Claudivan C. Lopes

claudivan@ifpb.edu.br

Motivação

Camadas do modelo OSI

Exemplos de protocolos

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Para que dois ou mais computadores possam se comunicar, é necessário que eles usem o mesmo protocolo

Relembrando:

◦ Um protocolo é um conjunto de regras que permite que os computadores se comuniquem entre si

◦ Em outras palavras, protocolo é uma “linguagem” usada para que os computadores “conversem” na rede

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Situação 1. uso do canal

◦ O computador A envia dados para o computador B

◦ Nenhuma outra transmissão será feita ao mesmo tempo, pois o cabo está sendo usado (half-duplex)

◦ Os computadores A e C intercalam o uso do canal

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Situação 2. problemas na transmissão de dados

◦ O computador A envia dados para o computador B

◦ Ocorre um erro na transmissão, fazendo o dado chegar corrompido ao computador B

◦ O computador B solicita retransmissão dos dados

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Situação 3. uso dos pacotes de dados

◦ Os computadores A e C enviam dados ao computador B

◦ Os dados enviados por cada computador são divididos em pacotes

◦ O computador B consegue sabe qual o transmissor do pacote “lendo” o endereço de origem escrito no pacote

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Essas situações ilustram o seguinte fato:

◦ Uma comunicação em rede somente é bem sucedida se os computadores usarem o mesmo protocolo!

Nos primórdios, as soluções eram proprietárias!

◦ Nas primeiras gerações de redes de computadores, as soluções eram suportadas somente por seu fabricante

A solução de rede de um fabricante A não “conversava” com a solução de um fabricante B

Assim, um mesmo fabricante era responsável por construir praticamente tudo numa rede

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O caminho apontado foi a padronização!

◦ A ISO (International Organization for Standardization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconnection) de modo a facilitar a interconexão de redes

◦ O modelo OSI define um conjunto ou uma “pilha” de protocolos que é usado como um guia para que os fabricantes possam criar protocolos de rede a partir dele!

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O modelo OSI é constituído de sete camadas:

◦ Em teoria, cada camada teria um único protocolo específico

◦ Na prática, tem-se um protocolo para mais de uma camada

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Comunicação entre as camadas OSI

◦ Na transmissão de um dado

Cada camada recebe os dados passadas pela camadaimediatamente superior, acrescenta seus próprios dados epassa para a camada imediatamente inferior

◦ Na recepção de um dado

Cada camada recebe os dados da camada imediatamenteinferior, recupera os dados pelos quais ela é responsável epassa para a camada imediatamente superior

◦ Esse processo é chamado de encapsulamento

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MEIO FÍSICO (CABEAMENTO DE REDE)

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA 1 2 3 4 5 6 7 Dados

2 3 4 5 6 7 Dados

3 4 5 6 7 Dados

5 6 7 Dados

4 5 6 7 Dados

6 7 Dados

7 Dados

1 2 3 4 5 6 7 Dados

2 3 4 5 6 7 Dados

3 4 5 6 7 Dados

5 6 7 Dados

4 5 6 7 Dados

6 7 Dados

7 DadosTx Rx7

6

5

4

3

2

1

Comunicação entre as camadas OSI (continuação)

◦ De maneira mais simples, pode-se dizer que uma determinada camada no transmissor comunica-se diretamente com a camada correspondente no receptor

◦ Em outras palavras, um protocolo no transmissor se comunica com o mesmo protocolo no receptor

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APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

Agrupamento das camadas OSI

◦ As camadas do modelo OSI podem ser agrupadas em três grupos:

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Aplicação (alto nível)

Transporte

Rede (baixo nível)

Agrupamento das camadas OSI (continuação)

◦ Protocolos do nível de rede (baixo nível) Responsáveis pela transmissão/recepção dos dados através da

rede

◦ Protocolo do nível de transporte Responsável por receber os dados dos protocolos do nível de

rede e transformá-los em dados quase prontos para serem usados pelos protocolos do nível de aplicação

◦ Protocolos do nível de aplicação (alto nível) Recebem os dados do protocolo de transporte e os colocam no

formato padrão dos programas que fazem uso desses dados

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Detalhamento das camadas OSI

◦ O processo de recepção é o inverso do que será descrito a seguir!

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 7 - Aplicação

Faz a interface entre a pilha de protocolos inferiores e o programa que solicitou ou receberá os dados através da rede

P. ex., protocolo HTTP (Web), protocolo SMTP (e-mail)

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 6 - Apresentação

Converte os dados recebidos pelo protocolo de aplicação em um formato a ser usado na transmissão desses dados

As conversões mais comuns são:

Mudança do padrão de caracteres (p. ex., de UTF para ASCII)

Compressão de dados

Criptografia

P. ex., protocolo SSL (criptografia)

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 5 - Sessão Permite que dois programas estabeleçam uma sessão de

comunicação em rede (p. ex., um cliente e um servidor)

1. Os programas definem como será a transmissão de dados

2. Cada dado sendo transmitido é marcado individualmente

3. No caso de falhas, os programas reiniciam a transmissão a partir da última marcação recebida no receptor

Na vida real, a maioria das pilhas de protocolos implementa as funções dessa camada juntamente com as funções da camada de aplicação

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 4 - Transporte Recebe os dados da camada de sessão e os divide em

pacotes a serem repassados para a camada de rede

Suas funções podem incluir: Entregar os dados aos protocolos do nível de aplicação

adequados (vários protocolos de aplicação podem operar simultaneamente, p. ex., HTTP e SMTP)

Ordenar os pacotes recebidos Verificar erros/enviar de confirmação (ack) Verificar perdas ou duplicação de pacotes

Exemplos de protocolos da camada 4: TCP, UDP, SPX

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 3 – Rede

Os pacotes de dados usam dois endereços: o lógico e o físico

Endereço lógico é uma identificação do computador e que independe da arquitetura de rede utilizada

Endereço físico é o endereço da placa de rede instalada no

computador

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 3 – Rede (continuação) P. ex., suponha a comunicação entre o computador A e

o computador B, situados em redes diferentes

Em todo o percurso do pacote, o endereço lógico do destino é imutável e o endereço físico é volátil

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Pacote•End. lógico do comp. B•End. fís. do roteador 1

Pacote•End. lógico do comp. B•End. fís. do roteador 2

Pacote•End. lógico do comp. B•End. físico do comp. B

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 3 – Rede (continuação) Responsável pelo endereço dos pacotes, de modo que os

pacotes possam chegar corretamente ao destino

Suas funções incluem:1. Controlar o endereço lógico dos pacotes2. Traduzir o endereço lógico em endereço físico3. Priorizar a entrega de pacotes (p. ex., prioridade em

pacotes de voz versus pacotes de dados)

Exemplos de protocolos da camada 3: IP, IPX

Periféricos de rede como roteadores operam nesta camada

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 2 – Link de dados ou Enlace

Recebe os pacotes da camada de rede e os transforma em quadros que serão transmitidos pela rede

Também verifica se o meio de transmissão está ou não disponível para ser usado

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Pacote Quadro

Dados de alto nível Dados de baixo nível

Usado nas camadas 3 e 4 Usado nas camadas 1 e 2

Um pacote pode ser dividido em vários quadros

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 2 – Link de dados ou Enlace (continuação)

Principais dados contidos num quadro:

Endereço da placa de rede do transmissor

Endereço da placa de rede do receptor

Os dados em si

O cálculo do checksum

Na maioria das arquiteturas de redes, esta camada é controlada por hardware, isto é, pela placa de rede do computador ou pelo periférico de rede (p. ex., switch)

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Detalhamento das camadas OSI (continuação)

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APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

LINK DE DADOS

FÍSICA

7

6

5

4

3

2

1

Detalhamento das camadas OSI (continuação)

◦ Camada 1 – Física Transforma os bits dos quadros de dados num sinal

compatível com o meio de transmissão por onde os dados serão enviados (p. ex., pulsos elétricos, ondas de rádio ou sinais luminosos)

Esta camada é implementada na placa de rede dos dispositivos conectados em rede

Periféricos de rede como hub também operam nesta camada

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Protocolos de baixo nível

◦ Ethernet → usado em redes locais com cabos

◦ IEEE 802.11 → usado em redes locais sem fio

◦ Token Ring e FDDI → usados em redes locais em anel

◦ NDIS (Microsoft e 3Com) e ODI (Novell e Apple) → permitem que uma placa de rede use mais de uma pilha de protocolos de alto nível ao mesmo tempo

◦ PPP → usado na conexão de rede através de um modem ligado a linha telefônica

◦ X.25, Frame Relay e ATM → usados em redes de longa distância

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Protocolos de alto nível

◦ IPX/SPX (Novell) → usada nas redes NetWare. Dominou o mercado a partir dos anos 80 até meados dos anos 90

◦ NetBEUI (Microsoft) → usado nas redes Windows

◦ Apple Talk (Apple) → usado nas redes Macintosh e iMac

◦ SNA (IBM) → criado na década de 70. É o protocolo para as redes de mainframes (ainda muito usado em bancos, governo e grandes empresas)

◦ TCP/IP → protocolo da Internet (mais usado atualmente)

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Gabriel Torres. Redes de Computadores – Versão Revisada e Atualizada. Editora Nova Terra, 2009

Wikipédia. Modelo OSI. http://pt.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI

Ensino Digital. Modelo OSI. http://www.ensinodigital.com/modelo-osi.html

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Claudivan C. Lopes

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