Redes de Comunicação

(1)

Prof. Sérgio Colcher colcher@inf.puc-rio.br Arquiteturas – Conceitos – Camadas

Modelo de Referência OSI/ISO Arquiteturas – Conceitos – Camadas

Modelo de Referência OSI/ISO

Redes de Comunicação

2

Arquiteturas ou Modelos

§ Conjunto de convenções para interconexão de equipamentos

§ Há algum tempo os grandes fabricantes desenvolveram soluções proprietárias para a interconexão de seus equipamentos

· IBM - System Network Architecture (SNA)

· DEC - Digital Network Architecture (DNA)

§ Surgiu a necessidade de interconexão dessas soluções proprietárias

Padronização – Vantagens

§ Preservação de investimentos

· Segurança de continuidade

· Segurança de integração com tecnologias emergentes

§ Maior número de fabricantes

· maior competitividade

· menor preço

· maior qualidade

Organizações para Padronização

§ ISO (International Organization for Standardization)

§ International Telecommunications Union (ITU)

§ Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)

§ Internet Engineering Task Force (IETF)

(2)

5 6

ISO

§ Fundada em 1946

§ ISO/IEC

· Joint Technical Committees 1 (JTC 1) on Information

Technology

§ Representações Nacionais

· ANSI (American National Standards Institute)

· ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)

the souls of the peoples are united

through the International Telegraph

Union

(3)

9

ITU

§ ITU (International

Telecommunications Union)

· responsável pela coordenação, desenvolvimento,

regulamentação e padronização das telecomunicações, assim como organização de eventos regionais e mundiais

· Dividido em três setores

o

ITU-R - Radiocommunication Sector

o

ITU-T - Telecommunication Standardization Sector

o

ITU-D - Telecommunication

Development Sector

10

IEEE (Institute of Electrical and Eletronic Engineers) Internet Enginering Task Force

(4)

13

IETF

§ IETF (Internet Engineering Task Force)

· Responsável pela publicação das RFCs (Request for Comments) para Internet

14

Arquiteturas

§ Modelo de Referência OSI

§ Arquitetura IEEE 802

§ Arquitetura Internet (TCP/IP)

OSI Modelo de Referência OSI

§ 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

ISO 7498

Reference Model for Open Systems Interconnection

RM-OSI/ISO

(5)

17

Arquitetura em Níveis (ou Camadas)

§ Princípio do “Dividir para Conquistar”

§ Facilidade de modificação e validação

§ Projetar uma rede como um conjunto hierárquico de camadas

· Cada nível utiliza os serviços oferecidos pelo nível imediatamente inferior para implementar e oferecer os seus serviços ao nível imediatamente superior

· O projeto de um nível está restrito a um contexto específico e supõe que os problemas fora deste contexto já estejam devidamente resolvidos

Camada 1 Camada 2 Camada 3

...

Camada n

18

Modelo de Referência OSI

§ Estrutura em camadas permite o desenvolvimento simultâneo e independente de padrões

§ Interfaces bem definidas permitem que mudanças no padrão que define uma camada não afetem as demais

§ O RM-OSI é complementado com padrões que

especificam o protocolo e o serviço de cada camada

Modelo de Referência OSI

§ O modelo de referência OSI e os protocolos de camadas específicas concentram-se apenas na questão de interconexão de sistemas

· transferência de informação (transmissão)

· interoperabilidade (ex. representação de dados, integridade, segurança, etc.)

§ O modelo de referência OSI e os protocolos decorrentes não abordam detalhes específicos e internos dos sistemas envolvidos, como sua implementação ou tecnologia

Serviços OSI

Um serviço representa um conjunto de funções oferecidas a um usuário por um fornecedor, acessadas

através de um SAP.

(6)

21

Fornecedores e Usuários de Serviços

(N)-service user

(N)-service provider (N)-service access point

22

(N)-service user

(N)-service user (N)-service access point

Fornecedores e Usuários de Serviços

(N)-service entity

(N-1)-service provider (N)-service protocol

specification (N-1)-service access point

Infraestrutura fornecida pela camada N – 1 Usuário da camada N – 1

(entidade da camada N) Usuário da camada N – 1

(entidade da camada N)

Abstração sobre as Camadas Inferiores

N

N-1

Origem Destino

Abstração sobre as Camadas Inferiores

(7)

25

N

N-1

Origem Destino

A B

Abstração sobre as Camadas Inferiores

26

Níveis, Protocolos e Interfaces

Sistema A

Sistema B

Interface 1/2 Interface 2/3 Interface 3/4

Nível 1 Nível 1

Interface 1/2 Interface 2/3 Interface 3/4 Protocolo de Nível 3

Protocolo de Nível 2 Protocolo de Nível 1

Nível 4

Protocolo de Nível 4

Nível 4

Interface n-1/n Protocolo de Nível n-1

Nível n-1 Nível n-1

Nível n

Protocolo de Nível n

Nível n

Interface n-1/n

... ...

Entidades

(N+1)- Entidade

(N)- Entidade

(N-1)- Entidade

(N-1)- Entidade (N-1)-

Entidade (N)- Entidade

Sistema A Sistema B Sistema C

(N)-SAP

(N-1)-SAP (N)-

Entidade

(N)-Protocolo (N)-Protocolo

Serviços

(N)-Entidade (N)-Entidade

1 DATA.request

Fornecedor (N – 1)

(N – 1)-SAP 3 DATA.indication

2

(8)

29

Serviços

SERVICE.request

SERVICE.indication

T

Usuário Solicitante Usuário Acolhedor

SAP SAP

Fornecedor

30

Serviços

SERVICE.request

SERVICE.indication

T

Usuário Solicitante Usuário Acolhedor

SAP SAP

Fornecedor

SERVICE.response

SERVICE.confirmation

Serviços

T

SERVICE.indication SERVICE.indication

Usuário Solicitante Usuário Acolhedor

SAP SAP

Fornecedor

Camadas do Modelo OSI

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

Camada 7

Camada 6

Camada 5

Camada 4

Camada 3

Camada 2

Camada 1

(9)

33

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados Dados

A Dados

Dados A A

Dados A A S

Dados A A S T

Dados A A S T R

E Dados A A S T R E

F F

A Dados

Dados A A

Dados A A S

Dados A A S T

Dados A A S T R

F F

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Físico Usuário Transmissor

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Físico Usuário Receptor

34

Unidades de Informação

• SDU: Service Data Unit

• PCI: Protocol Control Information

• PDU: Protocol Data Unit

Camada N

Camada N-1 (N) SDU

PCI

(N) PDU

(N-1) SDU PCI

(N-1) PDU

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados Dados

A Dados

Dados A A

Dados A A S

Dados A A S T

Dados A A S T R

F F

A Dados

Dados A A

Dados A A S

Dados A A S T

Dados A A S T R

F F

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Físico Usuário Transmissor

SDU do Nível de Aplicação PDU do Nível de Aplicação

SDU do Nível de Apresentação PDU do Nível

de Apresentação Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Nível Físico

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

§ Transmissão de bits através de um canal de comunicação

§ Características do meio físico e da transmissão do sinal

·

Características mecânicas

·

Características elétricas

·

Características funcionais

·

Características procedurais

(10)

37

Nível de Enlace

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

§ Detecta e opcionalmente corrige erros que por ventura ocorram no nível físico

§ Transmissão e recepção de quadros (delimitação)

§ Controle de fluxo

38

Nível de Rede

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

§ Roteamento

§ Encaminhamento

Nível de Transporte

Rede Enlace Físico

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace Físico Host B Aplicação

Apresentação Sessão Transporte

Rede Enlace Físico Host A

comunicação fim-a-fim Aplicação

Apresentação Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

Nível de Transporte

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

§ Fornece uma comunicação fim-a-fim

· Detecção de erros fim-a-fim

· Controle de fluxo fim-a-fim (opcional)

· recuperação de erros fim-a-fim (opcional)

§ Segmentação e remontagem de

mensagens

(11)

41

Nível de Sessão

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

§ 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 pode ser interrompida e posteriormente retomada

42

Nível de Apresentação

§ Permite a interoperabilidade de sistemas heterogêneos

§ Coordena a conversão de dados e suas representações

· Tradução de códigos

· Compactação de Dados

· Criptografia

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace

Físico

Nível de Aplicação

§ Oferece serviços aos processos de aplicação:

· Serviços de diretório.

§ Aplicações Específicas

· Transferência de arquivos

· Correio eletrônico

· ...

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

OSI

ES

A

B

(12)

45

1 AB 2 AB 3 AB

E

E E

E

E E

E

E E

Enlace

Enlace E

E E

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

F

OSI

ES

A

B

46

1 AB

2 AB 3 AB

E

E E

E

E E

E

E E

Enlace

Enlace E

E E

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

F

OSI

ES

A

B

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E R R R E

E R

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E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

OSI

ES

A

B

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E R R R E

E R

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E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

OSI

ES

A

B

(13)

49

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

2 AB

3 AB

OSI

ES

A

B

50

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

2 AB

3 AB

OSI

ES

A

B

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

2 AB

3 AB

OSI

ES

A

B

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

2 AB 3 AB

OSI

ES

A

B

(14)

53

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB

2 AB 3 AB

OSI

ES

A

B

54

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Rede Enlace

Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB 2 AB 3 AB

OSI

ES

A

B

E R

E R R R E

E R

E R R

E R

E R R

E R

Transporte Rede Enlace

Transporte Rede Enlace E

R

E R R E

R

F

F F

F

F F

F

F F

Físico

Físico F

F F

IS ₃

IS ₁

IS ₂

IS ₄

1 AB 2 AB 3 AB

OSI

ES _A

ES _B

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Aplicação Apresentação

Sessão Transporte

Rede Enlace Físico

Rede Enlace Físico Dados

Usuário Transmissor

(15)

57

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

A Dados Usuário

Transmissor

58

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A Usuário

Transmissor

Rede Enlace

Físico

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Dados A A S Usuário

Transmissor

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A S T Usuário

Transmissor

Rede Enlace

Físico

(16)

61

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico Dados

A A S T R Usuário

Transmissor

62

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace Físico E

Dados A A S T R E Usuário Transmissor

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico E

Dados A A S T R E

F F

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A S T R E

F F

(17)

65

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico E

Dados A A S T R E Usuário

Transmissor

66

Transmissão de Dados no Modelo OSI

A A S T R Usuário

Transmissor

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico Dados

A A S T R

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A S T R E

(18)

69

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico E

Dados A A S T R E

F F

70

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A S T R E

F F

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico E

Dados A A S T R E

Transmissão de Dados no Modelo OSI

A A S T R

(19)

73

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico Dados

A A S T R

Usuário Receptor

74

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A S T R E

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico E

Dados A A S T R E

F F

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Dados A A S T R E

F F

(20)

77

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico E

Dados A A S T R E

78

Transmissão de Dados no Modelo OSI

A A S T R

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico Dados

A A S T

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace Físico Usuário Receptor

Dados A A S

(21)

81

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Dados A A

82

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace Físico Usuário Receptor A Dados

Transmissão de Dados no Modelo OSI

Rede Enlace

Físico

Rede Enlace

Físico Usuário Receptor Dados