos do TCP/IP são os padrões em torno dos quais a Internet se desenvolveu, portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade Em contraste, nenhuma rede foi criada em torno de protocolos específicos relacionados ao OSI, embora todos usem o modelo OSI para guiar seu raciocínio Praticamente todos os sistemas operacionais do mercado implementam a pilha TCP/IP

Análise final Crítica ao modelo OSI Crítica ao TCP/IP Momento ruim Tecnologia ruim Camadas vazias Funções repetidas Implementação ruim Inicio x TCP/IP já em uso (Unix) Crítica ao TCP/IP Não define claramente interface, serviço e protocolo Não faz distinção entre camada física e de enlace

Análise final OSI  ótimo modelo – protocolos não populares TCP/IP modelo praticamente não existe - protocolos populares