1 Arquiteturas e Modelos de Referência Arquiteturas e Modelos de Referência

2 Arquitetura  A arquitetura de uma rede especifica as suas funções e como elas serão realizadas.  Arquiteturas modulares são aquelas em que as diversas funções podem ser decompostas em módulos;  os módulos podem ser estruturados em camadas hierárquicas ;  em que uma camada realiza um conjunto de funções e oferece um serviço à camada superior. Isso possibilita a independência entre as camadas.

3 Vantagens  Desenvolvimentos independentes (modulares);  Maior flexibilidade e simplicidade de implementação e introdução de alterações numa camada;  Adoção de normas (padrões) para garantir que máquinas de diferentes fabricantes se comuniquem entre si.

4 Modelo OSI  Para permitir que máquinas de diferentes fabricantes possam se comunicar, foi padronizado pela ISO (International Organization for Standardization), no início dos anos 80, o modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection), ou Interconexão de Sistemas Abertos.

5 Modelo OSI  Distinção clara entre os conceitos de:  Protocolos  Interfaces  Serviços

6 Protocolo  Um protocolo consiste nas regras (sintáticas, semânticas, temporais) envolvidas na comunicação entre entidades pares em sistemas diferentes. Os protocolos estruturam-se em camadas, com as camadas superiores encapsulando as inferiores.  Uma interface regula a comunicação entre entidades em camadas adjacentes num mesmo sistema. Através de uma interface, um serviço de valor acrescentado à camada superior.

7 Serviços  Os serviços prestados por uma camada a outra são formalmente especificados por um conjunto de primitivas trocadas entre elas e podem ser de dois tipos: o confirmado e o não-confirmado.

8 Técnica de Encapsulamento

9 O Modelo de Referência OSI Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Rede de Telecomunicações Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação xAplicação y

10 Composição das Mensagens Rede de Telecomunicações Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação x Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação y M M AH M PH M AHPHSH M AHPHSHTH M AHPHSHTHNH M AHPHSHTHNHLH LT Bits M M AH M PH M AHPHSH M AHPHSHTH M AHPHSHTHNH M AHPHSHTHNHLH LT Bits

11 Camadas e Serviços  O modelo OSI estabelece a distinção clara entre os conceitos de:  serviços  interfaces  protocolos  Cada camada desenvolve serviços:  caracterizados por uma série de funções (compostas por entidades) que compõem cada camada  podem ser utilizados pela camada superior  A definição de serviço diz o que uma camada faz, e não como as entidades acima dela fazem para acessá-lo. Também não entra no mérito do funcionamento da camada.  Uma entidade é um conjunto funcional específico, dentre os vários existentes, em uma camada qualquer. Uma camada pode ter várias entidades para executar suas funções.

12 Elementos de Rede Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação x Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação y Física Rede Enlace Física Rede Enlace Protocolo de Aplicação Protocolo de Apresentação Protocolo de Sessão Protocolo de Transporte Limites da rede

13 Mensagens entre Camadas - Primitivas Rede de Telecomunicações Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação x Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação y Data AH A-PDU PH P-PDU SH S-PDU TH T-PDU NH N-PDU LH LT DL-PDU Data AH A-PDU PH P-PDU SH S-PDU TH T-PDU NH N-PDU LH LT DL-PDU Legenda AH = application header PH = presentation header SH = session header TH = transport header NH = network header LH = link header LT = link trailer DL- PDU = Data Link PDU

14 Relação Entre Camadas ICISDU ICI Camada N+1 Interface Camada N IDU SAP SDU - Service Data Unit PDU - Protocol Data Unit ICI - Interface Control Information SDU Cabeçalho N - PDU

15 Primitivas de Serviço  Um serviço é especificado por um conjunto de primitivas (operações)  Uma primitiva é disponibilizada para um usuário ou entidade para acessar um serviço  A primitiva permite ao serviço realizar uma ação ou reportar uma ação sobre uma entidade par (afim).  Os tipos de primitivas são classificadas em 4 tipos  Request – uma entidade solicita ao serviço um determinado trabalho  Indication – uma entidade deve receber uma informação sobre um evento  Response - uma entidade responde a um evento  Confirmation – uma resposta a um pedido passado retorna à uma entidade

16 Transporte de Informação pela Primitiva  A IDU (Interface Data Unit) representa a primitiva  é composta por uma parte de informação de controle ICI (Interface Control Information) e uma parte de dados de serviço SDU (Service Data Unit).  A SDU é a informação da camada N+1, que atravessa a rede de um computador a outro até a entidade afim (peer entity) correspondente.  Para transmitir a SDU, a camada N agrega um cabeçalho a esta informação  PDU, como num pacote, por exemplo, se for de camada de rede.  O cabeçalho contém as informações a serem utilizadas pelo software responsável pela prestação do serviço da camada N à camada N+1. No outro extremo, o cabeçalho é retirado na camada N e o SDU é entregue a camada N+1.

17 Modo Orientado a Conexão entre Sistemas Abertos Entidade N+1 Entidade N+1 SAP N camada N Conexão N Sistema Aberto BSistema Aberto A

18 Estabelecimento de Conexão T_CON_REQUEST T_CON_INDICATION T_CON_RESPONSE T_CON_CONFIRMATION PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE CR CC CR = Connection Request CC = Connection Confirmation CAMADAS

19 Transferência de Dados CAMADAS PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE T_DATA_REQUEST T_DATA_INDICATION DT 5 4 CAMADAS 5 4

20 Liberação da Conexão pelo Usuário T_DISCON_REQUEST T_DISCON_INDICATION CAMADAS PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE DR DC DR = Disconnection Request DC = Disconnection Confirmation 5 4 CAMADAS 5 4

21 Liberação da Conexão pelo Provedor

22 Modo não Orientado à Conexão entre Sistemas Abertos

23 Modo não Orientado à Conexão CAMADAS PRESTADOR DE SERVIÇO DE TRANSPORTE T_DATA_REQUEST T_DATA_INDICATION DT 5 4 CAMADAS 5 4

24 Funcionalidade das Camadas

25 Camada Física  A camada física trata da transmissão de bits através de um canal de comunicação; das características elétricas e mecânicas do meio, do controle de acesso ao meio, da taxa de transmissão, codificação de linha, etc.

26 Camada de Enlace  A camada de enlace é responsável por estruturar os bits da camada física em quadros, compostos por um identificador de início de quadro (padrões de bits seqüenciais), endereço de origem, endereço de destino, informação a ser enviada e um código de detecção de erros no quadro.  Os endereços colocados no cabeçalho do quadro são denominados MAC (Medium Access Control) e identificam de modo único uma máquina conectada a uma rede.  Outra funcionalidade dessa camada é resolver conflitos de tentativas de acesso simultâneas emitidas por usuários distintos.

27 Camada de Rede  A camada de rede adiciona o endereço de rede de origem e de destino ao quadro gerado pela camada de enlace, além de um identificador de qual protocolo de rede está sendo utilizado, criando uma estrutura denominada pacote.  Após a geração dos pacotes, eles são enviados (roteados) de uma máquina de origem para uma máquina de destino por caminhos determinados por algoritmos de roteamento ou tabelas estáticas configuradas pelo operador da rede.

28 Camada de Rede  Roteamento é o mecanismo pelo qual se escolhe o caminho (rota) que um pacote deve seguir para atingir seu destino com base nas condições de tráfego da rede e prioridades.  Além disso, a camada de rede é responsável pelo controle de congestionamento, quando a quantidade de pacotes na rede é muito grande e atinge o patamar da capacidade de carga dos equipamentos.

29 Camada de Transporte  Receber os dados da camada de sessão, dividi-los em pacotes e enviá-los para a camada de rede.  Garantir que os pacotes cheguem com a seqüência correta à outra extremidade;  Efetuar a correção de erros;  Enviar ao transmissor uma informação de recebimento (acknowledge), informando que o pacote foi recebido com sucesso e, caso a falta de pacotes seja detectada, solicitar a sua retransmissão.  Em resumo, o objetivo da camada de transporte é proporcionar um serviço eficiente, confiável e de baixo custo aos seus usuários, normal-mente entidades da camada de sessão.

30 Camada de Sessão  permite que os usuários de diferentes máquinas estabeleçam uma sessão de comunicação (login). na qual essas aplicações definem como será feita a transmissão de dados e marcações são adicionadas aos dados que estão sendo transmitidos. Em caso de falha na rede, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor.

31 Camada de Apresentação  Trata da sintaxe e da semântica das informações transmitidas, para prover independência nas representações de dados ao traduzir os dados do formato do aplicativo para o formato da rede e vice- -versa.  O objetivo é permitir que computadores, que trabalham com diferentes representações, comuniquem-se apropriadamente.

32 Camada de Aplicação  provê aplicativos aos usuários, tais como:  transferência de arquivos,  correio eletrônico,  acesso a terminais de computadores remotos e  funções de gerência.

33 Protocolos TCP/IP

34 Comparação OSI e TCP/IP Física Inter-Redes Host/Rede Transporte Aplicação Física Rede Enlace Transporte Sessão Apresentação Aplicação

35 Organismos de Padronização  International Organization for Standardization; ISO;  International Telecommunication Union; ITU-T;  American National Standards Institute; ANSI;  Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE.

36 ITU-T  A missão da ITU-T é o estudo e emissão de recomendações em questões técnicas, de especificação, operação e de tarifas, relacionadas a equipamentos e sistemas de telecomunicações. O seu objetivo principal é normalizar técnicas e operações em telecomunicações, de modo a alcançar a compatibilidade ponto a ponto em ligações de comunicações internacionais, quaisquer que sejam os países de origem e destino.

37 ITU-T  A ITU-T está organizada em 15 grupos de estudo que preparam as normas, designadas por recomendações pelo ITU-T. Essas recomendações são organizadas em séries (de A até Z). O trabalho desenvolvido pela ITU-T está estruturado em ciclos de quatro anos. A cada quatro anos é realizada uma assembléia geral em Genebra onde é estabelecido o programa para os quatro anos seguintes, baseado nas propostas dos vários grupos de estudo. A assembléia revê as propostas e prepara uma proposta de recomendação a ser submetida na próxima assembléia. Essa proposta, após revisão e aprovação final, passa a ser objeto de publicação como recomendação ITU-T.