Modelo OSI de Interconexão

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O Modelo OSI de Interconexão de Sistemas Abertos
 
Este tutorial apresenta os conceitos básicos do Modelo de Referência para a Interconexão de Sistemas
Abertos (Open System Interconnection - OSI).
 
 
Edmundo A. Matarazzo
 
Edmundo Antonio Matarazzo exerce atualmente a função de Superintendente de Universalização da
Agência Nacional de Telecomunicações - ANATEL.
 
Atuando na Agência desde sua criação, exerceu a função de Gerente Geral de Normas e Padrões e de
Superintendente de Serviços Públicos, onde foi responsável pelos regulamentos e normas sobre Serviços,
Numeração / Endereçamento, Interconexão / Interoperabilidade Qualidade de Redes / Serviços.
 
Durante seus 30 anos de trabalho no setor, o Sr. Matarazzo exerceu diversas funções entre elas a de Gerente
do Departamento de Planejamento Técnico Operacional da TELEBRÁS e Gerente da Divisão de Evolução
de Redes.
 
No nível internacional exerce as funções de Vice-Presidente da Comissão de Estudos 2 da UIT-T,
Numeração e Qualidade de Serviço, Vice-Presidente do Comitê Consultivo Permanente I (CCP-I) de
Serviços Públicos da CITEL e Relator de Universalização no Regulatel. Atuou ainda em comissões do
Mercosul e como perito da UIT em vários países da região das Américas.
 
 
Loreno Menezes da Silveira
 
Loreno Menezes da Silveira exerce a função de Diretor de Tecnologia da KNBS.
 
Loreno foi gerente de Planejamento de Universalização da Agência Nacional de Teleco municações -
ANATEL, de 2002 a 2004, Gerente sênior de Tecnologia e Planejamento de Rede na Vésper S/A de 1999 a
2002 e anteriormente trabalhou no CPqD, tendo exercido as funções de pesquisador, coordenador de projeto
e Gerente de Engenharia de Sistemas desde 1978, tendo atuado no projeto TROPICO e na área de Redes
1
SDH e ATM.
 
Formado em Engenharia Eletrônica em 1975, pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica e com Pós
Graduação na área de Automação pela Unicamp (1983) foi também Professor Assistente de Otimização de
Sistemas na PUC - Campinas de 1980 a 1985.
 
No nível internacional exerce a função de Co-relator da Questão 7/1 do SG 1 do ITU-D tendo participado
ativamente do SGXI do ITU-T de 1984 a 1997.
 
Email: loreno@knbs.com.br
 
Categoria: Banda Larga
Nível: Introdutório Enfoque: Técnico
Duração: 20 minutos Publicado em: 14/06/2004
 
2
Modelo OSI: Introdução
 
A ISO - International Organization for Standardization elaborou um Modelo de Referência, com o propósito
de padronizar a comunicação entre sistemas de processamento heterogêneos, que vem sendo utilizado em
diversas aplicações, por vários organismos normativos. O Modelo, denominado Modelo de Referência para a
Interconexão de Sistemas Abertos (Open System Interconnection - OSI) condensa a experiência de diversos
fabricantes/administrações de redes de comunicação de dados.
 
O objetivo do Modelo OSI é permitir a comunicação entre sistemas de processamento heterogêneos (i.é de
fabricantes e concepções distintas) através do uso de um conjunto de padrões que permitam a estes sistemas
interfuncionar independentemente da natureza dos sistemas envolvidos. São considerados abertos aqueles
Sistemas que seguem estes padrões.
 
Este modelo, que contém de forma estruturada, técnicas de projeto e padrões para a interconexão de
computadores em redes públicas de transmissão de dados, encontrou e ainda vem encontrando aplicação
generalizada entre diversas interfaces da rede de telecomunicações, quer sejam redes locais, redes
metropolitanas ou interurbanas. O modelo é suficientemente flexível para acomodar diversos níveis de
compatibilidade entre os sistemas, incluindo estritamente um certo conjunto de princípios, uma arquitetura
funcional comum, um mesmo conjunto de serviços de transferência ou os mesmos protocolos.
 
O Modelo OSI baseia-se e constitui uma extensão dos trabalhos de estabelecimento de normas em diferentes
fóruns como a ITU-T ( www.itu.int ), ISO, International Electrotechnical Commission (IEC), Electronic
Industries Alliance ( EIA ), EuropeanComputer Manufacturers Association - ECMA (www.ecma-
international.org ), Internet Engineering Task Force (IETF) etc..
 
Além disto, o desenvolvimento de aplicações específicas deste modelo, tem fomentado diversos ramos
industriais importantes relacionados aos serviços de informática e telecomunicações. Apresenta-se a seguir
as principais normas como referência.
ITU-T
X.200
Information technology - Open Systems Interconnection - Basic Reference Model: The basic
model
X.207 Information technology - Open Systems Interconnection - Application layer structure
X.210
Information technology - Open systems interconnection - Basic Reference Model:
Conventions for the definition of OSI services
X.211 Information technology - Open systems interconnection - Physical service definition
X.212 Information technology - Open systems interconnection - Data Link service definition
X.213 Information technology – Open Systems Interconnection – Network service definition
X.214 Information technology - Open Systems Interconnection - Transport service definition
X.215 Information technology - Open Systems Interconnection - Session service definition
X.216 Information technology - Open Systems Interconnection - Presentation service definition
3
X.217
Information technology - Open Systems Interconnection - Service definition for the
Association Control Service Element
X.217bis
Information technology - Open Systems Interconnection - Service definition for the
Application Service Object Association Control Service Element
X.218 Reliable Transfer: Model and service definition
X.219 Remote Operations: Model, notation and service definition
X.220 Use of X.200-Series protocols in CCITT applications
X.222
Use of X.25 LAPB-compatible Data Link procedures to provide the OSI connection-mode
Data Link service
X.223 Use of X.25 to provide the OSI connection-mode Network service for ITU-T applications
X.224
Information technology - Open Systems Interconnection - Protocol for providing the
connection-mode transport service
X.225
Information technology - Open Systems Interconnection - Connection-oriented Session
protocol: Protocol specification
X.226
Information technology - Open Systems Interconnection - Connection-oriented Presentation
protocol: Protocol specification
X.227
Information technology - Open Systems Interconnection - Connection-oriented protocol for
the Association Control Service Element: Protocol specification
X.227bis
Information technology - Open Systems Interconnection - Connection-mode protocol for the
Application Service Object Association Control Service Element
X.228 Reliable Transfer: Protocol specification
X.229 Remote Operations: Protocol specification
X.233
Information technology - Protocol for providing the connectionless-mode network service:
Protocol specification
X.234
Information technology - Protocol for providing the OSI connectionless-mode transport
service
X.235
Information technology - Open Systems Interconnection - Connectionless Session protocol:
Protocol specification
X.236
Information technology - Open Systems Interconnection - Connectionless Presentation
protocol: Protocol specification
X.237
Information technology - Open Systems Interconnection - Connectionless protocol for the
Association Control Service Element: Protocol specification
X.237bis
Information technology - Open Systems Interconnection - Connectionless protocol for the
Application Service Object Association Control Service Element
X.880 Information technology - Remote Operations: Concepts, model and notation
4
X.881
Information technology - Remote Operations: OSI realizations - Remote Operations Service
Element (ROSE) service definition
X.882
Information technology - Remote Operations: OSI realizations - Remote Operations Service
Element (ROSE) protocol specification
ISO
 
35.100.01Open systems interconnection in general
35.100.05
Multilayer applications
Including International Standardized Profiles
35.100.10 Physical layer
35.100.20 Data link layer
35.100.30 Network layer
35.100.40 Transport layer
35.100.50 Session layer
35.100.60 Presentation layer
35.100.70 Application layer
 
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Modelo OSI: Conceitos em uma Arquitetura Estratificada
 
Um sistema real é um conjunto de um ou mais computadores, software associado, periféricos, terminais,
operadores, processos físicos e meios de transferência de informação, formando um conjunto autônomo,
capaz de realizar o processamento e transferência de informações.
 
O Modelo diz respeito apenas a interconexão de sistemas, isto é com a troca de informações entre sistemas
abertos (e não com o funcionamento interno de cada sistema aberto real). No entanto, a interconexão não se
resume na transmissão de informações entre sistemas, mas envolve sua capacidade de interfuncionar para
atingir uma dada tarefa (comum). O Modelo supõe a existência de Meios físicos de transmissão de dados
que interligam diferentes Processos de Aplicação.
 
Entende-se por Meios físicos de transmissão de dados ao conjunto de equipamentos, fios, cabos utilizados na
interligação de sistemas reais. Entende-se por Processo de Aplicação a qualquer forma de associação que
permita, a partir de um conjunto de dados obter um conjunto de resultados. São exemplos de Processos de
Aplicação:
A operação de um terminal bancário;
Um programa Fortran executado num centro de computação e acessando uma base de dados remota;
Um centro de controle industrial enviando comandos a um conjunto de robôs de montagem.
Neste modelo, as aplicações de cada sistema só interessam na medida que, para sua consecução, a
comunicação com outros sistemas é envolvida.
 
 
Figura 1: Aspectos relevantes na Arquitetura OSI
 
O Modelo de Referência distingue 3 níveis de abstração: arquitetura, serviços e protocolos. O Modelo pode
ser utilizado para proporcionar compatibilidade entre sistemas heterogêneos em qualquer destes níveis,
entretanto sistemas que compartilham a mesma arquitetura OSI, podem não compartilhar os mesmos
serviços e muito menos os mesmos protocolos e portanto, não se comunicar. A comunicação exige
compatibilidade nestes 3 níveis.
 
6
 
Figura 2 : Níveis de Abstração no Modelo de Referência
 
A maior dificuldade de compreensão das limitações do Modelo OSI talvez resida em dosar o grau de
abstração adequado para o alinhamento com o "stack" de protocolos objetivo. Embora este Modelo não
tenha se tornado preponderante e seus padrões sejam, às vezes, demasiado canônicos quando comparados a
padrões utilizados pela indústria, sua arquitetura, serviços e protocolos serviram de referência para o
desenvolvimento de diversos sistemas reais, atuando como autêntico catalisador de convergência. Sua
importância tem sido, portanto, muito maior enquanto ferramenta do que como padrão de comunicação de
redes.
 
A técnica básica de estruturação empregada no Modelo de Referência é a estratificação ou partição
funcional em camadas. Cada sistema aberto é considerado do ponto de vista lógico, um conjunto ordenado
de Subsistemas, representados por conveniência na seqüência vertical, conforme figura abaixo.
 
Subsistemas de mesma ordem (N), coletivamente formam a camada-(N). Um Subsistema-(N) consiste de
uma ou mais entidades-(N). Uma entidade-(N) é definida como um elemento ativo em um Subsistema-(N).
 
 
Figura 3: Subsistemas e Camadas no Modelo OSI
 
Diz-se também que Entidade-(N) é o conjunto de elementos ativos em um Subsistema-(N). As entidades de
uma mesma camada são denominadas pares.
 
Exceto pela última camada, cada camada -(N) fornece às entidades -(N+1) da Camada-(N+1), serviços -(N).
Os serviços fornecidos pela Camada (N) são caracterizados pela seleção de uma ou mais facilidades -(N), as
quais determinam os atributos de cada serviço.
 
Os serviços de uma camada-(N) são fornecidos à camada-(N+1) utilizando funções-(N) realizadas na
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camada-(N) e quando necessário os serviços disponíveis da camada-(N-1). Uma entidade-(N) pode fornecer
serviços a uma ou mais entidades -(N+1) e usar o serviço de uma ou mais entidades-(N-1).
 
Um Ponto de Acesso a Serviço-(N) é o ponto no qual um par de entidades em camadas adjacentes utilizam
ou fornecem serviços.
 
A cooperação entre entidades-(N) é regida por um ou mais Protocolos-(N) e ocorre sempre que a
entidade-(N) não pode por si só, fornecer o serviço solicitado por uma entidade-(N+1). Só existem
protocolos entre entidades pares.
 
 
Figura 4: Entidades, Funções e Protocolos
 
Sempre que os serviços fornecidos pela camada-(N) não permitem acesso direto entre todas as
entidades-(N+1) que necessitam se comunicar, uma entidade-(N+1) deve atuar como entidade
retransmissora entre as entidades-(N+1).
 
Figura 5: Entidades Retransmissoras
 
O fato que a comunicação é retransmitida por uma cadeia de entidades-(N+1) não é conhecido nem pela
camada-(N), nem pela camada-(N+1).
 
Cada Ponto de Acesso ao Serviço-(N) é identificado por um endereço-(N) . Conseqüentemente, um
endereço-(N) pode também identificar a entidade-(N+1) ligada ao Ponto de Acesso ao Serviço-(N), O uso de
um endereço-(N) para identificar uma entidade-(N+1) é o mecanismo mais eficiente quando se sabe que a
entidade-(N+1) permanecerá ligada ao Ponto de Acesso ao Serviço-(N). Caso contrário o Título Global
deverá assegurar a correta identificação.
 
Uma conexão-(N) é uma associação estabelecida pela camada-(N) entre duas ou mais entidades-(N+1) para
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a transferência de dados. A extremidade de conexão-(N) é qualquer terminação de uma conexão-(N) em um
ponto de acesso ao serviço-(N). Um identificador de extremidade de conexão-(N) identifica a extremidade
de uma conexão-(N) em um Ponto de Acesso ao Serviço-(N).
 
 
Figura 6: Pontos de Acessos a Serviço e Conexões
 
A informação entre entidades de uma mesma camada ou entidades em camadas adjacentes é transferida em
várias formas de unidades de dados (Data Unit) . A forma com que a unidade de dados é, em um sistema,
passada de uma camada a outra é denominada unidade de dados de serviço (Service Data Unit) - SDU. A
forma com que as unidades de dados são trocadas entre diferentes Subsistemas é denominada unidade de
dados de protocolo (Protocol Data Unit)- PDU. Desta forma no Modelo OSI cada prestação de serviço,
correspondente ao tratamento das unidades de dados, em cada camada, acrescenta a unidade de dados um
campo de controle de protocolo. No sentido inverso este campo é retirado em cada camada correspondente.
 
 
Figura 7: PDU e PCI
 
Em cada camada, diversas funções poderão ser realizadas:
Multiplexação: utiliza uma conexão-(N-1) para suportar diversas conexões-(N);
Demultiplexação: Função inversa a Multiplexação;
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Partição: utiliza uma ou mais conexão-(N-1) para suportar uma conexão-(N);
Recombinação: Função inversa a Partição;
Controle de Fluxo: controla o fluxo de dados entre camadas ou internamente a uma camada;
Segmentação: associa a uma unidade de dados de serviço a múltiplas unidades de dados de protocolo;
Remontagem: Função inversa a segmentação;
Blocagem: associa múltiplas unidades de dados de serviço a uma unidades de dados de protocolo;
Deblocagem: Função inversa a Blocagem;
Concatenação: associa múltiplas unidades de dados de protocolo a uma unidade de dados de serviço;
Separação: Função Inversa a Concatenação;
Roteamento: traduz o Título Global de uma entidade ou o endereço do Ponto de Acesso a Serviço.
A interface de serviço entre camadas e a descrição das SDU é feita por meio de primitivas. As primitivas são
comandos e respectivas respostas correspondentes aos elementos de serviço solicitados entre camadas. As
primitivas identificam a camada endereçada, e são designadas por um nome genérico e por um nome
específico. O nome genéricoespecifica a ação a ser realizada pela camada endereçada e o nome específico
define a direção do fluxo de primitivas.
 
Os nomes genéricos são estabelecidos em cada camada, já que as funções são características de cada
camada, embora existam ações comuns a diversas camadas, por exemplo conectar, transmitir dados, enviar
reconhecimento, etc.
 
Os nomes específicos são padronizados independentemente das camadas, ou seja são os mesmos para o
Modelo OSI como um todo.
 
Foram definidos quatro tipos de nomes específicos:
solicitação (Req, request): primitiva utilizada pela camada usuária em um dado ponto de acesso a
serviço, para evocar (solicitar) um elemento de serviço;
1.
indicação (ind,indication): primitiva utilizada pela camada provedora do serviço, no ponto de acesso
a serviço par, para informar que um elemento de serviço foi evocado;
2.
resposta (res,response): primitiva utilizada pela camada usuária para completar o elemento de
serviço cuja evocação foi previamente indicada naquele ponto de acesso a serviço;
3.
confirmação (con,confirmation): primitiva utilizada pela camada provedora do serviço, em um ponto
de acesso específico, para completar o elemento de serviço evocado previamente por uma solicitação
naquele ponto de acesso a serviço.
4.
Assim a primitiva N-CONNECT ind é uma indicação de conexão passada pela camada de rede ( N etwork) à
camada de transporte.
 
A Figura abaixo ilustra estes conceitos:
 
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Figura 8: Tipos de primitivas
 
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Modelo OSI: O Modelo de Referência de Sete Camadas
 
Na elaboração final do Modelo de Referência pesaram certos princípios, por exemplo, a existência de outros
modelos, padronizados e em uso pela indústria para a comunicação entre processadores. De uma forma
simplificada, os seguintes princípios foram considerados:
Cada camada deve executar uma função bem definida;
A função de cada camada deve ser escolhida tendo em vista a definição de protocolos padronizados
internacionalmente;
As fronteiras entre camadas devem ser escolhidas de forma consistente com a experiência passada
bem sucedida;
Uma camada deve ser criada se houver necessidade de um nível diferente de abstração no tratamento
de dados, por exemplo, morfologia, sintaxe, semântica;
Os limites da camada devem ser escolhidos para reduzir o fluxo de informações transportado entre as
interfaces;
O número de camadas deve ser suficientemente grande para que funções distintas não precisem ser
desnecessariamente colocadas na mesma camada e suficientemente pequeno para que a arquitetura
não se torne difícil de controlar.
A Figura abaixo apresenta a denominação de cada camada no Modelo OSI ilustrando sua função precípua.
Considera-se que exista um meio físico conectando os diferentes sistemas:
 
 
Figura 9: O Modelo OSI de 7 camadas
 
A figura de retransmissor, embora possa aparecer em qualquer camada, é característica das camadas Física e
de Rede.
 
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Figura 10: O Modelo OSI com retransmissores
 
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Modelo OSI: Transferência de Dados Associada e não Associada a Conexões
 
Outro conceito bastante útil é a capacidade da camada de Rede fornecer o serviço de transferência de dados
por meio de conexões ou não, resultando em dois serviços de rede distintos:
 
1) serviço modo conexão ou orientado a conexão: neste serviço, também denominado de serviço de
conexões virtuais, quando aplicado a redes de comunicação de dados, as entidades estabelecem uma
conexão e transferem unidades de dados sobre esta conexão. Ao final, quando já não existem unidades de
dados para transferência a conexão é liberada (desfeita). A conexão tem os seguintes atributos:
existência claramente definida (com duração mensurável): uma conexão tem uma fase de
estabelecimento, uma fase de transferência de dados e uma fase de liberação;
acordo de três partes: uma conexão envolve uma parte chamadora, uma parte chamada e um
dispositivo de conexão. A conexão só é estabelecida ou liberada após um acordo mútuo destes
componentes;
dependência implícita entre as unidades de dados: as unidades de dados transferidas sobre uma
conexão são relacionadas por meio de um contexto criado na conexão. Conseqüência disto é a
utilização de rótulos simplificados sem necessidade de endereços completos em cada unidade de dados
transferida.
A Figura abaixo ilustra a transferência de dados no serviço modo conexão.
 
Figura 11: Serviço de rede orientado a conexões
 
2) serviço não associado a conexão: neste serviço, também denominado de serviço de datagrama, quando
aplicado a redes de comunicação de dados, as entidades iniciam a transferência de dados mesmo sem
estabelecer uma conexão. As características deste serviço são as seguintes:
inexistência de um vínculo ou independência entre as unidades de dados: cada unidade de dados
transferida é independentemente das demais do ponto de vista do fornecedor do serviço. Esta
característica implica que não necessariamente as unidades de dados são entregues a um destino na
seqüência com que foram transmitidas;
acordo bilateral: existe um acordo existente a priori entre as entidades pares e que é desconhecido
pelo dispositivo de fornecimento do serviço, de modo que negociam apenas usuário do serviço e o
fornecedor seja na solicitação de transferência, seja na entrega das unidades de dados;
unidades de dados auto suficientes: desde que as unidades de dados não guardam qualquer relação
entre si, todas as informações necessárias ao fornecedor do serviço para a entrega da unidade em seu
destino devem constar do rótulo;
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A Figura abaixo ilustra a transferência de dados no serviço não associado a conexão:
 
Figura 12: Serviço de rede não associado conexão
 
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Modelo OSI: Camada 1: Física
 
A Camada Física define as características mecânicas, elétricas, funcionais e os procedimentos para ativar,
manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits.
 
As características mecânicas dizem respeito ao tamanho e forma de conectores, pinos, cabos, etc. que
compõem um circuito de transmissão. As características elétricas especificam os valores dos sinais elétricos
(nível de tensão e corrente) usados. As características funcionais definem o significado dado aos sinais
transmitidos na camada física (por exemplo, transmissão, recepção, terra, etc.).
 
Os procedimentos especificam as funções e protocolos necessários para a transmissão de bits. O bit é
considerado, na transmissão serial, como a unidade de dados básica da Camada Física.
 
Os protocolos da Camada Física devem ser independentes do meio de transmissão de modo que um dado
terminal possa ser utilizado em diversos meios, como pares metálicos, fibra óptica ou rádio, por exemplo.
 
A Figura abaixo ilustra a situação de retransmissores com diferentes meios físicos.
 
 
Figura 13: Meio Físico com retransmissores
 
Os padrões de Camada Física que provavelmente se tornaram mais populares são aqueles correspondentes
às interfaces RS232C e RS449 (EIA) e suas adaptações, para redes de telecomunicações, feita pelo ITU -T
(CCITT, na época), a saber as Recomendações V.24 e X.21.
 
Estas Recomendações são freqüentemente vistas como especificações da Camada Física, mas de fato
contém elementos das Camadas 1, 2 e 3. Nestas Recomendações, as descrições dos procedimentos das
diversas camadas parecem, por vezes, se misturar. Isto se deve ao fato que o Modelo OSI não havia sido
ainda desenvolvido suficientemente para permitir uma visão clara das fronteiras entre camadas.
 
A Recomendação V.24 foi publicada pela primeira vez em 1964 e especifica a operação de 39 circuitos que
podem ser usados por um terminal (designado genericamente como Data Terminal Equipment - DTE ) para
controlar um modem (designado genericamente Data Communication/ Terminating Citcuit Equipment -
DCE ) e para permitir que o modem envie ao terminal informações a respeito do seu estado. O aspecto
essencialda V.24 é que os sinais são transportados como tensões simples referidos a um terra presente no
pino 107. De acordo com o conceito atual de Camada Física apenas alguns circuitos seriam considerados.
 
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Figura 14: Circuitos V.24 (DTE)
 
A Recomendação X.21, cuja primeira versão data de 1972 (Livro Verde do CCITT, portanto) permanece um
modelo quanto a estrutura e forma de descrever protocolos.
 
A clareza de abordagem da recomendação X.21 e sua capacidade de ser utilizada em aplicações modernas,
onde o equipamento tem inerentemente um mínimo de inteligência, é que tanto os dados de usuário quanto a
informação de controle do equipamento são multiplexados em 2 pares de conectores. O par denominado
Circuito de Transmissão carrega sinais do terminal para o modem, enquanto o outro par, denominado
Circuito de Recepção carrega sinais do modem para o terminal. A transferência de dados num sentido como
no outro é habilitada por comandos sobre um circuito de controle.
 
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Modelo OSI: Camadas 2 a 7
 
Camada 2: Enlace de Dados
 
O objetivo básico da Camada de Enlace de Dados é assegurar a transferência confiável de dados entre
sistemas conectados diretamente por um meio físico.
 
O meio físico está freqüentemente sujeito a ruídos e às interferências mais diversas, necessitando, desta
forma que funções mais inteligentes venham a suprir suas limitações.
 
A Camada de Enlace de Dados envolve tipicamente as seguintes funções:
Ativação e desativação do Enlace de Dados;
Supervisão e Recuperação em caso de anormalidades;
Sincronização;
Segmentação e delimitação das unidades de dados;
Controle de erros e seqüenciamento das unidades de dados;
Controle de Fluxo.
A ativação e desativação de Enlaces de Dados constituem normalmente protocolos que estabelecem uma
conexão de enlace de dados para a transferência de dados sobre o enlace de dados. A condição de sucesso
deste protocolo é a seleção de uma conexão física confiável e com taxa de erros aceitável para todas as
conexões de rede que a utilizarão. Em determinados ambientes, isto pode implicar em estabelecer uma
conexão de enlace de dados a cada conexão de rede, em outros não. Esta é a flexibilidade e abertura do
Modelo OSI.
 
As funções de sincronização, delimitação das unidades de sinal, controle de erros e seqüenciamento já são
características da Camada de Enlace de Dados. Existe um padrão bastante conhecido para estas funções,
denominado High-level Data Link Control (HDLC) baseado no Synchronous Data Link Control (SDLC) .
O SDLC foi criado pela IBM para substituir o antigo Bisynchronous protocol (BSC) para conexões de dados
em áreas metropolitanas envolvendo equipamentos IBM. A rede SDLC é constituída de uma estação
primária que controla as comunicações e uma ou mais estações secundárias. Hoje, constitui também uma
variante do protocolo HDLC da ISO denominado Normal Response Mode (NRM).
 
A principal diferença entre o HDLC e o SDLC é que este suporta apenas o NRM, onde as estações
secundárias não se comunicam com a primária, a menos que esta o permita . Além deste, o HDLC também
suporta o Asynchronous response mode (ARM) onde as estações secundárias podem iniciar a comunicação
com a primária, sem sua permissão prévia e o Asynchronous balanced mode (ABM) onde cada estação pode
atuar como primária ou secundária.
 
Estes padrões deram origem também ao protocolo Link Access Procedure-Balanced (LAP B ou Camada 2
do padrão X.25) que é uma variante do HDLC no modo ABM (onde o endereço se resume a estação
remota) e ao IEEE 802.2, mais conhecido como Logical Link Control (LLC) e extremamente popular em
ambientes LAN.
 
A figura abaixo ilustra a unidade de dados ou quadro HDLC.
 
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Figura 15: Quadro HDLC
 
Camada 3: Rede
 
A camada de rede tem por objetivo fornecer um suporte de comunicação fim a fim para as camadas
superiores. Isto inclui a escolha do modo de transferência e da qualidade de serviço (por exemplo no se que
refere aos requisitos de retardo na transferência), o endereçamento da unidade de dados ao seu destino final
na rede ou na sub-rede (segmento de rede) externa, o interfuncionamento com elementos de rede externos
se necessário, a notificação de eventuais deficiências de segmentos externos, controle de fluxo fim a fim e
outras funções.
 
Camada 4: Transporte
 
A Camada de Transporte é a camada responsável pelo controle da transferência de dados, incluindo a
qualidade do serviço e a correção de erros fim a fim. O exemplo mais bem sucedido da Camada de
Transporte são os padrões associados a redes IP (Internet Protocol), TCP (Transmission Control Protocol) e
UDP (User Datagram Protocol). O protocolo TCP é orientado à conexão, permite a entrega sem erros de um
fluxo de dados e realiza controle de fluxo. O protocolo UDP , por outro lado é não orientado à conexão, sem
controle de fluxos e garantia de entrega. A Camada de Transporte deve considerar os requisitos da
aplicação, através dos parâmetros que descrevem as Classes de Serviço e as limitações da rede. São
parâmetros de definição da Classe de Serviço:
 
Vazão ou throughput (bit/s);
Atraso ou latência de propagação (ms);
Jitter ou Variação no atraso de propagação (ms) ;
Probabilidade de falha no estabelecimento da conexão;
Taxa de erro residual.
 
Camada 5: Sessão
 
A Camada de Sessão tem por objetivo o controle dos procedimentos de diálogo através da abertura e
fechamento de sessões.
 
A camada de Sessão inclui as seguintes funções, entre outras:
Transferência de dados em ambas direções, normal ou expressa;
Gerência de Token , permitindo às aplicações solicitar e transferir a primazia da comunicação ou de
exercício de determinadas funções;
Controle de Diálogo, permitindo às aplicações acordar a forma de diálogo, half duplex ou duplex;
Sincronização e gerência de atividades, permitindo estratificar o diálogo, colocando títulos, subtítulos
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e marcas de delimitação.
Camada 6: Apresentação
 
A Camada de Apresentação é responsável pela sintaxe de dados, da mesma forma que a camada de
Aplicação será pela semântica. Significa que a forma como os conteúdos serão manipulados pela Camada de
Aplicação é montada e desmontada pela Camada de Apresentação. Os aspectos de criptografia, se
necessários por questões de segurança da comunicação, são também de responsabilidade desta Camada.
 
Camada 7: Aplicação
 
A Camada de Aplicação é responsável pela semântica da comunicação.
 
A estrutura da Camada de Aplicação (Recomendação X.207) foi modelada diferenciando elementos comuns
a todas as aplicações, Common Application Service Elements(CASE) cuja objetivo é prover capacitações
genéricas necessárias a transferência de informações, independentemente de sua natureza, de elementos de
serviço de aplicação específicos ou Specific Applications Service Elements (SASE) cujo objetivo é fornecer
capacitações de transferência de informações destinadas a atender requisitos específicos de determinadas
aplicações. Entre as funções CASE estão o estabelecimento e liberação de associações entre processos de
aplicação e entre as funções SASE estão a transferência de arquivos ou tarefas, acesso a bases de dados,
etc...
 
Entre os protocolos bem sucedidos da camada de Aplicação estão o Application Common Service Element -
ACSE (ver Recomendações X.217, X.217 bis, X.227 e X.227 bis) que estabelece contextos onde os
protocolos de aplicação podem ocorrer (inclusive quando versões diferentes de protocolos de aplicação
co-existem), o Remote Operation Service Element - ROSE (ver Recomendações X.219 e X.229) que
permite a realização de operações remotas concebidas como a forma padrão de interação entre processos de
aplicação pares para realização de uma função, ou seja ações genéricas solicitadas para execução em um
processo de aplicação remoto.
 
Finalmente, cabe mencionar os aplicativos utilizados em redes baseadas nos protocolos TCP/IP como o FileTransfer Protocol (FTP), Telnet, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) e outros que se revelaram
autênticos best sellers dado sua popularidade e praticidade.
 
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Modelo OSI: Teste seu Entendimento
 
 
1. A diferença entre protocolos e serviços, no Modelo OSI é que:
Os serviços são prestados entre subsistemas exclusivamente por meio de protocolos;
O conhecimento dos serviços é condição necessária para a definição dos protocolos;
Os serviços são locais e os protocolos, entre sistemas distantes;
Os protocolos são procedimentos formais.
 
2. Um Endereço-(N. caracteriza:
Uma entidade-(N);
Uma única conexão-(N);
Um Subsistema-(N);
Um Ponto de Acesso a Serviço-(N).
 
3. Qual das primitivas abaixo caracteriza um pedido de desconexão originado pelo usuário?
P-RELEASE ind;
A-USER-ABORT req;
S-CONNECT com;
T-DISCONNECT res.
 
4. Uma Unidade de Dados de Protocolo (PDU. inclui sempre uma Informação de Controle de
Protocolo (PCI. para:
Completar o número de octetos mínimos para transmissão;
A interpretação dos dados contidos na SDU;
Permitir referência e tratamento da Unidade de Dados pelo sistema remoto;
Realizar as funções de gerência de camada;
 
5. A Função precípua da camada 3 é:
Endereçamento das unidades de dados;
Correção de erros fim a fim;
Estabelecimento de conexões de rede;
Tratamento da Sintaxe dos dados.
 
6. Os padrões de Camada Física mais conhecidos são:
Associado e não associado a conexão;
Half Duplex e Duplex;
V.24 e X.21;
Com retransmissor e sem retransmissor.
 
7. Os seguintes "stacks" de protocolos foram derivados do HDLC:
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SDLC, X.25, SS Nº7, Frame-relay;
X.25, SS Nº7, Frame relay, TCP/IP;
SDLC, X.25, LAP-D, ATM-AAL;
X.25, SS Nº7, Frame-relay, LLC.
 
8. No protocolo HDLC as unidades de sinal são delimitadas por Flag s e tem um comprimento
variável.
O campo de endereço permite designar até 256 endereços de rede ligados a mesma rede física;
O campo FCS permite verificar erros de até 256 bits;
O campo de Controle permite além da função de controle de retransmissão, "polling" de até 256
estações;
Os Flags permitem retransmissão de até 128 unidades de sinal.
 
9. O protocolo TCP é um exemplo de protocolo:
De Rede;
De Enlace de Dados;
De Sessão;
De Transporte.
 
10. O modelo OSI não se impôs em redes IP porque:
É impossível qualquer alinhamento entre as funções OSI e IP;
As aplicações de ambos diferem;
Quando o Modelo OSI amadureceu conceitualmente já havia cumprido sua missão, originando padrões
industriais práticos onde havia esta necessidade;
A rede física que suporta ambos não é a mesma.
 
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