MODELO OSI CAMADAS FUNCIONAMENTO. Arquiteturas de Redes

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1 MODELO OSI CAMADAS FUNCIONAMENTO Arquiteturas de Redes 1

2 Arquiteturas de Redes Conjunto de regras para interligar equipamentos Grandes fabricantes com soluções proprietárias para a interconexão de seus equipamentos: IBM - System Network Architecture (SNA) DEC - Digital Network Architecture (DNA) É preciso interligar essas soluções proprietárias. Motivações Preservação de investimentos - segurança de continuidade e de integração com tecnologias novas. Mais fabricantes Mercado mais competitivo, preço menor e maior qualidade. 2

3 Organizações de padronização Determinam normas e padrões para a indústria. Internacional: Nacionais: ISO (International Standards Organization) ITU-T (International Telecommunications Union) ANSI (EUA) EIA (indústria eletrônica) TIA (indústria de telecomunicações) IEEE (engenheiros elétricos e eletrônicos) ABNT (Brasil) BSI (Inglaterra) DIN (Alemanha) 3

4 Modelos de referência Modelo OSI Open Systems Interconnection ISO 7498 RM-OSI/ISO Arquitetura IEEE 802 Implementação para as camadas inferiores. Padrão ISO. Arquitetura TCP/IP Desenvolvido pela DARPA (órgão do Departamento de Defesa dos EUA). Padrão de fato. Arquitetura baseada no modelo de inter-redes. 4

5 Modelo OSI Motivação Estrutura Necessidade de padrões para interconexão de sistemas heterogêneos Modelo de referência para interconexão aberta de sistemas Definição da estrutura básica para o desenvolvimento coordenado de padrões Divisão em camadas dividir para conquistar. Cada camada usa os serviços da camada inferior, e fornece serviços para a camada superior. 5

6 Modelo OSI - camadas Vantagens Desvantagens Cada camada é isolada, logo pode ser trabalhada independentemente das camadas superior e inferior. Estrutura permite que padrões sejam desenvolvidos simultaneamente. Mudanças podem ser feitas nos padrões de uma camada sem afetar as demais. O modelo é complementado com padrões que especificam o protocolo e o serviço de cada camada Muitas camadas tornam o processo lento e burocrático, passando por várias camadas para enfim ser transmitido. 6

7 Modelo OSI - camadas 7

8 Modelo OSI - camadas 8

9 Modelo OSI camada física Transmissão de bits através de um canal de comunicação. Características do meio físico e da transmissão do sinal. Característica s mecânicas, elétricas, funcionais e procedurais. 9

10 Modelo OSI camada física O nível físico fornece as características mecânicas, elétricas, funcionais e de procedimento para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits entre entidades de nível de enlace (ou ligação). O protocolo desse nível dedica-se à transmissão de uma cadeia de bits. Ao projetista desse protocolo cabe decidir como representar O e 1, quantos microssegundos durará um bit (intervalo de sinalização), se a transmissão será half-duplex ou fulf-duplex, como a conexão será estabelecida e desfeita quantos pinos terá o conector da rede e quais seus significados bem como outros detalhes elétricos e mecânicos. 10

11 Modelo OSI camada de enlace Detecta e opcionalmente corrige erros que ocorram no nível físico. Transmissão e recepção de quadros (delimitação) Controle de fluxo 11

12 NÍVEL DE ENLACE DE DADOS Neste nível é possível detectar e opcionalmente corrigir erros que por ventura ocorram no nível físico. O nível de enlace vai assim converter um canal de transmissão não confiável em um canal confiável para o uso do nível de rede. A técnica utilizada é a partição da cadeia de bits a serem enviados ao nível físico, em quadros, cada um contendo alguma forma de redundância (reversão) para detecção de erros. Outra questão pelo nível de enlace é a de como evitar que o transmissor envie ao receptor mais dados do que este tem condições de processar. Esse problema é evitado com a utilização de algum mecanismo de controle de fluxo que possibilita ao transmissor saber qual é o espaço disponível no buffer do receptor em um dado momento. 12

13 Modelo OSI camada de rede Endereçamento Roteamento Serviços Circuito virtual Datagrama 13

14 Modelo OSI camada de rede O objetivo desse nível é fornecer ao nível de transporte uma independência quanto a considerações de chaveamento e roteamento associadas ao estabelecimento e operação de uma conexão de rede. Existem duas filosofias quanto ao serviço oferecido pelo nível de redes: datagrama e circuito virtual. No serviço de datagrama (serviço não-orientado à conexão), cada pacote não tem relação alguma de passado ou futuro com qualquer outro pacote, devendo assim carregar, de uma forma completa, seu endereço de destino. Nesse tipo de serviço, o roteamento é calculado toda vez que um pacote tem que ser encaminhado por um nó da rede. No serviço de circuito virtual (serviço orientado à conexão), é necessário que o transmissor primeiramente envie um pacote de estabelecimento de conexão. A cada estabelecimento é dado um número, correspondente ao circuito, para uso pelos pacotes, subsequentes com o mesmo destino. Nesse método, os pacotes pertencentes a uma única conversação não são independentes. Neste nível não há garantia necessariamente que um pacote chegue a seu destino, os pacotes podem ser perdidos ou mesmo chegar fora da seqüência original da transmissão. 14

15 Modelo OSI camada de transporte Fornece comunicação confiável fim-a-fim. Controle de fluxo Detecção e recuperação de erros fima-fim Segmentação e remontagem de mensagens. 15

16 Modelo OSI camada de transporte A camada de transporte regula o fluxo de informações da origem para o destino de forma confiável e precisa. Sua principal função é regular o fluxo de informações da origem para o destino e fazê-lo de forma confiável e segura. O protocolo TCP/IP da camada 4 do modelo OSI (camada de transporte) tem dois protocolos: o TCP e o UDP. Estas são as suas características: 16

17 Modelo OSI camada de transporte TCP UDP Confiável TCP Orientado para conexão Divide as mensagens enviadas em segmentos Reagrupa as mensagens na estação de destino Reenvia tudo o que não foi recebido ( se um número de seqüência estiver faltando, o segmento que faltar será retransmitido). Reagrupa as mensagens a partir de segmentos recebidos UDP O UDP troca datagramas, sem confirmações ou entrega garantida Não confiável Transmite mensagens (chamado de datagramas do usuário) Não fornece verificação de software para a entrega da mensagem (não é confiável) Não reagrupa as mensagens de entrada 17

18 Modelo OSI camada de transporte TCP X UDP Tanto o TCP quanto o UDP usam números de porta (ou soquete) para passar as informações às camadas superiores. Os números de portas são usados para manter registro de diferentes conversações que cruzam a rede. Algumas portas são reservadas. Números abaixo de para aplicações públicas O tamanho da janela no segmento TCP/IP determina a quantidade de dados que pode ser transmitida de uma vez, antes de receber uma confirmação do destino 18

19 Modelo OSI camada de sessão Controle de Diálogo Pontos de sincronização. Recuperação da sessão em caso de falhas. Controle de Atividade Agrupamento lógico de diálogos. Cada atividade corresponde a uma tarefa que 19

20 Modelo OSI camada de sessão Tipos de serviços oferecidos: Intercâmbio de Dados Gerenciamento de Diálogos Sincronização Gerenciamento de Atividades Relatório de Exceções Definem pontos de sincronização em diálogos possibilitando interrupções e retornos. Útil no caso de ocorrerem erros. O texto na camada de sessão é dividido em páginas, e essas páginas são divididas em pontos de sincronização. Caso ocorram erros, o diálogo deve ser retomado a partir do último ponto de sincronização transmitido. 20

21 Modelo OSI camada de sessão FUNÇÕES Permite que o fluxo de mensagens sejam divididas pelo usuário em unidades lógicas menores independentes (atividades). Cada atividade é completamente independente de outra subseqüente ou anterior. O usuário determina o que deve constituir cada atividade. Tudo o que a camada de sessão faz é transmitir para o receptor as indicações de inicio, finalização, retomada, interrupção ou descarte de uma atividade. A camada de sessão não sabe quando as solicitações de atividades são feitas e como são as reações do receptor. Caso ocorram problemas e erros inesperados, estes podem ser relatados ao parceiro de um determinado usuário. 21

22 Modelo OSI camada de apresentação Garante interoperabilidade de sistemas heterogêneos. Coordena a conversão de dados e suas representações Tradução de códigos Compactação de dados Criptografia 22

23 Modelo OSI camada de apresentação FUNCIONAMENTO A camada de apresentação é responsável por apresentar os dados de uma forma que o dispositivo receptor possa entender. Fornece três funções principais. Essas funções são: Formatação de dados (apresentação) Criptografia de dados Compactação de dados Padrões utilizados na camada de apresentação: EBCDIC e ASCII usados para texto PICT - um formato de figura usado para transferir figuras MIDI - para música digitalizada MPEG - padrão para a compactação e codificação de vídeo de animação. 23

24 Modelo OSI camada de apresentação FUNCIONAMENTO Em todas as camadas abaixo (física até sessão), o dado é uma sequência de bytes. A forma como essa sequência está organizada dentro do micro depende do hardware (sintaxe concreta). Na camada de cima (aplicação), o dado é uma estrutura complexa. O papel da camada de apresentação é fazer a "tradução", da sintaxe abstrata para uma sintaxe de transferência. 24

25 Modelo OSI camada de aplicação Oferece serviços aos processos de aplicação: Serviços de diretório. Aplicações específicas: Transferência de arquivos. Correio eletrônico. 25

26 Modelo OSI camada de aplicação A camada de aplicação é a camada OSI mais próxima do usuário; ela fornece serviços de rede aos aplicativos do usuário. A camada de aplicação é responsável pela identificação do parceiro de comunicação e pelo fornecimento de funções para determinados serviços de aplicativo, como transferência de arquivo e terminais virtuais. Telnet Alguns aplicativos incluem: FTP (File Transfer Protocol) HTTP (HyperText Transfer Protocol) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 26

27 Modelo OSI camada de aplicação funcionamento A última camada, ou camada 7 do modelo OSI, é chamada de camada de aplicação. A camada de aplicação, como usuário final, é a que mais está perto de você, quando você está interagindo com aplicações do software, como ao enviar e receber correios eletrônicos através de uma rede. Uma aplicação cliente-servidor trabalha repetindo constantemente a seguinte rotina em loop: solicitação do cliente, resposta do servidor; solicitação do cliente, resposta do servidor, etc. Um navegador da Web acessa uma página da Web solicitando um localizador uniforme de recursos (URL), de um servidor da remoto Em um ambiente LAN, o suporte de rede de aplicações indiretas é uma função cliente-servidor. Se um cliente quiser salvar um arquivo de processador de texto em um servidor da rede, o redirecionador permitirá que a aplicação processadora de texto se torne um cliente da rede. Se as unidades C e D forem unidades locais do computador e se quisermos salvar um arquivo na unidade F ( uma unidade de rede ) estaremos usando um redirecionador 27

28 Modelo OSI camada de aplicação funcionamento. O redirecionador é um protocolo que trabalha com sistemas operacionais de computadores e clientes de rede ao invés de programas de aplicações específicos. A Internet baseia-se em um esquema de endereçamento hierárquico. Isso envolve o roteamento, que é baseado em classes de endereços ao invés de endereços individuais. Para associar o conteúdo do site ao seu endereço, o sistema de nome de domínio foi desenvolvido. Um domínio é um grupo de computadores associados por sua localização geográfica ou pelo seu tipo de negócios. O nome de domínio é uma seqüência de caracteres e/ou números, geralmente um nome ou abreviatura, que representa o endereço numérico de um site da Internet EX:.edu - sites educativos.com - sites comerciais. O Servidor de Nome de Domínio (DNS) é um dispositivo em uma rede que gerencia os nomes de domínios e responde às solicitações dos clientes para converter um nome de domínio no endereço IP associado. 28

29 TRANSMISSÃO DE DADOS NO MODELO OSI O processo começa com a entrega dos dados a serem transmitidos pelo usuário para uma entidade do nível de aplicação no sistema A. Os dados do usuário recebem a denominação Unidade de Dados do Serviço (Service Data Unit SDU), sendo eles, nesse caso, a SDU do nível de aplicação. A entidade da camada de aplicação junta aos dados do usuário um cabeçalho denominado informação de Controle do Protocolo (Prococol Control Information PCI). O objeto resultante dessa junção é chamado Unidade de Dados do Protocolo (Protocol Data Unit PDU). A PDU é a unidade de informação trocada pelas entidades pares, ao executar o protocolo de uma camada, para fornecer o serviço que cabe à camada em questão. A PDU do nível de aplicação (cabeçalho + dados do usuário) é então passada para o nível de apresentação. 29

30 TRANSMISSÃO DE DADOS NO MODELO OSI A entidade do nível de apresentação trata a unidade que recebe da mesma forma que p nível de aplicação trata os dados do usuário (a PDU do nível de aplicação é uma SDU no nível de apresentação), e acrescenta seu cabeçalho compondo assim a PDU do nível de apresentação. Esse processo continua até o nível de enlace, que geralmente acrescenta um cabeçalho e um fecho, que contém uma frame Check Sequence (FCS) para detecção de erros. A PDU do nível d enlace, que é denominada quadro (frame), é transmitida pelo nível físico através do meio de transmissão, depois de agregar ao quadro seu cabeçalho e seu fecho. Quando o quadro é recebido pelo destinatário, o processo inverso ocorre. À medida que a unidade de dados vai sendo passada para as camadas superiores, cada camada retira o cabeçalho e o fecho que foi acrescentado por sua entidade para na origem, executa as operações do protocolo de acordo com a informação contida no cabeçalho, e passa a unidade de dados com a informação contida no cabeçalho, e passa a unidade de dados para a camada superior. O processo se encerra com o usuário no sistema remoto B recebendo os dados enviados pelo usuário do sistema A. 30