Modelos de referência de arquiteturas de redes: OSI e...
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Modelos de referência de arquiteturas de redes:
OSI e TCP/IPProfsº Luciano / Roberto
Modelo OSI / ISO
Nomenclaturas
OSI - Open Systems Interconnect
ISO – International Organization for Standardization
Conceitos Desenvolvido em 1983 pela ISO
Modelo abstrato de redes (De Jure)
Não existe rede implementada exatamente segundo este modelo
7 camadas
Redes não necessitam implementar todas as camadas
Cada camada efetua função bem definida
Camadas definidas para minimizar comunicação entre elas
Não detalha serviços
Usado para referência
Estrutura
Estrutura Camada presta serviços para camada superior
Camada usa serviços da camada inferior
Camadas de mesmo nível “comunicam-se”
Uma camada apenas toma conhecimento da camada inferior
Interação entre camadas feita por serviços
Divisão de tarefas
Facilita abstração
Camada FísicaTransmissão de sequências de bits sobre meio físico
Especifica
voltagens e correntes
tempos
conectores e pinagens
meio físico utilizado
aspectos eletrônicos e mecânicos
Domínio da engenharia eletrônica
Não trata de correção de erros na transmissão
Camada de EnlaceOrganiza sequências de bits em conjuntos de bits chamados frames
Reconhece início e fim de frames
Detecta perdas de frames e requisita retransmissão
Camada de RedeEncaminha informação da origem para o destino (roteamento)
Controla fluxo de transmissão entre sub-redes (controle de congestionamento)
Funções de contabilização
Estabelece esquema único de endereçamento independente da sub-rede utilizada
Permite conexão de sub-redes heterogêneas
Camada de TransporteDivide e reagrupa a informação binária em pacotes
Garante a sequência dos pacotes
Assegura a conexão confiável entre origem e destino da comunicação
Primeira camada que estabelece comunicação origem-destino
Camada de SessãoGerencia sessões de comunicação
Sessão é uma comunicação que necessita armazenar estados
Estados são armazenados para permitir reestabelecimento da comunicação em caso de queda da comunicação
Ex: Retomar transferências de arquivos
Camada de Aplicação Aplicações que oferecem os serviços ao usuário final
Unificação de sistemas de arquivos e diretórios
Correio eletrônico
Login remoto
Transferência de arquivos
Execução remota
TCP/IP
Internet Início em 1969
Baseado em um conjunto de protocolos onde os mais importantes são o TCP e o
IP
Financiado pela ARPA
Objetivos militares
Sem ponto central de coordenação
ARPANET - anos 70
NSFNET - anos 80
Difusão mundial hoje
Modelo de CamadasImplementação parcial do modelo OSI / ISO
Apenas 4 camadas
Ethernet - camadas 1 e 2
IP - camada 3
TCP - camada 4
FTP, Telnet, etc - camadas 5, 6 e 7
Modelo de Camadas
Modelo TCP/IP
Modelo TCP/IP
Modelo TCP/IP
Modelo TCP/IP
Modelo OSI x TCP/IP
Ethernet Implementa 2 primeiras camadas do conjunto de protocolos TCP/IP
Protocolo de acesso ao meio mais comum
Transmissão serial
Baseado em broadcasts
Padronizado (IEEE 802.3)
Placas de rede identificadas por código de 48 bits chamado MAC address
gravadas durante sua fabricação
Outros: PPP, X.25, etc
IP – Internet Protocol
Equivale a camada 3
Trabalha com apenas com datagramas
Sem controle de erros
Presta serviços de roteamento
IP
IP IP IP
FTP
TCP
IP
PPP
FTP
TCP
IP
ETHPPP ETH ETH x.25 x.25 ETH
Linha discada
Ethernet RENPAC Ethernet
UsuárioServiços de
comunicaçãoRoteador 1 Roteador 2
Servidor de Arquivos
Endereçamento IPUtiliza 4 bytes (octetos)Representação decimal: 200.145.31.1Classes:• A:0.X.X.X a 127.X.X.X, 128 redes de 16 milhões de computadores• B:128.X.X.X a 191.X.X.X, 16 mil redes de 65 mil computadores• C: 191.X.X.X a 223.X.X.X, 2 milhões de redes de 256 computadoresEndereçamento hierárquicoRotas decididas em função do número da rede
Rede HostA
B
C
Máscaras de RedeUtilizado para definir a rede a qual pertence o computador* Máscara típica: 255.255.255.0* 255 em binário é 11111111
A rede do computador é obtida a partir de um AND entre o endereço do computador e a máscara. _ Se a rede do computador destino for a mesma do computador origem o dado é enviado diretamente para o computador destino através da sub-rede (ethernet)._ Se a rede for diferente os pacotes são enviados para o roteador.
200.145.31.34 200.145.31.3255.255.255.0 255.255.255.0200.145.31.0 200.145.31.0 Mesma Rede!!
Roteamento Hierárquico Utiliza o endereço da rede para determinar a localização dos computadores O endereço da rede determina a localização do computador na rede Ex: Se um computador se mover do DEMAC para o CEAPLA ele deve ter seu
número IP alterado Eficiente (Novel não utiliza este tipo de numeração e roteamento hierárquico,
portanto é menos eficiente) Roteamento pode ser estático ou dinâmico Estático sempre utiliza as mesmas rotas para um determinado endereço Dinâmico avalia o estado das rotas possíveis para um determinado endereço e
escolhe a melhorEx: RIP, OSPF, etc
ARP – Address Resolution Protocol
Relaciona endereços IP e MAC
Evita que tenha-se que saber detalhes da camada física (subrede) e que se
tenha de alterar configuração no caso de mudanças na placa de rede
Para descobrir o MAC de um determinado IP faz-se o broadcast solicitando
identificação
Todos computadores ouvem e apenas aquele que tiver aquele IP retorna uma
resposta
A tabela MAC-IP fica armazenada no computador que solicitou a descoberta
Ex: arp mostra a tabela IP-MAC obtida pelo computador
DHCP – Dinamic Host Configuration Protocol Utilizado para configurar o TCP/IP no computador automaticamente, sem
intervenção do usuário
Pode configurar IP, DNS, Gateway, etc
Utiliza o MAC para obter um IP do servidor DHCP
Configuração com um tempo de validade (tempo de aluguel)
Configuração é dinâmica pois após o tempo de aluguel ela pode ser alterada
Na nossa rede não utilizamos a configuração dinâmica
Ex: winipcfg
TCP e UDP Trabalham sobre o IP
Utilizam os serviços de identificação e roteamento oferecidos pelo IP
Introduzem o conceito de portas para identificar o processo de comunicação no
computador origem e destino
Comunicação é feita entre processos de dois computadores e não simplesmente
entre dois computadores
Ex: SMTP - porta 25, Telnet - porta 23, etc
Serviços clássicos são definidos pelas well-known ports
Ex: /etc/services lista os serviços e portas
UDP – User Datagram Protocol
Simplesmente acrescenta as portas ao IP
Oferece serviços de entrega de datagramas (pacotes)
Não cuida do sequenciamento de pacotes
Estaria “entre” a camada 3 e 4, pois não implementa sequenciamento de pacotes
Não implementa checagem e correção de erros (não confiável)
Utilizado eficientemente em redes locais, que já possuem mecanismos de
checagem de erros em nível mais baixo
Ex: NFS (Network File System), SNMP
TCP – Transport Control Protocol
Oferece serviços de transmissão de streams
Fragmenta os streams em pacotes e os entrega a camada IP
Protocolo confiável com checagem de erros
Implementa camada 4
Implementa portas
Mais complexo e mais lento que UDP
Ex: FTP, Telnet, SMTP (mail)
Serviços Implementa as camadas
5, 6 e 7
São os aplicativos que
interagem com o usuário
Ex: FTP, Telnet, SMTP, NFS,
SNMP
Bibliografia Tannenbaum, Computer Networks, Prentice-Hall
Arnet et al, Desvendando TCP/IP, Ed. Campus
Comer e Stevens, Internetworking with TCP/IP, Prentice-Hall
Craig, TCP/IP Network Administration, O’Reilly
Cyclades, Guia Internet de Conectividade