2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 1

Ciência da Computação – Redes de Computadores

Redes são complexas

Muitos componentes:

– hosts

– roteadores

– enlaces de vários tipos

– aplicações

– protocolos

– hardware, software

2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados

Inicialmente as redes eram como “ilhas” que funcionavam dentro de uma

mesma plataforma proprietária, o que dificultava a interligação entre redes

de fabricantes e/ou topologias diferentes;

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 2

Ciência da Computação – Redes de Computadores

passagem (compra)

bagagem (verificação)

portões (carga)

decolagem

navegação aérea

passagem (reclamação)

bagagem (receber)

portões (descarga)

aterrisagem

navegação aérea

Roteamento da aeronave

2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados (cont)

Para atividades complexas, que envolvem diversas áreas com

responsabilidades bem definidas, o modelo de divisão do processo em camadas

pode ser adotado;

Exemplo Prático: Organização de uma viagem aérea

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 3

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados (cont) Exemplo Prático: Organização de uma viagem aérea

Cada camada implementa um serviço: Através de suas próprias ações internas da camada; Confiando em serviços fornecidos pela camada inferior.

passagem (compra)

bagagem (verificação)

portões (carga)

decolagem

navegação aérea

passagem (reclamação)

bagagem (receber)

portões (descarga)

aterrisagem

navegação aérea

roteamento da aeronave

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 4

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados (cont) Exemplo Prático: Organização de uma viagem aérea

Viagem aérea em camadas: serviços

Transporte de pessoas e bagagem de balcão a balcão

Entrega entre centros de despacho de bagagem

Transporte de pessoas entre portões de embarque

Encaminhamento do avião de aeroporto a aeroporto

Roteamento da aeronave da origem ao destino

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 5

Ciência da Computação – Redes de Computadores

passagem (compra)

bagagem (verificação)

portões (carga)

decolagem

navegação aérea

passagem (reclamação)

bagagem (receber)

portões (descarga)

aterisagem

navegação aérea

roteamento do avião

Aero

port

o d

e p

art

ida

aero

port

o d

e c

hegada

sites de tráfego aéreo intermediários

roteamento do avião roteamento do avião

2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados (cont) Implementação Distribuída da funcionalidade das camadas (viagem aérea)

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 6

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados (cont)Vantagens da organização por camadas

A estrutura explícita permite a identificação e o relacionamento das

partes de um sistema complexo;

Um modelo de referência em camadas permite a discussão da

arquitetura;

Modularização facilita a manutenção, atualização do sistema . As

mudanças na implementação de uma camada são transparentes para

o resto do sistema;

Exemplo: novas regras para embarque de passageiros não afetam os

procedimentos de decolagem.

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 7

Ciência da Computação – Redes de Computadores

Em 1978 o órgão ISO (International Organization for Standardization) criou o

subcomitê SC16, responsável pelo estudo e elaboração de um conjunto de especificações para

a interconexão de sistemas abertos; Em 1984 foi publicado e oficializado a norma internacional RM/OSI (Reference Model for

Open System Interconection) sob o código ISO/TC97/SC16 7498/1; Este modelo descreve ambientes de rede, baseado em uma arquitetura formada por 7

camadas (ou níveis), onde cada uma delas fornece serviços de comunicação com um certo

grau de confiabilidade, proporcionando uma descrição de como o software de rede e o

hardware trabalham em conjunto. Os seguintes princípios foram aplicados na definição destas

camadas:

. Uma camada deve ser criada somente quando um nível diferente de abstração for necessário;

. Cada camada deve fornecer uma função ou serviço bem definidos;

. A função de cada camada deve definir internacionalmente os padrões dos protocolos;

. Os limites da camada devem minimizar o fluxo de informações através das interfaces das

camadas;

. Funções distintas devem ser definidas em camadas separadas, mas o número de camadas

deve ser pequeno o bastante para que a arquitetura não torne-se complexa.

2.2) O Modelo OSI – Breve Histórico e principais premissas

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 8

Ciência da Computação – Redes de Computadores

Cada camada N deve ser considerada como um programa ou processo

implementado em hardware ou software que se comunica com o seu

correspondente em outra máquina da rede através de regras estabelecidas em

determinados protocolos denominados de nível N;

As camadas prestam serviços umas às outras, ou seja, a camada N oferece

serviços à camada N+1 e recebe serviços da camada N-1);

Camada N+1

Camada N

Camada N - 1

Serviços

Serviços

Serviços

Serviços

2.3) O Modelo OSI – Interfuncionamento entre camadas

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 9

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.3) O Modelo OSI – Interfuncionamento entre camadas

Exemplo de Modelo com 4 camadas (níveis):

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 10

Ciência da Computação – Redes de Computadores

Entidades – São os elementos ativos que executam os serviços dentro de

cada camada. Podem ser entidades de software (processo) ou hardware

(placa de interface de rede, p. ex)

SDU (Service Data Unit) – Unidade de Dados de Serviço correspondente ao

nível N. Corresponde ao conjunto de dados a ser transmitido para o nível N-

1;

PDU (Protocol Data Unit) – Unidade de Dados de Protocolo, constituída a

partir da junção da SDU com um cabeçalho de protocolo (PCI – Protocol

Control Information). Este conjunto é a unidade de informação trocada

entre as entidades pares na comunicação de duas máquinas em uma rede;

SAP (Service Access Point) – É a interface que viabiliza a comunicação entre

camadas adjacentes.

2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados

O processo de transmissão de dados utiliza as seguintes estruturas:

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 11

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)

Camada N+1

Camada N

Usuário A Usuário B

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 12

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)

Encapsulamento de dados em termos de SDU e PDU

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 13

Ciência da Computação – Redes de Computadores

SDU = Service Data UnitPDU = Protocol Data Unit

2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)

Transmissão de informações no ambiente OSICabeçalho

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 14

Ciência da Computação – Redes de Computadores

7

6

5

4

3

2

1

Aplicação

Rede

Enlace

Físico

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Físico

Apresentação

Sessão

Transporte

Dados DadosAplicação

2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)

Transmissão de informações no ambiente OSI

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 15

Ciência da Computação – Redes de Computadores

7

6

5

4

3

2

1

Aplicação

Rede

Enlace

Físico

Apresentação

Sessão

Transporte

Datagrama

Quadro

Bit

Segmento

2.5) Unidades de Dados utilizadas pelo modelo OSI

Mensagem

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 16

Ciência da Computação – Redes de Computadores

7

6

5

4

3

2

1

Aplicação

Rede

Enlace

Físico

Apresentação

Sessão

Transporte

Redução de custo, devido à

padronização de produtos;

Permite independência no

desenvolvimento de software e

hardware;

Agiliza a adoção de novas tecnologias;

Facilita a detecção e correção de

problemas na rede;

Utilizado como referência para as

diversas arquiteturas de rede.

2.6) O Modelo OSI – Principais vantagens

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 17

Ciência da Computação – Redes de Computadores

TRANSMISSÃO (BITS)

CONTROLE DE ERROS (QUADROS)

ROTEAMENTO (DATAGRAMAS)

EMPACOTEAMENTO (SEGMENTOS)

SINCRONIZAÇÃO (MENSAGENS)

SINTAXE

APLICATIVOS7

6

5

4

3

2

1

Aplicação

Rede

Enlace

Físico

Apresentação

Sessão

Transporte

2.7) O Modelo OSI – Principais funções das Camadas

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 18

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada.

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

1 - Camada Física

Estabelece a padronização referente aos aspectos elétricos, mecânicos e físicos das interfaces

hardware que interligam os equipamentos que compõe a rede, visando permitir o envio de uma

cadeia de bits sem preocupação com seu conteúdo;

As definições abrangem:

- Características dos sinais elétricos, modalidade de transmissão (simplex, half-duplex ou full-

duplex), tipo de modulação, padrão de ligação e pinagem de cabeamento;

- Exemplos de alguns padrões, podemos citar as normas V-28 e V-24 do CCITT (atual ITU-T) para

níveis de tensões e padrões de pinagem em conectores ou seu equivalente RS-232 da EIA

(Eletronic Industry Association), ambos para interface física serial entre modem-usuário;

- Tais padrões são aplicáveis por exemplo aos cabos elétricos/ópticos, conectores, modens, rádios,

mux, fibras.

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 19

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada (cont).

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

2 - Camada de Enlace

Efetua a transferência de dados entre elementos vizinhos de uma rede. Insere os bits de

informações da camada física em blocos de dados pré-determinados (quadros) com

endereçamento de origem e destino dentro da rede.

São oferecidos os seguintes serviços:

- Transferência de dados entre dois pontos da rede de maneira transparente, possibilitando

acesso ao meio compartilhado e detecção/correção de erros gerados pela camada física;

- Controle de transferência de dados ao enlace (controle de fluxo), evitando

congestionamento no receptor;

- Como exemplos temos os padrões Ethernet, Token Ring, FDDI (Fiber Distributed Data

Interface), HDLC (High-Level Data Link Control) e em alguns contextos o ATM e o Frame

Relay.

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 20

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada (cont).

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

3 - Camada de Rede

Atua em segmentos da rede efetuando o roteamento dos datagramas, estabelecendo

uma ligação lógica entre dois pontos quaisquer durante uma conexão. Os serviços

oferecidos são:

- Definição e viabilização do endereçamento fim a fim;

- Multiplexação/demultiplexação dos dados para distribuição aos vários terminais da

rede;

- Tratamento do tráfego, controle de fluxo e roteamento feitos através de datagrama

(não orientado à conexão) ou circuitos virtuais (orientado à conexão);

- Como exemplo temos o Protocolo IP (Internet Protocol).

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 21

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada (cont).

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

4 - Camada de Transporte

Responsável pelo estabelecimento de conexão fim a fim entre dois usuários da rede,

atuando próxima às extremidades garantindo a qualidade da entrega dos dados. As

principais funções desta camada são:

- Gerenciamento do estabelecimento e desativação de uma conexão entre hosts;

- Controle de fluxo e multiplexação das conexões;

- Controle de seqüência de mensagens fim a fim, retransmissão de mensagens não

confirmadas;

- Detecção e recuperação de erros, segmentação e blocagem de mensagens;

- Como exemplos temos os protocolos TCP (Transport Control Protocol) e UDP (User

Datagram Protocol).

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 22

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada (cont).

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

5 - Camada de Sessão

A principal função desta camada é estabelecer e manter conexões entre processos.

Reconhece os nós de uma rede local e configura tabelas de endereçamento entre

origem e destino, permitindo ao usuário acessar outras máquinas da rede.

Os principais serviços oferecidos são:

- Conexão entre os sistemas dos equipamentos que estão interligados;

- Associa nomes lógicos aos endereços de hardware;

- Executa o protocolo de acesso aos sistemas de rede.

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 23

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada (cont).

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

6 - Camada de Apresentação

A função desta camada é a de realizar transformações adequadas nos dados para entrega

à camada de aplicação, tais como criptografia, conversão entre caracteres de padrões de

terminais, compressão/descompressão de textos para a transmissão, etc.

Os principais serviços oferecidos por esta camada são:

- Transformação, conversão e formatação de dados (exemplo: conversão ASCII x EBCDIC);

- Seleção de sintaxe;

- Estabelecimento e manutenção de conexões de apresentação.

Existe uma correspondência biunívoca entre os endereços de apresentação e sessão. Não

existe nenhum tipo de multiplexação nesta camada de protocolos.

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 24

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.8) Funcionalidades de cada Camada.

76

4321

A B

AplicaçãoApresentaçãoSessãoTransporteRedeEnlaceFísica

5

76

4321

5

7 - Camada de Aplicação

Por ser a camada mais alta do modelo OSI, vai fornecer seus serviços funcionando

como janela para os usuários finais. Nela estão os processos que efetivamente se

utilizam de toda a rede para desempenhar os tarefas solicitadas pelo usuário final.

Entre os principais principais serviços estão:

- Aplicativos de usuários que rodam em sistemas operacionais com o Windows

(planilhas, textos, bancos de dados);

- Aplicativos de Redes, tais como correio eletrônico (SMTP), transferência de arquivos

(FTP), WWW (HTTP), etc

2) O Modelo OSI2) O Modelo OSI 25

Ciência da Computação – Redes de Computadores

2.9) Exemplo de aplicação do modelo OSI: Configuração de Redes Locais.

Roteador

Switch

Hub

765

4321

Roteador

Switch

Hub

765

4321

HostHost Host Host

LAN 1 LAN 2

Hub – Implementa o barramento de interligação dos Host na Camada Física (Por exemplo: Ethernet);

Switch – Comutador de Camada 2 (Enlace), fazendo a interligação entre os segmentos de uma Rede Local.

Roteador – Comutador que encaminha tráfego através da rede Wan, atuando junto à Camada 3 ( Rede).

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Física