Fundamentos modelo osi_iso

Redes de Computadores
Modelo de Referência OSI/ISO - Open Systems Interconnection
20/8/2013 Fagner S. de Lima - Redes de Computadores 1

Objetivos
 Antigos padrões das Redes de Computadores
 ISO
 Modelo OSI
 Características do Modelo OSI
 Camadas do Modelo OSI
• Camada de Aplicação
• Camada de Apresentação
• Camada de Sessão
• Camada de Transporte
• Camada de Rede
• Camada de Enlace
• Camada Física.

Antigos padrões das
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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

Modelo OSI/ISO
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.

As sete camadas do Modelo OSI representam o caminho a ser percorrido
pelos dados. Elas são:
 Camada 7: Aplicação;
 Camada 6: Apresentação;
 Camada 5: Sessão;
 Camada 4: Transporte;
 Camada 3: Rede;
 Camada 2: Enlace;
 Camada 1: Física.

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.

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...

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.

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.

Camada Física
Dispositivos:
 Cabos de cobre e Fibra óptica;
 Hubs e Repetidores;
 Interfaces seriais.

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, como por exemplo:
 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.

Camada Enlace
Esta camada é subdividida em outras duas: LLC (Link Logical Control) e
MAC (Media Access Control).
 LLC: É a subcamada mais alta da Enlace. Ela fornece mecanismos de
multiplexação e controle de fluxo.
 MAC: Faz a ponte entre a camada Física e a LLC, provendo 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.

Camada de Enlace
Dispositivos:
 Switches;
 Placas de rede.

Camada de Enlace
Alguns Protocolos:
 MAC (Media Access Control);
 PPP (Point-to-Point Protocol);
 LAPB;
 NetBios.

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
Dispositivos:
 Roteadores;
 Switches (apenas alguns, com funções adicionais).

Camada de Rede
Protocolos:
 IP (Internet Protocol);
 ICMP (Internet Control Message Protocol);
 ARP (Address Resolution Protocol);
 RARP (Reverse Address Resolution Protocol);
 IGMP (Internet Group Management Protocol).

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. 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.

A camada de Transporte possui dois protocolos: o UDP e o TCP.
 UDP realiza apenas a multiplexação para que várias aplicações possam
acessar o sistema de comunicação de forma coerente.
 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.

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.

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.

Já a comunicação nos enlaces pode ocorrer de três formas:
 Simplex: A transmissão ocorre em apenas um sentido no canal de
comunicação. Como exemplo, temos a televisão e o rádio.
 Half Duplex: A transmissão pode ocorrer nos dois sentidos, mas não
simultaneamente. Exemplo: Walk talk.
 Full Duplex: A transmissão pode ocorrer simultaneamente nos dois
sentidos. Celulares são o exemplo mais clássico.

Protocolos:
 TCP (Transmission Control Protocol);
 UDP (User Datagram Protocol).

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.

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.

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.

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.

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).

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.

Alguns Protocolos:
 HTTP (Hypertext Transfer Protocol);
 FTP (File Transfer Protocol);
 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol);
 POP3 (Post Office Protocol);
 Telnet;
 BitTorrent;
 IMAP (Internet Message Access Protocol);
 SSH (Secure Shell).

Modelo OSI/ISO
Conclusão

Resumindo...
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.

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

Referências
 Wikipédia, a Enciclopédia Livre:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI
 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
 Universidade Estácio de Sá
 Escola Técnica Estadual Aderico Alves de Vasconcelos
 Fundação Bradesco

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