Fundamentos de Rede. Aula 2 - Modelo OSI

Transcrição

1 Fundamentos de Rede Aula 2 - Modelo OSI

2 Protocolo e Arquitetura de Protocolos Problema Permitir a comunicação entre entidades de diferentes sistemas Solução Criar convenções de quando e como se comunicar ( falar em um mesmo idioma ) = protocolo de comunicação Conceito de Protocolo Conjunto de regras e convenções definidas para permitir a troca de informações entre duas entidades

3 Arquitetura de Redes Objetivo reduzir complexidade do projeto ( dividir para conquistar ) tarefa da comunicação é quebrada em camadas Cada camada Função é oferecer serviços (primitivas) de comunicação às camadas superiores. a camada n de um máquina se comunica com a camada n da outra utilizando os serviços da camada n-1. Cada camada pode possui um ou mais protocolos de comunicação

4 Conceitos Básicos Interface Define quais serviços são disponíveis entre duas camadas adjacentes Peer Entidades, em máquinas distintas, que correspondem a uma mesma camada de protocolo Pilha de protocolos Conjunto de protocolos utilizados pelas diferentes camadas de um sistema TCP/IP, Appletalk, NETBIOS, etc.. Arquitetura de Redes Conjunto de camadas e protocolos

5 Camadas, protocolos e interfaces

6 Fragmentação e PDU Uma camada pode não ter capacidade para receber/processar toda a mensagem necessidade de quebrar a mensagem - fragmentação Informações de controle são adicionadas em cada fragmento (header) Destino Número da seqüência Código para detecção de erros A unidade de tratamento de dados de uma camada é denominada de protocol data unit (PDU)

7

8 Exemplo:

9 Interfaces e serviços

10 Serviços orientados ou não-orientados à conexão As camadas podem oferecer dois tipos de serviços para as camadas superiores: Serviços orientados à conexão (connection oriented) ex: ligação telefônica, conexão ponto-a-ponto Serviços não-orientados à conexão (connectionless oriented) ex: broadcast, resolução de DNS, dhcp Orientado à conexão: estabelecimento da conexão uso da conexão liberação da conexão (e dos recursos)

11 Modelo de Referência OSI Necessidade de padronização dos protocolos das diversas camadas para aumento da interoperabilidade Open Systems Interconection (OSI) ISO 7498 interconexão de sistemas abertos (sistemas que são abertos para se comunicarem com outros sistemas) Proposto pela International Organization for Standardization (ISO) Organizado em sete camadas (layers) Modelo muito utilizado no estudo das redes em virtude de sua estrutura didática. Atenção: A maioria das redes não segue fielmente o modelo OSI. Deve-se utilizá-lo com atenção.

12 Modelo de Referência OSI Premissas Uma camada deve ser criada onde um diferente nível de abstração seja necessário Cada camada deve realizar um função específica A função de cada camada deve ser escolhida tendo em vista a definição de protocolos padronizados e interoperáveis Os limites entre as camadas devem ser escolhidos de modo a minimizar o tráfego entre as interfaces O número de camadas deve ser grande o suficiente para que funções distintas não precisem ser agrupadas na mesma camada e pequeno o suficiente para que a arquitetura não torne-se monolítica e inflexível. Teleprocessamento

13 Modelo de Referência OSI

14 Transmissão de dados no modelo OSI

15 Modelo OSI x Modelo TCP/IP

16 Nível físico Trata da transmissão pura de bits em um canal de comunicação (ótico, elétrico, ondas) Questões Quantos volts representam o binário 1? Quanto dura um bit? Qual o sentido da transmissão Quantos pinos um conector deve ter? Qual a função de cada conector? Em suma: questões elétricas, mecânicas e procedurais Ex: RS-232, X.21, RS-485, G.703, G Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico

17 Nível de enlace Transforma o canal de transmissão em um meio livre de erros para a camada de rede Framing (fragmentação) quebra a informação em pedaços que possuem bits de controle Controle de fluxo Como evitar que um emissor rápido sobrecarregue um receptor lento? Controle de erros Quais as técnicas utilizadas para garantir a recepção correta de cada quadro (=frame) Controle de acesso ao meio físico Como organizar o acesso de vários equipamentos ao meio físico? (broacast?, token?) Ex: Frame Relay, ATM, Ethernet, PPP, HDLC 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico

18 Nível de rede Cria uma camada abstrata para a interconexão de várias redes e a oferece para o nível de transporte Como os pacotes são encaminhados (roteados) da origem para o destino? roteamento estático/dinâmico Endereçamento das sub-redes Ex: IP Controle de congestionamento Ex: IP, IPX, X.25 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico

19 Nível de transporte Aceita os dados da camada de sessão, quebra-os em unidades menores, envia-os para a camada de rede e garante que o envio seja correto Garantias pacotes em seqüência pacotes não duplicados pacotes sem erros Emula uma conexão byte stream fim-a-fim Controle de fluxo Multiplexação de várias sessões Ex: TCP, UDP, SPX 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico

20 Nível de sessão Permite o estabelecimento de várias sessões dentro de uma mesma conexão lógica na camada de transporte Ex: sessão de telnet Gerenciamento da sessão sincronismo direção da transmissão checkpoints Ex: ftp interrompido 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico

21 Nível de apresentação Oferece uma independência às aplicações quanto a representação interna dos dados Tratamento da sintaxe e da semântica dos dados transmitidos: Conversão de formatos de dados (big endian, little endian, ASCII, ASN.1, Unicode) Mecanismos de compactação de dados Criptografia Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace 1 Físico

22 Nível de aplicação Oferece serviços de aplicação aos usuários Camada visível e que oferece serviços úteis aos usuários Exemplo: transferência de arquivos correio eletrônico WWW news compartilhamento de arquivos e recursos etc... 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Físico

23 Exercícios 1) Quais camadas OSI manipulam cada uma das seguintes funções? - quebrar a stream de bits (fluxo) em quadros - determinar qual a rota que um pacote deve seguir 2) O que significa protocolo? Dê um exemplo. 3) Escreva duas razões para a utilização de arquiteturas de protocolos divididas em camadas. 4) Qual a camada relacionada a padrões de sinais elétricos ou óticos?