MÓDULO 7 Modelo OSI. 7.1 Serviços Versus Protocolos

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1 MÓDULO 7 Modelo OSI A maioria das redes são organizadas como pilhas ou níveis de camadas, umas sobre as outras, sendo feito com o intuito de reduzir a complexidade do projeto da rede. O objetivo de cada camada de uma rede é oferecer determinados serviços a camadas de níveis superiores, abstraindo as dos detalhes de implementação de algum recurso. A camada X de uma máquina comunica se com a camada X de outra máquina através de protocolos, que são basicamente um acordo entre as partes que estão se comunicando e estabelecendo como será feita a comunicação. A comunicação de máquinas diferentes não é feita diretamente de uma para outra, cada camada transfere seus dados e informações de controle para a camada que está em um nível abaixo dela, até que seja alcançada a camada de nível mais baixo. Depois de alcançado, a camada de nível mais baixo, utiliza o meio físico que é por onde são feitas as comunicações. Observamos na figura acima que entre cada par de camadas existe uma interface, ela é que define as operações e serviços que a camada inferior tem que oferecer a camada superior. Um conjunto de camadas, interfaces e protocolos são conhecidos como arquitetura de rede. 7.1 Serviços Versus Protocolos Um serviço é um conjunto de operações que uma camada inferior tem a oferecer a uma camada superior, o serviço relaciona se a uma interface entre duas camadas.

2 Um protocolo é um conjunto de regras que controlam o formato dos pacotes e mensagens que são trocados pelas entidades contidas nas camadas, essas entidades utilizam os protocolos para implementar suas definições e serviços. Na maioria das vezes, os serviços e os protocolos são confundidos, só que eles são totalmente distintos, pois os serviços estão relacionados às interfaces entre as camadas, e os protocolos estão relacionados aos pacotes envidados entre as entidades de máquinas diferentes. 7.2 O Modelo OSI Com o objetivo de obter uma padronização na conectividade e máquinas de diferentes fabricantes, a Organização Internacional de Normalização (ISO), aprovou no inicio da década de 80, um modelo para sistemas de arquiteturas abertas, que visava permitir a comunicação entre computadores heterogêneos, independente da tecnologia de implementação. Esse modelo recebeu a denominação de OSI (Open System Interconnection), que serve de base para a implementação de qualquer tipo de rede. Para alcançar os objetivos de escalabilidade, compatibilidade, portabilidade que são exigidos na elaboração de um modelo, são necessárias algumas etapas obrigatórias como: Cada camada de um computador comunica se indiretamente com a camada semelhante de outro computador, sendo feita através de conexões virtuais; Cada camada irá utilizar os serviços da camada inferior; As camadas que estão situadas em níveis mais baixos estarão próximas do hardware, enquanto as camadas de nível superior estão mais próximas do usuário; Toda camada irá utilizar algum tipo de protocolo, sendo sempre adequado ao tipo de função que realiza; Todas as camadas são independentes, e alterações em uma camada não refletem na outra. As camadas do modelo OSI são as seguintes:

3 7.2.1 A Camada Física A camada física trata da transmissão de bits brutos pelo canal de comunicação, especificando detalhes como nível de tensão, modulação, conectores e a distância máxima que os canais podem utilizar. O seu projeto deve garantir que quando um lado envia um bit 1, o outro lado recebe um bit 1 e não um bit 0. Não existe nenhuma preocupação com o significado dos dados, endereços, CRCs e outros valores. O Hub é um dispositivo de redes que opera exclusivamente na camada física, pois ele simplesmente repete os sinais recebidos por todas as portas, não sendo levado em conta o seu significado. Outros dispositivos que operam na camada física são os transmissores e os receptores localizados na placa de rede. Características da camada física: Velocidade máxima de transmissão dos dados; Transmissão simplex, half duplex e full duplex A Camada de Enlace de Dados

4 A camada de enlace é responsável pela transmissão e recepção de frames, que são conjuntos de dados que acompanham informações de endereçamento e correção de erro. Na camada de enlace ocorre a detecção e opcionalmente a correção de erros, que ocorreram na camada física, com isso busca se tornar um canal de comunicação não confiável em um canal de comunicação confiável para uso nas camadas superiores. A camada de enlace também é responsável por um controle do fluxo de dados, ela evita que um transmissor envie mais informações que o receptor pode processar, utilizando mecanismos que permitem ao transmissor conhecer os espaço em buffer do receptor em um dado momento A Camada de Rede A camada de rede tem como função controlar as operações de rede de um modo geral. Sua principal característica é o roteamento de pacotes entre a fonte e o destino. Em redes de longa distância para uma mensagem chegar ao seu receptor, ela passa por diversos nós intermediários no seu caminho, e a camada de rede tem como tarefa escolher o melhor caminho para essa mensagem percorrer. A escolha da melhor rota a ser seguida é baseada em tabelas estáticas e dinâmicas que são atualizadas pelo roteador. Principais funções da camada de rede: Roteamento dos pacotes entre o transmissor e o receptor, mesmo que tenha que percorrer nós intermediários; Controle do congestionamento, evitando gargalos na conexão A Camada de Transporte A função básica da camada de transporte é receber os dados da camada acima, dividi lo em unidades menores, caso exista a necessidade, repassar para a camada de rede e assegurar que eles cheguem corretamente a outra extremidade. A camada de transporte faz uma interface entre as camadas 1,2 e 3 que estão vinculadas a rede e aos dispositivos de rede, e as camadas 5,6 e 7 que operam em alto nível e são totalmente independentes da rede. Sob condições normais, a camada de transporte cria conexões distintas para cada conexão de transporte requisitada pelo nível superior, e se essas conexões necessitarem de uma alta velocidade de transmissão, ela cria múltiplas conexões de rede, dividindo os dados para aumentar a velocidade de transmissão. A camada de transporte trabalha com conexões lógicas fim a fim, ou seja, um programa na origem pode se comunicar com um programa similar no destino. Diferente das camadas anteriores que se comunicam somente com o nó vizinho. Principais características da camada de transporte: Criar conexões para solicitações vindas de níveis superiores;

5 Dividir mensagens em tamanhos menores; Estabelecer e terminar conexões através da rede A camada de Sessão A camada de sessão permite que usuários de diferentes computadores estabeleçam sessões entre eles, essas sessões encarregam se do gerenciamento do fluxo de dados, podendo, por exemplo, recomeçar uma transmissão do ponto onde ela parou, caso tenha sido interrompida. Pode suspender e reiniciar fluxos de dados e definir se aplicativos podem enviar e receber dados. Características da camada de sessão: Manter o controle de quem deve transmitir em cada momento; Impede que duas partes tentem executar a mesma operação crítica ao mesmo tempo; Realiza a verificação periódica de transmissões longas para permitir que elas continuem a partir do ponto que estava ocorrendo falha A Camada de Apresentação A camada de apresentação leva em conta a codificação dos dados, e também eventuais conversões (EX: ASCII / UNICODE), isso torna possível à comunicação entre computadores com diferentes representações de dados. A camada de apresentação também é responsável por outros aspectos de representação de dados, como criptografia e compressão de dados A Camada de Aplicação A camada de aplicação fornece aos usuários uma interface que permite acesso a diversos serviços de aplicação. Contém uma série de protocolos comumente necessários para os usuários, ou seja, fornece um conjunto de funções usadas pelos aplicativos que operam sobre o modelo OSI.

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