Aulas 25 / 26 – TEC 11ºF

Redes de computadores

Prof. António dos Anjos

Modelo OSI – Problemas!

Falha num dos seus princípios de criação:

Cada camada deve definir uma função bem específica;

Isto resulta em que a separação de algumas camadas, está muito difusa:

I.e. as de Sessão, Apresentação e Aplicação;

Podem existir duas ou mais camadas a efectuar a mesma tarefa.

A camada de transporte apenas prevê mecanismos de TX orientados à ligação.

Alternativa ao modelo OSI

O modelo DoD (Department of Defense):

Foi desenvolvido antes do modelo OSI (1974), na sequência do desenvolvimento da ARPANET;

Também conhecido por modelo TCP/IP;

Tem apenas quatro camadas;

Responde às mesmas questões sobre comunicação de redes que o modelo OSI.

Modelo OSI vs Modelo DoD

OSI DoD (TCP/IP)

Aplicação

AplicaçãoApresentação

Sessão

Transporte Transporte

Rede Internet

LigaçãoLigação

Física

Modelo OSI vs Modelo DoD–TCP/IP

O modelo OSI é muito útil para discutir redes, mas tem algumas camadas muito difusas;

A camada de acesso ao meio (física) é uma grande omissão no modelo TCP/IP;

O modelo TCP/IP é muito mais popular na industria de redes que o modelo OSI;

Protocolos primeiro e modelo depois;

Ambos têm aspectos positivos e negativos. O que seria ideal?

Um híbrido dos dois (Sugestões!!!).

OSI vs DoD vs Híbrido

OSIDoD

(TCP/IP)Híbrido

Aplicação

Aplicação AplicaçãoApresentação

Sessão

Transporte + Transporte = Transporte

Rede Internet Rede

LigaçãoLigação

Ligação

Física Física

Modelo de Referência Híbrido

Modelo de cinco camadas idealizado por Tanenbaum;

Vamos situar-nos nas camadas deste modelo ao analisar:

Os equipamentos de Internetworking;

Os protocolos do conjunto TCP/IP;

Híbrido

Aplicação

Transporte

Rede

Ligação

Física

Camada Física

Trata da TX de bits entre dois nós de rede:

Que tipo de cablagem? (e.g. cobre, fibra óptica);

Que tipo de sinal? (e.g. digital, analógica);

Qual a frequência? (e.g. 400Hz, 2Ghz);

A que velocidade enviar? (e.g. 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps);

Como codificar os bits? (e.g. Manchester Encoding, Differential Manchester Encoding).

Ao nível da camada física, a unidade de informação é o BIT.

Exemplos de protocolos que respondem: Ethernet, X25, RS232C;

Camada de Ligação

Permite a TX fiável sobre o meio físico de TX:

Agrupa os bits recebidos da camada física em Tramas e verifica se não tem erros (Checksum);

Se houver erros volta a pedir a Trama;

Como identificar cada NIC num meio partilhado? (e.g. MAC Address);

Como controlar o acesso ao meio? (e.g. CSMA/CD, Token-Passing).

Ao nível da camada de ligação, a unidade de informação é a TRAMA (Frame).

Também se dá o nome de pacotes aos dados que viajam entre computadores/redes.

Exemplos de protocolos que respondem: Ethernet, FDDI, Frame Relay.

Camada de Rede

Trata de como encaminhar (routing) os pacotes baseando-se num endereço lógico:

Como identificar logicamente uma rede?

Como identificar logicamente (≠ fisicamente) um nó na rede?

E.g. endereço IP (Rede + Computador) ≠ MAC Address;

Como fragmentar o pacote?

Ao nível da camada de Rede, a unidade de informação é o DATAGRAMA.

Exemplos de protocolos que respondem: IP, IPX, AppleTalk;

Camada de Transporte

Assegura a entrega fiável dos pacotes:

Como estabelecer uma ligação lógica? (e.g. SYN, FIN)

Como saber se o pacote foi entregue com sucesso? (e.g. ACK ≈ Aviso Recepção);

Quanto tempo esperar pela confirmação?

Como fazer para não sobrecarregar o destinatário com demasiados pacotes? (e.g. WinSize);

Que mecanismos utilizar para permitir o reagrupamento dos pacotes ao nível lógico? (e.g. Sequence Number).

Ao nível da Camada de Transporte, a unidade de informação é o SEGMENTO.

Exemplos de protocolos que respondem: TCP, UDP.

Camada de Aplicação

Providencia, às aplicações, o interface para utilizar a comunicação em rede:

E.g. para clientes de Internet, Email, FTP, Telnet, VNC, etc;

Providencia também o acesso a funcionalidades para o incremento de segurança na comunicação e compressão de dados:

E.g. mecanismos de encriptação (camada de apresentação do modelo OSI);

Ao nível da Camada de Aplicação, a unidade de informação é a MENSAGEM.

Unidades de Informação – Resumo

CAMADA UNIDADE

Aplicação Mensagem

Transporte Segmento

Rede Datagrama

Ligação Trama

Física Bit

O TCP/IP Suite

O que é?

Conjunto (suite) de protocolos que responde às questões de cada camada do modelo de referência DoD/Híbrido;

Apesar de bastante coerente e funcional, tem evoluído ao longo dos anos:

Modificação do funcionamento de protocolos (e.g. DNS);

Criação e adição de novos protocolos (e.g. HTTP, DHCP).

As camadas e o TCP/IP Suite

Exemplos de respostas dadas pelo TCP/IP Suite ao nível de cada camada:

Camada Protocolos

Aplicação POP3; SMTP; Telnet; DNS; HTTP; FTP

Transporte TCP; UDP

Rede IP; ARP; ICMP

Ligação Ethernet

Física Ethernet

TCP/IP Suite – Objectivos

Independência de HW – Poder ser usado de igual forma em qualquer computador;

Independência de SW – Poder ser utilizado por diferentes aplicações e com configurações diferentes;

Recuperação de erros – Ser capaz de recuperar de qualquer falha na comunicação, resultante de perda de dados ou falha em qualquer nó;

Baixo overhead – Adicionar o mínimo de informação extra aos dados a ser enviados;

Adição de novas redes – Permitir que novas redes independentes possam ser adicionadas à rede global sem que esta seja perturbada;

Dados encaminháveis – Permitir que dados possam ser enviados através de uma rede de computadores para qualquer destino possível.

TCP/IP Suite - Encapsulamento

Exemplo de encapsulamento de um pacote de transferência de um ficheiro utilizando o protocolo FTP:

Dados Aplicação

TCP Dados Transporte

IP Dados Rede

Ethernet Dados Ligação

Dados Física

TCP/IP Suite – Encapsulamento (2)