Modelo de Camadas OSI

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1 Modelo de Camadas OSI 1

2 Histórico Antes da década de 80 -> Surgimento das primeiras rede de dados e problemas de incompatibilidade de comunicação. Década de 80, ISO, juntamente com representantes de diversos fabricantes existentes, cria um grupo de trabalho para resolver o problema. 1984, surgia o primeiro resultado desse esforço: O Modelo de Referência OSI, criado com o intuito de padronizar a comunicação de dados e de permitir a interoperabilidade independentemente e marca (fabricante) ou sistema utilizado. O modelo OSI é um modelo de referência, ou seja, ele específica todos os processos requeridos para que a comunicação de dados ocorra e divide esses processos em grupos lógicos, chamados layers (camadas). 2

3 O modelo de camadas OSI e as respectivas PDUs Camada Descrição Aplicação Application Layer - Provê a interface com o usuário. Apresentação Sessão Transporte Rede Presentation Layer - Trata da semântica, compressão / descompressão, criptografia e tradução dos dados. Session Layer - Gerência o "diálogo" entre as portas lógicas e mantém a separação dos dados de diferentes aplicações. Transport Layer - Provê a comunicação confiável (ou não) e executa checagem de erros antes da retransmissão dos segmentos. Network Layer - Define e gerencia o endereçamento lógico da rede (ex. IP) Nome da PDU Segmento / Segment Pacote / Packet / Datagram Enlace Física Data-link Layer - Acomoda os pacotes em "quadros" através do processo do encapsulamento. Detecta erros, porém, não os corrige. Physical Layer - Responsável pela movimentação dos bits entre as pontas e pela definição das interfaces, especificações elétricas e de pinagem dos cabos. Quadro / Frame "bits" 3

4 Facilitando o processo de memorização das camadas que compõem o modelo OSI Amanhã Ao Sair do Trabalho Resolverei Entrar na Faculdade. (Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace de Dados Física) 4

5 A Camada de Aplicação É nessa camada que ocorre a interação micro-usuário. A camada de aplicação é responsável por identificar e estabelecer a disponibilidade da aplicação na máquina destinatária e disponibilizar os recursos para que tal comunicação aconteça. Exemplos: Navegadores e Servidores Web (Internet Explorer, Firefox, Apache, IIS), s gateways, servidores de banco de dados (MS-SQL, MySQL, Oracle), servidores X-window, entre muitos outros. 5

6 A Camada de Apresentação A camada de apresentação responde às solicitações de serviço da camada de aplicação e envia solicitações de serviço para a camada imediatamente inferior (sessão). Diferentemente das camadas inferiores, preocupadas em mover os bits de forma confiável de um ponto a outro, essa camada preocupa-se com a sintaxe e a semântica dos dados transmitidos. Exemplos: Formatação; PostScript, ASCII, EBCDIC, ASN.1, entre outras. Compressão; TIFF, PICT, GIF, QuickTime, MPEG, JPEG, entre outros. 6

7 A Camada de Sessão A camada de sessão é responsável pelo estabelecimento, gerenciamento e finalização de sessões entre a entidade transmissora e a entidade receptora. Ela basicamente mantém os dados de diferentes aplicações separados uns dos outros. Exemplos: Network File System (NFS), Structured Query Language (SQL), Remote Procedure Call (RPC), Apple Talk Session Protocol (ASP), entre outros. 7

8 A Camada de Transporte Os serviços definidos na camada de transporte são responsáveis pela segmentação e reconstrução de fluxos de dados provenientes de camadas superiores. Eles provêm comunicação ponto a ponto e podem estabelecer uma conexão lógica entre a aplicação origem e a aplicação destino em uma rede. A camada de transporte também é responsável pela disponibilização de mecanismos para multiplexar fluxos de dados de camadas superiores e pelo estabelecimento e finalização (quebra) dos circuitos virtuais (lógicos). Essa camada mascara os detalhes de qualquer informação relacionada à rede das camadas superiores, promovendo uma transmissão de dados de modo bastante transparente. 8

9 Controle de Fluxo (Camada de Transporte) A integridade dos dados é assegurada pela camada de transporte mantendo-se o controle do fluxo de dados e permitindo aos usuários a requisição de um transporte de dados confiável entre as pontas. Para que essa comunicação seja confiável, é preciso que uma comunicação orientada a conexão seja estabelecida, e que os protocolos envolvidos assegurem-se do seguinte: Os segmentos transmitidos são confirmados (acknowledged) ao serem recebidos; Qualquer segmento não confirmado é retransmitido; Os segmentos são reconstitúidos em sua sequência original, uma vez recebidos pelo computador destinatário; Uma gerência do fluxo de dados é mantida a fim de evitar congestionamento, sobrecarga e perda de dados. 9

10 Operação de Controle de Fluxo Internet Computador Origem sincronização Computador Destino negociação ( handhaking ) sincronização confirmação estabelecimento da conexão transferência de dados Enquanto dados estão sendo transmitidos entre dois dispositivos, ambos verificam periodicamente a conexão estabelecida para assegurar-se de que os dados estão sendo enviados e recebidos apropriadamente. 10

11 A Camada de Rede A camada de rede é responsável pelo roteamento dos dados atravês da internetwork e pelo endereçamento lógico dos pacotes de dados, ou seja, pelo transporte de tráfego entre máquinas que não se encontram diretamente conectadas. Roteadores ou routers também chamados de dispositivos de camada 3 (layer 3 devices) são definidos nessa camada e provêm todos os serviços relacionados ao processo de roteamento. Pontos mais relevantes sobre routers são: Não propagam mensagens de broadcast ou de multicast; Utilizam o endereço lógico no cabeçalho de camada de rede para determinar o router vizinho para qual o pacote deve ser enviado; Podem utilizar listas de acesso, criadas por um administrador, para gerenciar a segurança dos pacotes entrantes ou saintes; Podem prover funções de camada de Enlace (bridging) se necessário e, simultaneamente, efetuar roteamento de pacotes na mesma interface; Possibilitam a comunicação entre Virtual LANs (VLANs); Podem prover Qualidade de Serviço (Quality of service QOS) para tipos específicos de tráfego de dados. 11

12 A Camada de Enlace de Dados A camada de Enlace assegura que os dados sejam transmitidos ao equipamento apropriado e converte os dados vindos da camada superior (Rede) em bits, tornando possível a transmissão através de meios físicos, como cabos, definidos na camada física. A camada de Enlace formata a mensagem em frames e adiciona um cabeçalho customizado contendo o endereço de hardware (MAC address) das máquinas transmissora e destinatária. Essa informação adicionada forma uma espécie de cápsula envolvendo a mensagem original, de modo análogo aos módulos lunares do projeto Apollo, no qual módulos úteis apena a alguns estágios da viagem são descartados à medida que esses estágios são completados. É importante entender que à camada de Rede (onde os routers são definidos) não importa a localização física das máquinas, mas a localização lógica das redes. A camada de Enlace de Dados (onde switches e bridges são definidos), sim, é responsável pela identificação de cada máquina (endereçamento físico) em uma rede local. Os dispositivos desse camada (switches ou bridges) adicionam o endereço do hardware transmissor (endereço MAC) a uma tabela-filtro, formando uma base de dados que mapeia a porta que recebeu o frame para o endereço de hardware (MAC address) gravado na interface do dispositivo que o transmitiu. Depois da formação da tabela-filtro, o dispositivo de camada 2 apenas enviará frames para o segmento onde o endereço de hardware está localizado. 12

13 A Camada Física A camada Física pega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Se o meio for elétrico, essa camada converte os Os e 1s dos quadros em sinais elétricos a serem transmitidos pelo cabo. Se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada converte os Os e 1 s dos quadros em sinais luminosos e assim por diante, dependendo do meio de transmissão de dados. A camada Física especifica, portanto, a maneira com que os Os e 1s dos quadros serão enviados para a rede (ou recebidos da rede, no caso da recepção de dados). Ela não sabe o significado dos Os e 1 s que está recebendo ou transmitindo. Por exemplo, no caso da recepção de um quadro, a camada física converte os sinais do cabo em Os e 1 s e envia essas informações para a camada de Link de Dados, que montará o quadro e verificará se ele foi recebido corretamente. Como você pode facilmente perceber, o papel dessa camada é efetuado pela placa de rede dos dispositivos conectados em rede. Note que a camada Física não inclui o meio onde os dados circulam, isto é, o cabo da rede. O máximo com que essa camada se preocupa é com o tipo de conector e o tipo de cabo usado para a transmissão e recepção dos dados, de forma que os Os e 1s sejam convertidos corretamente no tipo de sinal requerido pelo cabo, mas o cabo em si não é responsabilidade dessa camada 13

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