UESA-Fundam-Protocolos-ISO-OSI-1-4_1

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Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
HistHistóóricorico
·· A histA históória da comunicaria da comunicaçção de dados ão de dados 
comecomeççou de forma tou de forma tíímida em meados dos mida em meados dos 
anos 60, atravanos 60, atravéés s da necessidade de da necessidade de 
alguns computadores posicionados de alguns computadores posicionados de 
forma remota necessitarem estabelecer forma remota necessitarem estabelecer 
comunicacomunicaçção com um computador ão com um computador 
centralcentral;;
••Nascia assim o conceito de Nascia assim o conceito de 
TeleprocessamentoTeleprocessamento;;
••AplicaAplicaçções centralizadas em um ões centralizadas em um 
computador a servicomputador a serviçço de diversos terminais o de diversos terminais 
remotos. remotos. 
••O mundo observou que esta tecnologia O mundo observou que esta tecnologia 
seria determinante nas dseria determinante nas déécadas seguintes, cadas seguintes, 
contribuindo para o avancontribuindo para o avançço de outras o de outras 
atividades humanas;atividades humanas;
HistHistóóricorico
Projeto ARPA Projeto ARPA 
((AdvancedAdvanced ResearchResearch Project Project AgencyAgency))
·· Criado por volta de Criado por volta de 19681968 e colocado em e colocado em 
funcionamento em funcionamento em 19721972, financiado pelo , financiado pelo 
Depto. de Defesa AmericanoDepto. de Defesa Americano, o projeto , o projeto 
ARPA foi desenvolvido com a finalidade de ARPA foi desenvolvido com a finalidade de 
atender as necessidades de criarem atender as necessidades de criarem 
redes de computadoresredes de computadores;;
·· ComeComeççava assim a era das ava assim a era das 
tecnologias de redes de tecnologias de redes de 
computadorescomputadores;;
·· Sua caracterSua caracteríística bstica báásica era a sica era a 
distribuidistribuiçção das aplicaão das aplicaçções entre ões entre 
diversas mdiversas mááquinasquinas interligadas de interligadas de 
acordo com uma topologia;acordo com uma topologia;
Projeto ARPAProjeto ARPA
·· Iniciou a Iniciou a tecnologia de comutatecnologia de comutaçção de ão de 
pacotespacotes. Foi projetado e implantado o n. Foi projetado e implantado o nóó
de comutade comutaçção de pacotes, ão de pacotes, com com 
mecanismos para controle de fluxo, mecanismos para controle de fluxo, 
confiabilidade e confiabilidade e roteamentoroteamento;;
Projeto ARPAProjeto ARPA
·· Foi o berFoi o berçço do conceito de Arquitetura de o do conceito de Arquitetura de 
Computadores;Computadores;
·· Projeto Projeto pioneiro na criapioneiro na criaçção de ão de 
protocolos de transporteprotocolos de transporte;;
·· Criados tambCriados tambéém os primeiros m os primeiros protocolos protocolos 
de aplicade aplicaççãoão ((FTP e TELNETFTP e TELNET););
Modelo OSI Modelo OSI 
(Open (Open SystemsSystems InterconectionInterconection))
·· A situaA situaçção na dão na déécada de 70 era de cada de 70 era de 
crescimento de vcrescimento de váários segmentos de rede, rios segmentos de rede, 
de vde váários fabricantes, com uma rios fabricantes, com uma 
heterogeneidade intensaheterogeneidade intensa;;
·· Existia a necessidade de se criar uma Existia a necessidade de se criar uma 
forma de padronizar todas estas forma de padronizar todas estas 
variedadesvariedades. A. A ISOISO ((InternationalInternational
OrganizationOrganization for for StandardizationStandardization) elaborou ) elaborou 
um modelo, um modelo, Modelo OSIModelo OSI com o com o objetivo objetivo 
de sintetizar o funcionamento de de sintetizar o funcionamento de 
computadores integrados por redes de computadores integrados por redes de 
computadorescomputadores;;
Modelo OSIModelo OSI
·· Foi no modelo OSI que inicialmente foi Foi no modelo OSI que inicialmente foi 
abordado o conceito de sistema abertoabordado o conceito de sistema aberto --
sistema capaz de suportar padrões de sistema capaz de suportar padrões de 
comunicacomunicaçção OSI de modo interconectar ão OSI de modo interconectar 
com outros sistemas abertos de diferentes com outros sistemas abertos de diferentes 
fornecedores;fornecedores;
·· O esforO esforçço de o de padronizapadronizaçção não foi ão não foi 
concluconcluíída com o Modelo OSIda com o Modelo OSI, iniciou, iniciou--se se 
uma intensa atividade no sentido de uma intensa atividade no sentido de 
projetar, especificar, implementar e testar projetar, especificar, implementar e testar 
os protocolos das vos protocolos das váárias camadas definidas rias camadas definidas 
pelo modelo, nascendo assim a pelo modelo, nascendo assim a 
Arquitetura OSI;Arquitetura OSI;
-- uma uma estrutura funcional dos elementos estrutura funcional dos elementos 
envolvidos na comunicaenvolvidos na comunicaçção entre ão entre 
sistemas abertossistemas abertos de comunicade comunicaçção de ão de 
dados, suportada por um dados, suportada por um conjunto de conjunto de 
protocolos padronizadosprotocolos padronizados, elaborados , elaborados 
de acordo com o de acordo com o Modelo OSIModelo OSI;;
ArquiteturaArquitetura OSIOSI Redes LocaisRedes Locais
·· Teve a sua grande evoluTeve a sua grande evoluçção na ão na ddéécada cada 
de 80de 80, com v, com váárias topologias e diversos rias topologias e diversos 
fabricantes. Isto causou uma grande fabricantes. Isto causou uma grande 
heterogeneidadeheterogeneidade de ambientes;de ambientes;
·· Por iniciativa da Por iniciativa da IEEEIEEE ((InstituteInstitute ofof
EletricalEletrical andand EletronicsEletronics EngineeringEngineering),), foi foi 
criado o projeto IEEE 802 que teve como criado o projeto IEEE 802 que teve como 
objetivo objetivo padronizar protocolos, padronizar protocolos, 
topologias, mtopologias, méétodos de acesso e meios todos de acesso e meios 
ffíísicos de propagasicos de propagaçção para as redes ão para as redes 
locaislocais;;
Redes LocaisRedes Locais
TCP/IPTCP/IP -- ((TransmissionTransmission ControlControl ProtocolProtocol //
Internet Internet ProtocolProtocol))
·· Com a coexistência entre redes de longa Com a coexistência entre redes de longa 
distância e locais, distância e locais, nasceu o conceito de nasceu o conceito de 
interconexão de redesinterconexão de redes. Com isso, os . Com isso, os 
usuusuáários passaram a ter rios passaram a ter informainformaçções ões 
tanto das redes locais quanto das de tanto das redes locais quanto das de 
longa distâncialonga distância;;
·· A ARPA possibilitou a estrutura da A ARPA possibilitou a estrutura da 
Internet, e a Internet, e a IAB (Internet IAB (Internet ActivitiesActivities
BoardBoard)) elaborou a Arquitetura TCP/IPelaborou a Arquitetura TCP/IP;;
·· As especificaAs especificaçções tões téécnicas do TCP/IP cnicas do TCP/IP 
estão documentadas em estão documentadas em RFCsRFCs
((RequestsRequests for for CommentsComments););
TCP/IPTCP/IP Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
·· A fim de reduzir a complexidade de A fim de reduzir a complexidade de 
projeto, a maioria das redes são projeto, a maioria das redes são 
organizadas em uma organizadas em uma sséérie de camadas ou rie de camadas ou 
nnííveis hierveis hieráárquicos,rquicos, no qual cada uma no qual cada uma 
construconstruíída sobre o seu predecessorda sobre o seu predecessor, isto , isto éé, , 
éé construconstruíída utilizando as funda utilizando as funçções e ões e 
serviserviçços oferecidos pelas os oferecidos pelas camadas camadas 
inferioresinferiores;;
·· O O nnúúmero, o nome, o contemero, o nome, o conteúúdo, e a do, e a 
funfunçção de cada uma das camadasão de cada uma das camadas
diferem de rede para rede. diferem de rede para rede. 
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
Em todas as redes, o propEm todas as redes, o propóósito de cada sito de cada 
camada camada éé oferecer certos servioferecer certos serviçços para os para 
as camadas mais altasas camadas mais altas, protegendo, protegendo--as as 
dos dos detalhesdetalhes de como são de como são 
implementadas;implementadas;
Arquitetura de ComputadoresArquiteturade Computadores
·· Arquitetura de rede pode ser definida Arquitetura de rede pode ser definida 
como um como um conjunto de nconjunto de nííveis, interfaces veis, interfaces 
e protocolose protocolos, onde cada n, onde cada níível vel oferece oferece 
um conjunto de servium conjunto de serviçços ao nos ao níível vel 
superiorsuperior, usando fun, usando funçções realizadas ões realizadas 
no prno próóprio nprio níível e servivel e serviçços disponos disponííveis veis 
nos nnos nííveis superiores;veis superiores;
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
·· Cada camada pode ser visualizada como Cada camada pode ser visualizada como 
um um programa ou processo, programa ou processo, 
implementado por Hardware ou implementado por Hardware ou 
SoftwareSoftware;;
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
·· Para permitir que uma Para permitir que uma CAMADA N em CAMADA N em 
uma muma mááquina, converse com a CAMADA quina, converse com a CAMADA 
N de outra mN de outra mááquinaquina, isto , isto éé, que as v, que as váárias rias 
espespéécies de comunicacies de comunicaçção ( de acordo ão ( de acordo 
com a camada) entre todos os processos com a camada) entre todos os processos 
posspossííveis numa rede, veis numa rede, éé essencial o essencial o 
estabelecimento de um conjunto de estabelecimento de um conjunto de 
regras governando as interaregras governando as interaçções, para ões, para 
assegurar que elas prossigam assegurar que elas prossigam 
satisfatoriamentesatisfatoriamente;;
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
·· Protocolo de comunicaProtocolo de comunicaççãoão consiste no consiste no 
conjunto de regras e formatosconjunto de regras e formatos (semântica (semântica 
e sintaxe), que tem como prope sintaxe), que tem como propóósito sito 
assegurar o completo e correto assegurar o completo e correto 
entendimento entre todos os dispositivos entendimento entre todos os dispositivos 
e sistemas envolvidos na comunicae sistemas envolvidos na comunicaççãoão. . 
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
ProtocolosProtocolos, possibilitam que dados ou , possibilitam que dados ou 
informainformaçções de nões de níível N sejam trocados vel N sejam trocados 
entre entidades de nentre entidades de níível Nvel N. Essas . Essas 
regras cobrem uma faixa de requisitos de regras cobrem uma faixa de requisitos de 
comunicacomunicaçção, ão, desde os sinais eldesde os sinais eléétricos tricos 
transmitidos e procedimentos de transmitidos e procedimentos de 
detecdetecçção e correão e correçção de erros, atão de erros, atéé a a 
aplicaaplicaççãoão em si.em si.
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
·· Arquitetura proprietArquitetura proprietááriaria -- consiste em consiste em 
arquiteturas de redes desenvolvidas por arquiteturas de redes desenvolvidas por 
um um úúnico fabricantenico fabricante;;
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
·· Em uma rede existem vEm uma rede existem váários nrios nííveis de veis de 
protocolosprotocolos, um para cada camada da , um para cada camada da 
rede (rede (protocolo da camada Nprotocolo da camada N), refletindo ), refletindo 
sua hierarquia bsua hierarquia báásicasica. 
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
Existem diferenExistem diferençças entre os protocolos em as entre os protocolos em 
cada ncada níível, as quais vel, as quais dependem das dependem das 
tarefas particulares que devem tarefas particulares que devem 
executarexecutar..
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
Existem certas caracterExistem certas caracteríísticas sticas 
fundamentais que são encontradas na fundamentais que são encontradas na 
maioria dos protocolos, maioria dos protocolos, como o controle como o controle 
do fluxo de dadosdo fluxo de dados..
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
Existem protocolos de Existem protocolos de baixo nbaixo níívelvel, , 
concernentes ao concernentes ao estabelecimento e estabelecimento e àà
manutenmanutençção de conexõesão de conexões, protocolos de , protocolos de 
alto nalto níívelvel, concernentes a , concernentes a transferência transferência 
de mensagensde mensagens, e protocolos de , e protocolos de nníível vel 
ainda maiorainda maior, concernentes , concernentes àà
transferência de programas, arquivostransferência de programas, arquivos, , 
etcetc
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
• Destaca-se a idéia de estruturar a rede como um 
conjunto de Camadas Hierárquicas.
• Cada camada é construída utilizando as funções e 
serviços oferecidos pelas camadas inferiores.
• As regras que regulam a comunicação de um nível ‘n’
qualquer, são chamadas de protocolos de nível ‘n’.
• Os dados quando são TX, não o são ‘diretamente’
(horizontalmente) ao outro processo de mesmo 
nível.
• Os dados ‘descem’ verticalmente, através de cada 
camada da estação transmissora, até chegar ao 
nível 1.
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
Nível n
Nível 2
Nível 1
.....
Nível n
Nível 2
Nível 1
.....
 Rede
Remetente Destinatário
Protocolo Nível 'n'
Protocolo Nível 1
Protocolo Nível 2
Protocolo Nível ...
Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores
• A ‘arquitetura de rede’ é formada por níveis, interfaces e 
protocolos.
• O projeto de protocolos em níveis é a maneira mais 
eficiente de se estruturar uma rede ==> é definido 
a interface entre cada nível.
• Inicialmente cada fabricante desenvolveu sua própria
arquitetura (‘proprietária’) ==> 
• Problema � Interconexão ???
• Definiu-se, então, uma arquitetura única: ‘aberta e 
pública’
• A ‘Internation Organization for Standardization’ (ISO) 
definiu o modelo denominado ‘Refence Model for Open 
Systems Interconnection’ (RM- OSI) ou simplesmente 
modelo OSI.
RMRM--OSI/ISO OSI/ISO 
(Open (Open SystemsSystems InterconectionInterconection/ISO)/ISO)
A A ISOISO define um sistema aberto como um define um sistema aberto como um 
sistema implementado a partir de sistema implementado a partir de 
padronizapadronizaççõesões e que este que estáá apto para ser apto para ser 
interconectado com qualquer outro interconectado com qualquer outro 
sistema implementado a partir das sistema implementado a partir das 
mesmas padronizamesmas padronizaççõesões..
RMRM--OSI/ISOOSI/ISO
Com este escopo, a interconexão de Com este escopo, a interconexão de 
sistemas abertos não estsistemas abertos não estáá limitada somente limitada somente 
a possibilidade de a possibilidade de transferência de transferência de 
informainformaçções, mas tambões, mas tambéém a cooperam a cooperaçção ão 
mmúútuatua de modo que seja possde modo que seja possíível executar vel executar 
um trabalho, comum a todos os sistemas, um trabalho, comum a todos os sistemas, 
de forma distribude forma distribuíída.da.
RMRM--OSI/ISOOSI/ISO
O objetivo do modelo RMO objetivo do modelo RM--OSI OSI éé fornecer fornecer 
uma base comumuma base comum para permitir o para permitir o 
desenvolvimento desenvolvimento coordenado de coordenado de 
padrõespadrões para interconexão de sistemas.para interconexão de sistemas.
RMRM--OSI/ISOOSI/ISO
••O RMO RM--OSI baseiaOSI baseia--se no conceito de se no conceito de 
camadas sobrepostascamadas sobrepostas, onde cada , onde cada camada camada 
executa um conjunto bem definido de executa um conjunto bem definido de 
funfunççõesões..
••As camadas integradas do modelo devem As camadas integradas do modelo devem 
possibilitar a troca de informapossibilitar a troca de informaçções entre ões entre 
processos de aplicaprocessos de aplicaçção, pertencentes a ão, pertencentes a 
Sistemas AbertosSistemas Abertos..
RMRM--OSI/ISOOSI/ISO Sistema
Aberto A
Sistema
Aberto B
Sistema
Aberto C
Meio físico de interconexão de Sistemas Abertos
processos
de aplicação
conexões
••O funcionamento em camadas do O funcionamento em camadas do 
ModeloOSI baseiaModelo OSI baseia--se se no princno princíípio de pio de 
usuusuáário e prestador de servirio e prestador de serviççosos..
••Cada serviCada serviççoo representa um representa um conjunto de conjunto de 
funfunççõesões..
RMRM--OSI/ISOOSI/ISO
••Cada camada Cada camada éé prestadora de serviprestadora de serviçços os 
àà camada imediatamente superiorcamada imediatamente superior, e , e éé
usuusuáária dos serviria dos serviççosos prestados pela prestados pela 
camada imediatamente inferior.camada imediatamente inferior.
••A camada mais alta presta serviA camada mais alta presta serviçços aos os aos 
processos de aplicaprocessos de aplicaççãoão e a camada mais e a camada mais 
baixa baixa não não éé usuusuáária de nenhuma camadaria de nenhuma camada..
RMRM--OSI/ISOOSI/ISO
Sist.
Aberto A
Sist.
Aberto B
Sist.
Aberto C
Meio Físico de Interconexão de Sist. Abertos
Camada
mais alta
Camada
mais baixa
Camada
(N+1)
Camada
N
Camada
(N-1)
Componentes da CamadaComponentes da Camada
•• Cada camada do modelo Cada camada do modelo éé constituconstituíída da 
por um conjunto de por um conjunto de subsistemassubsistemas;;
•• Cada subsistema reside Cada subsistema reside num sistema num sistema 
aberto diferenteaberto diferente, no qual , no qual éé responsresponsáável vel 
por um conjunto de funpor um conjunto de funçções especões especííficas;ficas;
•• Cada subsistema Cada subsistema éé constituconstituíído por um do por um 
conjunto de entidadesconjunto de entidades, , elementos elementos 
ativos das camadasativos das camadas, podem ser , podem ser 
softwaresoftware (processo) ou (processo) ou hardwarehardware (placa (placa 
de interface de rede), responsde interface de rede), responsááveis pela veis pela 
execuexecuçção de um conjunto de funão de um conjunto de funçções de ões de 
uma determinada camada;uma determinada camada;
Componentes da CamadaComponentes da Camada
•• Entidades da mesma camada em Entidades da mesma camada em 
diferentes sistemas abertos são diferentes sistemas abertos são 
chamadas chamadas de de entidades pares ou entidades pares ou 
parceirasparceiras;;
•• Logo, Logo, as entidades da camada N as entidades da camada N 
prestam serviprestam serviçços os ààs entidades da s entidades da 
camada N+1camada N+1,, utilizando na execuutilizando na execuçção das ão das 
suas funsuas funçções os serviões os serviçços oferecidos pela os oferecidos pela 
camada Ncamada N--11;;
Componentes da CamadaComponentes da Camada
•• Existem trocas de informaExistem trocas de informaçções entre:ões entre:
⇒⇒ entidades de camadas adjacentesentidades de camadas adjacentes de de 
um mesmo sistema aberto;um mesmo sistema aberto;
⇒⇒ entidades paresentidades pares de sistemas abertos de sistemas abertos 
distintos;distintos;
Componentes da CamadaComponentes da Camada
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte Transporte
Rede
Enlace
Físico
Inter-rede
Interface de Rede
Físico
Arquitetura OSI Arquitetura Internet TCP/IP
802.2 - LLC
802.3 802.4 802.5 802.6
IEEE 802.1 - Interconexão e Gerenciamento
de redes.
MAC MAC MACMAC
Arquitetura IEEE
Comparativo entre pilhas de Protocolos:
IEEE x OSI x TCP/IP