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Prof. MSc André Y. Kusumoto – [email protected]
Modelo OSI
Open Systems Interconnection
• No início da utilização das redes de computadores, as tecnologias utilizadas para a
comunicação de dados eram específicas de um determinado fabricante.
• Não havia interoperabilidade entre as redes
• Necessidade de se criar um padrão comum para interconexão.
• Para reduzir a complexidade de projeto e acabar com a incompatibilidade das diversas
empresas, a maioria das redes foi organizada como uma série de camadas ou níveis.
• Cada camada foi colocada em cima da outra com funcionalidades, nomes e conteúdos
específicos, implementada com o objetivo de oferecer serviços para as camadas
superiores.
• A International Standards Organization (ISO) criou um modelo de referência que
padroniza os nomes e especifica o que deve ser realizado por cada camada.
• A esse modelo foi dado o nome de Modelo de Referência para Interconexão de
Sistemas Abertos, ou simplesmente Modelo OSI.
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Modelo OSI
• O modelo OSI serve de base para qualquer tipo de rede e foi projetado para que um
sistema aberto possa se comunicar com qualquer outro sistema aberto usando regras
padronizadas que controlam o formato e o significado dos quadros, pacotes ou
mensagens trocados pelas camadas. Tais regras são chamadas de Protocolos.
• Entre cada nível existe uma Interface. A interface define quais primitivas, operações e
serviços o nível inferior oferece ao imediatamente superior.
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Modelo OSI
• Cada camada conversa com a respectiva camada da outra máquina, isto é, a camada n
da máquina A conversa com a camada n da máquina B.
• No total, o modelo OSI especifica sete camadas, onde cada camada trata de um aspecto
específico da comunicação.
• Quando uma mensagem é enviada para de uma máquina para outra, recebe de cada
camada um cabeçalho que adicionada ao início da mensagem. Quando a mensagem
chega à outra máquina, cada camada vai retirando e analisando o seu respectivo
cabeçalho.
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Modelo OSI
Podemos classificar as camadas do modelo OSI em três grupos: aplicação, transporte e
rede, conforme a figura.
• As camadas de aplicação são camadas de alto nível
colocam o dado recebido em um padrão que seja compreensível
pelo programa (aplicação) que fará uso desses dados.
• A camada de transporte é responsável por pegar os dados
recebidos pela rede e repassá-los para as camadas de aplicação
de uma forma compreensível, isto é, ele pega os pacotes de
dados e transforma-os em dados quase prontos para
serem usados pela aplicação.
• As camadas de rede se preocupam com a transmissão e
recepção dos dados através da rede e, portanto,
são camadas de baixo nível.
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Histórico
• Em meados de 1960, pesquisas realizadas pela DARPA (Defense
Advanced Research Projects Agency), que tinha como objetivo interligar
computadores completamente diferentes, distantes geograficamente uns
dos outros, deram origem ao protocolo TCP/IP.
• Culminaram na conexão de diversas redes pequenas que passou então, a
se chamar ARPANET, embrião do que hoje conhecemos com INTERNET.
• O segredo do TCP/IP é dividir a grande rede em pequenas redes
independentes, interligadas por roteadores. Significa que apesar de
comunicarem entre si, caso um segmento fique indisponível, a rede como
um todo não é afetada.
• Essa característica era essencial nas operações militares, visto que, caso
um ataque ocorre em determinado ponto, apenas aquele segmento seria
prejudicado, enquanto o restante da rede continuaria disponível.
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TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol
• Podemos afirmar que “Para que os computadores de uma rede possam
trocar informação entre si é necessário que todos estejam utilizando
mesmo protocolo de comunicação”.
• No protocolo de comunicação estão definidas todas as regras necessárias
para que o computador de destino, “entenda” as informações no formato
que foram enviadas pelo computador de origem.
• Anteriormente, alguns protocolos eram muito utilizados como NETBEUI
(Redes Windows) e IPX/SPX (Redes Novell Netware), porém, com o
surgimento e popularização da Internet, o TCP/IP tornou-se padrão de
fato.
• O TCP/IP não é na verdade um protocolo, mas sim um conjunto de
protocolos – uma pilha de procotolo.
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TCP/IP
• O modelo TCP/IP possui apenas 5 camadas se comparado com o Modelo
OSI.
• Sua implementação segue quase que totalmente o Modelo OSI, porém
algumas camadas são o resultado da fusão de outras e tem funções
equivalentes. 7 Aplicação
Aplicação 6 Apresentação
5 Sessão
4 Transporte Transporte
3 Rede Internet
2 Enlace de Dados Enlace de Dados
1 Física Física
Modelo de Referência OSI
TCP/IP
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TCP/IP
Camada de Aplicação • Esta camada faz a comunicação entre os aplicativos e os protocolos de transporte.
• Os protocolos mais conhecidos que operam na camada de aplicação são o HTTP (HyperText
Transfer Protocolo), o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), o FTP (File Transfer Protocol), o DNS
(Domain Name System) e o TELNET.
• A camada de aplicação comunica-se com a camada de transporte através de uma porta.
• As portas são numeradas e as aplicações padrão usam sempre a mesma porta. Por exemplo, o
protocolo HTTP utiliza sempre a porta 80 e o FTP a porta 20 (transmissão de dados) e 21
(transmissão de informações de controle).
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TCP/IP
Camada de Transporte • É responsável por pegar os dados passados pela camada de aplicação e transformá-los em
pacotes.
• O protocolo mais usado na camada de Transporte é o TCP (Transmission Control Protocol). Na
recepção dos dados, o protocolo TCP pega os pacotes passados pela camada Internet e os coloca
em ordem, confere se os dados estão íntegros e envia um sinal de confirmação (ACK –
Acknowledge) ao transmissor. Se nenhum sinal for recebido, o transmissor envia o pacote
novamente.
• O protocolo TCP é orientado a conexão.
• O protocolo UDP (User Datagram Protocol) também opera nesta camada, porém, não possui
mecanismos de confirmação de recebimento.
• O protocolo UDP não é orientado a conexão.
• Por isso dizemos que o TCP é confiável, enquanto o UDP é mais rápido. Quando o UDP é usado, a
aplicação fará o trabalho do TCP, confirmando o recebimento e reordenando os pacotes recebidos.
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TCP/IP
Camada de Internet (Inter-Redes) • Em redes TCP/IP cada computador é identificado por um endereço virtual único, chamado endereço
IP.
• A camada de inter-redes também adiciona um cabeçalho ao pacote de dados recebidos da camada
de Transporte, com dados de controle, como o endereço IP de origem e o endereço IP de destino.
• Numa rede local, para se comunicarem, os computadores precisam do endereço físico do
computador, chamado de MAC (Media Access Control) Address.
• Na Internet, o roteamento é feito usando o endereço IP, isto é, endereçamento virtual, o que torna a
utilização do endereço MAC desnecessária.
• O roteador faz a ponte entre os computadores em sua rede local e a Internet.
• Quando um computador envia um pacote de dados para a Internet, o roteador verifica se o
computador está na mesma rede ou em outra rede que ele conhece a rota. Se ele não conhecer a
rota, ele envia o pacote para o gateway padrão, que é outro roteador. Isso se repete até o pacote
chegar ao seu destino.
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O Modelo TCP/IP
Camada de Internet (Inter-Redes) • Há vários protocolos que operam na camada Internet, porém, o mais importante, claro, é o IP
(Internet Protocolo).
• O IP pega os pacotes de dados recebidos da camada de Transporte e os divide em datagramas.
• O datagrama é um tipo de pacote que não contém nenhum tipo de confirmação de recebimento
(acknowledge).
• Isso significa que o IP é um protocolo não confiável. Apesar disso, o TCP implementa esse recurso,
tornando a conexão confiável.
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O Modelo TCP/IP
Camada de Interface com a Rede • Também chamada camada de abstração de hardware, tem como função principal a interface do
modelo TCP/IP com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame
Relay, etc.).
• Esta camada não é normatizada pelo modelo, o que provê uma das grandes virtudes
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Referências
• GALLO, M. A.; HANCOCK, W. M. Comunicação entre computadores e
tecnologias de rede. Thomson, 2003.
• ALVES, L. Comunicação de dados. Makron Books, McGraw-Hill, 1992.
• SILVEIRA, J. L. Comunicação de dados e sistemas de
teleprocessamento. MAKRON, McGraw-Hill, 1991.
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