Visão geral da arquitetura OSI.
Estabelecida em 1947, a International Organization for Standardization( ISO) é um órgão que se dedica ao estabelecimento de acordos mundiais sobre padrões internacionais, e conta com a participação de varias nações. Um padrão ISO que cobre todos os aspectos das comunicações de dados em redes é o modelo OSI (Open Systems Interconnection). Ele foi introduzido inicialmente no final da década de 1970. Um sistema aberto é um conjunto de protocolos que permite que dois sistemas diferentes se comuniquem independentemente de suas arquiteturas subjacentes. O propósito do modelo OSI é facilitar a comunicação entre sistemas diferentes sem a necessidade de realizar mudanças na lógica do hardware e software de cada um deles. O modelo OSI não e um protocolo; trata-se de um modelo para compreender e projetar uma arquiteta de rede flexível, robusta e interoperável.
ISO é a organização. OSI é o modelo.
O modelo OSI é uma estrutura em camadas para projeto de sistemas de redes que permitem a comunicação entre todos os tipos de sistemas de computadores. Ele é formado por sete camadas distintas, porem relacionadas entre si, cada uma das quais definidos uma parte do processo de transferência de informações através de uma rede. Compreender os fundamentos do modelo OSI fornece uma base sólida para explorar outros conceitos de comunicações de dados.
O Modelo OSI permite comunicação entre máquinas heterogêneas e define diretivas genéricas para a construção de redes de computadores (seja de curta, média ou longa distância) independente da tecnologia utilizada. Este modelo é dividido em camadas hierárquicas, ou seja, cada camada não usa as funções da própria ou da camada anterior, para esconder a complexidade e transparecer as operações ao usuário, seja ele um programa ou outra camada.
As camadas são empilhadas na seguinte ordem:
• 7. Aplicação
• 6. Apresentação
• 5. Sessão
• 4. Transporte
• 3. Rede
• 2. Enlace
• 1. Física
1 - Camada Física
A camada física define especificações elétricas e físicas dos dispositivos. Em especial, que define a relação entre um dispositivo e um meio de transmissão, tal como um cabo de cobre ou um cabo de fibra óptica. Isso inclui o layout de pinos, tensões, impedância da linha, especificações do cabo, temporização, hubs, repetidores, adaptadores de rede, adaptadores de barramento de host (HBA usado em redes de área de armazenamento) e muito mais.
Exemplo de equipamento ou protocolo:
Modem, Repetidor, Hub, RDIS, RS-232,EIA-422, RS-449,Bluetooth, USB,10BASE-T, 100BASE-TX, ISDN, SONET, DSL.
2 - Camada de Enlace
A camada de enlace dados também é conhecida como link de dados. Esta camada detecta e, opcionalmente, corrige erros que possam acontecer no nível físico. É responsável por controlar o fluxo (recepção, delimitação e transmissão de quadros) e também estabelece um protocolo de comunicação entre sistemas diretamente conectados.
Exemplo de equipamento ou protocolo:
Switch, Ethernet, 802.11 WiFi, IEEE 802.1Q, 802.11g, HDLC, Token ring, FDDI, PPP, Frame relay, ATM .
3 - Camada de Rede
A camada de rede fornece os meios funcionais e de procedimento de transferência de comprimento variável de dados de sequências de uma fonte de acolhimento de uma rede para um host de destino numa rede diferente (em contraste com a camada de ligação de dados que liga os hosts dentro da mesma rede), enquanto se mantém a qualidade de serviço requerido pela camada de transporte. A camada de rede realiza roteamento, funções, e também pode realizar a fragmentação e remontagem, e os erros de entrega de relatório. Roteadores operam nesta camada, o envio de dados em toda a rede estendida e tornando a Internet possível. Este é um esquema de endereçamento lógico - os valores são escolhidos pelo engenheiro de rede. O esquema de endereçamento não é hierárquico.
A camada de rede controla a operação da sub-rede, decidindo qual caminho físico devem levar os dados com base nas condições da rede, a prioridade de serviço e outros fatores. Primeiro, a camada de rede precisa fornecer o mecanismo de endereçamento destes dispositivos finais. Se fragmentos individuais de dados precisam ser direcionados a um dispositivo final, este dispositivo precisa ter um endereço único. Em uma rede IPv4, quando este endereço é atribuído a um dispositivo, o dispositivo passa a ser chamado de host.
Encapsulamento
Em segundo lugar, a camada de rede precisa fornecer o encapsulamento. Além da necessidade dos dispositivos serem identificados com um endereço, os fragmentos individuais também devem conter estes endereços. Durante o processo de encapsulamento, a camada 3 recebe a PDU da camada 4 e acrescenta um cabeçalho ou rótulo da camada 3 para criar uma PDU da camada 3. Ao fazer referência à camada de rede, chamamos esta PDU de pacote. Quando se cria um pacote, o cabeçalho deve conter, entre outras informações, o endereço do host para o qual ele está sendo enviado. Este endereço é chamado de endereço de destino. O cabeçalho da camada 3 também contém o endereço do host de origem. Este endereço é chamado de endereço de origem
Exemplo de equipamento ou protocolo:
IP (IPv4, IPv6), IPsec,ICMP, ARP, RARP, NAT.
4 - Camada de Transporte
A camada de transporte é responsável por receber os dados enviados pela camada de Sessão e segmentá-los para que sejam enviados a camada de Rede, que por sua vez, transforma esses segmentos em pacotes. No receptor, a camada de Transporte realiza o processo inverso, ou seja, recebe os pacotes da camada de Rede e junta os segmentos para enviar à camada de Sessão.
Isso inclui controle de fluxo, ordenação dos pacotes e a correção de erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informação de recebimento, garantindo que as mensagens sejam entregues sem erros na sequência, sem perdas e duplicações. 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). A camada 4, Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos e determina a classe de serviço necessária como orientada a conexão e com controle de erro e serviço de confirmação ou, sem conexões e nem confiabilidade.
O objetivo final da camada de transporte é proporcionar serviço eficiente, confiável e de baixo custo. O hardware e/ou software dentro da camada de transporte e que faz o serviço é denominado entidade de transporte. A entidade de transporte comunica-se com seus usuários através de primitivas de serviço trocadas em um ou mais TSAP(Transport Service Access Point), que são definidas de acordo com o tipo de serviço prestado: orientado ou não à conexão. Estas primitivas são transportadas pelas TPDU (Transport Protocol Data Unit).
Na realidade, uma entidade de transporte poderia estar simultaneamente associada a vários TSA e NSAP (Network Service Access Point). No caso de multiplexação, associada a vários TSAP e a um NSAP e no caso de splitting, associada a um TSAP e a vários NSAP.
A ISO define o protocolo de transporte para operar em dois modos:
• Orientado a conexão.
• Não-Orientado a conexão.
Como exemplo de protocolo orientado à conexão, temos o TCP, e de protocolo não orientado à conexão, temos o UDP. É óbvio que o protocolo de transporte não orientado à conexão é menos confiável. Ele não garante - entre outras coisas mais -, a entrega das TPDU, nem tão pouco a ordenação das mesmas. Entretanto, onde o serviço da camada de rede e das outras camadas inferiores é bastante confiável - como em redes locais -, o protocolo de transporte não orientado à conexão pode ser utilizado, sem o overhead inerente a uma operação orientada à conexão.
Exemplo de protocolo:
NetBEUI, TCP, UDP,RTP, SCTP, DCCP, RIP.
5 - Camada de Sessão
A camada de Sessão permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Definindo como será feita a transmissão de dados, pondo marcações nos dados que serão transmitidos. Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor.
Exemplo de equipamento ou protocolo:
NetBIOS, RPC, SQL, NFS, AppleTalk ASP, DECnet SCP.
6 - Camada de 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 o dispositivo transmissor usa um padrão diferente do ASCII. Pode ter outros usos, como compressão de dados e criptografia.
Os dados recebidos da camada sete estão descomprimidos, e a camada 6 do dispositivo receptor fica responsável por comprimir esses dados. A transmissão dos dados torna-se mais rápida, já que haverá menos dados a serem transmitidos: os dados recebidos da camada 4 foram "encolhidos" e enviados à camada 1.
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.
Ela trabalha transformando os dados em um formato no qual a camada de aplicação possa aceitar, minimizando todo tipo de interferência.
Exemplo de equipamento ou protocolo:
XDR, TLS, AFP, PAP.
7 - Camada de Aplicação
A camada de aplicação corresponde às aplicações (programas) no topo da camada OSI que serão utilizados para promover uma interação entre a máquina-usuário (máquina destinatária e o usuário da aplicação). Esta camada também disponibiliza os recursos (protocolo) para que tal comunicação aconteça, por exemplo, ao solicitar a recepção de e-mail através do aplicativo de e-mail, este entrará em contato com a camada de Aplicação do protocolo de rede efetuando tal solicitação (POP3, IMAP).
Tudo nesta camada é relacionado ao software. Alguns protocolos utilizados nesta camada são: HTTP, SMTP, FTP, SSH, Telnet, SIP, RDP, IRC, SNMP, NNTP, POP3, IMAP, BitTorrent, DNS, Ping, etc.
Questões para revisão.