Modelo ISO-OSI

Conceitos Desenvolvido em 1983 pela ISO Modelo abstrato de redes Não existe rede implementada exatamente segundo 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 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 Física Transmissão de sequências de bits sobre meio físico Especifica voltagens ecorrentes 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 Enlace Organiza sequências de bits em conjuntos de bits chamados frames Reconhece início e fim de frames Detecta perdas de frames e requisita retransmissão

Camada de Rede Encaminha informação da origem para o destino (roteamento) Controla fluxo de transmissão entre sub-redes (controle de congestão) Funções de contabilização Estabelece esquema único de endereçamento independente da sub-rede utilizada Permite conexão de sub-redes heterogêneas

Camada de Transporte Divide 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 Sessão Gerencia sessões de comunicação Sessão é uma comunicação que necessita armazenar estados Estados são armazenados para permitir re-estabelecimento da comunicação em caso de queda da comunicação Ex: Retomar transferências de arquivos

Camada de Apresentação Trata da representação dos dados em alto nível Adoção de sistema padronizado de representação de caracteres Adoção de códigos de representação numérica padrão Compressão de dados Codificação de dados

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 Camadas Implementação parcial do modelo ISO-OSI Apenas 4 camadas Ethernet - camadas 1 e 2 IP - camada 3 TCP - camada 4 Ftp, Telnet, etc - camadas 5, 6 e 7

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

CSMA/CD Disciplina compartilhamento do meio de transmissão entre todos os copmutadores Carrier Sense Multiple Access / Colision Detect Verifica meio antes de transmitir Aguarda tempo aleatório após liberação do meio antes de iniciar a transmissão Colisão ainda é possível se computadores transmitem simultaneamente e deve ser detectada Transmissão verificada para detectar corrupção de dados e possível colisão Retransmissão de dados no caso de colisão

IP Internet Protocol Equivale a camada 3 Trabalha com apenas com datagramas Sem controle de erros Presta serviços de roteamento

Endereçamento IP Utiliza 4 bytes Representação decimal: 200.145.31.1 Classes: 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 computadores Endereçamento hierárquico Rotas decididas em função do número da rede Rede Host A B C

Máscaras de Rede Utilizado 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 200.145.31.34 200.145.31.3 255.255.255.0 255.255.255.0 200.145.31.0 200.145.31.0 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 melhor Ex: RIP, OSPF, etc

ARP Address Resolution Protocol Relaciona endereços IP e MAC Evita que tenha-se que saber detalhes da camada física (sub-rede) 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 man pages UNIX