Vivendo em um mundo centrado na rede Capítulo 2 – Os modelos de Rede TCP/IP e OSI Carlos Artur Guimarães arturguimaraes@gmail.com

Objetivos A) A Arquitetura do Protocolo TCP/IP: Esta seção explica a terminologia e os conceitos por trás do mais popular modelo de redes do mundo, o TCP/IP. B) O modelo de Referência OSI: Esta seção explica a terminologia por trás do modelo de redes OSI, em comparação com o TCP/IP.

Tópicos Fundamentais O extenso número de dispositivos que possuem suporte ao TCP/IP. Houve um tempo que não havia protocolos de rede, nem mesmo o TCP/IP. Um modelo de redes padronizado e aberto. Uma segunda tentativa de se criar um modelo de redes padronizado e público O TCP/IP venceu. O modelo OSI teve seu desenvolvimento prejudicado.

a) A arquitetura de Protocolo TCP/IP O TCP/IP define um grande conjunto de protocolos que permite aos computadores se comunicarem. O TCP/IP define os detalhes de cada um desses protocolos através das Requisições de Comnetários (RFC’s). A classificação dos vários protocolos em diferentes camadas ou categorias. Camada da Arquitetura TCP/IP Exemplos de Protocolos Aplicação HTTP,POP3, SMTP Transporte TCP, UDP Internet IP Acesso à rede Ethernet, Frame Relay

A Camada de Aplicação do TCP/IP (1/2) Fornece serviços para os softwares aplicativos que estejam rodando no computador. A camada de aplicação fornece uma interface entre os softwares rodando no computador e a própria rede. Os fabricantes de software estão modificando os seus softwares para dar suporte ao acesso através de um navegador web. O objetivo desta camada é fornecer serviços para as aplicações que estão sendo executadas no PC. Um arquivo HTML pode conter informações sobre exibir o texto com um determinado tamanho, cor, e assim por diante.

A arquitetura de Protocolo TCP/IP (2/2) Servidor Web Rede TCP/IP Servidor Web Me envie a sua Home Page Eis o Arquivo home.htm Larry Bob HTTP Hypertext Transfer Protocol HTML Hypertext Markup Language 404 ou 200?

A Camada de Transporte do TCP/IP 1/2 Consiste de duas opções principais de protocolos: o Protocolo de Controle de Transmissão, ou TCP e o Protocolo de Datagrama do Usuário, ou UDP. Cada camada fornece um serviço para a acima dela. A camada de transporte vai fornece a garantia do funcionamento da camada de aplicação. O TCP fornece um recurso de correção de erros para os protocolos de aplicação. É feito um reconhecimento de que a informação chegou. Quando uma camada possui uma limitação, é pedido para a camada inferior realizar determinada tarefa. Segmento: são dados que incluem o cabeçalho da camada de transporte e os seus dados encapsulados.

A Camada de Transporte do TCP/IP 2/2 Conceito Descrição Interação de mesma camada em computadores diferentes Os dois computadores usam um protocolo para se comunicarem com a mesma camada em outro computador. O protocolo definido por cada camada usa um cabeçalho que é transmitido entre os computadores para comunicar o que cada computador deseja fazer. Interação de camada adjacente no mesmo computador Em um mesmo computador, uma camada fornece um serviço para uma camada superior. O software ou hardware que implementa a camada superior requisita que a camada inferior seguinte realize a função necessária.

A Camada Internet do TCP/IP 1/2 IP = Protocolo Internet. Defini endereços para cada computador host possa ter um endereço IP diferente. O IP defini o processo de roteamento de modo que os roteadores possam escolher para onde enviar pacotes de dados, de forma que sejam entregues ao destinatário correto. A camada Internet define como a infra-estrutura de uma rede deve ser criada para que os dados possam ser entregues a todos os computadores da rede.

Serviços IP Fornecidos ao TCP 1/2 Cliente envia a requisição para RouterO. Este examina o endereço IP do destinatário, presente no pacote, e escolhe o melhor caminho. Ele decide enviar para Router4, pois Router4 conhece a topologia de rede para saber que 2.2.2.2 (globo) está em uma de suas interfaces. De forma semelhante o Router 4 faz o caminho contrário.

Serviços IP Fornecidos ao TCP 2/2 Nota Conceito Pacote É o cabeçalho da camada internet e o seus dados encapsulados. O IP define também o roteamento, o processo de como um roteador deverá reencaminhar, ou rotear, pacotes de dados.

A Camada de Acesso à Rede do TCP/IP 1/4 Define os protocolos e hardware requeridos para se distribuir dados dentro de uma rede física. Define como conectar um computador hosto a uma rede física através da qual os dados podem ser transmitidos. Ethernet é um tipo de protocolo de acesso à rede TCP/IP. Ethernet define o cabeamento, endereçamento e protocolos requeridos para se criar uma LAN Ethernet. O IP depende da camada de acesso à rede para se entregar os pacotes IP dentro de uma rede física. A camada Internet, usa os serviços da camada de acesso à rede para entregar pacotes dentro de cada rede física, respectivamente.

A Camada de Acesso à Rede do TCP/IP 2/4 A camada de acesso à rede possui um grande número de protocolos: todas as variantes de protocolos Ethernet e outros padrões LAN. Além dos padrões WAN populares, tais como Ethernet e PPP usados como os dois protocolos da camada de acesso à rede. Nota: Frames: são os dados que incluem o cabeçalho/rodapé Ethernet e o cabeçalho/PPP.

A Camada de Acesso à Rede do TCP/IP 3/4 O IP entende de topologia de rede, roteamento e endereçamento. A camada de acesso à rede tem que receber esses dados e transportar através do meio físico até o destinatário. É necessário saber os tipos existentes de redes para que seja possível escolher a forma adequada de enviar os dados, por isso essa camada inclui um grande número de protocolos. Ex: todas as variantes da Ethernet e outros padrões de LANs. Padrões WANs populares como PPP, HDLC, Frame Relay.

A Camada de Acesso à Rede do TCP/IP 4/4 Cada enlace descarta-se o cabeçalho e o rodapé. A camada de acesso à rede do TCP/IP inclui os protocolos, padrões de cabeamento, cabeçalhos e rodapés que definem como enviar dados através de uma série de tipos de redes físicas.

Terminologia do Encapsulamento de Dados Refere-se ao processo de se colocar cabeçalhos e rodapés em torno de alguns dados. LH= link header (cabeçalho) LT= link trailer (rodapé)

B) O Modelo de Referência OSI É o modelo de referência Internconexão de Sistemas Abertos ( Open System Interconnection) para comunicações. O modeleo OSI hoje em dia é usado principalmente como um ponto de referência para se discutir outras especificações de protocolos. Este modelo não vingou, mas como ele foi à primeira tentativa de padronização de um modelo e foi bastante discutido na época, por isso os termos usados por ele ainda são bastante utilizados hoje em dia.

Comparando OSI e TCP/IP 1/2 É necessário saber a função de cada camada do modelo OSI e diante disso associar a camada do modelo qualquer com ele.

Comparando OSI e TCP/IP 2/2 A camada IP do modelo TCP/IP está associada a qual camada do modelo OSI?Vejamos… A camada IP é responsável pelo endereçamento lógico e roteamento dos pacotes. Sendo assim, basta saber agora qual camada do modelo OSI é responsável por essa função.

Camadas OSI e as Suas Funções Descrição Funcional 7 Fornece uma interface entre o software de comunicação e quaisquer aplicativos que precisem se comunicar fora do computador no qual o aplicativo reside. Ela também define os processos par autenticação do usuário. 6 Definir e negociar formatos de dados. Ex: Texto EBCDIC, binário, BCD e JPEG. A criptografia também é da camada de apresentação. 5 Define como iniciar, controlar e finalizar conversações (chamadas de sessões). Inclui o controle e o gerenciamento de múltiplas mensagens, podendo avisar ao aplicativo que apenas uma série de mensagens forem transmitidas. 4 Se concentra em questões relacionadas à entrega de dados a outro computador. 3 Endereçamento lógico, roteamento (encaminhamento) e determinação de caminhos. 2 Define as regras (protocolos) que determinam quando um dispositivo poderá enviar dados através de uma determinada mídia. 1 Refere-se a padrões de outras organizações. Lidam com as características físicas da mídia de transmissão: conectores, pinos.

Conceitos e Benefícios das Camadas OSI Menor complexidade: dividir para conquistar. Interfaces padronizadas: permite que fabricantes construam seus produtos e que eles sejam interoperáveis. Mais fácil de desenvolver: complexidade reduzida e regras bem definidas facilitam o processo de desenvolvimento. Mais fácil de aprender: seres humanos podem se concentrar melhor em um determinado ponto e aprende-lo mais facilmente. Engenharia modular: fabricantes distintos executam tarefas distintas, por exemplo browsers não se preocupam com as camadas mais baixas,já os fabricantes de Sistemas Operacionais se preocupam com a implementação das camadas inferiores do TCP/IP.

Terminologia do encapsulamento OSI É chamada de PDU. Unidade de dados de protocolo (Protocol Data Unit, PDU). A camada 7 possui o termo L7PDU (Layer 7 PDU), a camada 6,L6PDU, a 5, L5PDU, a 4, L4PDU, a 3 L3PDU e a 2,L2PDU. A camada 1 trata da transmissão propriamente dita dos bits por isso não existe encapsulamento. De forma semelhante ao TCP/IP a camada inferior encapsula a camada adjacente superior.

Fontes http://www.technetbrasil.com.br/experience/s2b/Home.aspx http://www.abusar.org.br/tcp-ip2.html http://meuccna.wordpress.com http://meuccna.wordpress.com/2010/05/03/capitulo-2-os-modelos-de-redes-tcpip-e-osi-detonado/

Exercício de Fixação a) (F) A arquitetura Internet prevê dois protocolos no nível de transporte. O TCP e o UDP,ambos garantem a entrega de dados ao destino. b) (V) O UDP é mais rápido que o TCP por não prover garantia de entrega dos pacotes ao destino. c) (F) Em transações de comércio eletrônico é utilizado o UDP pela garantia e velocidade que ele provê. d) (V) Em um ambiente cliente-servidor cada aplicação precisa de uma versão servidor e outra versão cliente

e) (V) Cada aplicação servidora na Internet usa uma porta para as aplicações cliente se comunicarem com ela. f) (F) O número da porta do servidor tem que ser igual ao do cliente para eles estabelecerem uma conexão. g) (F) O número de porta só é necessário com o protocolo TCP, já que o UDP não tem garantia de entrega de pacotes. h) (V) Para uma aplicação cliente se conectar a uma aplicação servidora ela precisa fornecer o número IP da máquina destino e a porta da máquina destino. l) (V) O TCP faz controle de fluxo e de erros

m)(F) No pacote TCP não é preciso necessariamente informar o número da porta de origem. n) (F) No pacote UDP não é preciso informar o número da porta de origem.