APOSTILA DE REDES DE COMPUTADORES PARTE - III

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1 APOSTILA DE REDES DE COMPUTADORES PARTE - III 1

2 REDE DE COMPUTADORES III 1. Introdução MODELO OSI ISO (International Organization for Standardization) foi uma das primeiras organizações a definir formalmente uma forma comum de conectar computadores. Sua arquitetura é chamada OSI (Open Systems Interconnection),Camadas OSI ou Interconexão de Sistemas Abertos. Esta arquitetura é um modelo que divide as redes de computadores em sete camadas, de forma a se obter camadas de abstração. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada. A ISO costuma trabalhar em conjunto com outra organização, a ITU (International Telecommunications Union), publicando uma série de especificações de protocolos baseados na arquitetura OSI. Estas séries são conhecidas como 'X ponto', por causa do nome dos protocolos: X.25, X.500, etc. Imagine que o objetivo de uma rede é simplesmente transportar os bits uns e zeros usados pelos programas de um ponto a outro. Da mesma forma que as trilhas da placa-mãe transportam informações do processador para a memória RAM, os cabos de par trançado da rede (ou os transmissores de rádio das redes wireless) permitem transportar as mesmas informações de um PC a outro. Do ponto de vista do aplicativo, faz pouca diferença acessar um arquivo gravado diretamente no HD ou acessá-lo a partir de um compartilhamento dentro da rede, ou na Internet. Em ambos os casos, o próprio sistema operacional (com a ajuda do TCP/IP e das demais camadas que formam a rede) é quem acessa o arquivo e o entrega completo ao programa. Entra em cena, então, o famoso modelo OSI, que tenta explicar o funcionamento da rede, dividindo-a em 7 camadas: 2

3 7-Aplicação (aqui está o programa, que envia e recebe dados através da rede) 6-Apresentação 5-Sessão 4- Transporte (aqui entra o protocolo TCP e o sistema operacional, que controla a transmissão dos dados, detectando problemas na transmissão e corrigindo erros) 3-Camada de Rede (aqui está o protocolo IP) 2-Link de dados (aqui estão as placas de rede e os switches) 1- Camada Física (aqui estão os cabos e os hubs) CAMADA 7 - APLlCAÇÃO A camada de aplicação faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que pediu ou receberá a informação através da rede. Por exemplo, se você quiser baixar o seu e- mail com seu aplicativo de . ele entrará em contato com a camada de Aplicação do protocolo de rede efetuando este pedido. CAMADA 6 - APRESENTAÇÃO A camada de Apresentação, também chamada camada de Tradução, converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão desse dado, ou seja, um formato entendido pelo protocolo usado. Um exemplo comum é a conversão do padrão de caracteres (código de página) quando, por exemplo, o dispositivo transmissor usa um padrão diferente do ASCII, por exemplo. Pode ter outros usos, como compressão de dados e criptografia. A compressão de dados pega os dados recebidos da camada sete e os comprime (como se fosse um compactador comumente encontrado em PCs, como o Zip ou o Arj) e a camada 6 do dispositivo receptor fica responsável por descompactar esses dados. A transmissão dos dados 3

4 torna-se mais rápida, já que haverá menos dados a serem transmitidos: os dados recebidos da camada 7 foram "encolhidos" e enviados à camada 5. Para aumentar a segurança, pode-se usar algum esquema de criptografia neste nível, sendo que os dados só serão decodificados na camada 6 do dispositivo receptor. CAMADA 5 - SESSÃO A camada de sessão permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Nesta sessão, essas aplicações definem como será feita a transmissão de dados e coloca marcações nos dados que estão sendo transmitidos. Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor. Por exemplo, você está baixando s de um servidor de s e a rede falha. Quando a rede voltar a estar operacional a sua tarefa continuará do ponto em que parou, não sendo necessário reiniciá-la. CAMADA 4 - TRANSPORTE A camada de Transporte é responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão e dividi-los em pacotes que serão transmitidos pela rede, ou, melhor dizendo, repassados para a camada de Rede. No receptor, a camada de Transporte é responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de Sessão. Isso inclui controle de fluxo (colocar os pacotes recebidos em ordem, caso eles tenham chegado fora de ordem) e correção de erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informação de reconhecimento (acknowledge), informando que o pacote foi recebido com sucesso. A camada de Transporte separa as camadas de nível de aplicação (camadas 5 a 7) das camadas de nível físico (camadas de 1 a 3). Como você pode facilmente perceber, as camadas de 1 a 3 estão preocupadas com a maneira com que os dados serão transmitidos e recebidos pela rede, mais especificamente com os quadros transmitidos pela rede. Já as camadas de 5 a 7 estão preocupadas com os dados contidos nos pacotes de dados, para serem enviados ou recebidos para a aplicação responsável pelos dados. A camada 4,Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos. CAMADA 3 - REDE A camada de Rede é responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos em endereços físicos, de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao destino. Essa camada também determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino, baseada em fatores como condições de tráfego da rede e prioridades. Como você pode ter percebido, falamos em rota. Essa camada é, portanto, usada quando a rede possui mais de um segmento e, com isso, há mais de um caminho para um pacote de dados trafegar da origem até o destino. CAMADA 2 - LINK DE DADOS A camada de Link de Dados (também chamada camada de Enlace) pega os pacotes de dados recebidos da camada de Rede e os transforma em quadros que serão trafegados pela rede, adicionando informações como o endereço da placa de rede de origem, o endereço da placa de rede de destino, dados de controle, os dados em si e o CRC. A estrutura do pacote de dados criado por essa camada. 4

5 O quadro criado pela camada Link de Dados é enviado para a camada Física, que converte esse quadro em sinais elétricos para serem enviados através do cabo da rede. Quando o receptor recebe um quadro, a sua camada Link de Dados confere se o dado chegou íntegro, refazendo o CRC. Se os dados estão o.k., ele envia uma confirmação de recebimento (chamada acknowledge ou simplesmente ack). Caso essa confirmação não seja recebida, a camada Link de Dados do transmissor reenvia o quadro, já que ele não chegou até o receptor ou então chegou com os dados corrompidos. Nós já havíamos visto esse princípio de correção de erros no tópico Conceitos Básicos. CAMADA 1 - 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. 5

6 2. Gateway Pode ser traduzido como "portão de entrada". O gateway pode ser um PC com duas (ou mais) placas de rede, ou um dispositivo dedicado, utilizado para unir duas redes. Existem vários usos possíveis, desde interligar duas redes que utilizam protocolos diferentes, até compartilhar a conexão com a Internet entre várias estações. O endereço do gateway deve ser informado nas propriedades de rede, mas numa rede onde as estações estão configuradas para obter seus endereços automaticamente é possível configurar o servidor DHCP para enviar o endereço do gateway automaticamente. A estação enviará ao gateway qualquer requisição de endereço que não faça parte da rede local. Se, por exemplo você tiver uma rede com 3 micros, configurados com os endereços , e , qualquer endereço fora do escopo x será enviado ao gateway, que se encarregará de acessá-lo na outra rede, ou na Internet e entregar o resultado à estação. Quando você se conecta à internet através de um provedor de acesso qualquer, você recebe apenas um endereço IP válido. A princípio, isso permitiria que apenas um micro acessasse a web, mas é possível compartilhar a conexão entre vários micros via NAT, opção disponível tanto no Windows quanto no Linux. Quando você compartilha a conexão entre vários micros, apenas o servidor que está compartilhando a conexão possui um endereço IP válido, só ele "existe" na internet. Todos os demais acessam através dele. O default gateway ou gateway padrão é justamente o micro da rede que tem a conexão, é ele que os outros consultarão quando precisarem acessar qualquer coisa na internet. Por exemplo, se você montar uma rede doméstica com 4 PCs, usando os endereços IP , , e , e o PC estiver compartilhando o acesso à internet, as outras três estações deverão ser configuradas para utilizar o endereço como gateway padrão. Gateways padrão Os gateways padrão desempenham um papel importante na rede TCP/IP. Eles fornecem uma rota padrão para os hosts TCP/IP usarem durante a comunicação com outros hosts em redes remotas. A ilustração a seguir mostra o papel desempenhado por dois gateways padrão (roteadores IP) para duas redes: Rede 1 e Rede 2. Para que o Host A da Rede 1 comunique-se com o Host B da Rede 2, o Host A primeiro consulta sua tabela de roteamento para ver se existe uma rota específica ao Host B. Se não houver uma rota específica ao Host B, o Host A encaminha seu tráfego TCP/IP para o Host B ao seu próprio gateway padrão, Roteador IP 1. O mesmo princípio será aplicado se o Host B estiver enviando ao Host A. Sem uma rota específica ao Host A, o Host B encaminha qualquer tráfego TCP/IP destinado ao Host A ao seu próprio gateway padrão, Roteador IP 2. 6

7 Por que os gateways funcionam Os gateways padrão são importantes para fazer com que o roteamento IP funcione de forma eficiente. Na maioria dos casos, o roteador que atua como gateway padrão para hosts TCP/IP um roteador dedicado ou um computador que conecta dois ou mais segmentos de rede reconhece a existência de outras redes na rede maior e sabe como alcançá-las. Os hosts TCP/IP dependem de gateways padrão para suprir grande parte das suas necessidades de comunicação com hosts em segmentos de rede remota. Dessa forma, os hosts individuais ficam livres do ônus de ter que manter conhecimento abrangente e sempre atualizado de segmentos individuais de rede IP remota. Apenas o roteador que atua como gateway padrão precisa manter seu nível de conhecimento de roteamento para alcançar segmentos de rede remota no conjunto de redes maior. Se o gateway padrão apresentar falhas, a comunicação além do segmento de rede local pode ficar prejudicada. Para evitar isso, é possível usar a caixa de diálogo Configurações TCP/IP Avançadas (em Conexões de rede) para cada conexão para especificar vários gateways padrão. Também é possível usar o comando route para adicionar manualmente rotas à tabela de roteamento para hosts ou redes muito usados. Usando vários gateways Se existem várias interfaces e você configura um gateway padrão para cada uma delas, o TCP/IP, por padrão, calcula automaticamente uma métrica de interface com base na velocidade da interface. A métrica da interface torna-se a métrica da rota padrão da tabela de roteamento do gateway padrão configurado. A interface mais veloz tem a menor métrica para sua rota padrão. O resultado é que independente do número de gateways padrão configurados em várias interfaces, a interface mais rápida será usada para transmitir o tráfego a seu gateway padrão. Se várias interfaces com a mesma velocidade tiverem a mesma métrica da interface, então, de acordo com a ordem de ligação, é usado o gateway padrão do primeiro adaptador de rede. O gateway padrão do segundo adaptador de rede será usado se o primeiro não estiver disponível. Nas versões anteriores do TCP/IP, vários gateways padrão possuíam uma métrica de rota padrão definida como 1, e o gateway padrão usado dependia da ordem das interfaces. Isso às vezes dificultava a determinação de qual gateway padrão o protocolo TCP/IP estava usando. A determinação automática da métrica da interface é ativada por padrão pela caixa de seleção Métrica automática da guia Configurações IP das propriedades avançadas do protocolo Protocolo TCP/IP. Você pode desativar a determinação automática da métrica da interface e digitar um novo valor para a mesma. 7

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