03 - Layer

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Modelo de Camadas
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• o porquê do modelo de camadas;
• lógica do modelo;
• protocolo, PDU’s e encapsulamento;
• modelo OSI;
Objetivos
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• Construção de um sistema complexo é algo 
difícil e demorado;
• estratégia de “dividir para conquistar”;
• separar o trabalho em atividades menores, 
seguindo analogia com outras áreas;
• conceito básico: cada passo consciente e 
dependente do passo anterior, sem a 
necessidade de conhecer detalhes de sua 
operação.
Modelo de Camadas
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• Vantagens
– simplificação : quebra em partes menores, mais 
simples;
– padronização : padroniza componentes e 
permite o desenvolvimento e suporte diverso;
– modularização : comunicação entre diferentes 
tipos de hardware e software;
– interoperabilidade : alterações em uma camada 
não afetam as demais, evolução mais rápida;
Modelo de Camadas (cont.)
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• Vantagens (cont.)
– evolução : atualizações e melhorias de 
componentes efetivas, sem necessidade de 
reescrever o protocolo;
– aprendizado : simplificação de conceitos e 
ensino facilitado.
Modelo de Camadas (cont.)
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• Analogia com viagem aérea:
Modelo de Camadas (cont.)
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• exemplo: FTP simplificado
• utilização de três módulos:
– aplicação de transferência de arquivos;
– módulo de serviço de comunicação;
– módulo de acesso de rede.
Modelo de Camadas (cont.)
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• modelo de camadas é uma abordagem 
lógica e uma solução à complexidade de 
protocolos de rede;
• o modelo segmenta o protocolo em 
camadas, cada uma responsável em 
resolver o problema de comunicação;
• cada camada tem seu próprio protocolo;
• cada camada implementa e presta um 
serviço à camada imediatamente superior;
• cada camada baseia-se nos serviços 
prestados pelas camadas inferiores.
Modelo de Camadas (cont.)
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• camadas são os diferentes componentes 
que precisam ser desenhados / 
implementados em uma rede de dados;
• cada camada responsável por um conjunto 
específico de funcionalidades;
• camada de cima baseia-se nos serviços da 
camada de baixo;
• serviço disponibilizado à camada superior 
via interface.
Modelo de Camadas (cont.)
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• camadas e protocolos:
Modelo de Camadas (cont.)
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• comunicação: lógica x física
Modelo de Camadas (cont.)
Lógica
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• comunicação: lógica x física
Modelo de Camadas (cont.)
Física
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• Arquitetura
– conjunto / definição das camadas;
– especificação das funções;
– detalhamento dos serviços;
– desenho das interfaces;
– A.K.A. pilha de protocolo(s);
– exemplos:
• OSI (ISO) – arquitetura de 7 camadas;
• TCP/IP – arquitetura de 5 camadas.
Protocolo de Rede
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• protocolos específicos de comunicação em 
cada camada;
• origem – informação de controle adicionada 
aos dados por camada (encapsulação );
• destino – informação removida por camada 
conforme o pacote sobe;
• processo reverso – desencapsulação ;
• PDU = Protocol Data Units (unidade de 
protocolo de dados).
Protocolo de Rede (cont.)
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• Encapsulamento:
LLC = Logic Link Control
Protocolo de Rede (cont.)
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• 1977 – ISO (International Standard 
Organization) estabelece comitê para 
desenvolver uma arquitetura de 
comunicação;
• resultado do trabalho: OSI (Open Systems 
Interconnection);
• 1984 – modelo OSI aprovado como padrão 
internacional;
• Open (aberto) – capacidade de 
interconectar quaisquer dois sistemas que 
sigam o padrão.
Modelo OSI
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• considerado o principal modelo de 
comunicação entre computadores;
• descrição detalhada de como informação / 
dados trafegam desde programas / 
aplicações (ex.: editor de texto), através de 
um meio (ex.: cabeamento) até a aplicação 
em outro equipamento;
• segmentação do tráfego em sete camadas 
menores e melhor gerenciáveis.
Modelo OSI (cont.)
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Modelo OSI (cont.)
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• as 4 camadas inferiores (física, enlace, 
rede e transporte – camadas 1, 2, 3 e 4) 
responsáveis pelo fluxo de dados fim a fim 
através da rede;
• as 3 camadas superiores (sessão, 
apresentação e aplicação – 5, 6 e 7) 
orientadas a serviços à aplicações.
Modelo OSI (cont.)
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• camada Física (1):
– provê a interface (física) para a transmissão da 
informação;
– definição das regras pelas quais Bits são 
enviados de um sistema para outro em um meio 
físico;
– engloba todos os aspectos mecânicos, elétricos, 
funcionais e procedurais da comunicação física;
– especificação define características como nível 
e alteração de voltagem, temporização, taxa de 
transmissão, distância máxima, conectores, etc.
Modelo OSI (cont.)
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• camada de Enlace (2):
– provê comunicação confiável através da 
interface da camada física;
– quebra os dados a serem enviados em frames 
(pacotes) e os remonta no destino;
– criação e detecção dos limites (fronteiras) dos 
pacotes;
– controle de erros de transmissão via 
confirmação de recebimento e retransmissão;
– suporte à comunicação Ponto-a-Ponto (PaP) e 
broadcast (multidifusão);
– suporte à transmissão simplex, half-duplex e 
full-duplex.
Modelo OSI (cont.)
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• camada de Enlace (2):
– nível dividido em dois subníveis
• controle lógico do enlace (LLC – Logical Link 
Control);
• controle de acesso ao meio (MAC – Medium
Access Control)
Subcamadas
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• LLC
– responsável pelo controle de fluxo e confiabilidade;
– três opções de transmissão:
• serviço não confiável;
• datagrama com confirmação e
• serviço orientado à conexão confiável.
– divide a mensagem em pacotes (quadros) contendo 
bytes de controle;
– enquanto transmite, trata os pacotes de 
reconhecimento (ACK) recebidos do receptor;
– pacotes com problemas são descartados pelo 
receptor e reenviados;
– também trata problemas com pacotes perdidos ou 
duplicados;
– responsável pelo controle de fluxo.
Subcamadas
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• MAC
– possui alguns protocolos importantes, por exemplo:
• IEEE 802.3 (Ethernet)
• IEEE 802.4 (Token Bus) e
• IEEE 802.5 (Token Ring).
– camada superior pode ou não utilizar LLC (depende da 
confiabilidade esperada);
– em Intranets utiliza-se TCP/IP sobre MAC diretamente;
– não existe confirmação da mensagem (ACK) e tão 
pouco controle de fluxo;
– pacotes com erro (detectado pelo CRC) são 
descartados;
– forma como funcionam redes TCP/IP utilizando 
ethernet ou token em nível 2;
– confirmações e verificações em níveis mais altos;
– relação custo / benefício: redução de overhead.
CRC (Cyclical Redundancy Check)
Subcamadas (cont.)
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• camada de Rede (3):
– implementa o roteamento de frames (pacotes) 
através da rede;
– definição do caminho ótimo que um pacote deve 
seguir (origem – destino);
– definição de endereçamento lógico, 
identificação de qualquer endpoint;
– gerencia a congestão de rede;
– gerencia a conexão entre redes heterogêneas 
(interconexão);
– definição da fragmentação de pacotes 
(menores) na harmonização de diferentes 
meios.
Modelo OSI (cont.)
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• camada de Transporte (4):
– provê mecanismo confiável para a troca de 
dados entre dois processos em diferentes 
equipamentos;
– garante a entrega sem erro dos PDU’s;
– garante a entrega sequencial dos PDU’s;
– garante que não haja perda ou duplicidade de 
PDU’s;
– provê serviços orientados à conexão e não 
orientados;
– gerencia as conexões;
– multiplexação de conexões em um único canal.
Modelo OSI (cont.)
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• camada de Sessão (5):
– provê mecanismos de controle da comunicação 
entre dois sistemas finais;
– define como iniciar, controlar e terminar uma 
sessão entre aplicações;
– solicita a conexão lógica em uma conexão fim-
a-fim;
– gerência da validação de senhas e logon;
– responsável por terminar a conexão;
– provê mecanismos de verificação (check
points), caso algum problema ocorra, dados 
podem ser retransmitidos a partir do último 
ponto válido.
Modelo OSI (cont.)
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• camada de Apresentação (6):
– define o formato de troca de dados entre duas 
entidades se comunicando;
– gerencia compactação e encriptação de dados.
Modelo OSI (cont.)29
• camada de Aplicação (7):
– Interage com aplicações, nível mais alto do 
modelo;
– contém funções gerenciais para suportar 
aplicações distribuídas;
Modelo OSI (cont.)
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• o porque do modelo OSI não vingar:
– quando foi lançado, o TCP/IP era amplamente 
utilizado nas universidades e existiam produtos 
disponíveis no mercado;
– falta de interesse em suportar um segundo 
stack;
– divisão em 7 camadas mais política que técnica, 
Sessão e Apresentação praticamente vazias;
– repetição de funcionalidades entre camadas 
(ex.: controle de erro);
– implementação complexa e lenta;
– visto como uma solução de burocratas x TCP/IP 
associado ao UNIX.
Modelo OSI (cont.)
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Modelo OSI (cont.)
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• quais as vantagens de utilizarmos uma pilha de 
protocolos?
• quantas são as camadas do modelo OSI?
• quais são os subniveis da camada de enlace?
• qual camada do modelo OSI é responsável pela 
encriptação de dados?
• as camadas do Modelo OSI devem ser 
independentes entre si?
Exercícios
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• Estratégia do modelo de camadas: “dividir 
para conquistar”;
• Vantagens:
– simplificação;
– padronização;
– modularização;
– interoperabilidade;
– evolução;
– aprendizado.
Pontos Chave
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• cada camada tem seu próprio protocolo, 
presta serviço à camada imediatamente 
superior e baseia-se nos serviços prestados 
pelas camadas inferiores;
• comunicação lógica distinta da física;
• encapsulação: informação de controle 
adicionada aos dados por camada;
• PDU = Protocol Data Units;
Pontos Chave
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• modelo OSI – 7 camadas:
– Física (1) – meio, sinalização e bits;
– Enlace (2) – endereçamento físico;
– Rede (3) – endereçamento lógico e caminho;
– Transporte (4) – conexão fim a fim;
– Sessão (5) – comunicação entre hosts;
– Apresentação (6) – dados e encriptação;
– Aplicação (7) – comunicação entre aplicações.
• subcamadas Enlace (2):
– LLC – Logical Link Control;
– MAC – Medium Access Control.
• OSI “não vingou”.
Pontos Chave
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