Modelos de Referência

Conteúdo 2 - MODELOS DE REFERÊNCIA: 2.1 - Modelo de referência OSI; 2.2 - Modelo de referência TCP/IP; 2.3 - Modelo OSI X Modelo TCP/IP; 2.4 - Visão Geral de protocolos de rede; 2.5 - Endereçamento IP.

No início da década de 80, existiam diverssos protocolos e modelos proprietários de comunicação de dados. Para facilitar a interconexão de sistemas de computadores, a ISO desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconection), para que os fabricantes pudessem criar seus protocolos a partir deste modelo. Quando as redes de computadores surgiram, as soluções eram, na maioria da vezes, proprietárias, isto é, uma determinada tecnologia só era suportada por seu fabricante. Não havia a possibilidade de se misturar soluções de fabricantes diferentes. Dessa forma, um mesmo fabricante era responsável por construir praticamente tudo na rede. Para facilitar a interconexão de sistemas de computadores, a ISO (International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconnection), para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir desse modelo. O modelo de protocolos OSI é um modelo de sete camadas. Na transmissão de um dado, cada camada pega as informações passadas pela camada superior, acrescenta informações pelas quais ela seja responsável e passa os dados para a camada inferior.

Modelo OSI Se o Sistema A fosse de um fabricante diferente dos Sistemas B, C ou D não haveria a possibilidade de Interligação porque não existia padronização; Com o modelo OSI, a partir de 1978, os fabricantes começaram a criar seus sistemas seguindo este padrão; Por quê os fabricantes começaram a seguir este padrão?

Modelo OSI O modelo OSI foi uma padronização da comunicação em rede feita para facilitar a conexão entre diferentes sistemas. Cada etapa da comunicação foi dividida em camadas com com atribuições e funções específicas.

Modelo OSI Modelo de comunicação baseado em sete camadas: Cada camada tem uma função específica e se comunica com uma camada imediatamente superior ou inferior. Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico 7 6 5 4 3 2 1 C A M D S Camada Física (1): Trabalha com as características mecânicas e elétricas do meio físico definindo como bits individuais são formatados para a transmissão. Ex: Conectores, níveis de tensão, modulação, pinagem, half full duplex, Meios físicos (Cabo coaxial, Fibra óptica, Rádio, Satélite, etc). Camada de Enlace (2): Recebe/Transmite bits livres de erros de transmissão controlando o acesso ao meio e realizando controle de fluxo. Ex: Protocolo Ethernet Camada de Rede (3): Executa o roteamento de pacotes entre fonte e destino, QOS, ETC. Ex: protocolo IP Camada de Transporte (4): Divide as mensagens em tamanhos menores, efetua a multiplexação e ordenação, controle de erro e retransmisão Ex: TCP e UDP. Camada de Sessão (5): Administra e sincroniza diálogos entre processos de aplicação cliente / servidor. Ex: Sessão de comércio eletrônico, Camada de Apresentação (6): Conversão de códigos e formato dos dados, criptografia e compressão de dados. Camada de Aplicação (7): Fornece ao usuário interface que permite acesso aos diversos serviços de aplicação. Ex: HTTP, Correio Eletrônico, etc 6

Modelo OSI Serviço: O que a camada deve fazer, independente da forma Cada camada executa a sua função e repassa o “resultado do seu trabalho” para a camada adjacente. Com a criação do Modelo OSI, definiu-se uma divisão de atribuições para cada camada e quais responsabilidades seriam enviadas para a camada adjacente, a partir dos conceitos de serviço e interface. Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico 7 6 5 4 3 2 1 C A M D S Serviço: O que a camada deve fazer, independente da forma Interface: Como esta camada se comunica com as camadas adjacentes Protocolos: Qualquer um que seja compatível com os serviços e interfaces do modelo. Camada Física (1): Trabalha com as características mecânicas e elétricas do meio físico definindo como bits individuais são formatados para a transmissão. Ex: Conectores, níveis de tensão, modulação, pinagem, half full duplex, Meios físicos (Cabo coaxial, Fibra óptica, Rádio, Satélite, etc). Camada de Enlace (2): Recebe/Transmite bits livres de erros de transmissão controlando o acesso ao meio e realizando controle de fluxo. Ex: Protocolo Ethernet Camada de Rede (3): Executa o roteamento de pacotes entre fonte e destino, QOS, ETC. Ex: protocolo IP Camada de Transporte (4): Divide as mensagens em tamanhos menores, efetua a multiplexação e ordenação, controle de erro e retransmisão Ex: TCP e UDP. Camada de Sessão (5): Administra e sincroniza diálogos entre processos de aplicação cliente / servidor. Ex: Sessão de comércio eletrônico, Camada de Apresentação (6): Conversão de códigos e formato dos dados, criptografia e compressão de dados. Camada de Aplicação (7): Fornece ao usuário interface que permite acesso aos diversos serviços de aplicação. Ex: HTTP, Correio Eletrônico, etc Os dados acrescentados por uma camada são importantes somente para ela, e não influenciam os dados de outras camadas 7

Exemplo: A camada física é responsável pelas técnicas de transmissão do sinal, por definir tipos de cabemento, conectores, etc. Após trabalhar as características físicas e técnicas de tx do sinal, a camada física repassa para a camada de enlace um fluxo de bits, que receberá outro tipo de tratamento nesta camada.

No enlace, os bits serão encapsulados em formatos lógicos e darão origem aos frames, que após verificação de erros serão enviados a camada de rede para conexão e assim sucessivamente. 1010010101010101

Deste modo, tendo estabelecido um modelo que define o que cada camada recebe da outra, diferentes fabricantes podem projetar seus equipamentos e possibilitar a sua compatibilidade observando estes princípios. É por este motivo que o modelo OSI não estabelece ou define protocolos para cada camada. São os protocolos que seguem as recomendações de serviço e interface de cada camada.

Por que usamos camadas? Um modelo de referência em camadas permite a discussão da arquitetura; Modularização facilita a manutenção e a atualização do sistema; As mudanças na implementação de uma camada são transparentes para o resto do sistema.

Encapsulamento de dados Quando uma aplicação envia seus dados através de um sistema baseado em camadas, cada uma dessas “partes” acrescenta informações importantes para a manipulação daquele pacote pelo respectivo protocolo da camada; Os dados acrescentados por uma camada são importantes somente para a própria camada, e não influenciam os dados de outras camadas; No final, os dados são enviados como uma seqüência única de bits pela rede.

Funcionamento - Exemplo

Outro Exemplo

Encapsulamento de Dados

Função das Camadas Camada 1 – Física Define os mecanismos necessários para inserir os sinais nos meios de transmissão. Características e Por ex.: especificações elétricas, mecânicas, níveis de tensão, taxas de transmissão, técnicas de transmissão do sinal. (Modulação, Codificação), etc Parâmetros físicos das interfaces (cabos, conectores, etc.); Exemplo: Ethernet 802.3 / RS232 / RS-449 / V-35 / Cabemento / Hubs

Função das Camadas Camada 2 – Enlace Controle de fluxo Encapsulamento de bits em frames ou quadros Controle de erro Definir meios e protocolos para acesso aos meios de transmissão. Tratamento de Colisão. Ex: CSMA/CD, Polling, etc Endereçamento Físico 17

Encapsulamento Montagem dos frames, em uma sequência lógica de bits de acordo com o protocolo que será utilizado. Controle de fluxo Quando o tráfego recebido na interface de rede é maior que a sua capacidade de processamento, o receptor envia uma informação ao transmissor para diminuir o fluxo de envio de informações para evitar a sua sobrecarga

Endereçamento Físico Mac Address 24 bits 24 bits Código do fornecedor Número de série Exemplos de códigos de fornecedores: 00-00-0C Cisco 00-00-1B Novell 00-00-1D Cabletron 00-AA-00 Intel 00-80-48 Compex FF-C6-00 3 Com

Função das Camadas Camada 3 – Rede Responsável pelo endereçamento lógico dos pacotes fim a fim, independente dos programas. Determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir seu destino (roteamento). É nesta camada funciona o protocolo IP, trabalham os roteadores e os protocolos de roteamento BGP, OSPF, RIP.

Camada de Rede

Função das Camadas Camada 4 – Transporte Possuem a visão “fim a fim” de um processo de comunicação Multiplexa serviços de aplicação através do uso do conceito de portas de conexão. Também realiza controle de fluxo e erros É responsável pela montagem da informação e ordenação dos pacotes. Ex. Protocolo TCP e UDP

Função das Camadas Camada 5 – Sessão - Administra e sincroniza diálogos entre processos de aplicação cliente / servidor. Ex: Sessão de comércio eletrônico,

Camada de Sessão Service Request Service Reply

Função das Camadas Camada 6 – Apresentação Também chamada de camada de Tradução Por ex.: compactação / codificação dos dados de modo que a aplicação os receba em um formato reconhecível / EBCDIC para ASCII, por exemplo / Criptografia de dados

Função das Camadas Camada 7 – Aplicação Fornece ao usuário interface que permite acesso aos diversos serviços de aplicação. Ex: HTTP, Correio Eletrônico, etc

Resumo Funções especializadas referentes aos aplicativos (envio de arquivos, terminal virtual, e-mail, etc...) Formatação de dados (compactação e criptografia) e conversão de caracteres e códigos (ASCII) Negociação e estabelecimento de conexão – Autenticação Divisão da mensagem em pacotes; meios e métodos para a sua entrega de modo adequado Roteamento de pacotes, endereçamento e conexões fim-a-fim. Controle de erros, fluxo, encapsulamento, controle de acesso ao meio Transmissão dos sinais elétricos através do meio físico

Modelo de Referência OSI

Questões para Discussão 1 - Por que adotar um padrão para a construção de redes? 2 - O Modelo OSI é um modelo abrangente?

Fim