Aula03-Modelo ISO-OSI

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FUNDAMENTOS DE REDES DE

DADOS E COMUNICAÇÃO

Prof. Francisco J. Martins

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO

Redes de Computadores - Modelo de Referência OSI/ISO 2

Objetivos

Antigos Padrões das Redes de Computadores

ISO

Modelo OSI

Características do Modelo OSI

Camadas do Modelo OSI

Redes de Computadores - Modelo de Referência OSI/ISO

3 Redes de Computadores - Modelo de Referência OSI/ISO 4

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Antigos Padrões das Redes de Computadores

Antigos Padrões das

Redes de Computadores

Nos primórdios das Redes de Computadores, haviam inúmeros problemas presentes no meio.

O principal problema, que gerava outros incontáveis, era a questão da não existência de

padrões entre os equipamentos.

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Antigos Padrões das

Redes de Computadores

A explicação é simples: as empresas que desenvolviam os equipamentos de redes, trabalhavam com a chamada arquitetura

fechada.

Com isso, configurações, funcionalidades e outras características de determinado fabricante, eram completamente distintas de

um outro fabricante.

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Antigos Padrões das

Redes de Computadores

Com isso, os equipamentos “não conversavam”, ou seja, não era possível a existência de uma

rede com equipamentos de dois ou mais fabricantes.

Para haver uma rede, todos os equipamentos nela presentes deveriam ser exclusivamente de

um único fabricante.

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO ISO

ISO

A ISO (International Organization for Standardization - Organização Internacional de Normalização) é uma entidade que concentra os grêmios de

padronização/normalização de mais de 900 mil organizações localizadas em 170 países.

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Modelo OSI

Modelo OSI

A ISO foi a responsável por oferecer a grande solução para praticamente todos os problemas

presentes nas redes de computadores. Em 1984, a ISO como entidade de padronização

resolveu simplesmente padronizar as redes de computadores e seus processos com a criação

do Modelo OSI (Open Systems

Interconnection). ₁₁

Modelo OSI

Com essa padronização, as redes iriam funcionar sempre da mesma forma, coisa que

antes não acontecia devido as diferentes funcionalidades que cada fabricante

empregava em suas redes.

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Modelo OSI

A partir daí abriu-se a possibilidade da “conversação” entre equipamentos de diferentes

fabricantes.

A resolução dos problemas do passado também se tornou mais simples, pois se antes cada empresa trabalhava “sozinha” para resolver um

problema, agora todas passariam a trabalhar em conjunto, já que a arquitetura principal dos

equipamentos se tornava igual para todos.

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Modelo OSI

Os usuários das redes também ganharam muito com tudo isso, pois se desprenderam da

obrigação de se fechar apenas com um fabricante, tendo agora a livre opção de analisar as características de todos eles de

forma individual.

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Características do Modelo OSI

Características do Modelo OSI

Com a aplicação do Modelo OSI, as redes passaram a trabalhar de forma padronizada.

Sendo assim, o processo de transferência e recebimento de dados se tornou mais simples,

além de que passou a ser único, mesmo com equipamentos distintos.

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Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Camadas do Modelo OSI

Camadas do Modelo OSI

Como citado anteriormente, o processo de envio e recebimento de dados foi padronizado, e com isso o caminho percorrido pelos dados passou a

ser comum para todas as redes.

A ISO desenvolveu um Modelo de Referência Básico, conhecido por apresentar as sete

camadas características do Modelo OSI.

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Camadas do Modelo OSI

As sete camadas do Modelo OSI representam o caminho a ser percorrido pelos dados.

Camadas do Modelo OSI

Camada 7 - Aplicação Camada 6 - Apresentação Camada 5 - Sessão Camada 4 - Transporte Camada 3 - Rede Camada 2 - Enlace Camada 1 - Física

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Camadas do Modelo OSI

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Camadas do Modelo OSI

A representação por camadas claramente simplificou o entendimento das redes. Pode-se melhor analisar separadamente a função de cada camada, ou seja, cada parte do

caminho percorrido pelos dados. Essa técnica facilita também a questão do

isolamento de problemas.

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Camadas do Modelo OSI

A informação quando é enviada, percorre as camadas de cima para baixo, ou seja, da camada de Aplicação até a camada Física. Quando a informação é recebida, percorre as camadas de baixo para cima, sendo assim, da

camada Física até a camada de Aplicação. A seguir, veremos separadamente todas as camadas e suas principais características...

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Camada Física

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Camada Física

A camada Física trabalha diretamente com os equipamentos da rede, definindo suas especificações elétricas, mecânicas e funcionais. Ela é responsável por definir a relação entre um

dispositivo e um meio de transmissão, transmitindo bits através de um canal de

telecomunicações. Ou seja, ela trabalha diretamente com o meio físico da rede.

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Camada Física

Resumidamente, a camada Física pode trabalhar de duas formas:

Recebimento

Ela irá receber pulsos elétricos/ópticos, e os converterá em bits.

Envio

Ela irá receber bits, e os converterá em pulsos elétricos/ópticos.

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Camada Física

•

Cabos de cobre e Fibra óptica;

•

Hubs e Repetidores;

•

Interfaces seriais.

Dispositivos

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Camada Enlace

Camada Enlace

A camada de Enlace se relaciona com as camadas Física e de Rede.

Possui algumas funções que tentam fazer com que o tráfego de dados pareça livre de

erros.

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Camada Enlace

Sincronização entre receptor e transmissor Detecção e correção de erros

Formatação e segmentação de dados Gerenciamento de transmissões (simplex ou duplex)

Controle de acesso a um canal compartilhado

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Camada Enlace

Esta camada é subdividida em outras duas

LLC (Link Logical Control)

MAC (Media Access Control)

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Camada Enlace

LLC (Link Logical Control)

• É a subcamada mais alta da Enlace. • Fornece mecanismos de

multiplexação e controle de fluxo.

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Camada Enlace

MAC (Media Access Control)

• Faz a ponte entre a camada Física e a LLC. • Provê acesso a um canal de comunicação e

trabalhando com os frames (envelopes para os pacotes da camada de Rede), atribuindo-lhes um cabeçalho contendo o endereçamento dos dados que trafegam pelo meio através do endereço físico (MAC) e outras informações de controle de dados.

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Camada de Enlace

•

Switches;

•

Placas de rede.

Dispositivos

Camada de Enlace

•

MAC (Media Access Control);

•

PPP (Point-to-Point Protocol);

•

LAPB;

•

NetBios.

Protocolos

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Camada de Rede

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Camada de Rede

A camada de Rede é responsável por controlar as operações da rede de um modo geral. Possui como principal característica o roteamento de pacotes entre origem e destino, determinando qual o melhor percurso para o tráfego de dados.

Esta camada, diferentemente da Enlace, trabalha com os endereços lógicos (IPs) e com

a implementação de pacotes, que irão portar um cabeçalho com endereço lógico (IP) e outras

informações de controle.

Camada de Rede

•

Roteadores;

•

Switches (apenas alguns, com funções adicionais).

Dispositivos

Camada de Rede

•

IP (Internet Protocol);

•

ICMP (Internet Control Message Protocol);

•

ARP (Address Resolution Protocol);

•

RARP (Reverse Address Resolution Protocol);

•

IGMP (Internet Group Management Protocol).

Protocolos

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Camada de Transporte

Camada de Transporte

A camada de Transporte fornece um serviço de transporte confiável de dados, transparente para as camadas superiores do Modelo OSI.

Garante que os dados serão entregues livres de erros, em sequência e sem perdas ou

duplicações.

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Camada de Transporte

Recoloca as mensagens em segmentos, dividindo mensagens longas em vários segmentos menores ou agrupando mensagens pequenas em apenas um segmento, para haver

maior eficiência na transmissão dos dados.

Camada de Transporte

A camada de Transporte possui dois protocolos

UDP

TCP

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Camada de Transporte

UDP

• Realiza apenas a multiplexação para que várias aplicações possam acessar o sistema de comunicação de forma coerente.

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Multiplexação

•

O trabalho de reunir, no hospedeiro ou host de origem, porções de dados provenientes de diferentes portas, encapsular cada porção de dados com informações do cabeçalho (que mais tarde serão usadas na demultiplexação) para criar segmentos, e passar esses segmentos para a camada de rede".(KUROSE; ROSS, 2006, p. 148)

UNIP - Prof. Francisco Martins 46

Demultiplexação

•

Na prática, o aplicativo informa ao sistema operacional que estará escutando uma determinada porta e então todos os pacotes daquele protocolo (UDP ou TCP) serão repassados àquele processo. É a entrega dos dados de um segmento da camada de transporte à porta correta.

UNIP - Prof. Francisco Martins 47

Camada de Transporte

TCP

• Realiza além da multiplexação, uma série de funções para tornar a comunicação mais confiável. • Algumas de suas características são:

controle de fluxo, controle de erro, sequenciação e multiplexação de mensagens.

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Camada de Transporte

É importante ressaltar que a camada de Transporte fica entre as camadas de nível de aplicação (5 a 7, preocupadas com os

dados contidos nos pacotes)

e as de nível físico (1 a 3, preocupadas com a forma de transmissão dos dados), ou seja, ela é a ligação entre esses dois grupos.

Camada de Transporte

Há dois tipos de enlaces onde podem ocorrer transmissões de dados

Enlace ponto a ponto Há apenas dois pontos de comunicação.

Enlace ponto multiponto Há três ou mais pontos de comunicação. Um

exemplo clássico desse tipo de enlace é o sistema de broadcast.

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Camada de Transporte

Já a comunicação nos enlaces pode ocorrer de três formas

Simplex Half Duplex Full Duplex

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Camada de Transporte

• A transmissão ocorre em apenas um sentido no canal de comunicação. • Exemplo: televisão e rádio.

Simplex

• A transmissão pode ocorrer nos dois sentidos, mas não simultaneamente. • Exemplo: walk talk.

Half Duplex

• A transmissão pode ocorrer simultaneamente nos dois sentidos. • Exemplo: celular.

Full Duplex

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Camada de Transporte

•

TCP (Transmission Control Protocol);

•

UDP (User Datagram Protocol).

Protocolos

Camada de Sessão

A camada de Sessão estabelece, gerencia e encerra sessões de comunicação, que consiste de requisições e

respostas do serviço entre duas aplicações localizadas em dois computadores em rede.

Na sessão são estabelecidas as características da comunicação: qual lado transmite, quando, durante

quanto tempo e assim por diante.

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Camada de Sessão

Fornece a sincronização das tarefas dos usuários, colocando pontos de controle de fluxo

de dados para que, em caso de falhas de comunicação na rede, somente os dados posteriores ao último ponto de controle terão

que ser retransmitidos.

Camada de Apresentação

A camada de Apresentação fornece as funções de formato dos dados, como o tipo de codificação e conversão de dados (compressão/descompressão e

criptografia/descriptografia).

Também é responsável pelo encapsulamento das informações em pacotes de bits.

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Camada de Apresentação

Esta camada é conhecida como sendo a “camada de tradução”, pois os dados são representados por formatos

adequados para cada tipo de dado ou aplicação.

Por isso, temos vários formatos utilizados para texto, imagem, sons, vídeos e outros, que podem ser convertidos (traduzidos) conforme são transmitidos de

um computador para outro dentro da rede.

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Camada de Apresentação

Temos computadores que trabalham com o sistema de representação de texto denominado de EBCDIC, e

outros que trabalham com ASCII.

Esta camada faz a conversão entre os dois conforme necessário.

O mesmo acontece com os padrões de imagem gráfica, como GIF, JPG e PNG.

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Camada de Aplicação

A camada de Aplicação é a mais alta e atua como uma janela para processos dos aplicativos que

acessam os serviços da rede.

Representa os serviços de suporte direto ao aplicativo do usuário, como os serviços de acesso a sites (HTTP), transferência de arquivos (FTP) e envio de

e-mails (SMTP).

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Camada de Aplicação

Esta camada oferece à aplicação o acesso geral aos serviços de rede, permitindo o

acesso às funções de comunicação, de controle do fluxo e de recuperação de erros ao

nível do aplicativo.

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Camada de Aplicação

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•

HTTP (Hypertext Transfer Protocol);

•

FTP (File Transfer Protocol);

•

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol);

•

POP3 (Post Office Protocol);

•

Telnet;

•

IMAP (Internet Message Access Protocol);

•

SSH (Secure Shell).

Protocolos

Redes de Computadores

Modelo de Referência OSI/ISO Resumo

Resumo

O Modelo OSI é um modelo de referência para a interoperabilidade de sistemas, definindo sete camadas, onde cada uma

comunica-se somente com as camadas vizinhas (inferior e superior) e age como se

estivesse comunicando com a camada equivalente no outro sistema.

Resumo

Aplicação: Serviços de rede ao nível do aplicativo. Apresentação: Formato dos dados.

Sessão: Estabelece, gerencia e encerra a comunicação. Transporte: Entrega os dados sem erros e em sequência. Rede: Endereço de rede e roteamento.

Enlace: Características de rede e endereço físico; Física: Especificações elétricas, mecânicas e funcionais.

Referências

•

iMasters: http://imasters.com.br/artigo/882/redes-e-servidores/o-modelo-osi-e-suas-7-camadas/

•

Microsoft: http://support.microsoft.com/kb/103884/pt

•

Tanenbaum, A, S. Redes de computadores. 4ª edição.